KR20150018519A - 분사 밸브를 모니터링하기 위한 방법 - Google Patents

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Abstract

폐쇄 위치에서 유체 출구 부분을 통한 유체 유동을 방지하고 또 다른 위치에서 유체 출구 부분을 통한 유체 유동을 방출하는 이동가능한 밸브 니들과, 코일 및 전기자를 갖춘 액추에이터 유닛을 포함하고, 전기자는 이동가능하고 밸브 니들을 작동시키도록 설계되는, 분사 밸브의 개방을 모니터링하기 위한 방법. 이러한 방법은 주어진 시작 시간에 사전결정된 전압 신호로 액추에이터 유닛을 작동시키는 단계; 액추에이터 유닛을 통한 전류를 기록하는 단계; 기록된 전류와 시작 시간(T_0)에 기초하여, 전류의 기록된 프로파일의 구배가 주어진 제1 한계치보다 많이 변하는 시간(T_1)을 검출하는 단계; 제1 구배 변화 시간(T_1)에 기초하여, 전류의 기록된 프로파일의 구배가 주어진 제2 한계치보다 많이 변하는 제2 시간(T_2)을 검출하는 단계; 및 제1 시간(T_1) 및 제2 시간(T_2)에 따라, 분사 밸브의 장기 드리프트를 보상하기 위해 사용될 수 있는 진단 값을 결정하는 단계를 포함한다. 분사 밸브(10)의 개방을 모니터링하기 위한 방법으로서, 분사 밸브(10)는 유체 출구 부분(40)을 포함하는 캐비티(18)를 갖춘 밸브 몸체(14), 캐비티(18) 내에서 이동가능한 그리고 폐쇄 위치에서 유체 출구 부분(40)을 통한 유체 유동을 방지하고 또 다른 위치에서 유체 출구 부분(40)을 통한 유체 유동을 방출하는 밸브 니들(20), 및 코일(38)과 전기자(22)를 갖춘 액추에이터 유닛(36)을 포함하고, 전기자(22)는 캐비티(18) 내에서 이동가능하고 밸브 니들(20)을 작동시키도록 설계되며, 상기 방법은, 주어진 시작 시간(T_0)에 시작하는 사전결정된 전압 신호(V)에 의해 액추에이터 유닛(36)을 작동시키는 단계; 액추에이터 유닛(36)을 통한 전류(I)의 시간-의존적 프로파일을 기록하는 단계; 전류(I)의 기록된 프로파일과 시작 시간(T_0)에 기초하여, 전류(I)의 기록된 프로파일의 구배가 주어진 제1 한계치보다 많이 변하는 제1 구배 변화 시간(T_1)을 검출하는 단계; 제1 구배 변화 시간(T_1)에 기초하여, 전류(I)의 기록된 프로파일의 구배가 주어진 제2 한계치보다 많이 변하는 제2 구배 변화 시간(T_2)을 검출하는 단계; 및 제1 구배 변화 시간(T_1) 및 제2 구배 변화 시간(T_2)에 따라, 분사 밸브(10)의 장기 드리프트를 보상하기 위해 사용될 수 있는 진단 값을 결정하는 단계를 포함한다.

Description

분사 밸브를 모니터링하기 위한 방법{METHOD FOR MONITORING AN INJECTION VALVE}
본 발명은 분사 밸브를 모니터링하기 위한 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 분사 밸브를 작동시키기 위한 방법에 관한 것이다.
본 특허 출원은 그 개시 내용이 언급에 의해 본 명세서에 포함되는 유럽 특허 출원 제12167414.7호의 우선권을 주장한다.
분사 밸브가 특히 내연 기관에 널리 사용되고 있으며, 거기에서 그것들은 내연 기관의 흡기 매니폴드(intake manifold) 내에 또는 직접 내연 기관의 실린더의 연소 챔버 내에 유체를 주입하기 위해 배치될 수 있다.
분사 밸브는 다양한 연소 기관에 대한 다양한 요구를 충족시키기 위해 다양한 형태로 제조된다. 따라서, 예를 들어, 그것들의 길이, 그것들의 직경 및 또한 유체가 주입되는 방식을 담당하는 분사 밸브의 다양한 요소가 넓은 범위 내에서 변할 수 있다. 그것에 더하여, 분사 밸브는 예를 들어 전자기 액추에이터 또는 압전 액추에이터일 수 있는, 분사 밸브의 니들을 작동시키기 위한 액추에이터를 수용할 수 있다.
원하지 않는 배출물의 생성을 고려하여 연소 과정을 향상시키기 위해, 각각의 분사 밸브는 매우 높은 압력 하에서 유체를 주입하기에 적합할 수 있다. 이러한 압력은 예를 들어 가솔린 엔진의 경우에 최대 200 바 또는 심지어 최대 400 바의 범위 내일 수 있고 디젤 엔진의 경우에 2000 바 초과의 범위 내일 수 있다.
본 발명의 목적은 분사 밸브의 신뢰성 있고 정확한 작동을 허용하는, 분사 밸브의 개방을 모니터링하기 위한 방법과 분사 밸브를 작동시키기 위한 방법을 제공하는 것이다.
이러한 목적은 특허청구범위 제1항의 특징을 갖는 방법에 의해 달성된다. 본 발명의 유리한 실시 형태가 종속항에 주어진다.
일 태양에 따르면, 분사 밸브의 개방을 모니터링하기 위한 방법이 특정된다. 다른 태양에 따르면, 분사 밸브, 특히 내연 기관의 분사 밸브를 작동시키기 위한 방법이 특정된다.
분사 밸브는 유체 출구 부분을 포함하는 캐비티를 갖춘 밸브 몸체, 캐비티 내에서 이동가능한 그리고 폐쇄 위치에서 유체 출구 부분을 통한 유체 유동을 방지하고 또 다른 위치에서 유체 출구 부분을 통한 유체 유동을 방출하는 밸브 니들(valve needle), 및 코일과 전기자를 갖춘 액추에이터 유닛을 포함하고, 전기자는 캐비티 내에서 이동가능하고 밸브 니들을 작동시키도록 설계된다.
이러한 방법은 주어진 시작 시간에 시작하는 사전결정된 전압 신호에 의해 액추에이터 유닛을 작동시키는 단계; 액추에이터 유닛을 통한 전류의 시간-의존적 프로파일을 기록하는 단계; 전류의 기록된 프로파일에 기초하여 그리고 시작 시간으로부터 시작하여, 전류의 기록된 프로파일의 구배가 주어진 제1 한계치보다 많이 변하는 제1 구배 변화 시간을 검출하는 단계; 전류의 기록된 프로파일에 기초하여 그리고 제1 구배 변화 시간으로부터 시작하여, 전류의 기록된 프로파일의 구배가 주어진 제2 한계치보다 많이 변하는 제2 구배 변화 시간을 검출하는 단계; 및 제1 구배 변화 시간 및/또는 제2 구배 변화 시간에 따라 진단 값을 결정하는 단계를 포함한다.
진단 값은 분사 밸브의 잘못된 각각의 정확한 작동을 나타낼 수 있다. 제1 구배 변화 시간 및/또는 제2 구배 변화 시간의 드리프트(drift)가 분사 밸브의 잘못된 작동을 나타낼 수 있다. 본 맥락에서, 시간의 "드리프트"는 특히 시간에 있어 예상된 위치로부터의 - 예컨대, 사전결정된 위치로부터의 - 편차이다. 작동은 특히 각각의 드리프트(들)가 사전결정된 허용 오차 범위를 초과하면 잘못된 것일 수 있다.
시작 시간과 제1 구배 변화 시간 사이에서 전류의 기록된 프로파일의 제1 구배는 코일의 통전(energization)을 나타낸다. 제1 구배 변화 시간과 제2 구배 변화 시간 사이에서 전류의 기록된 프로파일의 제2 구배는 밸브 니들과는 별개의 전기자의 운동을 나타낸다. 한계치는 적합한 방식으로, 예를 들어 엔진 시험소에서의 시험에 의해 또는 시뮬레이션에 의해 사전에 결정될 수 있다.
이러한 방법은 분사 밸브의 개방 중에 분사 밸브의 작동의 상이한 단계가 식별될 수 있는 이점을 갖는다. 결과적으로, 밸브 니들의 개방 과정 중에 분사 밸브의 거동의 장기 드리프트(long-term drift), 특히 제1 및/또는 제2 구배 변화 시간의 장기 드리프트가 검출될 수 있다. 또한, 분사 밸브의 역학 관계의 모니터링은 분사 밸브의 장기 드리프트의 보상을 위한 기초의 역할을 할 수 있다. 본 맥락에서 표현 "장기 드리프트"는 특히 분사 밸브의 수명 - 특히 평균 고장 수명(mean time to failure, MTTF) - 의 시간 척도로의, 예를 들어 MTTF의 적어도 5%의 범위 내에서의 변화와 관련된다. MTTF는 원칙적으로 당업자에게 알려져 있는 표준화된 통계적 절차에 의해 결정될 수 있다.
본 발명의 유리한 실시 형태에서, 진단 값은 시작 시간과 제1 구배 변화 시간 사이의 시간 차이 및/또는 시작 시간과 제2 구배 변화 시간 사이의 시간 차이에 따라 결정된다. 이러한 방식으로, 각각 제1 및 제2 구배 변화 시간의 드리프트를 결정하는 것이 복잡하지 않다.
본 발명의 또 다른 유리한 실시 형태에서, 전류의 기록된 프로파일에 기초하여 그리고 제2 구배 변화 시간으로부터 시작하여, 전류의 기록된 프로파일의 구배가 주어진 제3 한계치보다 많이 변하는 제3 구배 변화 시간이 검출되고, 진단 값은 제3 구배 변화 시간에 따라 결정된다. 제3 구배 변화 시간의 드리프트 - 제1 및/또는 제2 구배 변화 시간의 드리프트에 더하여 또는 그것에 대안적으로 - 가 분사 밸브의 잘못된 작동을 나타낼 수 있다.
제2 구배 변화 시간과 제3 구배 변화 시간 사이에서 전류의 기록된 프로파일의 제3 구배가 전기자와 밸브 니들의 공동 운동을 나타낸다.
이는 밸브 니들의 개방 과정 중에 분사 밸브의 장기 드리프트, 특히 제3 구배 변화 시간의 장기 드리프트를 검출하기 위해 또 다른 구배 변화가 사용될 수 있는 이점을 갖는다.
본 발명의 또 다른 유리한 실시 형태에서, 진단 값은 시작 시간과 제3 구배 변화 시간 사이의 시간 차이에 따라 결정된다.
일 실시 형태에서, 이러한 방법은 제1 분사 과정에 대해, 내연 기관의 주어진 크랭크 샤프트 각도에 대해 주어진 시작 시간에 시작하는 사전결정된 전압 신호에 의해 액추에이터 유닛을 작동시키는 단계와, 제1 구배 변화 시간 및/또는 제2 구배 변화 시간에 따라, 적어도 하나의 또 다른 분사 과정에 대해 전압 신호의 신호 지속 시간을 결정하기 위한 할당 규칙(assignment rule)을 조절하는 단계를 포함한다. 바꾸어 말하면, 진단 값은 적어도 하나의 또 다른 분사 과정에 대해 전압 신호의 신호 지속 시간을 결정하기 위한 할당 규칙을 조절하기 위해 사용된다.
이러한 실시 형태는 밸브 니들의 개방 중에 분사 밸브의 거동의 드리프트와 분사 밸브의 역학 관계의 드리프트가 액추에이터 유닛의 작동을 위한 전압 신호의 신호 지속 시간을 조정함으로써 보상될 수 있는 이점을 갖는다. 이는 분사 밸브의 연료의 전달량이 조절될 수 있는 이점을 갖는다. 결과적으로, 분사 밸브에 의해 전달되는 연료의 양의 장기 안정성이 달성될 수 있다.
유리한 개발에서, 전압 신호의 신호 지속 시간을 결정하기 위한 할당 규칙은 시작 시간과 제1 구배 변화 시간 사이의 시간 차이 및/또는 시작 시간과 제2 구배 변화 시간 사이의 시간 차이에 따라 조절된다.
또 다른 유리한 개발에서, 제1 구배 변화 시간 및/또는 제2 구배 변화 시간에 따라, 주어진 크랭크 샤프트 각도에 대한 전압 신호의 위상 변이를 결정하기 위한 할당 규칙이 적어도 하나의 또 다른 분사 과정에 대해 조절된다. 이는 밸브 니들의 개방 중에 분사 밸브의 거동의 드리프트와 분사 밸브의 역학 관계의 드리프트가 주어진 크랭크 샤프트 각도에 대해 전압 신호를 조정함으로써 보상될 수 있는 이점을 갖는다.
일 실시 형태에 따르면, 이러한 방법은 제1 분사 과정에 대해, 내연 기관의 주어진 크랭크 샤프트 각도에 대해 주어진 시작 시간에 시작하는 사전결정된 전압 신호에 의해 액추에이터 유닛을 작동시키는 단계와, 제1 구배 변화 시간 및/또는 제2 구배 변화 시간에 따라, 적어도 하나의 또 다른 분사 과정에 대해 주어진 크랭크 샤프트 각도에 대한 전압 신호의 위상 변이를 결정하기 위한 할당 규칙을 조절하는 단계를 포함한다. 바꾸어 말하면, 진단 값은 적어도 하나의 또 다른 분사 과정에 대해 주어진 크랭크 샤프트 각도에 대한 전압 신호의 위상 변이를 결정하기 위한 할당 규칙을 조절하기 위해 사용된다.
이러한 실시 형태는 밸브 니들의 개방 중에 분사 밸브의 거동의 드리프트와 분사 밸브의 역학 관계의 드리프트가 주어진 크랭크 샤프트 각도에 대해 전압 신호를 조정함으로써 보상될 수 있는 이점을 갖는다.
유리한 개발에서, 주어진 크랭크 샤프트 각도에 대한 전압 신호의 시간 이동(time shift)을 결정하기 위한 할당 규칙은 시작 시간과 제1 구배 변화 시간 사이의 시간 차이 및/또는 시작 시간과 제2 구배 변화 시간 사이의 시간 차이에 따라 조절된다.
본 발명에 의하면, 분사 밸브의 신뢰성 있고 정확한 작동을 허용하는, 분사 밸브의 개방을 모니터링하기 위한 방법과 분사 밸브를 작동시키기 위한 방법이 제공된다.
이하에서는 본 방법의 예시적인 실시 형태가 개략적인 도면의 도움으로 설명된다.
도 1은 분사 밸브의 종단면도이다.
도 2는 분사 밸브의 전류 프로파일이다.
도 3은 분사 밸브의 확대된 전류 프로파일이다.
도 4는 분사 밸브의 분사된 유체의 프로파일과 또 다른 확대된 전류 프로파일이다.
도 5는 분사 밸브를 작동시키기 위한 방법의 예시적인 실시 형태의 순서도이다.
상이한 도면에 존재하는 동일한 설계 및 기능의 요소는 동일한 도면 부호에 의해 식별된다.
도 1은 특히 내연 기관에 연료를 주입하기에 적합한 분사 밸브(10)를 도시한다. 분사 밸브(10)는 특히 입구 관(12)을 포함한다.
분사 밸브(10)는 중심 종축(L)을 갖는 밸브 몸체(14)를 포함한다. 캐비티(18)가 밸브 몸체(14) 내에 배치된다. 분사 밸브(10)는 하우징(16)을 구비한다. 캐비티(18)는 밸브 니들(valve needle)(20)과 전기자(armature)(22)를 수용한다. 밸브 니들(20)과 전기자(22)는 캐비티(18) 내에서 축방향으로 이동가능하다.
입구 관(12) 내에 제공되는 요홈(26) 내에 스프링(24)이 배치된다. 스프링(24)은 밸브 니들(20)에 기계적으로 결합된다. 밸브 니들(20)은 스프링(24)에 대한 제1 시트(seat)를 형성한다.
필터 요소(30)가 입구 관(12) 내부에 배치되고, 스프링(24)에 대한 또 다른 시트를 형성한다. 분사 밸브(10)의 제조 공정 중에, 필터 요소(30)는 스프링(24)에 원하는 방식으로 예비하중(preload)을 인가하기 위해 입구 관(12) 내로 축방향으로 이동될 수 있다. 이에 의해, 스프링(24)은 밸브 니들(20)에 분사 밸브(10)의 분사 노즐(34)을 향해 힘을 가한다.
밸브 니들(20)의 폐쇄 위치에서, 그것은 시트 플레이트(32) 상에 밀봉가능하게 놓여, 적어도 하나의 분사 노즐(34)을 통한 유체 유동을 방지한다. 분사 노즐(34)은 예를 들어 분사구일 수 있다.
밸브(10)는 바람직하게는 전자기 액추에이터인 액추에이터 유닛(36)을 구비한다. 전자기 액추에이터 유닛(36)은 바람직하게는 하우징(16) 내부에 배치되는 코일(38)을 포함한다. 또한, 전자기 액추에이터 유닛(36)은 전기자(22)를 포함한다. 밸브 몸체(14), 하우징(16), 입구 관(12) 및 전기자(22)는 전자기 회로를 형성한다.
유체 출구 부분(40)은 시트 플레이트(32)에 가까운 캐비티(18)의 부분이다. 유체 출구 부분(40)은 밸브 몸체(14) 내에 제공되는 유체 입구 부분(42)과 연통된다.
이하에서는 분사 밸브(10)의 기능이 설명될 것이다:
처음에, 유체가 필터 요소(30)를 통해 유체 입구 부분(42)으로 그리고 계속해서 유체 출구 부분(40)을 향해 안내된다. 밸브 니들(20)은 밸브 니들(20)의 폐쇄 위치에서 유체 출구 부분(40)을 통한 유체 유동을 방지한다. 밸브 니들(20)의 폐쇄 위치를 제외하고는, 밸브 니들(20)은 유체 출구 부분(40)을 통한 유체 유동을 가능하게 한다.
코일(38)을 갖춘 전자기 액추에이터 유닛(36)이 통전(energization)되는 경우에, 액추에이터 유닛(36)은 전기자(22)에 전자기력을 인가할 수 있다. 전기자(22)는 코일(38)을 갖춘 전자기 액추에이터 유닛(36)에 의해 끌어당겨지고, 유체 출구 부분(40)으로부터 멀어지게 축방향으로 이동한다. 전기자(22)와 밸브 니들(20) 사이의 기계적 결합으로 인해, 전기자(22)는 그것과 함께 밸브 니들(20)을 이동시킨다. 결과적으로, 밸브 니들(20)은 폐쇄 위치 밖으로 축방향으로 이동한다. 밸브 니들(20)의 폐쇄 위치를 제외하고는, 시트 플레이트(32)와 밸브 니들(20) 사이의 갭이 유체 경로를 형성하고, 유체가 분사 노즐(34)을 통과할 수 있다.
액추에이터 유닛(36)이 통전해제(de-energization)되는 경우에, 스프링(24)이 밸브 니들(20)을 분사 노즐(34)을 향해 축방향으로 이동하도록 가압시킬 수 있다. 결과적으로, 밸브 니들(20)은 그것의 폐쇄 위치로 이동하도록 가압될 수 있다. 밸브 니들(20)이 그것의 폐쇄 위치에 있는지의 여부는 코일(38)을 갖춘 액추에이터 유닛(36)에 의해 밸브 니들(20)에 유발되는 힘과 스프링(24)에 의해 밸브 니들(20)에 유발되는 힘 사이의 힘 평형에 따른다.
도 2 내지 도 4는 분사 밸브(10)를 모니터링하기 위한 방법과 분사 밸브(10)를 작동시키기 위한 방법을 설명하기 위해 분사 밸브(10)의 액추에이터 유닛(36)을 통한 전류(I, I')의 프로파일을 도시한다. 또한, 도 4는 분사 밸브(10)에 의해 전달되는 유체량(Q, Q')의 프로파일을 도시한다.
예시적인 실시 형태에 따른 분사 밸브(10)의 개방을 모니터링하기 위한 그리고 분사 밸브(10)를 작동시키기 위한 방법은 다음의 단계를 포함한다:
액추에이터 유닛(36)은 시작 시간(T_0)(점 P0)에 시작하는 사전결정된 전압 신호(V)에 의해 작동된다. 액추에이터 유닛(36)을 통한 전류(I)의 시간-의존적(time-dependent) 프로파일이 기록된다. 전류(I)의 시간-의존적 프로파일은 도 2에 도시된다. 이러한 프로파일의 상세한 확대도가 도 3과 도 4에 도시된다.
시작 시간(T_0)은 연소 기관에 의해 주어지는 작동 조건에 따라 조정된다.
시작 시간(T_0)과 제1 구배 변화 시간(T_1)(점 P1) 사이에서, 전류(I)의 프로파일의 제1 구배(G_1)가 검출된다. 제1 구배 변화 시간(T_1)에서, 전류(I)의 기록된 프로파일의 구배는 주어진 제1 한계치보다 많이 변한다. 제1 구배(G_1)는 시작 시간(T_0)과 제1 구배 변화 시간(T_1) 사이에서 코일(38)의 통전을 나타낸다.
제1 구배 변화 시간(T_1)과 제2 구배 변화 시간(T_2)(점 P2) 사이에서, 전류(I)의 프로파일의 제2 구배(G_2)가 검출된다. 제2 구배 변화 시간(T_2)에서, 전류(I)의 기록된 프로파일의 구배는 주어진 제2 한계치보다 많이 변한다. 제2 구배(G_2)는 밸브 니들(20)과 맞물리기 전 전기자(22)의 운동을 나타낸다. 제2 구배 변화 시간(T_2)에서, 전류(I)의 기록된 프로파일의 구배가 다시 변한다. 제2 구배 변화 시간(T_2)은 전기자(22)와 밸브 니들(20)의 맞물림과 밸브 니들(20)의 개방 운동의 시작을 나타낸다.
제2 구배 변화 시간(T_2)과 제3 구배 변화 시간(T_3)(점 P3) 사이에서, 전류(I)의 프로파일의 제3 구배(G_3)가 검출된다. 제3 구배 변화 시간(T_3)에서, 전류(I)의 기록된 프로파일의 구배는 주어진 제3 한계치보다 많이 변한다. 제3 구배(G_3)는 전기자(22)와 밸브 니들(20)의 공동 운동을 나타낸다. 제3 구배 변화 시간(T_3)은 밸브 니들(20)의 최대 상승 위치에서 밸브 니들(20)의 완전한 개방을 나타낸다. 제3 구배 변화 시간(T_3) 후, 전류(I)의 프로파일의 제4 구배(G_4)가 검출된다.
이러한 방법은 전기자(22)의 상이한 위치 또는 전기자(22) 및 밸브 니들(20)의 공통 위치를 식별하는 것을 허용한다. 이러한 방법으로 인해, 분사 밸브(10)가 전기자(22)의 운동과 밸브 니들(20)과 조합된 전기자(22)의 운동을 정확히 검출하는 것이 가능하다. 특히, 전기자(22)와 밸브 니들(20)의 각각의 개별적인 운동의 정확한 시작과 종료를 전류 프로파일의 구배 변화에 의해 검출하는 것이 가능하다.
에이징된(aged) 분사 밸브(10)의 경우에, 드리프트(drift)는 시간(T_1')(점 P1')의 지연을 보여주며, 이는 전기자(22)의 운동의 시작을 나타낸다. 전기자(22)의 이러한 지연된 초기 운동은 니들(20)의 운동의 지연[시간(T_2')에서 점 P2']을 가져온다. 이에 의해, 시간 드리프트(time drift)를 갖는 에이징된 분사 밸브(10)에 의해 전달되는 유체량(Q')이 도 4에 도시된 바와 같이 원래 분사 밸브(10)의 원래 유체량(Q)보다 적을 수 있다.
드리프트는 분사 밸브(10)의 감소된 유체량(Q')을 보상하기 위해 사용될 수 있는 진단을 생성하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 진단 값은 전압 신호(V), 특히 전압 신호(V)의 시작 시간(T_0), 형상 및 지속 시간 중 적어도 하나를 조절하기 위해 사용될 수 있다.
도 5는 분사 밸브(10)를 작동시키기 위한 방법의 또 다른 실시 형태를 설명하기 위한 순서도를 도시한다. 이러한 방법은 다음의 단계를 포함한다:
제1 단계(S10)에서, 액추에이터 유닛(36)이 내연 기관의 주어진 크랭크 샤프트 각도에 대해 시작 시간(T_0)에 시작하는 사전결정된 전압 신호(V)에 의해 작동된다. 액추에이터 유닛(36)에 대한 전류(I)의 시간-의존적 프로파일이 기록된다.
후속 단계(S12)에서, 코일(38)의 통전을 나타내는 전류(I)의 기록된 프로파일의 제1 구배(G_1)와 전류(I)의 기록된 프로파일의 구배가 변하는 제1 구배 변화 시간(T_1)이 검출된다.
후속 단계(S14)에서, 밸브 니들(20)과는 별개의 전기자(22)의 운동을 나타내는 전류(I)의 기록된 프로파일의 제2 구배(G_2)와 제2 구배 변화 시간(T_2)이 검출된다.
후속 단계(S16)에서, 시작 시간(T_0)과 제1 구배 변화 시간(T_1) 사이의 그리고/또는 시작 시간(T_0)과 제2 구배 변화 시간(T_2) 사이의 시간 차이가 계산된다. 또한, 전압 신호(V)를 조정함으로써 보상이 필요한지가 검사되고 확인된다. 시작 시간(T_0)과 제1 구배 변화 시간(T_1) 및/또는 시작 시간(T_0)과 제2 구배 변화 시간(T_2) 사이의 시간 차이가 주어진 값을 초과하면, 점(P1, P2)의 드리프트가 보상될 수 있다. 전자 제어 유닛(ECU)이 원래 데이터와의 차이를 계산할 수 있고, 드리프트를 보상할 수 있다[단계(S18)]. 분사 밸브를 작동시키기 위한 방법의 일 실시 형태에서, 전압 신호(V)의 신호 지속 시간(T_SIG)을 결정하기 위한 할당 규칙(assignment rule)이 시작 시간(T_0)과 제1 구배 변화 시간(T_1) 및/또는 시작 시간(T_0)과 제2 구배 변화 시간(T_2) 사이의 시간 차이에 따라 조절된다. 분사 밸브(10)를 작동시키기 위한 방법의 또 다른 실시 형태에서, 주어진 크랭크 샤프트 각도에 대해 전압 신호(V)의 위상 변이를 결정하기 위한 할당 규칙이 특히 제1 구배 변화 시간(T_1) 및/또는 제2 구배 변화 시간(T_2)의 드리프트가 보상될 수 있도록 조절된다. 이에 의해, 분사 밸브(10)의 탄도 작동 조건(ballistic operating condition) 중에 분사 시간이 조정될 수 있다. 이에 의해, 보정된 양(Q)의 유체가 전달될 수 있다.
시작 시간(T_0)과 제1 구배 변화 시간(T_1) 사이의 시간 차이와 시작 시간(T_0)과 제2 구배 변화 시간(T_2) 사이의 시간 차이가 주어진 값을 초과하지 않으면, 이전의 데이터가 사용된다[단계(20)].
가변적인 작동 조건으로 인한 또는 수명 성능 열화로 인한 시간(T_1, T_2, T_3)의 변화가 검출가능하고, 분사 밸브(10)의 드리프트를 보상하기 위해 또는 연소 기관의 상이한 실린더 사이의 가변성을 감소시키기 위해 특정 알고리즘이 적용될 수 있다. 분사 밸브(10)의 수명 중에 전달된 연료량을 일정하게 유지시키고 드리프트를 보상하기 위해 소프트웨어 프로그램이 분사 파라미터를 수정할 수 있다. 이러한 방법에 의해, 제2 구배 변화 시간(T_2) 후 분사 밸브(10)의 예측가능한 탄도 작동 조건을 포함하여 최저로 제어가능하고 전달가능한 연료량의 최소치를 얻는 것이 가능하다.
본 발명은 상기 예시적인 실시 형태에 기초한 설명에 의해 특정 실시 형태로 제한되지 않고, 상이한 실시 형태의 요소의 임의의 조합을 포함한다. 또한, 본 발명은 특허청구범위의 임의의 조합과 특허청구범위에 의해 개시된 특징의 임의의 조합을 포함한다.

Claims (8)

  1. 분사 밸브(10)를 작동시키기 위한 방법으로서,
    분사 밸브(10)는 유체 출구 부분(40)을 포함하는 캐비티(18)를 갖춘 밸브 몸체(14), 캐비티(18) 내에서 이동가능한 그리고 폐쇄 위치에서 유체 출구 부분(40)을 통한 유체 유동을 방지하고 또 다른 위치에서 유체 출구 부분(40)을 통한 유체 유동을 방출하는 밸브 니들(20), 및 코일(38)과 전기자(22)를 갖춘 액추에이터 유닛(36)을 포함하고, 전기자(22)는 캐비티(18) 내에서 이동가능하고 밸브 니들(20)을 작동시키도록 설계되며,
    상기 방법은,
    - 주어진 시작 시간(T_0)에 시작하는 사전결정된 전압 신호(V)에 의해 액추에이터 유닛(36)을 작동시키는 단계;
    - 액추에이터 유닛(36)을 통한 전류(I)의 시간-의존적 프로파일을 기록하는 단계;
    - 전류(I)의 기록된 프로파일에 기초하여 그리고 시작 시간(T_0)으로부터 시작하여, 전류(I)의 기록된 프로파일의 구배가 주어진 제1 한계치보다 많이 변하는 제1 구배 변화 시간(T_1)을 검출하는 단계로서, 시작 시간(T_0)과 제1 구배 변화 시간(T_1) 사이의 구배는 코일(38)의 통전을 나타내는 단계;
    - 전류(I)의 기록된 프로파일에 기초하여 그리고 제1 구배 변화 시간(T_1)으로부터 시작하여, 전류(I)의 기록된 프로파일의 구배가 주어진 제2 한계치보다 많이 변하는 제2 구배 변화 시간(T_2)을 검출하는 단계로서, 제1 구배 변화 시간(T_1)과 제2 구배 변화 시간(T_2) 사이의 구배는 전기자(22)만의 운동을 나타내는 단계;
    - 전류(I)의 기록된 프로파일에 기초하여 그리고 제2 구배 변화 시간(T_2)으로부터 시작하여, 전류(I)의 기록된 프로파일의 구배가 주어진 제3 한계치보다 많이 변하는 제3 구배 변화 시간(T_3)을 검출하는 단계로서, 제2 구배 변화 시간(T_2)과 제3 구배 변화 시간(T_3) 사이의 구배는 전기자(22)와 밸브 니들(20)의 공동 운동을 나타내는 단계;
    - 제1 구배 변화 시간(T_1) 및/또는 제2 구배 변화 시간(T_2)에 따라 그리고 제3 구배 변화 시간(T_3)에 따라, 진단 값을 결정하는 단계; 및
    - 분사 밸브(10)의 장기 드리프트를 보상하기 위해 진단 값을 사용하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 분사 밸브(10)를 작동시키기 위한 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    진단 값은 시작 시간(T_0)과 제1 구배 변화 시간(T_1) 사이의 시간 차이 및/또는 시작 시간(T_0)과 제2 구배 변화 시간(T_2) 사이의 시간 차이에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    진단 값은 시작 시간(T_0)과 제3 구배 변화 시간(T_3) 사이의 시간 차이에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    분사 밸브(10)는 내연 기관의 분사 밸브(10)이고, 제1 분사 과정에 대해, 시작 시간(T_0)은 내연 기관의 주어진 크랭크 샤프트 각도에 대해 주어지며, 진단 값은 적어도 하나의 또 다른 분사 과정에 대해 전압 신호(V)의 신호 지속 시간(T_SIG)을 결정하기 위한 할당 규칙을 조절하기 위해 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    전압 신호(V)의 신호 지속 시간(T_SIG)을 결정하기 위한 할당 규칙은 시작 시간(T_0)과 제1 구배 변화 시간(T_1) 사이의 시간 차이 및/또는 시작 시간(T_0)과 제2 구배 변화 시간(T_2) 사이의 시간 차이에 따라 조절되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제4항에 있어서,
    제1 구배 변화 시간(T_1) 및/또는 제2 구배 변화 시간(T_2)에 따라, 주어진 크랭크 샤프트 각도에 대한 전압 신호(V)의 위상 변이를 결정하기 위한 할당 규칙이 적어도 하나의 또 다른 분사 과정에 대해 조절되는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    분사 밸브(10)는 내연 기관의 분사 밸브(10)이고, 제1 분사 과정에 대해, 시작 시간(T_0)은 내연 기관의 주어진 크랭크 샤프트 각도에 대해 주어지며, 진단 값은 적어도 하나의 또 다른 분사 과정에 대해 주어진 크랭크 샤프트 각도에 대한 전압 신호(V)의 위상 변이를 결정하기 위한 할당 규칙을 조절하기 위해 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    주어진 크랭크 샤프트 각도에 대한 전압 신호(V)의 시간 이동을 결정하기 위한 할당 규칙은 시작 시간(T_0)과 제1 구배 변화 시간(T_1) 사이의 시간 차이 및/또는 시작 시간(T_0)과 제2 구배 변화 시간(T_2) 사이의 시간 차이에 따라 조절되는 것을 특징으로 하는 방법.
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