KR20190082292A - 연료 인젝터의 솔레노이드 밸브 제어 방법 - Google Patents

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파비안 욀슐래거
외츠귀어 튀르커
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로베르트 보쉬 게엠베하
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Abstract

본 발명은 가압된 연료를 내연기관 내로 분사하기 위한 연료 인젝터의 솔레노이드 밸브를 제어하기 위한 방법에 관한 것이며, 상기 솔레노이드 밸브는 솔레노이드 코일과; 연료 관류 개구를 개방하기 위한 솔레노이드 코일로의 전류 공급에 의해 상승할 수 있는 솔레노이드 전기자;를 구비하며, 솔레노이드 밸브는 제1 작동 모드(B1) 및 제2 작동 모드(B2)에서 작동될 수 있으며, 이들 작동 모드(B1, B2) 각각에서 솔레노이드 코일은 솔레노이드 전기자를 상승시키기 위해 제1 시간 구간(Δt1) 동안 인입 전류를 공급받고, 이어서 제2 시간 구간 동안에는 인입 전류보다 더 낮은 유지 전류를 공급받으며, 이때 솔레노이드 밸브는 먼저 제1 작동 모드(B1)에서 작동되고, 하나 이상의 기결정 기준(TS1, TS2)에 따라 제1 작동 모드(B1)로부터 제2 작동 모드(B2)로 전환되며, 제1 작동 모드(B1)에서 제1 시간 구간(Δt1)은 제2 작동 모드(B2)에서보다 더 길고, 그리고/또는 유지 전류는 제2 작동 모드(B2)에서보다 더 높다.

Description

연료 인젝터의 솔레노이드 밸브 제어 방법
본 발명은 연료 인젝터의 솔레노이드 밸브의 제어를 위한 방법뿐만 아니라, 상기 방법을 수행하기 위한 계산 유닛 및 컴퓨터 프로그램에 관한 것이다.
내연기관을 위한 분사 시스템은 탱크로부터 내연기관의 연소실 내로 연료를 이송한다. 이 경우, 연료 인젝터들에 의해 연료가 고압 어큐뮬레이터로부터 내연기관의 연소실로 공급된다.
이 경우, 상기 연료 인젝터들은, 솔레노이드 전기자를 상승시키는 동시에 연료 관류 개구를 개방하기 위해, 솔레노이드 코일에 전류가 공급되는 솔레노이드 밸브를 포함할 수 있다. 이 경우, 전기자 행정의 설정에는 솔레노이드 밸브의 많은 부품이 관여할 수 있다. 또한, 전기자 행정은 연료 온도 및 연료 압력의 영향을 받는다.
DE 10 2010 027 989 A1호에는, 분사 밸브들이 스위칭 시간의 단축을 위해 자신의 제어의 제1 단계(부스트 단계)에서 부스트 전압으로 스위칭됨으로써, 최댓값을 1회 도달하기 위해 솔레노이드 코일에서 특히 높은 제1 전류가 설정되는 연료 시스템들이 기술된다. 부스트 단계는 대부분 전기자 운동의 시작, 즉, 전기자의 초기 가속도를 특징짓는다. 부스트 전압은 예컨대 차량 배터리에서의 DC 컨버터에서 발생하고, 그에 따라 배터리 전압보다 훨씬 더 높을 수 있으며, 그럼으로써 코일 내에 그에 상응하게 상대적으로 더 높은 제1 전류가 흐르게 된다.
그 결과, 솔레노이드 밸브의 전기자는 상대적으로 더 강하게 가속화될 수 있다. 부스트 전압은 이른바 부스트 커패시터 내에 임시 저장된다. 제1 전류 상승에 바로 후속하는 제어의 단계(인입 단계, pull-in phase)에서, 잔여 전기자 운동을 실행하기 위해, 코일이 부스트 전압에 비해 상대적으로 더 낮은 배터리 전압으로 스위칭된다. 인입 단계는 대략 최대 전기자 행정에 도달할 때까지 전기자 운동을 제공한다. 일반적으로, 인입 단계에는 제3 단계(유지 단계, holding phase)가 이어진다. 이 경우, 코일은 제1 및 제2 단계에 비해 상대적으로 더 적은 추가 전류로 작동된다. 그러나 유지 단계에서의 제어를 위해 배터리 전압도 이용된다. 유지 단계는, 전기자가 대략 일정한 행정에서 유지되게 한다.
저온에서, 특히 저온의 연료에서, 너무 적은 분사량을 저지하기 위해, 개방 유지를 위해 필요한 것보다 더 높은 전류로 솔레노이드 전기자의 신속한 상승이 수행될 수 있다. 이 경우, 코일은 인입 단계 동안에도 배터리 전압에 비해 상대적으로 더 큰 부스트 전압으로 스위칭될 수 있다. 이러한 방법은 예컨대 DE 102 42 606 A1호 및 DE 10 2010 027 989 A1호로부터 공지되어 있다.
DE 10 2010 000 827 A1호는 예컨대 노즐 니들에 의해 제어되는 분사 노즐들과; 연료 인젝터의 고압 측 및 저압 측과 연통되고 제어 밸브 어셈블리에 의해 폐쇄 압력과 개방 압력 간에 전환될 수 있는 제어 챔버;를 포함하는 연료 인젝터를 기술하고 있다. 제어 챔버에는, 폐쇄 및 개방 시 특징적인 압력 변화량들을 검출하는 힘 센서 또는 압력 센서가 할당된다. 상기 센서를 니들 폐쇄 센서(NCS 센서; NCS: Needle Closing Sensor)로서도 지칭된다. 상기 센서로 실행되는 방법은 니들 폐쇄 제어(NCC)로서 지칭된다. 이 방법의 경우, 연료 인젝터의 분사 단계의 시작 및 종료 시 제어 챔버 압력이 상당히 변동하는 점이 이용된다.
본 발명에 따라, 독립 특허 청구항들의 특징들을 갖는, 연료 인젝터의 솔레노이드 밸브의 제어를 위한 방법, 그리고 상기 방법을 수행하기 위한 계산 유닛 및 컴퓨터 프로그램이 제안된다. 바람직한 구현예들은 종속 청구항들 및 하기 설명의 대상이다.
본 발명에 따른 방법은, 솔레노이드 코일과; 연료 관류 개구를 개방하기 위해 솔레노이드 코일로의 전류 공급에 의해 상승될 수 있는 솔레노이드 전기자;를 포함하는, 가압된 연료를 내연기관 내로 분사하기 위한 연료 인젝터의 솔레노이드 밸브를 제어하기 위해 이용된다. 이 경우, 솔레노이드 밸브는 연료 인젝터를 위한 서보 밸브 또는 제어 밸브로서 이용될 수 있다. 이 경우, 솔레노이드 밸브는 제1 작동 모드 및 제2 작동 모드에서 작동될 수 있으며, 이들 작동 모드 각각에서 솔레노이드 코일은 솔레노이드 전기자를 상승시키기 위해 제1 시간 구간 동안 인입 전류(pull-in current)를 공급받고, 이어서 제2 시간 구간 동안에는 인입 전류보다 더 낮은 유지 전류(holding current)를 공급받는다. 이 경우, 제1 시간 구간은 인입 전류 전에도 여전히, 도입부에 언급한 것처럼, 부스트 전류를 포함할 수 있다. 이제 솔레노이드 밸브는 먼저 제1 작동 모드에서 제어되며, 하나 이상의 기결정 기준에 따라 제1 작동 모드로부터 제2 작동 모드로 전환된다. 이 경우, 제1 작동 모드에서 제1 시간 구간은 제2 작동 모드에서보다 더 길고, 그리고/또는 유지 전류는 제2 작동 모드에서보다 더 높다.
이런 방식으로, 특히 예컨대 연료의 증가된 점성에 의해 솔레노이드 전기자의 상승이 느려지는 저온에서도 최대한 큰 전기자 행정 및 그에 상응하게 최대한 많은 연료 유량 또는 시트 스로틀 한계(seat throttle limit)의 극복이 달성될 수 있다. 이런 점에서 바람직하게는, 내연기관의 시동 시 내연기관에 대해 특징적인 또 다른 온도, 예컨대 냉각수 온도가 기설정 온도 임계값 미만이라면, 솔레노이드 밸브는 먼저 제1 작동 모드에서 제어된다. 또는, 솔레노이드 전기자가 기결정 값만큼 상승되는 시간 구간이 기설정 행정 임계값을 초과한다면, 다시 말해, 솔레노이드 밸브가 너무 느리게 개방된다면, 솔레노이드 밸브가 먼저 제1 작동 모드에서 제어되는 것도 바람직하다. 그 이유는 예컨대 마모 또는 증가한 마찰일 수 있다.
특히 정규 또는 정상 작동을 위한 작동 모드일 수 있는 제2 작동 모드에 비해 상대적으로 더 길고 인입 전류가 이용되는 제1 시간 구간을 통해, 이제 솔레노이드 전기자의 행정 속도가 상대적으로 더 느린 경우에도 솔레노이드 전기자가 충분히 많이 상승할 수 있으며, 그럼으로써 후속하는 유지 전류에 의해 솔레노이드 밸브가 개방 상태로 유지될 수 있게 된다. 그에 반해, 제1 시간 구간이 너무 짧으면, 솔레노이드 전기자는, 유지 전류를 통해 야기되는 (인입 전류에서보다 분명히 더 작을 수 있는) 자력에 의해 개방 상태로 유지되도록 하기 위해, 충분히 상승하지도 않고 그에 따라 솔레노이드 코일에 충분히 가까이 도달하지 못할 수도 있다. 그 결과, 연료 유량이 의도치 않게 감소할 수도 있고, 또는 예컨대 스위칭 밸브의 경우에는 시트 스로틀 한계에 도달하지 않을 수 있으며, 이는 매우 적은 유량을 초래할 수 있다. 그러나, 상대적으로 더 긴 제1 시간 구간에 의한 것과 마찬가지로, 상대적으로 더 높은 유지 전류에 의해 솔레노이드 전기자가 상대적으로 더 많이 상승할 수 있는데, 그 이유는 그럼으로써, 솔레노이드 전기자를 유지시키지 않고 계속해서 (경우에 따라서는 극미하게만) 상승시키기 위해, 상대적으로 더 높은 자력이 생성될 수 있기 때문이다.
이 경우, 제1 작동 모드에서 예컨대 14 내지 18A 범위의 인입 전류는 예컨대 배터리 전압 또는 차량 전기 시스템 전압을 통해 생성될 수 있다. 예컨대 6 내지 8A 범위인 (또는 제2 작동 모드에 비해 증가하였다면 예컨대 10 내지 12A의 범위인) 후속 유지 전류는 마찬가지로 배터리 전압 또는 차량 전기 시스템 전압을 통해 생성될 수 있다. 상기 전류값들, 특히 예컨대 약 18A의 최대 전류를 준수하면, 인입 전류를 공급하는 제어 장치에서의 손상은 예상되지 않는다. 제1 작동 모드에서 제1 시간 구간으로서, (적어도 시작 시) 예컨대 450 내지 900㎲ 사이의 값들, 특히 600 내지 800㎲ 사이의 값들이 고려된다 한편, 제2 작동 모드에서 표준 시간 구간(typical time duration)은 예컨대 450㎲이다.
바람직하게는, 하나 이상의 기결정 기준은, 제1 작동 모드의 시작 이후 솔레노이드 밸브의 적어도 하나의 기결정 작동 기간의 도달 또는 초과, 및/또는 내연기관의 특징적인 하나 이상의 온도의 적어도 하나의 기결정 값의 도달 또는 초과를 포함한다. 그에 따라, 제2 작동 모드보다 솔레노이드 밸브의 상대적으로 더 높은 부하를 요구하는 제1 작동 모드가 불필요하게 오래 이용되지 않을 수 있다. 예컨대, 소정의 작동 기간 후에 내연기관이 충분히 웜업됨으로써, 저온의 솔레노이드 밸브에서 전술한 단점들이 더 이상 발생하지 않는다고 가정할 수 있다. 마찬가지로, 전환을 개시하기 위해 직접적으로 온도들이 이용될 수도 있다. 이 경우, 특히 하나 이상의 특성 온도는 연료 귀환부의 온도, 및/또는 연료 탱크의 온도, 및/또는 내연기관의 냉각수의 온도, 또는 상기 온도들 중 2개 이상의 조합을 포함할 수 있다. 상기 온도들 중 하나 또는 복수의 온도와 작동 기간의 조합도 가능하다.
그 대안으로, 또는 그에 추가로, 바람직하게는 하나 이상의 기결정 기준은 각각 제2 시간 구간 동안 솔레노이드 전기자의 행정의 적어도 하나의 기결정 값의 도달 또는 초과, 및/또는 연료 인젝터의 노즐 니들의 폐쇄를 검출하기 위한 센서(이는 도입부에 언급한 NCS 센서일 수 있음)의 전압 레벨의 적어도 하나의 기결정 값의 도달 또는 미달을 포함한다. 이미 언급한 것처럼, 내연기관의 온도 및 그에 따른 연료의 온도는 솔레노이드 전기자의 행정 속도에 영향을 미친다. 상기 행정 속도 및 제1 시간 구간에 따라, 일반적으로 더 이상 솔레노이드 전기자의 추가 상승이 실시되지 않을뿐더러, 도달된 행정이 유지될 뿐인 제2 시간 구간 동안의 솔레노이드 전기자의 행정은 연료의 온도에 대한 척도이다. 따라서, 상기 행정은 다시 말해 제2 작동 모드로의 전환에 대한 기준으로서 이용될 수 있다. 이와 마찬가지로, 예컨대 도입부에 언급한 NCS 센서에 의해 매우 간단하게 행정에 대한 척도가 결정될 수 있다.
이 경우, 바람직하게는, 행정의 적어도 하나의 기결정 값의 도달 또는 초과는 행정의 시간 곡선에 따라서, 그리고/또는 센서의 전압 레벨의 적어도 기결정 값의 도달 또는 미달은 센서의 전압 레벨에 따라서, 각각 복수의 제2 시간 구간에 걸쳐서 결정된다. 이를 위해, 예컨대 제2 시간 구간 동안(다시 말해 유지 전류의 이용 동안) 정의된 측정 범위에서, 각각 행정 또는 전압 레벨이 결정될 수 있다. 이제 행정이 솔레노이드 밸브의 제2 시간 구간들 및 그에 따른 제어 과정들에 걸쳐 증가하거나, 전압 레벨이 감소하면, 이는 온도가 상승되었다는 것을 의미한다. 그에 상응하게, (기결정 값의 도달 또는 초과 시) 제2 작동 모드로 전환될 수 있다.
마찬가지로 바람직하게는, 행정의 적어도 하나의 기결정 값의 도달 또는 초과, 및/또는 센서의 전압 레벨의 적어도 기결정 값의 도달 또는 미달은 각각, 감소된 유지 전류 및/또는 감소된 제1 시간 구간, 즉, 인입 전류 기간을 이용한 제1 작동 모드 동안 시험 측정치들에 따라 결정된다. 이를 위해, 정해진 이격 간격들에서, 즉, 제1 작동 모드를 이용한 소정 갯수의 통상적인 제어 과정 이후에, 각각 여타의 경우 제1 작동 모드에 대해 통상적인 유지 전류 및/또는 여타의 경우 통상적인 인입 전류 기간 또는 제1 시간 구간을 갖는 제어 과정에 비해 감소된 유지 전류 및/또는 감소된 제1 시간 구간을 갖는 제어 과정이 수행될 수 있다. 이제, 솔레노이드 전기자의 행정이 기결정 값에 도달하거나 그 기결정 값을 초과할 경우, 또는 전압 레벨이 기결정 값에 도달하거나 미달하는 경우, 온도가 상승한 것으로 가정할 수 있다. 이 경우, 특히 바람직하게는, 감소한 유지 전류 및/또는 감소한 제1 시간 구간으로서 제2 작동 모드에서의 유지 전류 및/또는 시간 구간이 이용된다. 이 경우, 가급적 즉시 제2 작동 모드로 전환될 수 있다.
바람직한 방식으로, 제1 작동 모드로부터 제2 작동 모드로의 전환은 하나 이상의 기준에 따른 제1 시간 구간 및/또는 유지 전류의 단계적 감소를 통해 수행된다. 그에 따라, 즉각적인 전환에 추가로, 두 작동 모드 간의 단계적 전환도 가능하다. 예컨대 하나 이상의 기준의 상이한 값들 및/또는 상이한 기준들은 상기 단계적 전환을 위해 각각의 단계에 상응하게 선택될 수 있다. 상기 단계적 전환을 통해 전체적으로 인입 전류를 위한 긴 제1 시간 구간을 갖는 솔레노이드 밸브의 상대적으로 더 짧은 작동 기간이 달성될 수 있다. 이를 위해, 제1 시간 구간은 예컨대 50, 100 또는 150㎲의 단계로 감소할 수 있다. 이 단계들은 예컨대 가변적일 수 있다.
본 발명에 따른 계산 유닛, 예컨대 자동차의 제어 장치는 특히 프로그램 기술적으로 본 발명에 따른 방법을 수행하도록 구성된다.
상기 방법을 컴퓨터 프로그램의 형태로 구현하는 것도 바람직한데, 그 이유는 특히 실행 측 제어 장치가 또 다른 작업들을 위해서도 이용됨에 따라 어차피 존재하는 경우에는, 상기 방식이 특히 적은 비용을 야기하기 때문이다. 컴퓨터 프로그램을 제공하기에 적합한 저장 매체는 특히, 예컨대 하드 디스크, 플래시 메모리, EEPROM, DVD 등과 같은 자기식, 광학식 및 전자식 메모리들이다. 컴퓨터 네트워크(인터넷, 인트라넷 등)를 통해 프로그램을 다운로드하는 것도 가능하다.
본 발명의 또 다른 장점들 및 구현예들은 하기의 설명 및 첨부 도면을 참조한다.
본 발명은 일 실시예에 따라 도면에 개략적으로 도시되고 하기에서 도면을 참조하여 기술된다.
도 1은 본 발명에 따른 방법이 수행될 수 있는 솔레노이드 밸브의 개략도이다.
도 2는 상이한 온도들에서 솔레노이드 밸브의 솔레노이드 코일 내의 전형적인 전류 특성곡선 및 관련된 전기자 행정 특성곡선의 그래프이다.
도 3은 본 발명에 따르지 않는 방법과, 한 바람직한 실시예에서의 본 발명에 따른 방법 간의 비교에서 솔레노이드 밸브의 솔레노이드 코일 내 전류, 관련 분사율, NCS 신호 특성곡선들 및 전기자 행정의 특성곡선들의 그래프이다.
도 4는 한 바람직한 실시예에서의 본 발명에 따른 방법의 적용 시, 온도에 따른 인입 전류의 상이한 제1 시간 구간들을 나타낸 그래프이다.
도 1에는, 본 발명에 따른 방법이 수행될 수 있는 솔레노이드 밸브(100)가 개략적으로 도시되어 있다. 솔레노이드 밸브(100)는, 예컨대 환형으로 형성될 수 있는 솔레노이드 코일(111)을 구비한 전자석(110)을 포함한다. 예컨대 실행측 계산 유닛(180), 예컨대 제어 장치를 통한 전압(U)의 인가 시, 솔레노이드 코일(111) 내에 전류(I)가 흐른다.
또한, 솔레노이드 밸브(100)의 관류 개구(150)를 폐쇄하거나 개방하는 데 이용되는 솔레노이드 전기자(120)가 제공된다. 이 경우, 솔레노이드 전기자(120)는, 관류 개구(150)를 폐쇄하는 구성요소(122)를 포함한다. 상기 구성요소(122)는 예컨대 관류 개구(150)의 방향으로 갈수록 부분적으로 원추형으로 좁아지는 단부를 가진 볼트의 형태로 형성된다.
또한, 솔레노이드 전기자(120)는, 솔레노이드 전기자(120)의 상부 단부, 다시 말하면 솔레노이드 코일(111)의 방향으로 향하는 단부 상에 제공되는 전기자 블레이드(121)(armature blade)를 포함한다. 이 경우, 전기자 블레이드(121)는 구성요소(122)와 통합 형성될 수 있거나, 구성요소(122)와 기계적으로 연결될 수 있다.
또한, 솔레노이드 전기자(120)에 작용하여, 솔레노이드 코일(111)로의 전류 공급 없이 그리고 그에 따라 자력 없이 전기자(120)를 관류 개구(150) 내로 또는 관류 개구쪽으로 가압하여 관류 개구를 폐쇄하는 스프링(130)이 제공된다. 솔레노이드 전기자로부터 먼쪽을 향하는, 스프링(130)의 측은 솔레노이드 밸브(100)의 적합한 (여기에는 미도시된) 구성요소에 정지되어 있을 수 있다.
솔레노이드 코일(111)로의 전류 공급 시 자력이 형성되고, 솔레노이드 전기자(120)는 스프링(130)의 스프링 힘에 대항해서 상승하여 솔레노이드 코일(111) 또는 전자석(110)의 방향으로 당겨진다. 이때, 관류 개구(150)는 개방된다. 솔레노이드 코일로의 상응하는 전류 공급 시, 솔레노이드 전기자(120)는 전자석(110)에 배치된 조정 링(115)(adjusting ring)에서 정지할 때까지 상승할 수 있다. 이 경우, 솔레노이드 전기자(120)는 전기자 블레이드(121)의 반경 방향 바깥쪽 단부로 정지된다.
도 2에는, 상이한 온도들에서 솔레노이드 밸브의 솔레노이드 코일 내 전류의 표준 특성곡선 및 관련된 전기자 행정의 특성곡선들이 개략적으로 도시되어 있다. 이를 위해, 시간(t)에 걸쳐 전류(I) 및 전기자 행정(h)이 표시되어 있다.
도면에는 상세히 표시되지 않은 선택적인 짧은 부스트 전류 이후, 제1 시간 구간(Δt1) 동안 인입 전류(IA)가 솔레노이드 코일 내에 흐를 수 있다. 이어서, 전류는 유지 전류(IH)로 감소할 수 있으며, 이 유지 전류는 그런 다음 제2 시간 구간(Δt2) 동안 흐른다. 여기에 도시된 전류 특성곡선은, 예컨대 내연기관이 작동 온도에 있을 때 솔레노이드 밸브의 정규 제어에서 일반적인 것이다.
한편, 도시된 전류 특성곡선에서는, 전자석 밸브를 통과하여 흐르는 연료의 점성이 증가함에 따라 화살표 방향으로 전기자 행정의 3개의 특성곡선이 개략적으로만 도시되어 있다. 점성이 낮을 때에는 완전한 전기자 행정이 짧은 시간 내에 도달되는 반면, 점성이 약간 더 높은 경우에는 완전한 전기자 행정에 도달되기는 하지만, 상대적으로 더 긴 시간 이후에야 도달된다. 점성이 더 증가할수록 전기자 행정 속도는 훨씬 더 감소하고, 솔레노이드 전기자는 더 이상 완전한 전기자 행정에, 즉, 예컨대 도 1에 도시된 정지부에 한 번도 도달하지 않는다.
이제, 도 3에는, 제1 작동 모드 동안 본 발명에 따르지 않는 방법(특성곡선 I1, R1, S1, h1)과, 한 바람직한 실시예에서의 본 발명에 따른 방법(특성곡선 I2, R2, S2, h2) 간을 비교하여, 각각 시간(t)에 걸쳐서 솔레노이드 밸브의 솔레노이드 코일 내 전류(I)의 특성곡선들, 관련 분사율들(R), NCS 신호 특성곡선들(S) 및 전기자 행정(h)의 특성곡선들이 도시되어 있다.
NCS 신호(S)는, 도입부에 이미 설명한 것과 같은 예컨대 피에조 센서의 전압 신호이다. NCS 신호의 특성곡선으로부터 전기자 행정(h)이 도출되거나 결정될 수 있다.
전류 특성곡선(I2)에서는 인입 전류가 시간 구간(Δt'1) 동안 이용되는 반면, 전류 특성곡선(I1)에서는 인입 전류가 시간 구간(Δt'1)보다 훨씬 더 짧은 시간 구간(Δt1) 동안 이용된다. 내연기관 또는 솔레노이드 밸브의 온도가 낮을 때 나타나는 것과 같은 높은 점성을 갖는 연료의 경우, 인입 전류가 이용되는 더 긴 제1 시간 구간은 이제 솔레노이드 밸브를 통해 흐르는 더 많은 연료량을 야기한다. 이는 R1에 비해 증가된 분사율(R2)에서 확인된다.
이 경우, 제1 시간 구간들에는, 솔레노이드 코일 내에서 유지 전류가 흐르는 제2 시간 구간(Δt2 또는 Δt'2)이 각각 이어진다. 이 경우, 제2 시간 구간들은, 각각의 제1 및 제2 시간 구간이 합쳐져서 솔레노이드 밸브의 전체 제어 시간을 도출하는 방식으로 각각 선택된다.
이제, 특성곡선들(S2 또는 h2)에서는, 인입 전류를 위한 제1 시간 구간이 더 길수록 전기자 행정이 더 크며, 이는 더 높은 분사율과 일치한다는 점을 알 수 있다. 따라서, 인입 전류의 더 긴 제1 시간 구간의 선택을 통해, 온도가 낮고 연료 점성이 높은 경우에도 원하는 분사율이 달성될 수 있다.
여기에 도시된 제1 시간 구간(Δt'1) 또는 관련 전류 특성곡선(I2)은 본 발명에 따른 방법의 범주에서 제1 작동 모드를 위해 이용될 수 있는 한편, 도시된 제1 시간 구간(Δt1) 또는 관련 전류 특성곡선(I1)은 제2 작동 모드를 위해 이용될 수 있다. 언급한 것처럼, 제2 작동 모드는 충분히 높은 온도에 도달했을 때에만 이용되며, 그럼으로써 연료의 높은 점성으로 인한 너무 낮은 분사율은 더 이상 발생하지 않게 된다.
도 4에는, 한 바람직한 실시예에서 본 발명에 따른 방법의 적용 시, 연료의 온도(T)에 따라서 인입 전류의 상이한 제1 시간 구간들(Δt1)이 도시되어 있다.
여기서는, 온도(T)가 기준으로서 값(TS1)에 도달할 때까지, 솔레노이드 코일이 제1 작동 모드(B1)에서 제어되는 점을 확인할 수 있다. 이 경우, 제1 시간 구간은 출발값에서부터 제2 작동 모드(B2)에서 도달될 값으로 단계적으로 감소한다. 이 경우, 값(TS2)에 도달하는 동시에 제2 작동 모드(B2)가 사용된다.
추가의 또는 다른 기준으로서, 예컨대 전기자 행정(h)의 기결정 값(hM)의 도달 또는 초과; 또는 전압 레벨 또는 전압 신호(S)의 기결정 값(SM)의 도달 또는 미달;이, 도 3에 도시된 것처럼, 제2 시간 구간(Δt2 또는 Δt'2) 동안 이용될 수 있다.

Claims (12)

  1. 가압된 연료를 내연기관 내로 분사하기 위한 연료 인젝터의 솔레노이드 밸브(100)를 제어하기 위한 방법으로서, 솔레노이드 밸브는 솔레노이드 코일(111)과; 연료 관류 개구(150)를 개방하기 위한 솔레노이드 코일(111)로의 전류 공급에 의해 상승할 수 있는 솔레노이드 전기자(120);를 구비한, 연료 인젝터의 솔레노이드 밸브 제어 방법에 있어서,
    상기 솔레노이드 밸브(100)는 제1 작동 모드(B1) 및 제2 작동 모드(B2)에서 작동될 수 있으며, 이들 작동 모드(B1, B2) 각각에서 솔레노이드 코일(111)은 솔레노이드 전기자(120)를 상승시키기 위해 제1 시간 구간(Δt1, Δt'1) 동안 인입 전류(IA)를 공급받고, 이어서 제2 시간 구간(Δt2, Δt'2) 동안에는 인입 전류(IA)보다 더 낮은 유지 전류(IH)를 공급받으며,
    상기 솔레노이드 밸브(100)는 먼저 제1 작동 모드(B1)에서 작동되고, 하나 이상의 기결정 기준(TS1, TS2)에 따라 제1 작동 모드(B1)로부터 제2 작동 모드(B2)로 전환되며,
    제1 작동 모드(B1)에서 제1 시간 구간(Δt1, Δt'1)은 제2 작동 모드(B2)에서보다 더 길고, 그리고/또는 유지 전류(IH)는 제2 작동 모드(B2)에서보다 더 높은, 연료 인젝터의 솔레노이드 밸브 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서, 하나 이상의 기결정 기준은, 제1 작동 모드(B1)의 시작 이후 솔레노이드 밸브(100)의 적어도 하나의 기결정 작동 기간의 도달 또는 초과, 및/또는 하나 이상의 내연기관 특성 온도(T)의 적어도 하나의 기결정 값(TS1, TS2)의 도달 또는 초과를 포함하는, 연료 인젝터의 솔레노이드 밸브 제어 방법.
  3. 제2항에 있어서, 하나 이상의 특성 온도(T)는 연료 귀환부의 온도, 및/또는 연료 탱크의 온도, 및/또는 내연기관의 냉각수의 온도, 또는 상기 온도들 중 2개 이상의 조합을 포함하는, 연료 인젝터의 솔레노이드 밸브 제어 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 기결정 기준은, 각각 제2 시간 구간(Δt2, Δt'2) 동안, 솔레노이드 전기자(120)의 행정(h)의 적어도 하나의 기결정 값의 도달 또는 초과, 및/또는 연료 인젝터의 노즐 니들의 폐쇄를 검출하기 위한 센서의 전압 레벨(S)의 적어도 하나의 기결정 값의 도달 또는 미달을 포함하는, 연료 인젝터의 솔레노이드 밸브 제어 방법.
  5. 제4항에 있어서, 행정(h)의 적어도 하나의 기결정 값(hM)의 도달 또는 초과는 상기 행정(h)의 시간 곡선에 따라서, 그리고/또는 센서의 전압 레벨(S)의 적어도 기결정 값(SM)의 도달 또는 미달은 센서의 전압 레벨(S)에 따라서, 각각 복수의 제2 시간 구간(Δt2, Δt'2)에 걸쳐 결정되는, 연료 인젝터의 솔레노이드 밸브 제어 방법.
  6. 제4항에 있어서, 행정(h)의 적어도 하나의 기결정 값(hM)의 도달 또는 초과, 및/또는 센서의 전압 레벨(S)의 적어도 기결정 값(SM)의 도달 또는 미달은 각각, 감소된 유지 전류(IH) 및/또는 감소된 제1 시간 구간(Δt1)을 갖는 제1 작동 모드(B1) 동안 시험 측정치들에 따라 결정되는, 연료 인젝터의 솔레노이드 밸브 제어 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 기준(TS1, TS2)에 따른 제1 시간 구간(Δt1, Δt'1) 및/또는 유지 전류(IH)의 단계적 감소를 통해, 제1 작동 모드(B1)로부터 제2 작동 모드(B2)로 전환되는, 연료 인젝터의 솔레노이드 밸브 제어 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 내연기관의 시동 시 추가의 내연기관 특성 온도가 기설정 온도 임계값 미만인 경우, 솔레노이드 밸브(100)는 먼저 제1 작동 모드(B1)에서 제어되는, 연료 인젝터의 솔레노이드 밸브 제어 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 솔레노이드 전기자(120)가 기결정 값만큼 상승되는 시간 구간이 기설정 행정 임계값을 초과하면, 솔레노이드 밸브(100)는 먼저 제1 작동 모드(B1)에서 제어되는, 연료 인젝터의 솔레노이드 밸브 제어 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 방법을 수행하도록 구성된 계산 유닛(180).
  11. 계산 유닛(180)에서 실행될 경우, 이 계산 유닛(180)으로 하여금 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 방법을 수행하게 하는 컴퓨터 프로그램.
  12. 제11항에 따른 컴퓨터 프로그램이 저장되어 있는 기계 판독 가능 저장 매체.
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020200682A1 (de) * 2020-01-22 2021-07-22 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zum Betreiben eines elektromagnetisch ansteuerbaren Tankventils, Computerprogramm und Steuergerät
DE102020206693A1 (de) * 2020-05-28 2021-12-02 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zum Betreiben eines Kraftstoffeinspritzsystems, Steuergerät
DE102020208051A1 (de) 2020-06-29 2021-12-30 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zum Kühlen einer Brennkraftmaschine
CN116447030B (zh) * 2023-04-26 2024-06-18 潍柴动力股份有限公司 喷射阀喷射驱动模式的确定方法、装置和喷射***

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10242606A1 (de) 2002-09-13 2004-03-25 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung eines elektromagnetischen Verbrauchers
US7013876B1 (en) * 2005-03-31 2006-03-21 Caterpillar Inc. Fuel injector control system
EP2083159A1 (en) * 2008-01-28 2009-07-29 GM Global Technology Operations, Inc. A method for driving solenoid-actuated fuel injectors of internal combustion engines
DE102008042265A1 (de) * 2008-09-22 2010-04-08 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben eines Einspritzventils
DE102010000827A1 (de) 2010-01-12 2011-07-14 Robert Bosch GmbH, 70469 Kraftstoffinjektor
DE102010027989A1 (de) 2010-04-20 2011-10-20 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, bei dem ein Magnetventil zum Einspritzen von Kraftstoff betätigt wird
DE102010043914A1 (de) * 2010-11-15 2012-05-16 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben mindestens eines Einspritzventils
DE102014201206A1 (de) * 2014-01-23 2015-07-23 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Bestimmen einer Kraftstoffeigenschaft
DE102014220795A1 (de) * 2014-10-14 2016-04-14 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Vorgabe eines Stroms in einem Magnetventil

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