CN106460701B - 用于控制燃油喷射阀的装置和方法 - Google Patents
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Abstract
描述了一种用于控制喷油器的控制装置。控制装置具有:(a)产生喷油器电驱动装置的激励的末级,该激励通过控制线可被传送至驱动装置;(b)用于测量反馈信号的测量单元,反馈信号由驱动装置作为对激励的应答产生并通过控制线被传输至测量单元;(c)控制分析单元,其与所述末级和测量单元相连。分析控制单元设立用于促使末级产生预定测试脉冲(270)。测量单元设立用于测量至少由控制线作为对测试脉冲(270)的应答所产生的应答脉冲(280)并将被测的应答脉冲的至少一个被识别的表征特征(t_resp1)传输给该控制分析单元。该控制分析单元还设立用于分析该表征特征并由此确定至少一个关于包含所述测量单元和控制线的测量通道的表征信息。还描述了(a)确定关于测量通道的表征信息的方法、(b)确定喷油器的运动特性的方法和(c)用于控制喷油器的控制方法。
Description
技术领域
本发明总体涉及供应内燃机用燃料的技术领域,略微具体地涉及用于将燃油喷入内燃机的燃烧室的喷油器的控制。本发明尤其涉及反馈信号的测量,该反馈信号通过处于运行中的喷油器的运动动态产生。就所要求保护的发明主题而言,本发明涉及用于控制喷油器的控制装置、确定关于在具有这种控制装置和喷油器的系统内的测量通道的至少一个表征信息的方法。本发明还涉及确定这种喷油器的运动特性的方法以及控制用于将燃油喷入内燃机燃烧室的这种喷油器的控制方法。
背景技术
电磁作动部件能以小误差在所谓的全行程中运行。以用于燃油喷入的喷油器为例,该运行模式意味着喷油器针阀在喷油过程中运动,直到最大位移或最终位置,并且喷入燃料量的变化借助喷油器的线圈驱动装置的电控制的持续时间变化实现。该持续时间决定了喷油时间,喷油时间又决定了被喷入的或待喷入的燃油量。
在静态燃油流通量仍较高的同时倾向于更小的喷入量的趋势越来越要求以喷油器的所谓抛射运行为主。与此相关,喷油器抛射运行是指喷油器针阀按照由电气参数和结构参数预定的且在磁性力传入结束后自由的即抛物线形的飞行轨迹半程移动,而没有达到全行程。不同于全行程,喷油器抛射运行具有明显更大的误差,这是因为在这里相关喷油器的电气误差和机械误差都明显比在全程运行时强烈许多地影响到喷油器针阀的运动过程。
这种喷油器误差的补偿例如在DE3843138A1中针对基于线圈的喷油器描述了。在此,针对每个喷油器进行电压变化过程的单独测量,所述电压变化过程叠加在各喷油器的真正控制过程并取决于各喷油器的单独的电气性能还有机械性能。如DE3843138A1所述的补偿在此基于以下事实,在线圈驱动的部件上出现将避不开的反馈信号,该反馈信号取决于在喷油器机械机构(电枢和喷油器针阀)与喷油器磁环路(线圈)之间的由涡电流造成的耦联。因此,反馈信号随时间变化的过程取决于各喷油器的喷油器针阀的实际运动特性。
但是,在关注喷油器的总体误差(喷入特性)时反馈信号采集误差也扮演了角色。越应精确地补偿喷油器的个别性能或个别运动特性,“反馈信号采集误差”对总体误差的贡献越显著。因此,只有当“反馈信号采集误差”针对每个喷油器也都单独已知时,才能做到喷油器误差的精确补偿和进而喷油器的高精度单独控制。
发明内容
本发明基于以下任务,提高用于将燃油喷入内燃机燃烧室的喷油器的控制精度。
该任务将通过独立权利要求的主题完成。本发明的有利的实施方式和其它细节来自从属权利要求、说明书和附图。在此,与装置相关所描述的特征和细节显然也与方法相关地适用,反之亦然,因此,关于本发明的公开内容,总是可以交替参照这些单独的发明方面。
根据本发明的第一方面,描述了一种喷油器的控制装置,控制用于将燃油喷入内燃机的燃烧室。所述的控制装置具有:(a)用于产生喷油器的电驱动装置的电激励的末级,该电激励通过控制线可被传输该电驱动装置;(b)用于测量反馈信号的测量单元,该反馈信号由该电驱动装置作为对电激励的应答来产生且通过该控制线被传送至测量单元;(c)控制分析单元,它与所述末级和测量单元相连。根据本发明,该控制分析单元设立用于促使该末级产生预定的电测试脉冲。该测量单元设立用于测量至少由该控制线作为对测试脉冲的应答所产生的电应答脉冲并将被测的应答脉冲的至少一个已识别的表征特征传输给该控制分析单元。该控制分析单元还设立用于分析应答脉冲的所传输的表征特征并由此确定至少一个关于包含至少该测量单元和控制线的测量通道的表征信息。
所述的控制装置基于以下认识,通过分析至少由控制线作为对预定测试脉冲的应答所产生的应答脉冲,可以确定单独测量通道对信号形状变化和/或对电信号随时间的迁移的各自影响。于是,在控制具有电激励的真正的喷油运行中的喷油器时可以假定通过该测量通道以相同的方式修正由单独的电驱动装置作为对各自电激励的应答所产生的反馈信号。该信息于是可被用于精确确定测量通道对被测量单元测量且被控制分析单元分析的反馈信号的信号变形的影响。由此,于是可以由控制分析单元计算出测量通道对信号变形的影响,并且由喷油器的电驱动装置所产生的真正的反馈信号能以高精度被分析。这又允许控制分析单元修正后续的喷油器电激励,从而喷油器针阀的单独运动特性至少近似对应于导致期望的燃油计量的预定运动过程。由此,喷油器的量精度尤其可以在少量燃油被喷入的所谓抛射运行中被显著提高。
在本文献中,术语“测量通道”应该是指喷油系统的、被用于产生测试脉冲、传输测试脉冲、将测试脉冲转换为应答脉冲、传输应答脉冲、测量应答脉冲和/或分析应答脉冲或确定应答脉冲的表征特征的所有部件。因为测量通道因此具有许多与装置相关的元件,故它也可以被称为“测量回路”。
直白地说,可以利用在此所述的控制装置识别在分析在校准范围内所获得的应答脉冲时由各自测量通道(明确不是由相应喷油器)引起的误差(随后借助合适的程序来补偿)。因为所述误差在喷油器正常运行中在分析反馈信号时也出现,故所述反馈信号的不受测量通道影响的部分的分析能以更高的精度实现。由此一来,喷油器针阀的实际运动特性能以很高的精度被确定。
所述的测量单元最好也可以设立用于测量由末级经控制线传输至相关喷油器的电激励。另外,所述的控制分析单元可以根据控制装置的具体实现方式也借助两个在空间上和/或在功能上相互分开的单元来实现。
根据本发明的一个实施例,该控制分析单元设立用于基于该应答脉冲的表征特征的出现时刻来确定关于测量通道的表征信息。这在真正运行中提供以下可能,即通过简单方式确定测试脉冲且尤其是所形成的应答脉冲的、出现在不同测量通道之间的渡越时间差,并且通过在通过一条或多条控制线所传输的且对应于不同的测量通道的不同的电激励之间的适当错时来补偿。
要指出的是可如此获得这种渡越时间差的很精确的确定,即,各应答脉冲的多个表征特征被采集且控制分析单元分析所述多个表征特征的出现时刻。如果计算能力相应高,则控制分析单元甚至可分析各应答脉冲的整条变化曲线。
根据本发明的另一个实施例,被测的应答脉冲的所述至少一个表征特征包括存在于应答脉冲的变化曲线中的特征中的至少一个:达到阈值,局部最大值或绝对最大值,局部最小值或绝对最小值,预定斜率,拐点,过零点。这有以下优点,所述至少一个表征特征是应答脉冲的变化曲线的特征,它能以简单方式由该测量单元和/或该控制分析单元识别。
如果表征特征是达到阈值,则是否从上方或从下方达到该阈值可能是有意义的。相应的情况适用于表征特征是过零点时。
根据本发明的另一个实施例,所述测量单元和/或控制分析单元设立用于与应答脉冲相关地执行模拟信号过滤、信号扫描和/或信号处理。通过这种方式,应答脉冲可以被精确测量并且表征特征能被很可靠地识别。由此,可以避免或至少减少或是误差识别出并不存在的表征特征或是误差地没有识别出已有的表征特征的误差识别。尤其是可以通过在此所述的应答脉冲信号的操作(过滤,扫描、处理)来极其精确地确定表征特征的出现时刻。
根据本发明的另一个实施例,表征特征出现在电压测量结果和/或电流测量结果中。
如果在只测量两个测量参数即电压和电流中一个的情况下,最好由测量单元测量加在相关喷油器的控制线上的电压。借此,尤其可以相比于用于确定关闭时刻的已知方法在确定相关喷油器的关闭时刻时提高精度。如果由测量单元测量应答脉冲的多个表征特征,在此,至少一个表征特征出现在电压测量结果中且至少另一个表征特征出现在电流测量结果中,则相关测量通道可以被如此精确表征,即在相应考虑在喷油器实际运行中的特征时不仅能提高喷油器关闭时刻的确定精度,也能以更高精度确定相关喷油器的开启特性。
根据本发明的另一个实施例,该测试脉冲具有小于500µs、尤其小于200µs且最好小于100µs的持续时间。
为了消除或至少减轻在所述测量通道特性描述时不希望有的由处于有效运行的喷油器所引起的影响,喷油器驱动的与测试脉冲关联的电测试激励应弱到其未导致喷油器针阀移动。直白地说,通过具有很短持续时间的测试脉冲,在此所述的测量通道的特性描述、测量或校准有利地未受到相关喷油器的不希望的启动的影响。就此而言,喷油器的启动是指借助电激励的喷油器控制,该电激励至少导致喷油器针阀的不可忽视的移动。根据本发明,在这样启动喷油器的情况下,只应该对应于测量通道的应答脉冲以不利的方式与源自启动的喷油器的动态的反馈信号叠加。
根据本发明的另一个实施例,该测试脉冲导致喷油器的电测试激励,其小于50mJ,尤其小于20mJ,最好小于10mJ。
如之前所述,该喷油器的小到相关喷油器未被启动的电测试激励具有以下优点,该应答脉冲的至少一个表征特征的分析导致由此求出的表征信息只涉及到所述测量通道,而不涉及被启动的或被驱动的喷油器的动态。
根据本发明的另一个实施例,该控制装置设立用于控制用于将燃油喷入内燃机的另一燃烧室的另一喷油器。根据在此所述的实施例的控制装置还包括:(a)用于产生另一喷油器的另一电驱动装置的另一电激励的另一末级,所述另一电激励通过另一条控制线可被传输给该电驱动装置,(b)用于测量另一反馈信号的另一测量单元,所述另一反馈信号由所述另一电驱动装置作为对另一电激励的应答来产生并通过所述另一控制线被传送给所述另一测量单元。此时,该控制分析单元与所述另一末级和另一测量单元相连,并且该控制分析单元还设立用于促使所述另一末级产生预定的另一电测试脉冲。另外,所述另一测量单元设立用于(i)测量至少由所述另一控制线作为对另一测试脉冲的应答所产生的另一电应答脉冲,(ii)将被测的另一应答脉冲的所识别的至少另一表征特征传输给该控制分析单元。另外,该控制分析单元设立用于分析所述另一应答脉冲的所传输的另一表征特征并由此确定关于包含至少所述另一测量单元和另一控制线的另一测量通道的至少另一表征信息。
所述测试脉冲和另一测试脉冲可以具有相同的信号形状。
借助借此实施例所描述的控制装置,可以近似同时测量配属于不同的喷油器的不同的测量通道。这有利地造成可以通过适当地进一步考虑关于用于一台多缸内燃机的不同测量通道的表征信息来极其精确地确定在内燃机真正运行过程中的不同喷油器的运动特性。与此相关,术语“运动特性”尤其可以是指相关喷油器的关闭性能。或许可以在运动特性确定范围内不仅确定相关喷油器的关闭特性,也确定其开启特性。为此,可以采用本领域技术人员所知道的用于高精度分析相应反馈信号的方法。
要指出的是,前述的末级和在此所述的另一末级也能借助具有多个输出级的一共同末级实现。按照相应方式,所述测量单元和另一测量单元也可以借助具有多个测量输入端且被配置成将不同应答脉冲的测量结果转送给控制分析单元的一共同测量单元实现。
还要指出的是,喷油器可以通过一共同控制线被电激励。在具有至少四个燃烧室的内燃机情况下,最好两个喷油器对应于一共同控制线,这些喷油器在控制时间顺序中在时间上尽量远地相互间隔。在按照顺序1、2、3和4启动第一、第二、第三或第四喷油器的四缸发动机情况下,喷油器1和3与喷油器2和4最好分别通过一共同控制线接受相应的电激励。通过这种方式可阻止用于不同的喷油器的电激励且尤其是相应的反馈信号在时间上重叠。相同的情况显然也适用于配属于组成一对的两个喷油器的各种不同的测试脉冲。这尤其也适用于以下的相应的应答脉冲,所述应答脉冲一般只能在它们在时间上未重叠时被很精确地测量。
根据本发明的另一个实施例,该控制分析单元设立用于确定在(a)第一时间和(b)第二时间之间的渡越时间差,所述第一时间表征在测试脉冲发出与应答脉冲接收之间的第一时差,所述第二时间表征在另一测试脉冲发出与另一应答脉冲接收之间的第二时差。
实际上,在不同的测量通道中传播的和/或由在各自测量通道中的测量分析操作所引起的信号的渡越时间是关于相关测量通道的重要表征信息。为了相互校准不同的测量通道且随后在不同喷油器的各不同反馈信号的分析中考虑所产生的校准结果,通过此实施方式所确定的渡越时间差是用于以简单方式很精确地实现这种校准的最重要的参数。
实际上,相应的应答脉冲的接收可以通过各自应答脉冲的表征特征的出现时刻来确定。所用的表征特征的类型可以取决于当前应用和/或尤其是应答脉冲的预期信号形状。如之前所述,可以采用各种类型的表征特征。
根据本发明的另一个方面,描述了一种用于确定关于在具有控制装置和喷油器的系统内的测量通道的至少一个表征信息的方法。所述方法具有:(a)借助该控制装置的末级产生预定的电测试脉冲;(b)将该测试脉冲馈送入控制线,该控制线将该末级与该喷油器相连且被构造成在该喷油器的真正运行中将用于启动该喷油器的电激励从该末级传送至该喷油器的电驱动装置;(c)借助测量单元测量由该控制线作为对该测试脉冲的应答所产生的电应答脉冲;(d)识别被测的应答脉冲的至少一个表征特征;(e)将所识别的表征特征传输给控制分析单元;(f)分析所传输的表征特征;(g)基于所传输的表征特征的分析来确定关于测量通道的至少一个表征信息。
所述方法所依据的认识是通过将预定测试脉馈送入控制线并通过分析作为对预定测试脉冲的应答所产生的应答脉冲,能够简单可靠地确定只由无法完全避免的测量通道欠缺所决定的误差。这种无法完全避免的误差在用于在喷油器真正运行中的单独喷油器的单独控制的已知方法中造成反馈信号的有误差的分析,该反馈信号作为对喷油器电激励的应答来产生且象征或表征喷油器针阀的实际运动特性。
如果在喷油器的真正运行中只由测量通道引起的误差在反馈信号分析中被适当考虑进来,则可以在采用在此所述的方法的情况下极其精确地确定喷油器针阀的实际运动特性。
根据本发明的一个实施例,该喷油器配属于该测量通道并且与之连接。另外,该喷油器处于静止运行状态,在该静止运行状态喷油器的喷油器针阀处于固定不动的位置。
直白地讲,这意味着在执行在此所述方法时保证了该喷油器针阀未运动。通过这种方式保证了应答脉冲未因自身运动的喷油器的动态而失真。但是,应答脉冲仍然受到处于固定位置的驱动装置的单纯电气特性的影响。但这种影响是单纯固定影响,其与喷油器运行状态无关地由喷油器造成并因而也可对应于关于测量通道的表征信息。
所述喷油器的这种动态可以使应答脉冲和进而测量通道的整个特性描述失真,这是因为如前所述,涡电流效应导致在(a)活动的机械构件即电枢和喷油器针阀与(d)喷油器的磁环路或线圈之间的耦联。就是说,喷油器针阀的运动按照已知方式导致与运动相关地参与到反馈信号中,该反馈信号可借助合适的已知方法被如下分析,即该运动动态且尤其是喷油器的关闭和/或开启的时间变化曲线被确定。
与此相关,驱动装置的单纯电气特性是指线圈的基于其感应率的典型物理特性。因此,根据所谓的楞次定律,线圈的感应率不仅延迟流过线圈的电流的随时间升高,也延迟其随时间降低。另外,线圈也能够在由其产生的磁场内暂时蓄能。
根据本发明的另一个实施例,该喷油器与该测量通道分开。
直白地讲,这意味着喷油器保持断电。这例如可以通过暂时将喷油器与其控制线分开的合适的开关机构实现。
将喷油器与控制线且进而与待特性描述的测量回路的分开造成了喷油器的电驱动装置的如上所述与或许已有的喷油器运动动态无关的单纯电气特性也没有影响到测量通道的特性描述。由此,测量通道能以极其高的精度被表征。
根据本发明的另一个方面,描述了一种确定用于将燃油喷入内燃机燃烧室的喷油器的运动特性的方法。所述方法具有:(a)借助前述方法确定至少一个关于在具有控制装置和喷油器的系统内的测量通道的表征信息;(b)在考虑所确定的表征信息情况下,分析响应于该喷油器的电激励所产生的且被该测量单元测量的反馈信号;(c)基于反馈信号的分析结果来确定该喷油器的运动特性。
用于确定喷油器运动特性的所述方法基于下述认识,通过前述方法所识别的只由无法完全避免的测量通道欠缺所造成的误差在反馈信号分析中可以被考虑进行或从中算出。借此,喷油器的运动特性能以比已知方法更高的精度来确定。
根据本发明的另一个方面,描述了一种控制用于将燃油喷入内燃机燃烧室的喷油器的控制方法。所述控制方法具有:(a)给该喷油器供应电激励,该电激励导致燃油喷入内燃机的燃烧室;(b)借助用于确定喷油器运动特性的前述方法来确定该喷油器的实际运动特性。该电激励如此设计,该实际运动特性至少近似对应于该喷油器的预定运动特性。
所述控制方法基于以下认识,可以如此提高通过喷油器的燃油计量的油量精度,即借助在考虑由测量通道的欠缺所造成的误差情况下基于前述应答脉冲的精确分析的实际运动特性的精确分析,如此设计或尺寸设定喷油器的电激励,该实际运动特性至少近似对应于预定运动特性。该预定运动特性此时例如可以借助合适的预先尝试来如此确定,即,所期望的燃油量被喷入内燃机燃烧室。
要指出的是已经与不同的发明主题相关地描述了本发明的多个实施方式。尤其是,本发明的一些实施方式连同装置权利要求来描述,而本发明的另一些实施方式连同方法权利要求来描述。但是,本领域技术人员在阅读本申请情况下立刻明白,除了属于一种类型的发明主体的特征的组合之外,也可以实现属于不同类型的发明主题的特征的任意组合,除非另有明确说明。
附图说明
从以下对当前优选实施方式的示例性说明中得到了本发明的其它优点和特征。本申请的附图的若干图只被视为示意性的,而非按照正确比例。
图1示出一种系统,其具有(a)根据本发明的一个实施例的控制装置和(b)分别由控制装置的末级供应电激励的多个喷油器;
图2示出对应于不同的测量通道的一个测试脉冲和两个应答脉冲的示例性信号曲线。
具体实施方式
要指出的是,下述的实施方式只表示本发明的许多可能的变型实施方式的有限选择。
图1示出用于控制共四个喷油器的控制装置100,其被集成到用于将燃油喷入内燃机的共四个未示出的缸或燃烧室中的系统内。为此,可以通过已知方式分别将预定量的燃油喷入各自燃烧室。在此已经要指出,本发明显然不局限于应用在四缸内燃机中。相反,本文所述的发明可以被用于任何内燃机,该内燃机具有一个缸、两个缸、三个缸或者例如六个缸或八个缸。
控制装置100包括末级110,该末级由多个未用标记标示的末级单元组成。根据在此所示的实施例,这些末级单元组合成一共同的末级110。但它们或者也可以是相互分开的单元。
各有一个末级单元对应于分别具有电驱动装置152的四个喷油器150之一。电驱动装置在图1中示意性地以其线圈152被示出。末级110或末级110的四个单元设立用于作为分别对由控制分析单元140传输给各自末级单元的触发信号的应答将电激励通过四条控制线115之一传输给各自的电驱动装置152。响应于这种电激励地,各自喷油器150按照已知方式被短暂开启,从而预定量的燃油被喷入各自燃烧室。
根据在此所示的实施例,这四个末级单元如此设立,根据需要,代替常规的电激励地也可以将比电激励小许多的测试脉冲发送给各自电驱动装置152。同样由控制分析单元140引起的测试脉冲弱到它未导致相关喷油器150的喷油器针阀运动。分别借助一个测量单元130,各自测试脉冲可以就其出现时间和或许也就其形状和强度而言被检测。但要指出的是所述测试脉冲的采集对于本文所述的发明是可选的。
在图1中,作为相互分开的部件示出了功能不同的部件即末级110和测量单元130。要指出的是,这些部件也可以具体地以单独单元形式实现。但这些部件最好通过一共同的电气部件实现,在这里,尤其可以将至少其中一个测量机构集成到该末级中。
如前所述,各自控制线115至少作为对测试脉冲的应答产生一应答脉冲,应答脉冲根据本发明由各自测量单元130采集。应答脉冲的至少一个表征特征被传输给控制分析单元140,其借助表征特征的出现时间确定关于各自测量通道的表征信息。这样的测量通道至少包含各自的测量单元130和各自的控制线115。另外,该测量通道也还可以包含末级110的各自输出端和各自电驱动装置152的线圈。
根据在此所示的实施例,该表征信息是应答脉冲的表征特征的出现时刻。
该表征特征可以是信号形状的任何特征。例如达到阈值、局部最大值或绝对值、局部最小值或绝对最小值、预定斜率、拐点和/或过零点的时刻适合作为表征特征。这样的表征特征最好被用来允许各自应答脉冲的出现在时间上的精确分类。
借助关于测量通道的表征信息,可以精确确定该测量通道的电气特性。由此显著减小原则上必然对应于每个测量通道的误差。准确知道测量通道的电气特性允许在喷油器150的接受导致各喷油器150开启的电激励的真正运行中精确确定一反馈信号,该反馈信号表征各喷油器150的喷油器针阀的运动。由此,各喷油器的运动特性能以相比于已知方法提高的精度被确定。
要指出的是,两个喷油器150也能按照已知方式借助一共同控制线115被控制。于是,这两个喷油器150配属于一共同控制线115,所述喷油器设置用于下述喷油过程,所述喷油过程在内燃机正常运行中相互间隔的时长大于两个喷油器150之一和另一个喷油器150的两次喷油过程。通过这种方式,配属于不同喷油器150的电激励和配属于不同测量通道的测试脉冲以及应答脉冲都没有影响。
概括地且同时直白地讲,通过本发明的在此所述的实施例,如此减小测量通道的误差,即该测量通道用预定的测试脉冲加载。合适的测试脉冲应该具有尽量精确限定的信号曲线。
两种示例性接近途径适用于测量通道的特征表述和进而测量通道电气误差的减小,它们取决于各自测量通道的类型或设备规模:
(A)该测量通道由控制装置100的至少若干部件和各喷油器150构成。在此情况下,该测试脉冲应如此设计,即该喷油器内没有机械部件运动,所述运动例如通过感应、涡电流或磁场变化导致信号变化,紧而喷油器特性将反映在应答脉冲的测量中。这就是说,喷油器的电气特性尤其不应该因为针阀运动或暂时在喷油器150的各自驱动装置152的线圈的磁场中积蓄能量而影响到或只尽量轻微地影响到应答脉冲的测量。因而,测试脉冲和各测量通道或测量线路的相关组成部分都必须如此设计,喷油器150的电特性在各控制线115的末端具有可忽略不计的影响。
(B)测量通道或测量线路只由控制装置100和各自控制线115构成。这就是说,控制装置100如此布线,在待检测的测量通道中没有控制喷油器。因此,喷油器在测量通道特性描述中的影响被消除。
测试脉冲最好通过各测量通道的信号路径被测量并通过合适的算法来确定相应信号曲线的表征特征或测量值(如极端值(最大值,最小值),斜率,绝对值)。表征特征或确定的测量值与理论值相比较,差值作为适应值被存储且作为修正值被考虑用于后续测量。这可以是用于不同的信号路径或测量通道的时间值(从触发直至测试脉冲表征值的差)的校正和/或绝对值(如电压大小和/或电流大小)的校正。
另外,附加算法可能对于测试脉冲和实际电激励或控制的精确可比性是有利的。如果测试脉冲和实际控制或电激励除了截然不同的信号强度在其它方面也是不同的,则例如可以通过信号过滤得到不同的渡越时间,其使得借助合适算法的传输或可比性是必须的。
该测试脉冲最好如此设计,即,未发生喷油器的开启(喷油)。伴随测试脉冲的喷油可以在内燃机运行过程中如此改变喷油率曲线,即在燃油燃烧时出现更高的有害物排放。也出于此缘故,测试脉冲最好可以是很短的(小于500µs,尤其小于200µs,最好小于100µs),或者只在喷油器驱动装置上降下少量能量(小于50mJ,尤其小于20mJ,最好小于10mJ)。
所述一个或多个应答脉冲根据在此所述的实施例借助电流的和/或电压的信号来表征。为了电压测量,在一个电阻上进行电压测量。为了电流测量,也在一个电阻上进行电压测量。
为了测量用于电流校准的测试脉冲,可以代替电流测试脉冲地直接在各自控制线的所谓低侧上的自身测量线中的测量电阻上加上一电压测试脉冲。在此须如此构成自身测量线,即,通过连接线被连接在所述控制装置上的相关喷油未遇到所述电压测试脉冲。
图2示出测试脉冲连同由所造成的应答脉冲的测量和信号分析导致的对应测量值(表征特征)的可能实施方式。借助具有两个测量通道(通道1,通道2)的控制装置,在每个测量通道上降下相同的测试脉冲270。如从图2的上侧部分所示,测试脉冲270至少近似呈矩形形状。另外,测试脉冲270与用虚线示出的的触发信号相关地以错时t_test开始。另外,测试脉冲270所具有高度如在图2中用h_test所示。
借助各自测量单元,针对每个测量通道测量一个应答脉冲280或282。如图2的下方所示,应答脉冲280、282相比于测试脉冲270具有平展的或圆润的边缘。另外,应答脉冲280的被测信号如此不同于(另一)应答脉冲282的被测信号,即,与应答脉冲280的触发信号相关地以比应答脉冲282(延迟时间t_resp2)更短的延迟时间t_resp1出现。另外,应答脉冲280的信号高度h_resp1小于应答脉冲282的信号高度h_resp2。
直白地说,在触发信号直至出现各自应答信号的阈值之间的时间段是不同的。因此,这些不同的时间段或渡越时间必须被考虑用于精确获得实际喷油事件且通过合适方式被补偿。
对于绝对测量值也对应答脉冲信号采集是重要的情况,于是可以例如借助合适的系数和/或补偿量调整测试脉冲的采集信号以用于所述两个测量通道。
本文所述的用于调整单通道测量、双通道测量或多通道测量的方法具有以下优点,其中,一个通道分别对应于一个喷油器:
1.可以补偿反馈信号的模拟信号过滤的零件误差,其导致反馈信号的时间迁移并且在相关喷油器的补偿控制中导致随一次喷油过程待计量的燃油量的误差。用于这种零件误差的影响参数例如可以是零件的参数差异以及温度漂移和渡越时间漂移。
2.可以补偿在各自测量回路中出现的系统误差,所述系统误差在相关的分析算法中或因扫描而出现。借此可以满足用于伴随在一位数µs范围内的总误差的喷油器运行的很高的控制要求。
附图标记清单
100控制装置
110末级
115控制线
130测量单元
140控制分析单元
150喷油器
152电驱动装置/线圈
270测试脉冲
280应答脉冲
282另一应答脉冲。
Claims (18)
1.一种用于控制用来将燃油喷入到内燃机燃烧室中的喷油器(150)的控制装置,该控制装置(100)具有:
用于产生该喷油器(150)的电驱动装置(152)的电激励的末级(110),该电激励能通过控制线(115)被传送给该电驱动装置(152);
用于测量反馈信号的测量单元(130),该反馈信号由该电驱动装置(152)作为对电激励的应答来产生并通过该控制线(115)被传送给该测量单元(130);和
控制分析单元(140),它与该末级(110)和该测量单元(130)相耦连;
其中该控制分析单元(140)被设立用于:促使该末级(110)产生预定的电测试脉冲(270);
其中该测量单元(130)被设立用于:测量至少由该控制线(115)作为对该测试脉冲(270)的应答所产生的电应答脉冲(280),并且将被测的应答脉冲(280)的至少一个被识别的表征性的特征(t_respl)传输给该控制分析单元(140);并且
其中该控制分析单元(140)还被设立用于:分析该应答脉冲(280)的所传输的表征性的特征(t_respl),并由此确定至少一个关于至少包含所述测量单元(130)和控制线(115)的测量通道的表征性的信息。
2.根据权利要求1所述的控制装置,其中,该控制分析单元(140)被设立用于:基于该表征性的特征出现的时刻(t_respl)确定关于该测量通道的表征性的信息。
3.根据权利要求1或2所述的控制装置,其中,被测的所述应答脉冲(280)的至少一个表征性的特征包含着存在于该应答脉冲(280)的变化曲线中的下列特征之一:阈值的达到,局部最大值或绝对最大值,局部最小值或绝对最小值,预定斜率,拐点,过零点。
4.根据权利要求1或2所述的控制装置,其中,该测量单元(130)和/或该控制分析单元(140)被设立用于:与该应答脉冲(280)相关地执行模拟信号过滤、信号扫描和/或信号处理。
5.根据权利要求1或2所述的控制装置,其中,该表征性的特征出现在电压测量结果和/或电流测量结果中。
6.根据权利要求1或2所述的控制装置,其中,该测试脉冲(270)具有小于500µs的持续时间。
7.根据权利要求1或2所述的控制装置,其中,该测试脉冲(270)导致该喷油器(150)的电测试激励,该电测试激励小于50mJ。
8.根据权利要求1或2所述的控制装置,用于控制用来将燃油喷入到内燃机的另一燃烧室中的另一喷油器(150),该控制装置(100)还具有:
用于产生另一喷油器(150)的另一电驱动装置(152)的另一电激励的另一末级(110),该另一电激励能通过另一控制线(115)被传输给该电驱动装置(152);以及
用于测量另一反馈信号的另一测量单元(130),该另一反馈信号由该另一电驱动装置(152)作为对另一电激励的应答而产生并通过该另一控制线(115)被传输给该另一测量单元(130);
其中该控制分析单元(140)与该另一末级(110)和该另一测量单元(130)相耦连;
其中该控制分析单元(140)还被设立用于:促使该另一末级(110)产生预定的另一电测试脉冲(270);
其中该另一测量单元(130)被设立用于:测量至少由该另一控制线(115)作为对所述另一测试脉冲(270)的应答而产生的另一电应答脉冲(282),并将被测的另一应答脉冲(282)的至少另一个被识别的表征性的特征(t_resp2)传输给该控制分析单元(140);
其中该控制分析单元(140)还被设立用于:分析该另一电应答脉冲(282)的所传输的另一表征性的特征(t_resp2),并由此确定至少另一个关于至少包含该另一测量单元(130)和该另一控制线(115)的另一测量通道的表征性的信息。
9.根据权利要求8所述的控制装置,其中,该控制分析单元(140)被设立用于:确定在(a)第一时间(t_respl)和(b)第二时间(t_resp2)之间的渡越时间差,第一时间表征在测试脉冲(270)发出与应答脉冲(280)接收之间的第一时间差, 第二时间表征在另一测试脉冲(270)发出与另一应答脉冲(282)接收之间的第二时间差。
10.根据权利要求1或2所述的控制装置,其中,该测试脉冲(270)具有小于200µs的持续时间。
11.根据权利要求1或2所述的控制装置,其中,该测试脉冲(270)具有小于100µs的持续时间。
12.根据权利要求1或2所述的控制装置,其中,该测试脉冲(270)导致该喷油器(150)的电测试激励,该电测试激励小于20mJ。
13.根据权利要求1或2所述的控制装置,其中,该测试脉冲(270)导致该喷油器(150)的电测试激励,该电测试激励小于10mJ。
14.一种用来确定至少一个关于在具有根据权利要求1所述的控制装置(100)和喷油器(150)的系统内的测量通道的表征性的信息的方法,该方法具有:
(a)借助该控制装置(100)的末级(110)产生预定的电测试脉冲(270);
(b)将该测试脉冲(270)馈送入到控制线(115)中,该控制线将该末级(110)与该喷油器(150)相连接,且该控制线被构造成在该喷油器(150)的真正运行中将用于启动该喷油器(150)的电激励从该末级(110)传送至该喷油器(150)的电驱动装置(152);
(c)借助测量单元(130)来测量至少由该控制线(115)作为对该测试脉冲(270)的应答所产生的电应答脉冲(280);
(d)识别被测量的应答脉冲(280)的至少一个表征性的特征(t_respl);
(e)将所识别的表征性的特征(t_respl)传输给控制分析单元(140);
(f)分析所传输的表征性的特征(t_respl);并且
(g)基于所传输的表征性的特征(t_respl)的分析来确定关于测量通道的至少一个表征性的信息。
15.根据权利要求14所述的方法,其中,该喷油器(150)配属于该测量通道且与之相连,并且其中该喷油器(150)处于静止的运行状态中,此时该喷油器(150)的喷油器针阀处于固定不动的位置中。
16.根据权利要求14所述的方法,其中,该喷油器(150)与该测量通道分开。
17.一种用来确定用于将燃油喷入到内燃机的燃烧室中的喷油器(150)的运动特性的方法,该方法具有:
(a)借助于根据权利要求14至16之一所述的方法来确定至少一个关于在具有根据权利要求1所述的控制装置(100)和该喷油器(150)的系统内的测量通道的表征性的信息;
(b)在考虑所确定的表征性的信息的情况下,分析响应于该喷油器(150)的电激励所产生的且被该测量单元(130)所测量的反馈信号;
(c)基于反馈信号的分析结果来确定该喷油器(150)的运动特性。
18.一种用来控制用于将燃油喷入到内燃机的燃烧室中的喷油器(150)的控制方法,该控制方法具有:
(a)给该喷油器(150)供应电激励,该电激励导致燃油喷入到内燃机的燃烧室中;
(b)借助于根据权利要求17所述的方法来确定该喷油器(150)的实际的运动特性;
其中,该电激励如此设计,即该实际的运动特性至少近似地对应于该喷油器(150)的预定的运动特性。
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