KR20120091120A - 직접 분사식 밸브에 존재하는 연료 압력을 결정하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 솔레노이드 드라이브를 포함하는 직접 분사식 밸브에 존재하는 연료 압력을 결정하는 방법에 관한 것으로, 상기 방법은 (a) 직접 분사식 밸브의 폐쇄 시간을 포함하는 시간 주기 내에 솔레노이드 드라이브에 유도된 전압(110,230)을 검출하는 단계, 및 (b) 검출된 유도된 전압에 기초하여 연료 압력을 결정하는 단계를 포함한다. 또한, 본 발명은 솔레노이드 드라이브를 포함한 밸브의 연료 압력을 결정하기 위한 그에 대응하는 장치, 커먼 레일 시스템, 자동차, 및 컴퓨터 프로그램에 관한 것이다.

Description

직접 분사식 밸브에 존재하는 연료 압력을 결정하기 위한 장치 및 방법{METHOD AND DEVICE FOR DETERMINING A FUEL PRESSURE PRESENT AT A DIRECT INJECTION VALVE}
본 발명은 솔레노이드 드라이브를 포함한 직접 분사식 밸브에 존재하는 연료 압력을 결정하는 기술 분야에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 자동차에서 커먼 레일 시스템의 연료 압력 결정에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 솔레노이드 드라이브를 가진 직접 분사식 밸브에 존재하는 연료 압력을 결정하기 위한 컴퓨터 프로그램 및 해당 장치(device)에 관한 것이다.
최신 내연 기관을 작동시키고, 엄격한 배출 한계 값들을 준수하기 위해, 엔진 제어기는, 소위 실린더 충전 모델을 이용하여, 작동 사이클 당 실린더에 포함되는 공기 질량을 결정한다. 공기량과 연료량(람다(lambda)) 간의 원하는(desired) 비율과 모델화된 공기 질량에 따라, 대응하는 연료량 세트포인트 값(MFF_SP)이 분사 밸브를 통해 분사되며, 이 분사 밸브를 본 명세서에서는 분사기(injector) 또는 직접 분사식 밸브라고 또한 칭한다. 그 결과, 촉매 컨버터에서 배기 가스의 후처리에 최적한 람다값이 존재하는 것과 같은 방식으로, 분사될 연료량이 치수화될 수 있다. 내부에서 혼합기가 형성되는 직접 분사식 불꽃 점화 엔진에 있어서, 연료는 40 내지 200 바(bar) 범위의 압력으로 연소실에 직접 분사된다.
분사 밸브의 주요 요건은, 제어되지 않은 연료 유출에 대한 밀폐와 분사될 연료의 제트의 컨디셔닝(conditioning)에 추가하여, 파일럿 제어된(pilot-controlled) 분사량에 대한 시계열적으로 정밀한 계량(metering)이다. 특히, 과급된 직접 분사식 불꽃 점화 엔진의 경우, 필요한 연료량 중 다량의 확산이 필요하다. 따라서, 예컨대, 엔진의 전부하에서 과급 작동을 위해서는 작동 사이클 당 최대 연료량(MFF_max)을 계량하여야 하는 반면, 공회전에 가까운 작동 중에는 최소 연료량(MFF_min)이 계량되어야 한다. 이 2개의 특징값들(MFF_max 및 MFF_min)은 분사 밸브의 선형 작동 범위의 한계치를 규정한다.
솔레노이드 드라이브를 가진 직접 분사식 밸브에 있어서, 일정한 연료 압력에서 최대 연료량(MFF_max)과 최소 연료량(MFF_min) 간의 비율(quotient)로서 규정되는 확산도 양(the spreading of a quantity)은 약 15이다. CO2 저감에 초점을 맞춘 미래의 엔진에 있어서, 엔진의 큐빅 용량(cubic capacity)은 감소되고, 엔진의 정격 출력은 유지되거나, 심지어 대응하는 엔진 과급 메카니즘들에 의해 상승된다. 따라서, 최대 연료량(MFF_max)의 요건은 적어도, 상대적으로 큰 큐빅 용량을 가진 유도 엔진(induction engine)의 요건에 대응한다. 그러나 최소 연료량(MFF_min)은 큐빅 용량이 감소되는 엔진의 오버런 모드에서의 최소 공기 질량 그리고 공회전에 가까운 작동에 의해 결정되고, 그에 따라 상기 최소 연료량(MFF_min)이 감소하게 된다. 또한, 직접 분사는 총 연료 질량이 다중 펄스에서 분포될 수 있도록 함으로써, 소위 혼합기 성층화(stratification) 및 늦은 점화 시간에 의해, 예컨대, 촉매 컨버터 가열 모드에서, 보다 엄격한 배출 한계 값들을 준수할 수 있도록 한다. 전술한 이유로 인하여, 미래의 엔진에 있어서, 확산 양(quantity spread)과 최소 연료량(MFF_min) 모든 면에 있어서 요건이 강화될 것이다.
공지의 분사 시스템에서, 최소 연료량의 범위에서의 분사 경우, 공칭 분사량으로부터 상당한 분사량 편차가 발생한다. 이와 같이 시스템적으로 발생하는 편차는, 본질적으로, 분사기에서의 제조 공차와, 엔진 제어기에서 분사기를 작동시키는 출력단(output stage)의 공차에 기인한다. 다른 추가적으로 연관된 영향 변수들(variables)은 연료 압력, 분사 프로세스 동안의 실린더 내부 압력, 및 공급 전압의 가능한 변동들이다.
일반적으로, 직접 분사식 밸브의 전기적 액츄에이션은 엔진 제어기의 전류 조절형 풀-브리지 출력단에 의해 이루어진다. 풀-브리지 출력단은 분사 밸브에 대해, 자동차의 온보드 전력 시스템의 전압, 또는, 대안적으로, 부스팅(boosting) 전압을 인가하는 것을 가능케 한다. 부스팅 전압을 흔히 부스트 전압(U_boost)이라고도 칭하며, 예컨대, 약 60V일 수 있다.
도 5는 솔레노이드 드라이브를 가진 직접 분사식 밸브의 전형적인 전류 액츄에이션 프로파일(I)(두꺼운 실선)을 나타낸다. 또한, 도 5는 직접 분사식 밸브에 존재하는 대응 전압(U)(가는 실선)을 나타낸다. 액츄에이션은 다음과 같은 페이즈(phase)로 나누어진다.
A) 충전전 페이즈(Pre-Charge-Phase): 지속 기간(t_pch)을 갖는 이 페이즈 동안, 자동차의 온보드 전력 시스템의 전압에 대응하는 배터리 전압(U_bat)이 출력단의 브리지 회로에 의해 분사 밸브의 솔레노이드 드라이브에 인가된다. 전류 세트포인트 값(I_pch)이 도달하면, 배터리 전압(U_bat)은 2-포인트 레귤레이터에 의해 스위치 오프되고, 다른 전류 역치가 언더슈트(undershot)된 후, U_bat가 다시 스위치 온된다.
B) 부스트 페이즈: 상기 충전전 페이즈에 대해 부스트 페이즈가 후속한다. 이를 위하여, 최대 전류(I_peak)에 도달할 때까지, 부스팅 전압(U_boost)이 출력단에 의해 솔레노이드 드라이브에 인가된다. 급속 전류 누적(build-up)은 분사 밸브의 개방 속도를 향상시킨다. 최대 전류(I_peak)에 도달한 후, 만료 기간(t_1)까지 프리휠링(free-wheeling) 페이즈가 후속하게 되며, 프리휠링 페이즈 동안, 배터리 전압(U_bat)이 솔레노이드 드라이브에 다시 인가된다. 상기 부스트 페이즈의 시작으로부터 전기적 액츄에이션의 시간 주기(Ti)가 측정된다. 이는 미리규정된 최대 전류(I_peak)에 도달함으로써 프리휠링 페이즈로의 전이가 트리거(triggered)된다는 것을 의미한다. 부스트 페이즈의 지속 기간(t_1)은 연료 압력의 함수로서 영구적으로(permanently) 미리규정된다.
c) 정류(commutaion) 페이즈: 만료 기간(t_1) 후, 정류 페이즈가 후속한다. 여기서, 전압의 스위치 오프는, 본질적으로 부스팅 전압(U_boost)으로 한정되는 자기 유도(self-induction) 전압을 초래한다. 자기 유도시 전압의 한계치는 부스팅 전압(U_boost)과 아울러, 소위 프리휠링 다이오드와 회복(recuperation) 다이오드의 순방향 전압들의 합으로 이루어진다. 이 전압들의 합을 이하에서는 회복 전압이라 한다. 도 5가 기초를 둔 차동 전압 측정으로 인하여, 상기 회복 전압은 정류 페이즈에서 네거티브한(negative) 형태이다.
상기 회복 전압은 코일을 통한 전류의 흐름을 유발하며, 이 흐름은 자기장을 최소로 감소시킨다. 정류 페이즈는 시간설정되며(is timed), 배터리 전압(U_bat)과 부스트 페이즈의 지속 기간(t_1)에 따라 좌우된다. 정류 페이즈는 다른 시간 기간(t_2)이 만료된 후 종료한다.
D) 유지(holding) 페이즈: 상기 정류 페이즈에 대해 소위 유지 페이즈가 후속한다. 여기서 다시, 2-포인트 레귤레이터에 의해, 배터리 전압(U_bat)을 이용하여, 대기 전류 세트포인트 값(I_hold)에 대한 세트포인트 값이 조절된다.
E) 스위치 오프 페이즈: 전술한 바와 같이, 전압의 스위치 오프는 회복 전압으로 제한되는 자기 유도 전압을 초래한다. 이는 코일을 통한 전류의 흐름을 유발하고, 이 흐름은 자기장을 감소시키게 된다. 본 명세서에서, 네거티브한 형태인 상기 회복 전압이 초과된 후, 전류는 더 이상 흐르지 않는다. 이 상태를 "오픈 코일(open coil)"이라고도 칭한다. 자성 재료의 옴 저항으로 인하여, 상기 코일의 자기장 감소 과정 중 유도된 와전류들(eddy currents)이 감쇠(decay)한다. 와전류의 감소는 결과적으로 솔레노이드의 필드에서의 변화와 그에 따른 전압 유도를 초래한다. 이 유도 효과로 인하여, 분사기에서의 전압값은 지수 함수의 프로파일에 따라 상기 회복 전압의 레벨로부터 시작하여 제로(zero)까지 상승하게 된다. 자력이 감소된 후, 분사기는 연료 압력에 의한 유압력(hydraulic force)과 스프링력에 의해 폐쇄된다. 따라서, 분사되는 연료량은 전체적으로 밸브 개방 거동과 밸브 폐쇄 거동의 함수일 뿐만 아니라, 밸브에 존재하는 연료 압력의 함수이다.
본 발명의 목적은 연료량을 결정하기 위해 실행이 용이한 방법과, 그에 대응하는 장치를 명시하는 것이며, 본 발명은 이 목적에 기초한 것이다.
이 목적은 독립 특허 청구항들의 요지에 의해 실현된다. 본 발명의 유리한 실시예들이 종속 청구항들에 개시되어 있다.
본 발명의 제 1 양태에 따르면, 솔레노이드 드라이브를 포함한 직접 분사식 밸브에 존재하는 연료 압력을 결정하는 방법이 개시되어 있다. 상기 방법은, (a) 직접 분사식 밸브의 폐쇄 시간을 포함하는 시간 주기 내에 상기 솔레노이드 드라이브에 유도된 전압을 검출하는 단계, 및 (b) 검출되는 유도된 전압에 기초하여 연료 압력을 결정하는 단계를 포함한다.
상기 연료 압력을 결정하기 위해 개시된 방법은, 유도(induction)를 통해 자석 아마추어의 운동에 의해 유발된 전압 신호가 자석 아마추어(magnet armature)의 운동 시퀀스를 특정하기 위해 코일에서 사용될 수 있다는 사실에 기초한 것이다. 자석 아마추어의 운동 시퀀스는 여기서(for its part), 직접 분사식 밸브에 존재하는 연료 압력에 따라 사실상 좌우된다는 것이 밝혀졌다. 보다 구체적으로, 자석 아마추어에서 발생하고 분사 밸브의 폐쇄 운동을 유발하는 합력(resulting force)은 연료 압력, 스프링력, 및 필드에서의 변화로 유도된 와전류에 의해 특히 결정되는 자기장 감소의 역학(dynamics)에 따라 좌우된다.
따라서, 무전류 코일에 유도되는 전압의 전압 프로파일은 어느 정도는 자석 아마추어의 운동에 기인하고, 간접적으로, 어느 정도는 그에 따른 연료 압력에 기인한다. 코일에 유도되는 전압의 시간 프로파일의 적절한 평가를 통해, 자석 아마추어와 코일 간의 상대 운동에 기초한 운동 유도형(movement-induced) 전압의 비율이 적어도 정확한 근사치로 결정될 수 있다. 따라서, 유도된 전압의 검출은 운동 시퀀스에 대한 정보를 자동으로 제공하고, 상기 정보는 존재하는 연료 압력에 대한 정확한 결론이 도출될 수 있도록 하므로, 상기 정보는 연료 압력을 결정하는데 도움이 될 수 있다. 이를 위하여, 상기 운동 유도형 전압의 프로파일과 상기 스위치 오프 페이즈에서의 폐쇄 시간이 모두 연료 압력을 결정하기 위해 사용된다.
전술한 방법은 엔진 제어 유닛에서 온라인으로 실시될 수 있다는 장점이 있다. 따라서, 예컨대, 하나의 레일에서 연료 압력의 진동(oscillations)은 각각의 분사 밸브에서 개별적으로 서로 다른 연료 압력이 발생하도록 할 수 있다. 커먼 레일 시스템에서 분사 밸브의 위치 또한 전술한 진동을 통해 연료 압력에 대해 영향을 미칠 수 있다. 이러한 의존성은 모든 분사 밸브에 대해 검출될 수 있으며, 변화된 액츄에이션에 의해 보상될 수 있다. 한편, 이는 모든 분사 밸브들에 대해 중앙집중식으로 구성된 연료 압력 센서에 의해서는 불가능한데, 그 이유는 상기 센서가 커먼 레일 시스템의 레일에 위치되기 때문이다.
본 발명의 예시적 일 실시예에 따르면, 상기 솔레노이드 드라이브에서 검출된 상기 유도된 전압의 최대값이 연료 압력을 결정하기 위해 사용된다.
이 예시적 실시예는, 그 최대값이 용이하게 결정될 수 있는, 상기 유도된 전압의 최대값이 존재하는 연료 압력의 값에 따라 좌우된다는 사실에 기초한다. 여기서, 상기 유도된 전압의 최대값은, 아마추어와 밸브 니들이 밸브 시트에 충돌함으로 인해 그들의 가장 큰 속도 변화를 겪는 폐쇄 시간에서, 즉, 기계적 폐쇄 시간에서 발생한다. 또한, 적절한 평가는 여기서 연료 압력의 값과 유도된 전압의 최대값 간에 관계가 형성되도록 할 수 있다. 이는 유도된 전압에 대해 단지 하나의 값만이 검출되고 연료 압력에 대한 값이 그로부터 결정될 수 있게 한다는 장점을 갖는다. 연료 압력의 값과 유도된 전압의 최대값 간에는 본질적으로 선형적 관계가 있다는 것이 명백해졌다.
본 발명의 다른 예시적 실시예에 따르면, 직접 분사식 밸브에 존재하는 연료 압력의 결정된 값이 적어도 하나의 다른 직접 분사식 밸브에 존재하는 다른 연료 압력의 가상 값(virtual value)으로서 사용된다.
엔진 제어기에 있어서, 가능한 적은 수의 전자 부품들을 사용하는 것이 유리할 수 있다. 이는 필요한 처리 능력(computing power)의 감소와 설치되어야 하는 전자 부품들 자체의 감소로 이어진다. 특히, 커먼 레일 원리에 따른 통상의 엔진에서의 경우와 같이, 모든 분사 밸브들을 위해 중앙집중식으로 구성된 연료 압력 센서를 배분(dispense)하는 것이 가능하다.
본 발명의 다른 예시적 실시예에 따르면, 개시된 방법은 (a) 다른 직접 분사식 밸브의 폐쇄 시간을 포함하는 시간 주기 내에 상기 다른 직접 분사식 밸브의 다른 솔레노이드 드라이브에 유도되는 다른 유도된 전압을 검출하는 단계, 및 (b) 검출되는 다른 유도된 전압에 기초하여 다른 연료 압력을 결정하는 단계를 또한 포함한다.
이 예시적 실시예는 복수의 직접 분사식 밸브들의 개별적 액츄에이션 조정을 가능하게 하는 복잡한 엔진 제어기를 구현함에 있어서 유리할 수 있으며, 개별적 액츄에이션은 복수의 분사 밸브들 각각에 대한 유익한 연료 압력 값들에 기초한다. 특히, 각각의 직접 분사식 밸브들에 대한 분사량이 조정될 수 있다. 개별적인 데이터 항목에 기초하여 복수의 직접 분사식 밸브들의 조정에 기초한 액츄에이션은 연료 수요 감소, 개선된 연료 연소, 및/또는 오염 물질 배출 감소로 이어질 수 있다.
본 발명의 다른 예시적 실시예에 따르면, 개시된 방법은 (a) 연료 압력을 압력 센서로 검출하는 단계, (b) 압력 센서에 의해 검출된 상기 연료 압력과, 검출되는 유도된 전압에 기초하여 결정된 상기 연료 압력을 비교하는 단계, 및 (c) 결정된 연료 압력이 미리규정된 역치값을 초과하게 측정된 연료 압력으로부터 벗어나면, 오류 메시지를 출력하는 단계를 또한 포함한다.
공용 연료 압력 센서에 대해 구성되는 경우, 연료 압력 센서는 개별 직접 분사식 밸브의 연료 압력 또는 복수의 직접 분사식 밸브의 연료 압력을 통해 얻어진 추가적인 정보를 사용하여 모니터링될 수 있다. 결정된 연료 압력이 연료 압력 센서에 의해 측정된 연료 압력으로부터 역치값을 초과하는 정도로 많이 벗어나면, 후속하는 오류 메시지가 다른 측정을 하도록 할 수 있다.
따라서, 예컨대, 전술한 방법에 의해 결정된 압력 값과 연료 압력 센서의 압력 값 간에 차이가 있는 경우, 연료 압력 센서의 재교정(re-calibration)이 자동으로 이루어질 수 있다. 또한, 예컨대, 특정 분사 밸브가 오류 메시지를 발생시키면, 이 분사 밸브에 대한 연료 공급이 자동으로 재구성(re-configured)된다는 것을 알 수 있다. 또한, 패신저 셀(passenger cell)의 단말기를 통해 자동차 정비 요구가 출력될 수도 있다.
본 발명의 다른 예시적 실시예에 따르면, 상기 연료 압력이 연관된 연료 압력들 및 유도된 전압들의 최대값들의 이전에 공지된 특징도(characteristic diagram)로부터 결정된다.
바람직하게, 이전에 공지된 특징도는, 각각의 경우에서, 연료 압력 값이 검출되는 유도된 전압 값에 할당되는 1차원적인 특징도일 수 있다. 이 특징도는 분사 밸브 또는 분사 시스템의 제작자에 의해 미리규정될 수 있으며, 여기서, 분사 시스템은 분사 밸브와 분사 밸브를 제어하는 수단을 모두 포함할 수 있다. 하기한 바와 같이, 또한, 특징도는 종래의 연료 압력 센서의 측정된 값과의 비교에 의해 실험적으로 결정될 수 있다.
본 발명의 다른 예시적 실시예에 따르면, (a) 직접 분사식 밸브를 다양한 연료 압력에 대해 작동시키는 단계 ―각각의 연료 압력에 대해 유도된 전압이 측정됨―, 및 (b) 각각 압력 값 및 연관된 전압 값을 포함하는 복수의 값 쌍들을 저장하는 단계를 포함하는 교정 방법에 의해 특성도를 결정하는 방법이 개시된다.
상기 특징도를 결정하기 위해, 전압 값과 연료 압력 값으로 이루어진 복수의 값 쌍들을 결정하는 것이 유리할 수 있다. 바람직하게, 결정 프로세스는 서로 다른 연료 압력들에 대해 얻어진 연료 압력 값들을 포함하여야 한다. 특히, 기본(underlying) 연료 압력들은 직접 분사식 밸브를 가진 내연 기관의 작동을 위한 전체 범위, 또는 적어도 넓은 범위의 작동 연료 압력들을 포함할 수 있다. 특징도는 테스트 벤치(test bench)상에서 직접 분사식 밸브를 이용하여 얻어질 수 있다. 즉, 기준으로서 역할을 하는 분사 밸브에 대해 얻어진 특징도가 동일한 유형의 모든 직접 분사식 밸브에 대해 사용될 수 있다. 또한, 특징도는 각각의 직접 분사식 밸브에 대해 개별적으로 결정될 수 있다. 특징도의 결정 후, 엔진 제어기에 이용가능한 값들이 저장된다.
본 발명의 다른 예시적 실시예에 따르면, 직접 분사식 밸브는 미리규정된 일정한 작동 조건하에서 다양한 연료 압력들에 대해 작동된다.
특징도를 위한 신뢰할 수 있는 값들에 도달하기 위해, 유도된 전압과 연료 압력 간의 관계는 쉽게 유추(derive)될 수 있기 때문에, 일정한 작동 조건을 제공하는 것이 바람직하다. 결과를 조작할 수 있는 다수의 영향력 있는 팩터들(factors)이 이들을 일정하게 유지함으로써 제거되는 경우, 연료 센서의 교정과 시스템의 교정이 특히 용이하게 구현될 수 있다.
본 발명의 다른 예시적 실시예에 따르면, 일정한 작동 조건이, (a) 화학량론적 공기비, (b) 미리규정된 냉각수 온도, (c) 미리규정된 오일 온도, 및/또는 (d) 직접 분사식 밸브를 포함한 내연 기관의 제어 유닛의 미리규정된 온도를 유지함으로써 규정되는 방법이 개시된다.
이와 관련하여, 상기 화학량론적 공기비, 냉각수 온도, 오일 온도, 및 제어 유닛의 온도의 그룹으로부터의 각각의 값들은 개별 값에 대한 특정 대역폭에 할당될 수 있다. 특히, 냉각수 온도는 내연 기관의 냉각수 온도 및/또는 내연 기관의 엔진 블럭을 냉각하는 냉각수의 온도로서 규정될 수 있다.
본 발명의 다른 예시적 실시예에 따르면, 상기 방법은 특징도에 저장된 값 쌍들을 회귀 곡선으로 조정하는 단계를 또한 포함한다.
특징도에 저장된 값 쌍들의 신뢰도를 높이기 위해 일련의 이론적 수학 모델들이 사용될 수 있다. 따라서, 공지된 바와 같이, 2차원 좌표계에 포인트들로 입력되는 n개의 값 쌍들에 대하여, 모든 포인트들과 접하는 n-1차 다항식을 결정할 수 있다. 특히, 상기 회귀 곡선은 회귀 직선일 수도 있다. 이러한 방식으로 그 파라미터들이 규정된 회귀 곡선은 유도된 전압의 중간값에 대해 연료 압력의 중간값이 결정될 수도 있다는 장점을 제공한다.
다른 장점은, 검출되는 유도된 전압의 중간값에 대해 연료 압력의 중간값을 얻기 위해, 단지 소수의 파라미터들만 비휘발성으로 저장되면 된다는 것일 수 있다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 솔레노이드 드라이브를 포함하는 직접 분사식 밸브에 존재하는 연료 압력을 결정하기 위한 장치가 개시된다. 상기 장치는, (a) 직접 분사식 밸브의 폐쇄 시간을 포함하는 시간 주기 내에 솔레노이드 드라이브에 유도된 전압을 검출하는 검출 유닛, 및 (b) 검출된 전압에 기초하여 연료 압력을 결정하는 평가 유닛을 포함한다.
연료 압력을 결정하기 위한 개시된 장치는, 코일에서의 유도를 통해 자석 아마추어의 운동에 의해 유발되는 전압 신호가 자석 아마추어의 운동 시퀀스를 특정하기 위해 사용될 수 있다는 사실에 기초한 것이다. 평가 유닛은 코일에서 자석 아마추어의 운동 시퀀스에 의해 유발되는 전압에 기초하여 연료 압력을 결정할 수 있다.
본 발명의 다른 예시적 실시예에 따르면, 내연 기관을 가진 자동차를 위한 커먼 레일 시스템이 개시된다. 개시되는 커먼 레일 시스템은 (a) 내연 기관의 연소실로 연료를 분사하기 위한 적어도 하나의 직접 분사식 밸브, 및 (b) 연료 압력을 결정하기 위한 개시된 장치를 포함한다.
특히, 자동차의 커먼 레일 시스템에 대해 솔레노이드 드라이브를 가진 직접 분사식 밸브는 통상적이며, 결과적으로 직접 분사식 밸브에 존재하는 연료 압력의 결정이 특히 커먼 레일 시스템을 위해 사용될 수 있다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 솔레노이드 드라이브를 포함한 밸브, 특히 자동차 엔진을 위한 직접 분사식 밸브의 연료 압력을 확인하는 컴퓨터 프로그램이 개시된다. 컴퓨터 프로그램은, 상기 컴퓨터 프로그램이 프로세서에 의해 실행될 때, 솔레노이드 드라이브를 포함하는 밸브의 연료 압력을 결정하기 위한 전술한 방법을 제어하도록 구성된다.
본 출원의 범위 내에서, 컴퓨터 프로그램이란 명칭은, 본 발명에 따른 방법과 관련된 효과들을 얻기 위하여 적절한 방식으로 방법 및/또는 시스템의 작동 방법을 조정하기 위해, 프로그램 엘리먼트, 컴퓨터 프로그램 물건 및/또는 컴퓨터 시스템을 제어하기 위한 명령들을 포함한 컴퓨터 판독가능한 매체의 개념과 동등하다.
컴퓨터 프로그램은, 예를 들어, Java, C++ 등과 같은 임의의 적절한 프로그래밍 언어로 된 컴퓨터 판독가능 명령어 코드로 구현될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터 판독가능 저장 매체(CD-ROM, DVD, 블루레이 디스크, 교체가능 디스크 드라이브, 휘발성 또는 비휘발성 메모리, 설치된 메모리/프로세서 등)에 저장될 수 있다. 명령어 코드는 컴퓨터 또는 원하는 기능들이 수행되는 방식으로, 특히 자동차의 엔진용 제어 유닛과 같은 다른 프로그램 가능한 장치들을 프로그램할 수 있다. 덧붙여, 컴퓨터 프로그램은 예를 들어 인터넷과 같은 네트워크에서 사용될 수 있으며, 상기 컴퓨터 프로그램은 필요에 따라 상기 네트워크로부터 다운로드될 수 있다.
본 발명은 컴퓨터 프로그램 즉, 소프트웨어의 피스(piece)에 의해, 또는 하나 또는 그 이상의 특수한 전기 회로에 의해, 즉, 하드웨어를 사용하여 또는 임의의 원하는 하이브리드 형태로, 즉, 소프트웨어 컴포넌트들 및 하드웨어 컴포넌트들에 의해 구현될 수 있다.
요약하면, 본 발명의 일 양태는, 액츄에이션 전류가 스위치 오프된 후, 자석 아마추어 및 연결된 밸브 니들의 폐쇄 운동이 분사기 전압이 속도의 함수로서 영향을 받도록 한다는 것으로 고려될 수 있다. 특히, 액츄에이션 전류가 스위치 오프된 후, 분사기 전압을 평가함으로써, 밸브 니들의 기계적 폐쇄 시간이 결정될 수 있다. 이와 관련하여 발생하는 효과는, 코일 구동식 분사 밸브가, 분사기 전류가 스위치 오프된 후, 자력 감소를 경험한다는 것이다. 존재하는 연료 압력과 스프링 바이어스로부터 발생하는 합력은 자석 아마추어와 밸브 니들을 밸브 시트 방향으로 가속한다. 이와 관련하여, 자석 아마추어와 밸브 니들은 이들이 밸브 시트에 충돌하기 전에 그들의 최대 속도에 도달한다. 이 최대 속도에 의해, 코일 코어와 자석 아마추어 간의 공극이 더 커지게 된다. 자석 아마추어의 운동 및 이와 연관된 공극의 증대로 인하여, 자석 아마추어의 잔류 자기는 운동 유도로 인해 분사기 코일에 전압이 생기도록 한다. 자석 아마추어 및 연관된 밸브 니들의 최대 속도 변화에 의해 유발되는 분사기 코일에서의 이러한 유도 전압의 최대 변화는 밸브 니들의 기계적 폐쇄시에 발생한다. 따라서, 운동 유도형 전압의 최대값 발생은 분사 밸브의 기계적 폐쇄와 상관된다.
최대 유도 전압의 전압 레벨은 직접 분사식 밸브에 존재하는 연료 압력을 결정하기 위해 사용될 수 있는데, 그 이유는 밸브 니들의 최대 속도가 유도된 전압의 최대값을 유발하고, 최대 속도는 연료 압력에 따라 좌우되기 때문이다. 예상된 폐쇄 시간을 포함한 시간 간격(I)에서, 따라서, 전압차(△U_INJmax)의 최대값이 결정될 수 있으며, 상기 최대값은 기준 모델 전압에 대한 전압의 최대값 마이너스 유도된 전압으로서 얻어진다.
△U_INJmax = max { UINJ _ MDL(t) - UINJ _ MES(t) | t∈I } (1)
여기서, I = [tClose _ Expected = △t, tClose _ Expected + △t] (2)
UINJ _ MDL(t) = Ustart·[1 -exp {t/τ(
Figure pct00001
, I=hold)}] (3).
UINJ _ MDL(t)에 대한 베이스로서 간단한 기준 모델이 사용되고, 여기서, 상기 값(Ustart)은 시간(t=0)에서 값(UINJ_MDL(t))로 규정되고, 분사기 온도(
Figure pct00002
)와 Ihold는 함께 시간 상수를 형성한다.
유도된 전압(△U_INJmax)의 검출된 최대값의 임의의 원하는 값에 대하여, 대응하는 연료 압력(FUP)이 작동 방법에서 특정되거나 및/또는 결정될 수 있어야 한다. 처음에는 알려지지 않은 일반적인 △U_INJmax와 FUP의 관계는,
FUP = f(△U_INJmax) (4)
이고, 이는 작동 방법의 전제조건일 수 있으며, 따라서, 교정 측정에서 미리 결정될 수 있다.
상기 작동 방법을 사용하기 전에, 상기 교정 측정으로 값 쌍들이 먼저 결정될 수 있으며, 상기 값 쌍들은 압력 센서에 의해 측정된 특정한 미리규정된 압력들(FUPn)과 이에 대응하여 측정된 최대값들(△U_INJmax_n)에 대해 얻어진다. 관계식
FUPn = f(△U_INJmax_n) (5)
는 일반 함수(4)에 대한 전제 조건으로서 역할을 할 수 있다.
미리규정된 연료 압력들(FUPn)과 검출된 최대값들(△U_INJmax_n)에 대해 임의의 N번째 값 쌍들을 얻기 위해((1≤n≤N)), 기준 모델에 대한 오프라인 교정이 적당하다. 기준으로서 역할을 하는 직접 분사식 밸브에 대한 실험실 측정에 의해, 제조된 모든 직접 분사식 엔진에 대해 상기 값 쌍들이 미리 사용될 수 있다.
또한, 개별적인 온라인 교정이 이루어질 수 있다. 각각의 개별적인 직접 분사식 밸브(i)에 대해, 관계식 (5)를 얻기 위해, 연료 압력 센서로 측정된 값 쌍이 미리규정된 연료 압력(FUPi) 및 검출된 최대값들(△U_INJmax_i)로부터 결정될 수 있다.
양(both) 교정 측정들에 대한 전제 조건은 다음과 같은 여러 가지 조건들 중 적어도 하나가 만족되는 것일 수 있다. (a) 사용된 연료 압력 센서가 정확하게 기능한다. (b) 내연 기관에서의 연소가 부분 부하 범위에서 화학량론적 공연비(air/fuel ratio)를 가진 균질한 작동 모드에서 가상적으로 정상 상태 방식으로 발생한다. (c) 선택된 작동 범위에서, 연료 압력의 변화가 배출-중립(emission-neutral) 방식으로 가능하다. (d) 분사기의 폐쇄를 가속화하기 위한 네거티브식 분사기 활성화가 없고, 다중 분사가 없다. (e) 냉각수, 오일 및 제어 유닛의 온도에 있어서, 각각의 경우, 실행을 위해 온도 간격이 규정되고, 측정 동안 그 간격이 준수된다.
측정시, 연료 압력(FUPn)은 바람직하게 일정하게 유지되고, 40바에서의 초기 세트포인트 값(FUPn_min)으로부터 증분치들(△FUP)로 최대값(FUPn_max)으로 증가한다. 직접 분사식 밸브가 어려움 없이 계속 작동할 수 있는 값이 연료 압력의 최대값(FUPn_max)으로서 규정될 수 있다. 각각의 일정한 연료 압력(FUPn)에서, 다수의 측정이 이루어져 평균화될 수 있으며, 이에 따라, 값 쌍들에 대한 평균값들(FUPn_mean 및 △U_INJmax_n_mean)이 계산되어 저장될 수 있다.
교정 측정 후, FUPn_min과 △U_INJmax_n_mean으로부터의 값 쌍들은 그들의 대응하는 축선상에서 특징도 기준 포인트들로서 역할을 할 수 있다. 각각의 기준점 또는 각각의 값 쌍에 대해 표준 편차가 결정될 수 있다. 특징도의 값들은 비휘발성인 방식으로 저장될 수 있으며, 연료 압력(FUP)을 결정하는데 도움이 될 수 있다.
교정 측정 후, 예컨대, 1차 다항식 같은, 다항식이 선택 사항으로서 제공될 수 있다.
최소 평균 자승법을 적용함으로써, 이하의 관계식이 적용되는 회귀 직선이 결정될 수 있다.
FUP = x0 + x1 ·△U_INJmax (6)
이와 관련하여, 모델 매개변수들(x0,x1)이 비휘발성인 방식으로 저장될 수 있다.
커먼 레일 시스템에서 각각의 개별적인 직접 분사식 밸브에 대해 모든 교정 측정값들이 개별적으로 결정될 수 있다.
따라서, 교정 측정값은 솔레노이드 드라이브를 가진 임의의 소정 직접 분사식 밸브에 존재하는 연료 압력을 결정하기 위한 베이스로서의 역할을 하도록 사용될 수 있다. 따라서, 직접 분사식 밸브의 솔레노이드 드라이브에 유도되는 전압으로부터의 연료 압력 결정은 연료 압력 센서를 대체할 수 있다. 선택적으로, 연료 압력(FUP)의 결정은 커먼 레일 시스템 및/또는 연료 압력 센서의 상태 진단을 제공하는데 도움이 될 수 있다. 이와 관련하여, 연료 압력 센서에 의해 측정된 연료 압력(FUPsensor) 마이너스 유도된 전압으로부터 결정된 연료 압력(FUP)의 절대값이 역치값을 초과하면, 오류 메시지가 출력될 수 있다. 즉,
|FUPsensor -mean(FUPi_mean)| > 역치값(threshold value) (7)
이와 관련하여, FUPi _ mean은 복수의 분사 사이클에 대한 특정 분사 밸브(i)의 평균값을 나타낸다. 값 평균(FUPi _ mean)을 계산하는 다른 평균값 형성이 다양한 분사 밸브들(i)에서 실행된다. 역치값은 연료 압력 세트포인트 값, 엔진 속도 및 흡인(sucked-in) 공기 질량에 의한 내연 기관의 부하 상태에 따라 좌우될 수 있다.
본 발명의 실시예들을 여러가지 신규한 요지와 관련하여 설명하였음을 유의하여야 한다. 특히, 본 발명의 많은 실시예들은 방법 청구항에 의해 기술되며 본 발명의 다른 실시예들은 장치 청구항에 의해 기술된다. 그러나 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자들은, 명시적으로 다르게 언급되지 않았다면, 본 발명의 신규한 요지의 유형에 속하는 특징들의 조합과 아울러, 신규한 요지들의 여러가지 유형에 속하는 특징들의 임의의 원하는 조합이 또한 가능하다는 것을 본 출원을 읽고 즉시 이해할 것이다.
본 발명의 추가적 장점들 및 특징들이 현재 바람직한 실시예들에 대한 후속하는 예시적 설명으로부터 나타난다. 본 출원의 도면에서의 각각의 도(figure)들은 단지 개략적이며 실제 크기가 아님을 고려해야 한다.
도 1은 분사 밸브에서 유지 페이즈의 끝 그리고 스위치 오프 페이즈에서 발생하는 다양한 신호들의 프로파일을 나타내고,
도 2는 자석 아마추어에서의 와전류 감쇠에 기초하여 코일에서의 유도 효과를 특정하는 기준 전압 프로파일을 이용한 폐쇄 시간의 검출을 나타내며,
도 3은 측정된 연료 압력들(FUP)과 측정된 최대 전압차들(△U_INJmax)의 상관성을 명확하게 나타낸 도면이고,
도 4는 커먼 레일 시스템을 포함한 내연 기관을 가진 자동차를 개략적으로 도시한 도면이며,
도 5는 솔레노이드 드라이브를 가진 직접 분사식 밸브에 대한 전형적인 전류/액츄에이션 프로파일과 그에 대응하는 전압 프로파일을 나타낸 도면이다.
실시예와 관련하여, 대응하는 특징들 및/또는 컴포넌트들과 동일하거나 적어도 기능적으로 동일한 여러가지 실시예들의 특징들 및/또는 컴포넌트들에는 동일한 도면부호가 부여되거나, 단지 그 첫번째 숫자 및/또는 첨부된 문자를 통해서만 그 대응하는 컴포넌트의 도면부호와 상이한 다른 도면부호가 부여되었음을 이해하여야 한다. 불필요한 반복을 피하기 위해, 이전에 설명된 실시예와 관련하여 이미 설명한 특징들 및/또는 컴포넌트들에 대해서는 이후 더 이상 구체적으로 설명하지 않는다.
또한, 하기 개시되는 실시예들은 단지 본 발명의 가능한 실시예들의 변형들의 제한된 선택을 나타낸다는 것을 유의하여야 한다. 특히, 개별적인 실시예들의 특징들을 적절한 방식으로 서로 조합하는 것이 가능하며, 따라서, 본 발명이 속한 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자들에게는, 명시적으로 예시된 실시예의 변형들은, 다수의 여러가지 실시예들을 명료한 방식으로 개시하는 것으로 간주될 수 있다.
연료 압력을 결정하기 위해 본 출원에 개시된 방법은 분사 밸브의 스위치 오프 페이즈에서 발생하는 다음과 같은 물리적 효과에 기초한다.
1. 먼저, 분사 밸브의 코일에서 전압의 스위치 오프는 회복 전압에 의해 제한되는 자기 유도 전압으로 이어진다. 통상적으로, 회복 전압은 절대값과 관련하여 부스팅 전압보다 다소 더 크다. 자기 유도 전압이 회복 전압을 초과하는 한, 전류 흐름은 코일에서 발생하고, 코일에서의 자기장은 감소된다. 이 효과의 시계열적인 위치가 도 5에 "I"로 특정되어 있다.
2. 코일 전류 감쇠시, 자력은 이미 감소한다. 분사될 연료의 압력으로 인해 감소하는 자력을 스프링 바이어스와 유압력이 초과하는 즉시, 밸브 시트의 방향으로 밸브 니들과 함께 자석 아마추어를 가속하는 합력이 발생한다.
3. 자기 유도 전압이 회복 전압을 더 이상 초과하지 않으면, 전류는 코일을 통해 더 이상 흐르지 않는다. 코일은 전기적으로 소위 "오픈 코일" 모드에 있게 된다. 코일의 필드 감소시 유도되는 와전류들은 자석 아마추어의 자성 재료의 옴 저항으로 인해 지수함수적으로 감쇠한다. 와전류들의 감소는 코일에서의 필드 변화로 이어지고, 이는 전압의 유도로 이어진다. 이러한 유도 효과로 인하여, 코일에서의 전압값은 지수 함수의 프로파일에 따라 상기 회복 전압의 레벨로부터 시작하여 제로(zero) 볼트까지 상승하게 된다. 이 효과의 시계열적인 위치가 도 5에 "Ⅲ"로 특정되어 있다.
4. 자석 아마추어와 밸브 니들은 밸브 니들이 밸브 시트에 충돌하기 직전에 그들의 최대 속도에 도달한다. 이 속도에서, 코일 코어와 자석 아마추어 사이의 공극의 크기가 증가하게 된다. 자석 아마추어의 운동과 그와 관련된 공극의 증대로 인하여, 자석 아마추어의 잔류 자기는 코일에서의 운동 유도형 전압으로 이어진다. 유도 전압에서 발생하는 최대 변화는 아마추어 자석(및 연관된 밸브 니들)의 최대 속도 변화를 특정한다. 따라서, 밸브 니들의 기계적 폐쇄 시간은 최대 운동 유도형 전압의 발생과 상관된다. 자석 아마추어 및 연관된 밸브 니들에 의해 유발되는 이 유도 효과는 와전류의 감쇠로 인한 유도 효과에 중첩(superimposed)된다. 이 효과의 시계열적인 위치가 도 5에 "Ⅳ"로 특정되어 있다.
5. 밸브 니들의 기계적 폐쇄 후, 바운스(bounce) 프로세스가 전형적으로 발생하며, 이 때 밸브 니들은 폐쇄 위치로부터 다시 한번 잠시 방향 전환하게 된다. 그러나, 존재하는 연료 압력과 스프링 전압으로 인해, 밸브 니들은 밸브 시트로 다시 가압된다. 바운싱 프로세스 이후 밸브의 폐쇄가 도 5에 "Ⅴ"로 특정되어 있다.
본 출원에 개시된 방법은 스위치 오프 페이즈에서 운동 유도형 전압 프로파일로부터 분사 밸브에 존재하는 연료 압력을 결정하는 것에 기초한다. 구체적으로 설명한 바와 같이, 이러한 결정은 측정된 유도 전압 프로파일에 대한 많은 평가를 필요로 한다.
도 1은 유지 페이즈의 끝과 스위치 오프 페이즈에서 분사 밸브에 존재하는 다양한 신호들의 프로파일을 나타낸다. 유지 페이즈와 스위치 오프 페이즈 간의 전이는 수직 쇄선으로 표시된 스위치 오프 시간에 발생한다. 코일을 통한 전류는 암페어 단위로 도면번호 100이 부여된 곡선으로 표시되어 있다. 스위치 오프 페이즈에서, 유도된 전압 신호(110)는, 자석 아마추어의 속도와 밸브 니들의 속도로 인한 유도 효과와, 와전류들의 감쇠로 인한 유도 효과의 합성(superimposition)으로부터 상승한다. 전압 신호(110)는 10볼트 단위로 예시되어 있다. 밸브 니들과 자석 아마추어의 리바운싱으로 인해 전압의 증가 속도가 다시 증가하기 전에, 폐쇄 시간의 영역에서 전압의 증가 속도가 크게 감소한다는 것이 전압 신호(110)로부터 명백하다. 도면번호 120이 부여된 곡선은 전압 신호(110)의 시계열적 도출(derivation)을 나타낸다. 이러한 도출(120)에서, 폐쇄 시간을 국소 최소값(121)에서 볼 수 있다. 리바운싱 프로세스 후, 다른 폐쇄 시간을 다른 최소값(122)에서 볼 수 있다.
도 1이 본 발명을 이해하는데 도움이 되는 면이 비교적 적지만, 초당 그램 단위로 연료의 유량을 나타내는 곡선(150)을 또한 도시하고 있다. 분사 밸브를 통한 연료의 측정된 유량이 검출된 폐쇄 시간 직후 최대치로부터 매우 급속도로 강하함이 명백하다. 액츄에이션 전압의 평가에 기초하여 검출된 폐쇄 시간과 측정된 연료 유량이 제로 값에 처음 도달한 시간 간의 시계열적 오프셋은 연료 유량 결정시 제한된 측정 역학에 기인한다. 약 3.1ms의 시간으로부터 시작하여, 대응하는 측정 신호(150)는 제로 값에 정착한다.
연료 압력을 결정하기 위해 개시된 방법을 실시하기 위해 필요한 처리 능력을 줄이기 위해, 도출(120)이 또한 예상된 폐쇄 시간을 포함하는 제한된 시간 간격 내에서 단순히 결정될 수도 있다.
도 2는 자석 아마추어에서의 와전류 감쇠로 인한 코일에서의 유도 효과를 특정하는 기준 전압 프로파일을 이용한 폐쇄 시간의 검출을 나타낸다. 도 1과 마찬가지로, 도 2는 유지 페이즈의 끝과 스위치 오프 페이즈를 나타낸다. 공극의 속도와 동일한 밸브 니들의 속도로 인한 유도 효과와, 와전류들의 감쇠로 인한 유도 효과의 합성에 기인한, 측정된 전압 프로파일(110)은 도 1에서와 동일하다. 코일 전류(100) 또한 도 1에 비해 변하지 않는다.
이 아이디어는 와전류들의 감쇠로 인한 유도 효과에 의해서만 유발되는 전압 신호(110) 부분을 계산하기 위해 기준 모델을 사용하는 것이다. 대응하는 기준 전압 신호가 도면번호 215로 표시된 곡선으로 도시되어 있다. 측정된 전압 프로파일(110)과 기준 전압 신호(215) 간의 전압차를 결정함으로써, 와전류들의 감쇠로 인한 유도 효과가 제거될 수 있다. 따라서, 차동 전압 신호(230)는 운동 관련 유도 효과를 특정하며, 자석 아마추어와 밸브 니들의 직접 속도 측정치이고, 그에 따라, 자석 아마추어에서 발생하여 이를 가속하는 힘의 측정치이다. 자석 아마추어에서 발생하는 이 힘은 연료 압력에 따라 좌우된다. 전압차(△U_INJmax)의 최대값(231)은 최대 자석 아마추어 속도 및/또는 밸브 니들이 밸브 시트에 충돌하기 직전에 도달하는 밸브 니들 속도를 특정한다. 따라서, 전압차(△U_INJmax)의 최대값(231)은 실제 폐쇄 시간(tclose _)을 결정하기 위해 사용될 수 있다. 특히, 하기 도시된 바와 같이, 실제 폐쇄 시간(tclose _)에서 전압차(△U_INJmax)의 최대값(231)이 연료 압력을 결정하는데 도움이 될 수 있다.
직접 분사식 밸브에 존재하는 연료 압력(FUP)은 코일에서의 운동 유도형 전압의 검출로부터, 특히, 전압차(△U_INJmax)에 대해 결정된 최대값으로부터 결정될 수 있다.
도 3은 측정된 연료 압력들(FUP)과 전압차들(△U_INJmax)의 최대값의 상관성을 나타낸다. 명백하게, 변화되는 연료 압력(FUP)과 전압차들(△U_INJmax)의 최대값들로부터 형성된 측정된 값 쌍들(352)은 회귀 직선(350)에 가상적으로 정밀하게 놓인다. 따라서, 회귀 직선(350)은 전압차들(△U_INJmax)의 임의의 원하는 최대값들에 대해 넓은 범위에서 연료 압력(FUP)을 특정하기 위해 사용될 수 있다.
도 4는 커먼 레일 시스템(460)을 포함한 내연 기관(461)을 가진 자동차(463)를 개략도를 도시한다. 또한, 자동차(463)는 연료 공급 시스템과, 연료(476)의 공급을 조절하는 역할을 하는 제어 유닛(466)을 갖는다. 도 4의 화살표는 연료(476)의 유동 방향을 명확하게 하는 역할을 한다.
연료(476)는 탱크(474)로부터 저압 연료 펌프(472)로 전달되고, 루프 내의 저압 연료 펌프(472)의 출구로부터 저압 레귤레이터(470)를 통해 연료 탱크(474)로 다시 전달된다. 연료(476)는 저압 연료 펌프(472)의 출구에서 다른 브랜치로부터 고압 연료 펌프(468)의 체적 유동 조절 밸브로 안내된다. 전형적으로, 저압 연료 펌프(472)에 의해 공급되는 연료 압력은 고압 연료 펌프(468)의 체적 유동 조절 밸브에서 3 내지 5 바이다. 소정의 연료 압력으로 연소실에서 원하는 양의 연료(476)가 직접 분사식 밸브들(462)에 대해 제공되도록 보장하는 양의 연료(476)가 체적 유동 조절 밸브를 통해 고압 연료 펌프(468)에 공급된다.
고압 연료 펌프(468)는 이 도면에서 바와 같이 6개의 직접 분사식 밸브(462)를 가진 커먼 레일 시스템(460)에 대해 연료(476)를 공급한다. 또한, 내연 기관(461)의 컴포넌트로서 고려될 수 있는 커먼 레일 시스템(460)은 커먼 레일 시스템(460) 내의 압력을 감지하는 압력 센서(464)이다. 상기 압력 센서(464)는 제어 유닛(466)에 연결된다. 제어 유닛(466)은 신호들을 검출하기 위한 검출 유닛(465)과, 제어 신호들을 출력하기 위한 평가 유닛(467)을 갖는다. 또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 각각의 직접 분사식 밸브들(462)은 제어 유닛(466)에 위치된 검출 유닛(465)에 연결되며, 이에 따라, 직접 분사식 밸브들(462)의 솔레노이드 드라이브들로부터의 전기적 신호들이 평가 유닛(467)에 의해 평가되도록 제어 유닛(466)으로 전달될 수 있다. 이러한 방식으로, 적당한 제어 신호들이 고압 연료 펌프(468)로 전달될 수 있다. 압력 센서(464)에 의해 감지된 연료(467)의 압력과 직접 분사식 밸브(462)의 솔레노이드 드라이브에서 검출된 유도 전압 모두가 제어 유닛(466)에 의해 평가될 수 있다. 그 다음, 제어 유닛(466)은 커먼 레일 시스템(460)에 연료(476)를 공급하기 위해 고압 연료 펌프(468)에 적당한 제어 신호를 전달할 수 있다.

Claims (14)

  1. 솔레노이드 드라이브를 포함하는 직접 분사식 밸브(462)에 존재하는 연료 압력을 결정하기 위한 방법으로서,
    상기 직접 분사식 밸브(462)의 폐쇄 시간을 포함하는 시간 주기 내에 상기 솔레노이드 드라이브에 유도된 전압을 검출하는 단계, 및
    검출되는 유도된 전압에 기초하여 상기 연료 압력을 결정하는 단계를 포함하는,
    연료 압력을 결정하기 위한 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 솔레노이드 드라이브에서 검출되는, 상기 유도된 전압의 최대값(231)이 상기 연료 압력을 결정하기 위해 사용되는,
    연료 압력을 결정하기 위한 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 직접 분사식 밸브에 존재하는 결정된 연료 압력에 대한 값이 적어도 하나의 다른 직접 분사식 밸브(462)에 존재하는 다른 연료 압력에 대한 가상 값으로서 사용되는,
    연료 압력을 결정하기 위한 방법.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    다른 직접 분사식 밸브(462)의 폐쇄 시간을 포함하는 시간 주기 내에 상기 다른 직접 분사식 밸브(462)의 다른 솔레노이드 드라이브에 유도되는 다른 유도된 전압을 검출하는 단계, 및
    검출된 다른 유도된 전압에 기초하여 다른 연료 압력을 결정하는 단계
    를 또한 포함하는,
    연료 압력을 결정하기 위한 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 연료 압력을 압력 센서(464)에 의해 검출하는 단계,
    상기 압력 센서에 의해 검출된 상기 연료 압력과, 상기 검출되는 유도된 전압에 기초하여 결정된 상기 연료 압력을 비교하는 단계, 및
    상기 결정된 연료 압력이 미리규정된 역치값을 초과하게 상기 측정된 연료 압력으로부터 벗어나면, 오류 메시지를 출력하는 단계
    를 또한 포함하는,
    연료 압력을 결정하기 위한 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 연료 압력은 연관된 연료 압력들 및 유도된 전압들의 최대값들(231)의 이전에 공지된 특징도(characteristic diagram)로부터 결정되는,
    연료 압력을 결정하기 위한 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 특징도는,
    상기 직접 분사식 밸브(462)를 다양한 연료 압력들에 대해 작동시키는 단계 ― 유도된 전압은 각각의 연료 압력에 대해 측정됨―, 및
    각각이 압력 값 및 연관된 전압 값을 포함하는 복수의 값 쌍들(352)을 저장하는 단계
    를 포함하는 교정 방법에 의해 결정되는,
    연료 압력을 결정하기 위한 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 직접 분사식 밸브는 미리규정된 일정한 작동 조건들하에서 다양한 연료 압력들에 대해 작동되는,
    연료 압력을 결정하기 위한 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 일정한 작동 조건들은,
    화학량론적 공기비,
    미리규정된 냉각수 온도,
    미리규정된 오일 온도, 및/또는
    직접 분사식 밸브(462)를 포함하는 내연 기관(461)의 제어 유닛의 미리규정된 온도
    를 유지함으로써 규정되는,
    연료 압력을 결정하기 위한 방법.
  10. 제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    회귀 곡선(350)에 의해, 상기 특징도에 저장된 상기 값 쌍들(352)을 조정하는 단계를 또한 포함하는,
    연료 압력을 결정하기 위한 방법.
  11. 솔레노이드 드라이브를 포함하는 직접 분사식 밸브(462)에 존재하는 연료 압력을 결정하기 위한 장치로서,
    상기 직접 분사식 밸브(462)의 폐쇄 시간을 포함하는 시간 주기 내에 상기 솔레노이드 드라이브에 유도된 전압을 검출하는 검출 유닛(465), 및
    검출되는 전압에 기초하여 상기 연료 압력을 결정하는 평가 유닛(467)
    을 포함하는,
    연료 압력을 결정하기 위한 장치.
  12. 내연 기관(461)을 가진 자동차(463)를 위한 커먼 레일 시스템(460)으로서,
    상기 내연 기관(461)의 연소실로 연료(476)를 분사하기 위한 적어도 하나의 직접 분사식 밸브(462), 및
    제 11 항에 따른 장치
    를 포함하는,
    커먼 레일 시스템.
  13. 제 12 항에 따른 커먼 레일 시스템(460)을 가진 자동차(463).
  14. 솔레노이드 드라이브를 포함하는 직접 분사식 밸브(462)에 존재하는 연료 압력을 결정하기 위한 컴퓨터 프로그램으로서,
    상기 컴퓨터 프로그램은, 상기 컴퓨터 프로그램이 프로세서에 의해 실행될 때, 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 방법을 제어하도록 구성된,
    컴퓨터 프로그램.
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