KR20170129814A - 연료 분사 솔레노이드 밸브의 제어 - Google Patents

Abstract

자기력에 의해 변위 가능한 전기자(9) 및 코일(3)을 갖는 자기 밸브를 제어하는 장치 및 방법이 제공되며, 상기 전기자는 연료(19)를 연소 챔버(23) 내로 분사하기 위해 폐쇄 부재(11)를 변위시키는데 사용되고, 상기 방법은, 상기 코일(3)을 통해 흐르는 제1 전기 전류(81)를 생성하기 위해 제1 전압 프로파일에 따른 전압(81)으로 상기 코일(3)을 통전시키는 단계; 제1 자속(Ψ) 및 상기 제1 전류(i)의 함수로서 제1 프로파일(31, 37)을 결정하는 단계; 상기 전기자(9)가 상기 폐쇄 부재(11)를 변위시키기 시작하는 적어도 제1 변위의 시작(I)의 제1 특성을 상기 제1 프로파일에서 식별하는 단계; 및 제2 전압 프로파일을 생성하고, 제2 자속 및 제2 전류의 함수로서, 제2 프로파일에서, 제2 변위의 시작(I)의 제2 특성이 상기 제1 특성보다 참조 특성에 더 유사하도록 상기 제2 전압 프로파일에 따라 상기 코일을 통전시키는 단계를 포함한다.

Description

연료 분사 솔레노이드 밸브의 제어

본 발명은 연소 챔버 내로 연료를 분사하기 위한 자기 밸브(magnetic valve)를 제어하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 연료 분사용 자기 밸브를 제어하도록 설계된 엔진 제어 유닛에 관한 것이다.

자기 밸브 또는 솔레노이드 인젝터는 연소 챔버 내로, 예를 들어, 실린더 내로 연료를 분사하는데 사용될 수 있다. 상기 유형의 솔레노이드 인젝터(코일형 인젝터라고도 지칭됨)는 전류가 코일을 통해 흐를 때 자기장을 생성하는 코일을 가지며, 이 자기장에 의해 자기력이 전기자에 가해져 전기자가 변위하여 노즐 니들 또는 폐쇄 부재를 개폐하여 자기 밸브의 개폐를 수행한다. 자기 밸브 또는 솔레노이드 인젝터가 전기자와 노즐 니들 사이 또는 전기자와 폐쇄 부재 사이에 소위 아이들 행정(idle stroke)을 나타내는 경우, 전기자가 변위해도 폐쇄 부재 또는 노즐 니들이 즉각적으로 변위하는 것이 아니라 전기자가 아이들 행정의 크기만큼 변위된 후에만 변위한다.

자기 밸브의 코일에 전압이 인가되면, 전자기력이 전기자를 극편(pole piece)의 방향으로 이동시킨다. 아이들 행정이 극복된 후에, 기계식 결합(예를 들어, 기계적 접촉)에 의해, 노즐 니들 또는 폐쇄 부재가 (작업 행정(working stroke) 또는 니들 행정 동안) 또한 이동하여, 대응하는 변위에서, 연소 챔버 내로 연료를 공급하기 위해 분사 구멍(injection hole)을 개방한다. 전류가 코일을 통해 계속 흐르면, 전기자가 극편에 도달하여 극편과 접촉할 때까지 전기자와 노즐 니들 또는 폐쇄 부재가 더 이동한다. 폐쇄 부재 또는 노즐 니들의 구동기(driver)에 전기자가 접촉하는 것과 극편에 전기자가 접촉하는 것 사이의 거리는 니들 행정 또는 작업 행정이라고도 지칭된다. 밸브를 폐쇄하기 위해 코일에 인가되는 여기 전압(excitation voltage)이 비활성화되어 코일이 단락되면 자기력이 소실된다. 코일이 단락되면 코일에 저장된 자기장이 소실되는 것으로 인해 전압의 극성(polarity)이 반전된다. 전압의 레벨은 다이오드에 의해 제한된다. 예를 들어 스프링에 의해 제공되는 복원력 때문에, 전기자를 포함하는 노즐 니들 또는 폐쇄 부재가 폐쇄된 위치로 이동된다. 여기서, 아이들 행정과 니들 행정은 역순으로 진행된다.

자기 밸브가 개방되는 동안 니들이 움직이기 시작하는 시간은 아이들 행정의 크기에 따라 달라질 수 있다. 니들 또는 전기자가 극편에 접촉하는 시간은 니들 행정 또는 작업 행정의 크기에 따라 달라진다. 니들의 움직임(개방)이 시작되는 시간과 니들의 움직임(폐쇄)이 종료되는 시간이 인젝터에 따라 상이하면, 동일한 전기적 작동에서도, 상이한 분사량을 초래할 수 있다.

전기자가 자기 밸브를 개방하기 위해 (고려되는 자기 밸브에 아이들 행정이 존재하는 경우) 아이들 행정을 극복한 후에, 전기자는 극편에 접촉하는데 이 극편은 전기자가 자기 밸브를 개방하는 방향으로 더 움직이거나 또는 변위하는 것을 방지한다. 상기 접촉시에, 전기자는 탄성적으로 반발될 수 있고, 이 전기자가 특정 변위 행정만큼 반발된 후, 전기자가 극편에 다시 접촉할 수 있다. 이러한 방식으로, 전기자는 적어도 한번 극편에 의해 반발되고, 또 자기 밸브를 폐쇄하는 방향으로 가속되고, 이후 여전히 작용하고 있는 자기력으로 인해 자기 밸브를 개방하는 방향으로 가속되고 변위되는 바운싱(bouncing) 움직임을 수행할 수 있다. 바운싱 공정은 이 경우에 전기자가 극편에 접촉하는 하나 이상의 상태를 포함할 수 있다.

바운싱 또는 바운싱 움직임은 예를 들어 기계적 편차(유압 갭), 상이한 재료, 상이한 탄성 특성, 이동하는 부품들, 특히 전기자 등의 상이한 질량으로 인해 댐핑 작용이 상이함에 따라 상이한 인젝터 또는 자기 밸브마다 개별적으로 상이할 수 있다. 따라서, 상이한 자기 밸브 또는 인젝터에서, 인젝터가 바운싱 공정 동안 다시 폐쇄될 때 상이한 분사량 특성 곡선이 발생할 수 있다. 폐쇄 공정은, 이 경우에, 특히 전기자가 의도된 폐쇄 공정의 시작시에 예를 들어 밸브를 개방하는 방향으로 이동하는지 또는 밸브를 폐쇄하는 방향으로 이동하는지에 따라 달라질 수 있다.

또한, 상기 바운싱 구역에서 또는 바운싱 움직임 동안, 작동 지속시간(actuation duration)(예를 들어, 부스트 전압의 지속시간 및/또는 유지 전압 간격의 지속시간) 및 분사량의 고유한 의존성이 필수적으로 항상 존재하는 것은 아니기 때문에 인젝터 작동(특히, 자기 밸브를 개방하는 자기 밸브의 작동)이 또한 어렵거나 부정확할 수 있다. 예를 들어, 작동 지속시간이 증가함(특히, 전압 프로파일 동안 부스트 전압의 지속시간이 증가하거나 그리고/또는 유지 전압의 지속시간이 증가함)에도 불구하고 분사량은 감소할 수 있다.

따라서, 자기 밸브를 사용하는 종래의 분사 시스템에서는, 연료의 원하는 분사량 및 또한 시간에 따라 연료 분사의 원하는 특성에 부정확성이 발생할 수 있다.

종래의 방법에서는, 자기 밸브의 작동시 현저한 바운싱 거동을 나타내는 분사 시간은 회피된다. 따라서, 분사량 특성 맵에서 바운싱 거동에 악영향을 미치는 구역은 배제될 수 있다. 그리하여 이에 따라 작동이 상당한 제한을 받아서 내연 엔진의 동작에 악영향을 미칠 수 있다.

따라서, 본 발명의 목적은, 종래 기술에 비해, 분사 공정, 특히 분사량 및 시간에 따른 분사 프로파일을 향상시킬 수 있는 방법 및 장치, 특히 엔진 제어 유닛을 제공하는 것이다. 특히, 본 발명의 목적은 자기 밸브에서 바운싱으로 인해 부정확성 또는 비신뢰성을 감소시키는 것이다.

본 목적은 독립 청구항의 주제에 의해 달성된다. 종속 청구항은 본 발명의 특정 실시예를 제시한다.

본 발명의 제 1 양태에 따르면, 자기력에 의해 변위 가능한 전기자 및 코일을 갖는 전자 밸브를 제어하는 방법으로서, 상기 전기자에 의해 폐쇄 부재가 연료를 연소 챔버 내로 분사하기 위하여 변위가능한, 상기 방법이 제공된다. 여기서, 상기 방법은 상기 코일을 통해 흐르는 제1 전기 전류를 생성하기 위해 제1 전압 프로파일에 따른 전압으로 상기 코일을 통전(energizing)시키는 단계; 제1 자속 및 상기 제1 전류의 함수로서 제1 프로파일을 결정하는 단계; 상기 전기자가 상기 폐쇄 부재를 변위시키기 시작하는 적어도 하나의 제1 변위의 시작(start of displacement)의 제1 특성을 상기 제1 프로파일에서 식별하는 단계; 및 제2 전압 프로파일을 생성하고, 제2 자속 및 제2 전류의 함수로서, 제2 프로파일에서, 제2 변위의 시작의 제2 특성이 상기 제1 특성보다 참조 특성에 더 유사하도록 상기 제2 전압 프로파일에 따라 상기 코일을 통전시키는 단계를 포함한다.

상기 방법은 작업장 또는 생산 공장에서 특별한 제어 장치에 의해 수행되거나, 또는 특히 또한 통상적인 주행 동작을 위해 차량에 설치되어 사용되는 엔진 제어 장치에 의해 수행될 수 있다. 상기 폐쇄 부재는, 예를 들어, 니들, 특히 노즐 니들로 형성될 수 있고, 이 니들은 일 단부에서 폐쇄 볼을 지지(bear)하고, 이 폐쇄 볼은 자기 밸브의 폐쇄된 상태에서는 원추형 안착부를 지지하고, 개방된 상태에서는 연료가 안착부 내 개구를 통해 연소 챔버 내로 통과할 수 있도록 안착부로부터 변위된다.

상기 제1 전압 프로파일 및 상기 제2 전압 프로파일은 이 경우 예를 들어 전압이 비교적 높은 값, 예를 들어, 60V 내지 70V, 특히 약 65V에 이르는 부스트 단계(boost phase)를 각각 포함할 수 있다. 상기 부스트 단계 내 전압 프로파일은 예를 들어 실질적으로 직사각형 신호 또는 톱니파(sawtooth) 신호를 가질 수 있다. 상기 제1 전압 프로파일 및 상기 제2 전압 프로파일 모두에서, 상기 부스트 단계 후에는, 전압이 상기 부스트 단계에서보다 상당히 더 낮은, 예를 들어, 6V 내지 14V에 있는 유지 단계(holding phase)가 뒤따를 수 있다. 상기 유지 단계는 상기 부스트 단계보다 시간이 더 길 수 있다(예를 들어, 4배 더 길고 10배 더 길다). 상기 유지 단계는 예를 들어 1㎳ 내지 2㎳의 지속시간을 가질 수 있다. 상기 유지 단계는 상이한 평균 전류 레벨들이 미리 한정된 다수의 단계로 분할될 수 있다. 상기 전류 레벨들에 도달되면, 전류가 상기 전류 레벨 주위에서 진동하도록 상기 전압이 각각 활성화되거나 또는 비활성화된다. 폐쇄 단계에서 인젝터는 전압 공급원으로부터 분리되어 단락된다.

여기서, 상기 제1 전압 프로파일 및 상기 제2 전압 프로파일은 상기 부스트 단계의 레벨 면에서, 상기 부스트 단계의 지속시간 면에서, 상기 부스트 단계의 프로파일(예를 들어, 부스트 단계 동안 전압 프로파일, 예를 들어, 교번하는 직사각형 신호, 톱니파 신호 등) 면에서 상이할 수 있다. 또한, 상기 제1 전압 프로파일 및 상기 제2 전압 프로파일은 상기 유지 단계 동안 전압 면에서 및 또한 상기 유지 단계의 지속시간 면에서 상이할 수 있다.

상기 제1 전압 프로파일에 따라 또는 상기 제2 전압 프로파일에 따라 전압을 인가하면 상기 코일에 대응하는 전류 프로파일이 생성된다. 대응하는 전류 프로파일은, 기하학적 영향을 제외하고는, 전기자, 폐쇄 부재, 구동기, 및 극편의 상대적 위치에 영향을 미치는 자기장의 프로파일을 야기한다.

제1 자속 및 상기 제1 전류의 함수로서 상기 제1 프로파일은 상기 제1 자속 및 상기 제1 전류에 직접 의존하거나, 또는 상기 제1 자속 및 상기 제1 전류로부터 유도된 변수들, 예를 들어, 상기 제1 자속 및 상기 제1 전류의 함수들에 각각 직접 의존할 수 있다. 이후 상기 제1 프로파일은 상기 제1 변위의 시작을 특성화하기 위해 분석되거나 평가될 수 있다. 상기 제1 프로파일은, 예를 들어, 상기 전기자가, 구동기 또는 폐쇄 부재를 변위시킴이 없이, 상기 폐쇄 부재 또는 상기 폐쇄 부재에 연결된 구동기를 이미 지지하고 이와 접촉하는 구획을 상기 제1 자속 및 상기 제1 전류의 함수로서 포함할 수 있다. 따라서, 연료의 압력으로 인해 반대로 작용하는 힘과 적어도 동일하도록 상승하는 자기력이 먼저 형성되어야 하기 때문에, 상기 구획에서는, 어떠한 움직임도 관찰되지 않는다. 변위의 시작시에는, 자속으로 인해 발생된 힘이 연료 압력으로 인해 작용하는 힘과 동일하고 반대 방향으로 작용하여 정확한 힘 평형이 달성된다.

적어도 이 제1 변위의 시작을 특성화하면 연료의 압력에 관한 결론을 도출할 수 있다. 또한, 이로부터, 예상되는 바운싱 거동이 예측될 수 있고, 이 예상된 바운싱이 감소되도록 상기 제2 전압 프로파일이 결정될 수 있다. 상기 바운싱 거동이 감소되었거나 바운싱 진폭이 감소되었다는 것을 나타낼 수 있는 것은 상기 제2 변위의 시작의 제2 특성이 바운싱의 감소를 위해 상기 제1 특성보다 참조 특성에 더 유사한 것에 있다.

각 특성을 결정하기 위해, 각 변위의 시작뿐만 아니라 코일을 통해 흐르는 전류와 자속을 포함하는, 특히 좌표계 내 곡선으로 표현된, 각 자속 및 각 전류의 함수로서 결정된 각 프로파일의 하나 이상의 구획 또는 전체 구획이 사용될 수 있다.

따라서, 상기 자기 밸브의 제어는, 가능한 한 이른 시간에 제어에 개입하기 위하여 상기 자기 밸브를 실제 개방하기 전에도 수행되어, 개방시 상기 연소 챔버 내로 한정된 연료량을 분사하도록 할 수 있다.

본 발명에 따른 방법에서, 자기 인젝터의 바운싱 거동의 개선은 상기 자속을 평가하고 전류 및/또는 전압을 적응시키는 것에 의해 달성될 수 있다.

상기 제1 프로파일 및 상기 제2 프로파일은, 상기 전류가 하나의 축(예를 들어, X 축)을 따라 도시되고 상기 자속이 다른 축(예를 들어, Y 축)을 따라 도시된 좌표계에서, 제1 곡선 및 제2 곡선으로 각각 표현되거나 표현될 수 있다. 여기서, 상기 자속은 예를 들어 상기 코일의 옴(ohmic) 저항을 고려하여 측정된 전압 및 측정된 전류에 의해 수학적으로 계산될 수 있다. 따라서, 상기 제1 프로파일 및 상기 제2 프로파일은 간단한 방식으로 결정될 수 있고, 특히 또한 시각화되어 쉽게 평가될 수 있다.

상기 제1 특성 및 상기 제2 특성은, 특히 적어도 각 변위의 시작시에, 나아가, 특히 변위의 시작과, 상기 전기자가 개방 움직임을 종료하기 위해 극편에 (처음으로) 접촉하는 접촉 상태 사이에서 상기 폐쇄 부재를 개방하는 움직임의 적어도 하나의 구획을 따라, 예를 들어, 각 곡선 상의 구배(dΨ/di) 및/또는 위치(다시 말해, 전류의 위치 또는 전류의 크기 및 자속의 크기)를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 참조 특성은 적어도 하나의 참조 구배 및/또는 하나의 참조 위치를 포함할 수 있다. 따라서 각 특성은 예를 들어 수학적 곡선 스케치에 의해 간단한 방식으로 결정될 수 있다. 각 접촉 상태는 이 경우 개방 움직임의 종료를 나타낼 수 있다. 상기 제1 전압 프로파일에 따라 작동 동안 바운싱이 발생하거나 발생할 것으로 예상되는 경우, 제1 접촉 상태는 상기 전기자가 상기 극편에 처음 접촉하는 것으로 고려될 수 있다. 발생될 것으로 예상되는 바운싱이 감소되도록 상기 제2 전압 프로파일을 구성하도록 하기 위해 상기 자기 밸브를 개방하기 전이라도 제어 개입이 수행될 수 있기 위하여 일어날 것으로 예상되는 바운싱은 상기 변위의 시작의 특성에 기초하여 단독으로 결정되는 것이 유리할 수 있다.

상기 각 변위의 시작은 각 곡선의 구배가 변하는 Ψ-i 곡선(도시된 자속 대 전류)의 점 또는 구역으로 식별될 수 있다. 각 변위의 시작을 식별하는 다른 가능성도 가능하다.

각 접촉 상태는 각 곡선의 구배가 변하는 (Ψ-i 곡선 상의) 점 또는 구역으로 식별될 수 있다. 접촉 상태를 식별하는 다른 방법도 가능하다.

따라서, 변위의 시작 및 접촉 상태 모두가 신뢰성 있게 발견될 수 있다.

상기 제2 전압 프로파일에 따라 상기 코일을 통전시키는 것은 제1 접촉 상태 전의 시점에서, 다시 말해, 임의의 바운싱 전에도 수행될 수 있다. 특히, 상기 제2 전압 프로파일은 상기 제1 전압 프로파일에 대해 부스트 단계의 상이한 지속시간, 특히 연장된(lengthened), 단축된(shortened) 또는 중단된(interrupted) 지속시간을 가질 수 있다. 상기 부스트 단계의 지속시간은, 상기 제1 전압 프로파일에 따라 전압이 유지되는 경우 일어날 수 있는 바운싱이 감소되도록 적응될 수 있다. 여기서, 예를 들어, 상기 제2 전압 프로파일을 한정하기 위해, 상기 변위의 시작과 접촉 상태 사이의 상기 제1 프로파일이 평가될 수 있다. 예를 들어, 상기 변위의 시작, 특히 상기 제1 변위의 시작이 식별될 수 있고, 미리 한정된 작동/파일럿 제어는 상기 제1 변위의 시작으로부터 또는 이 제1 변위의 시작시에 (예를 들어 상기 변위의 시작시의 전류 값에, 한정된 전류 차이를 추가하거나, 또는 부스트 단계를 연장시켜 추가하여) 수행될 수 있다. 상기 제2 전압 프로파일의 다른 수정 또는 적응도 가능하다.

상기 제2 전압 프로파일에 따라 상기 코일을 통전시키는 것은 제1 접촉 상태 후의 시점에, 특히 제1 접촉 후이지만 여전히 임의의 바운싱 움직임 전에 수행될 수 있다. 여기서, 특히, 상기 제2 전압 프로파일은 상기 제1 전압 프로파일에 대해 부스트 단계의 상이한 지속시간, 특히 연장된 또는 단축된 지속시간을 가질 수 있고, 또는, 상기 제2 전압 프로파일은 각 경우에 감소된 전압 단계에 의해 중단된 다수의 부분적인 부스트 단계들을 특징으로 하는 중단된 부스트 단계를 가질 수 있다.

예를 들어, 상기 제1 전압 프로파일이 상기 코일에 인가되는 동안 상기 제1 접촉 점(특히, 상기 전기자가 상기 극편에 처음 접촉하는 점)이 식별될 수 있다. 상기 제1 접촉 점을 식별한 후에, 상기 제1 접촉 점에서 (예를 들어, 제1 접촉 점에서의 전류 값에, 한정된 전류 차이를 추가하거나, 또는 부스트 단계를 연장시켜 추가하거나 또는 부스트 단계를 중단한 후 후속 연속을 추가하여) 미리 한정된 작동/파일럿 제어를 수행할 수 있다.

상기 제2 전압 프로파일을 한정하기 위해, 상기 변위의 시작, 상기 변위의 시작과 상기 제1 접촉 점 사이의 구획, 및 상기 변위의 시작과 상기 제1 접촉 점 사이에 전체 구획을 식별한 후에 작동의 조합이 고려될 수 있다. 따라서, 상기 제1 전압 프로파일에 따라 전압을 인가하는 경우에 발생할 수 있는 바운싱이 감소될 수 있다.

또한, 각 특성은 접촉 상태를 넘어 (특히, 전기자가 극편에 각각 처음 접촉하는 지점을 넘어) 각 곡선의 적어도 하나의 구획의 함수로서 더 결정될 수 있고, 여기서 상기 제2 전압 프로파일은 이 구획이 더 적은 수의 교번하는 구배를 갖도록 구성된다. 따라서, 바운싱 공정이 시작된 후에 제어 개입이 수행됨으로써 바운싱 공정이 어쨌든 적어도 단축될 수 있다.

상기 제2 전압 프로파일을 발견하거나 또는 한정하기 위해, 특히 자기 밸브의 동작을 시뮬레이션하거나 또는 테스트하는 것이 수행될 수 있다. 특히, 상이한 전압 프로파일들에 기초하여 훈련 데이터가 기록될 수 있고, 상기 전압 프로파일들 또는 테스트 전압 프로파일들은 바운싱의 발생에 대하여 특성화될 수 있다. 특히, 곡선의 특정 구획들의 특성과 (나중에 발생하는) 바운싱 간의 의존성이 이렇게 얻어진 다양한 곡선의 구획들을 분석함으로써 결정될 수 있다. 특히, 바운싱 전의 곡선의 특정 구획들을 분석한 것에 기초하여 임의의 바운싱을 예측하는 것이 가능할 수 있다.

또한, 상기 방법은 적어도 하나의 참조 데이터 세트를 제공하는 단계를 포함할 수 있으며, 상기 참조 데이터 세트는 상기 전기자가 상기 극편에서 바운싱하는 레벨이 적절히 낮은 경우 전류 및 자속의 참조 곡선을 가질 수 있다. 상기 제2 전압 프로파일은 상기 제2 전압 프로파일에 기초하여 얻어진 곡선이 참조 곡선에 비교적 유사하게 또는 근접하게 있도록 구성될 수 있다.

상기 제1 전압 프로파일에 따른 전압은 상기 제1 전압 프로파일에 의해 한정된 전체 시간 간격 동안 명백히 인가될 필요는 없다. 오히려, 상기 제1 전압 프로파일에 따라 전압을 인가하는 것은 각 점에서 (예를 들어, 제1 변위의 시작시에, 제1 변위의 시작과 제1 접촉 상태 사이에서) 또는 심지어 그 전이라도 중단될 수 있고, 이 전압은 상기 제1 전압 프로파일이 중단된 점에서 시작하는 상기 제2 전압 프로파일에 따라 계속될 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 제1 전압 프로파일은 전체적으로 완전히 이어지고, 상기 제2 전압 프로파일에 따라 전압이 밸브의 추가적인 개방 공정 동안 상기 코일에 인가된다.

자기 밸브를 제어하는 방법과 관련하여 개별적으로 또는 임의의 조합으로 설명되거나, 기술되거나, 제공되거나 또는 사용되는 특징들은, 또한 본 발명의 실시예에 따른 자기 밸브를 제어하기 위한 장치, 특히 엔진 제어 유닛에 개별적으로 또는 임의의 조합으로 적용 가능하고, 또 그 반대의 경우도 적용 가능한 것으로 이해된다.

본 발명의 제2 양태에 따르면, 장치, 특히 엔진 제어 유닛이 자기력에 의해 변위 가능한 전기자 및 코일을 구비하는 자기 밸브를 제어하기 위해 제공되고, 여기서 상기 전기자에 의해 폐쇄 부재가 연소 챔버 내로 연료를 분사하기 위해 변위 가능하다. 여기서, 상기 장치는 상기 코일을 통해 제1 전류를 생성하기 위해 제1 전압 프로파일에 따른 전압으로 상기 코일을 통전시키는 구동기, 및 결정 모듈을 포함하고, 상기 결정 모듈은, 제1 자속과 제1 전류의 함수로서 제1 프로파일을 결정하고, 상기 전기자가 상기 폐쇄 부재를 변위시키기 시작하는 적어도 하나의 제1 변위의 시작의 제1 특성을 상기 제1 프로파일에서 식별하도록 설계되고, 상기 구동기는, 제2 전압 프로파일을 생성하고, 제2 자속과 제2 전류의 함수로서, 제2 프로파일에서, 제2 변위의 시작의 제2 특성이 상기 제1 특성보다 참조 특성에 더 유사하도록, 상기 제2 전압 프로파일에 따라 상기 코일을 통전시키도록 더 설계된다.

상기 결정 모듈은 예를 들어 산술/논리 유닛, 전자 메모리, 및 상기 구동기와의 통신 연결을 포함할 수 있다. 상기 장치는 본 발명의 실시예에 따른 방법을 수행하도록 설계될 수 있다. 여기서, 상기 방법은 통상적인 주행 동작 동안 수행될 수 있다. 여기서, 자속은 전기자를 통과할 수 있고, 부분적으로는 상기 코일에 대해 고정된 극편을 통과할 수 있고, 또한 상기 폐쇄 부재의 일부 또는 상기 폐쇄 부재에 고정 연결된 구동기의 적어도 일부를 통과할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, Ψ-i 곡선에 의해, 인젝터 움직임(특히 폐쇄 부재의 움직임)을 식별하고, 작동을 (제1 전압 프로파일로부터 제2 전압 프로파일로) 수정하여, 바운싱 거동을 감소시키는 방법이 제안된다. 여기서, 예를 들어, Ψ-i 곡선에서, 상태 I (변위의 시작) 및/또는 상태 II (접촉 상태)와 같은 니들 움직임이 결정될 수 있으며, 관련된 작동은 예를 들어 피크 전류 레벨(예를 들어, 부스트 전압 레벨)의 수정을 통해 또는 (예를 들어, 부스트 단계에서) 작동 전압의 중단을 통해, 바운싱을 감소시키는 것에 대해 최적화될 수 있다. 예를 들어, 상태 I (변위의 시작)와 접촉 상태 또는 상태 (II) 사이의 전체 니들 움직임이 식별될 수 있고, 움직임 동안 구배(dΨ/di)가 상이한 인젝터들에 동일하도록 작동이 적응(설정 값 또는 참조 곡선에 적응)될 수 있다. 상태(I)(변위의 시작)가 식별에 통합되면 니들 움직임은 움직임이 시작된 후에도 적절한 작동을 통해 바운싱을 최소화하는 경로로 이동될 수 있고, 다시 말해, 조절 개입(regulating intervention)이 바운싱 공정 전에 이미 수행될 수 있다.

상기 자기 밸브의 표준 작동의 경우에도 Ψ-i 곡선의 측정을 수행할 수 있도록 하기 위해 와전류가 없거나 감소된 와전류가 발생하는 인젝터(또는 자기 밸브, 특히 전기자)를 구성하는 것이 제안된다. 감소된 와전류를 갖는 인젝터의 경우, 행정 움직임 동안 곡선 프로파일은 더 현저하여, 상태(I)(변위의 시작) 및 상태(II)(접촉 상태)를 식별하는 것이 단순화될 수 있다. 여기서, 재료 및/또는 기하학적 형상의 적응이 수행될 수 있다. 특히, 슬롯 형성된 전기자 또는 서로 전기적으로 절연된 강자성 층들로부터 형성된 전기자가 사용될 수 있다. 본 발명의 실시예는 전기자가 극편에 접촉하는 것을 결정할 수 있고, 바운싱 공정을 감소/회피하기 위해 관련된 작동 프로파일을 수정할 수 있다. Ψ-i 곡선이 표준 작동 동안, 즉, 특히 통상적인 주행 동작 동안 결정될 수 있도록 하기 위해, 와전류를 나타내지 않거나 낮은 와전류를 나타내는 인젝터를 사용하는 것이 유리하다.

본 발명의 실시예는 연료의 분사량 특성 곡선에서 바운싱 공정 및 관련된 단점을 회피하기 위해 인젝터마다의 작동을 제공한다. 따라서, 분사량 특성 곡선 레일 인젝터를 등화하는 것이 가능해진다.

이제, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명한다. 본 발명은 도시되거나 기술된 실시예들로 제한되지 않는다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 방법에 따라 제어될 수 있는 자기 밸브의 개략 단면도;
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 제어될 자기 밸브의 참조 데이터와 상태 궤적 및 측정 데이터의 그래프;
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 제어될 자기 밸브의 참조 데이터와 상태 궤적 및 측정 데이터의 그래프;
도 4는 종래 기술에 따라, 바운싱이 있거나 바운싱이 없는 인젝터에 대한 분사량 특성 곡선을 도시한 도면;
도 5는 상이한 작동 전압 프로파일들에 의해 얻어진 상태 궤적들의 그래프를 도시한 도면;
도 6은 자기 밸브 작동 또는 인젝터 작동을 설명하기 위한 그래프를 도시한 도면; 및
도 7a, 도 7b, 도 7c 및 도 7d는 본 발명의 실시예에 따른 그래프를 도시한 도면.

도 1에 개략 단면도로 도시된 자기 밸브(1)는 자기장을 형성하기 위해 코일(3)을 통해 흐르는 전류 흐름을 생성하도록 전압이 인가될 수 있는 코일(3)을 갖는다. 여기서 자기장은 가이드 실린더(7)의 길이방향(5)을 실질적으로 지시한다. 자기장은 가이드 실린더(7) 내에서 변위할 수 있는 강자성 전기자(9)에 작용한다. 전기자(9)를 변위시키는 것에 의해, 특히 전기자(9)가 폐쇄 부재(11)에 고정 연결된 링형 구동기(13)와 접촉한 결과, 자기 밸브(1)의 노즐 니들(11) 또는 폐쇄 부재가 길이방향(5)으로 변위될 수 있다.

도 1에 도시된 개방된 상태에서, 연료(19)가 원추형 안착부 내 개구(21)를 통해 연소를 위해 연소 챔버(23) 내로 통과할 수 있도록 폐쇄 볼(15)이 원추형 안착부(17)로부터 후퇴되어 있다. 완전히 개방된 상태에서 전기자(9)는 극편(27)을 지지하며, 이에 따라 더 이상 상방으로 변위될 수 없다.

도 1에 도시되지 않은 자기 밸브(1)의 폐쇄된 상태에서, 전기자(9)는, 코일(3)을 통해 흐르는 전류가 없는 상태에서, 복원 스프링(25)에 의해 하방으로 변위되어, 폐쇄 부재(11)와 함께 구동기(13)가 또한 하방으로 변위되어 폐쇄 볼(15)이 원추형 안착부(17)를 밀봉 지지하여, 연료(19)가 연소 챔버(23) 내로 통과할 수 없게 한다. 전기자(9)가 이렇게 하방으로 변위된 상태에서, 구동기(13) 및 또한 전기자(9)는, 적어도 (전기자(9)와 구동기(13)가 접촉해 있는) 작업 행정(12)을 통해 및 또한 선택적으로 전기자(9)와 구동기(13) 사이에 갭이 존재하는 추가적인 아이들 행정(10)을 통해 이동하였다.

도 1은 또한 본 발명의 일 실시예에 따른 자기 밸브(1)를 제어하기 위한 장치(2)를 도시한다. 이를 위해, 장치(2)는 코일(3)을 통해 각 전기 전류를 생성하기 위해 다양한 전압 프로파일에 따른 전압으로 코일(3)을 측정 및 제어 라인(8)을 통해 통전시키도록 설계된 구동기(4)를 갖는다. 이를 위해, 장치(2)는, 도 2, 도 3, 및 도 5에 예로서 도시된, 각각의 자속 및 코일(3)을 통해 흐르는 전류의 함수로서 프로파일 또는 곡선, 예를 들어, Ψ-i 곡선을 결정하기 위한 결정 모듈(6)을 갖는다. 또한, 결정 모듈(6)은, 전기자가 폐쇄 부재를 변위시키기 시작하는 적어도 제1 변위의 시작의 제1 특성을 제1 프로파일에서 식별하도록 설계된다. 또한, 결정 모듈(6)은, 구동기(4)와 함께, 원래의 또는 제1 전압 프로파일을 수정하고, 및/또는 각 변위의 시작의 특성이 원래의 또는 제1 특성보다 참조 특성에 더 유사하도록 제2 전압 프로파일을 결정하도록 더 설계된다.

특히, 장치(2)는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기 밸브를 제어하는 방법을 수행하도록 설계된다.

개방 공정의 종료시에, 전기자(9)는 극편(27)에 접촉할 때 바운싱된다. 그 결과, 전기자가 탄성적으로 반발될 수 있고, 접촉과 반발이 반복적으로 발생하여, 전기자가 바운싱 움직임을 수행할 수 있다. 바운싱 움직임은 연소 챔버(23) 내로 분사되는 연료(19)의 양을 불확실하게 하고 부정확성하게 한다.

본 발명의 실시예는 코일(3)이 작동되는 전압 프로파일 또는 전압의 진행에 제어 개입을 수행하는 것을 통해 이 바운싱을 감소시키는 것을 목적으로 한다. 여기서, 상호 링크된 자속(Ψ)을 측정하고 분석하는 것이 수행된다. 이를 위해, 상호 링크된 자속(Ψ)은 코일(3)을 통해 흐르는 전류, 코일(3)에 인가되는 전압, 및 코일(3)의 옴 저항으로부터 계산될 수 있다. 측정된 전압(u(t))은 옴 성분(i(t)*R) 및 유도성 성분(u _int (t))으로 구성된다. 유도 전압은, 이 경우, 상호 링크된 자속을 시간에 대해 미분한 것으로부터 계산되며, 여기서 Ψ는 전류(i(t)) 및 공기 갭(x(t))의 변화에 의존한다:

.

느린 작동의 경우, 전류의 변화로 인한 "자기" 유도 성분은 작다:

.

전기자의 움직임의 결과로서 "기계적" 유도 부분은 자기 밸브의 행정(아이들 행정 및/또는 작업 행정)을 나타낸다:

.

재배열 및 적분을 통해 상호 링크된 기계적 자속은 다음과 같이 계산될 수 있다:

.

도 2는 (여기서는 아이들 행정을 갖는 경우에 대해) 자기 밸브(1)의, 견인(attraction) 동안 (즉, 개방 공정 동안) 상태 궤적(31), 및 하강 동안 (즉, 폐쇄 공정 동안) 궤적(33)을 갖는 그래프(29)를 도시한다. 여기서, 코일(3)을 통해 흐르는 전류(i)는 가로축(30)에 도시되고, 위 식에 따라 계산된 자속(Ψ)은 세로축(32)에 도시된다. 궤적(31)은, 예를 들어, 전류와 전압을 측정하고 전술한 바와 같이 자속을 계산하는 것에 의해, 예를 들어, 자기 밸브를 제어하는 방법 동안 결정될 수 있다. 도 2에 도시되지 않은 참조 데이터 또는 참조 궤적과 비교하여, 바운싱을 방지하기 위해 적절한 전압 프로파일이 결정될 수 있다. 도 2의 점(I', II', I, II)들은 개방 공정 동안 특성 상태를 나타낸다. 여기서, 134㎛로부터 90㎛까지의 아이들 행정, 다시 말해, 아이들 행정 동안 전기자(9)의 견인이 점(I')과 점(II') 사이에서 발생한다. 90㎛로부터 0㎛까지의 작업 행정, 다시 말해, 작업 행정 동안 전기자(9)의 견인이 점(I)(변위의 시작)과 점(II)(접촉 상태) 사이에서 발생한다. 구역(II'-I)에서, 전기자는 구동기(13)를 지지한다.

본 발명의 실시예에서 아이들 행정이 없는 자기 밸브(도 3 아래) 또는 아이들 행정을 갖는 자기 밸브(도 2)에 대해, 지점(I)에서의 그리고/또는 지점(II)까지의 궤적(31)의 구역이 평가된다. 여기서, 구역(I'-II')에서, 궤적(31)의 구배는 상기 구역의 전 및 후에 위치된 구획들에 대해 변한다. 또한, 점(I)과 점(II) 사이의 구획에서, 이 구배는 양의 값으로부터 음의 값으로 변한다.

도 2에서는, 예를 들어, 전기자(9)가 처음 극편(27)에 접촉하는 제2 상태(Ⅱ) 후의 구역(34)에서 아이들 행정을 갖는 자기 밸브에서 바운싱을 나타낼 수 있는 파형 라인(undulating line)을 볼 수 있다. 본 발명의 실시예에서, (예를 들어, 도 6을 참조하여 아래에서 설명되는 전압 프로파일에 따른) 상이한 전압들이 주어진 자기 밸브에 인가될 수 있고, 각 경우에 Ψ-I 곡선들이 결정 및 평가될 수 있다. 바운싱을 나타내지 않는, 다시 말해, 특히 구역(34)에서 파형 라인을 나타내지 않는 전압 프로파일이 유리하게 특성화될 수 있고, 자기 밸브를 실제 작동시키는데 사용될 수 있다. 구역(34)에서 물결 라인(sinuous line) 또는 파형 라인 또는 교란을 야기하는 다른 전압 프로파일들은 자기 밸브(1)의 작동 전압 프로파일로 사용되는 것이 배제될 수 있다. 훈련 데이터의 세트로부터, 결정된 전압 프로파일(예를 들어, 부스트 전압 레벨, 부스트 전압 지속시간, 유지 전압 레벨, 유지 전압 지속시간)에 기초하여 예측이 가능하고, 이에 의해 발생할 수 있는 임의의 바운싱이 예측될 수 있다.

도 3은 자기 밸브(1)가 아이들 행정을 나타내지 않는 경우 자기 밸브(1)의 전기자(9)의 견인 및 하강 동안 궤적(37)과 궤적(39)을 나타내는 그래프(35)를 도시한다. 도 3에 도시된 궤적(37)에는 아이들 행정이 존재하지 않기 때문에, 도 2에 도시된 특성 점(I' 및 II')이 존재하지 않는다. 50㎛로부터 0㎛까지의 작업 행정이 점(I)과 점(II) 사이에서 발생한다. 여기서, 궤적(37)은 점(I)에서 양의 구배가 음의 구배로 변하는 굴곡부(bend)를 갖는다.

도 4는 밀리초 단위의 분사 시간(TI)이 가로축(60)에 도시되고 밀리그램 단위의 분사량(MF)이 세로축(62)에 도시된 그래프를 도시한다. 여기서, 분사 시간은 분사 밸브가 개방된 지속시간을 나타낸다. 곡선(63)은 바운싱을 나타내는 자기 밸브에 대한 분사량 특성 곡선을 도시하고, 곡선(65)은 바운싱을 나타내지 않거나 매우 낮은 레벨의 바운싱만을 나타내는 분사 밸브의 경우를 도시한다.

매우 낮은 레벨의 바운싱만을 나타내는 분사 밸브(곡선(65))의 경우, 참조 부호 67로 표시된 임계 값(약 0.3㎳)보다 더 큰 분사 시간에서는 어쨌든 분사 시간과 분사량 사이에 거의 선형 관계가 존재한다. 바운싱을 나타내는 자기 밸브(곡선(63))의 경우, 짧은 분사 시간의 구역(69)에서, 선형 특성으로부터 큰 편차가 있는데, 다시 말해, 분사 시간과 분사량 사이에 선형 관계로부터 큰 편차가 있다. 종래의 방법에서는, 이러한 자기 밸브에 대해 구역(69)의 분사 시간이 회피된다. 따라서, 종래 기술에서는, 단조 구배(monotonous gradient)가 실현되지 않기 때문에, 특히 약 0.3㎳와 0.4㎳ 사이의 범위에서, 비교적 짧은 분사 시간을 수행하거나 구현하는 것이 가능하지 않을 것이다.

본 발명의 실시예는 자기 밸브의 개방 움직임 또는 개방 공정 동안 초기 단계에서 자속을 결정하고, 발생할 것으로 예상되는 바운싱이 감소되도록 코일에 인가되는 전압을 설정하는 것에 의해 이른 시간에 제어 개입을 수행한다.

상이한 작동 전압(3V ... 18V)에서 Ψ-I 곡선의 형태는 도 5에서 궤적(47)(여기 전압 18V), 궤적(49)(여기 전압 6V), 궤적(51)(여기 전압 12V), 및 궤적(53)(여기 전압 3V))으로 도시된다. 도 5에서 볼 수 있듯이 전압이 증가함에 따라 구배에 작은 변화만이 발생하기 때문에 상태(I)와 상태(II)를 신뢰성 있게 검출하는 것이 점점 더 어려워진다. 예를 들어, 18V의 여기 전압에서, 상태(I)를 신뢰성 있게 검출하는 것이 어려울 수 있다. 그리하여, 비교적 작은 여기 전압, 예를 들어, 3V 내지 12V의 전압에서 참조 곡선을 측정하거나 또는 행정을 결정하기 위한 측정이 수행될 수 있다. 도 5에 도시된 곡선(47, 49, 51 및 53)은 측정 데이터 또는 참조 데이터를 나타낼 수 있다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 자기 밸브의 작동을 도시하는 3개의 그래프(70, 72 및 74)를 도시한다.

여기서, 마이크로초 단위의 시간이 각 경우에 가로축(76)에 도시된다. 코일(3)에 인가되는 전압의 레벨은 그래프(70)의 세로축(78)에 도시되고, 코일(3)을 통해 흐르는 전류의 레벨은 그래프(72)의 세로축(80)에 도시되고, 자기 밸브가 그래프(70)의 전압 프로파일에 따라 작동되는 경우에 연료의 분사율(즉, 단위 시간당 분사량)은 그래프(74)의 세로축(82)에 도시된다.

도 6의 그래프(70)에서 전압 프로파일(84)은 부스트 단계(85), 유지 단계(87) 및 고갈(depletion) 단계(91)를 포함한다. 부스트 단계(85) 동안, 약 50V 또는 심지어 최대 65V의 부스트 전압이 밸브(1)를 개방하기 위해 코일(3)에 인가된다. 부스트 전압은 300㎲ 내지 600㎲의 지속시간 동안 유지된다. 특히, 부스트 전압은 한정된 전류 값 또는 최대 지속시간에 도달될 때까지 유지된다. 상기 부스트 단계(85)에서, 전기자 또는 니들 움직임이 발생하고, 따라서 Ψ-I 곡선에서 행정 신호는 약하다. 이것은 비교적 높은 부스트 전압에서 매우 높은 와전류를 발생시키는 종래의 전기자가 사용되는 경우 특히 그러할 수 있다.

종래의 방법에서는, 니들 바운싱은 불분명하게만 식별될 수 있고, 이 경우에 바운싱을 감소시키기 위해 전기 작동을 니들 움직임에 적응시키는 것이 어려울 수 있다.

그래프(72)는 전압 프로파일(84)로 인해 코일에 발생하는 전류 프로파일을 곡선(81)으로 도시한다. 부스트 단계(85)의 시작시에, 전류(81)는 강하게 상승하고, 부스트 단계의 종료시에 최대에 이른다. 유지 단계(87) 동안, 전류는 감소하지만, 밸브는 상기 단계에서 개방 상태로 유지되고, 고갈 단계(91)가 완료된 후에 실질적으로 0의 값으로 조절된다. 단계(91)를 지나면 자기 밸브가 폐쇄된다.

그래프(74)의 곡선(83)은 시간의 함수로서 분사율을 도시한다. 부스트 단계(85)가 완료된 후, 분사율은 유지 단계(87) 동안 특정 값으로 상승하고 나서 작은 변동이 있는 것을 제외하고는 유지된다. 참조 번호(90)로 표시된 시점은 인젝터가 완전히 개방된 시점을 나타낸다.

분사율 프로파일(83)은 이 경우 니들의 움직임과 높은 대응 관계 또는 상관 관계를 나타낼 수 있다. 인젝터가 완전히 개방되었음(전기자가 극편과 접촉하였음)에도 불구하고 작동 전압이 유지되어서 가속 자기력이 계속 증가하여 종래에는 바운싱이 증가한다. 인젝터들이 상이한 시간들에 개방되기 때문에 바운싱 공정은 개별 인젝터마다 상이할 수 있고 그리하여 완전한 개방 후에 힘 프로파일은 상이할 수 있다. 또한, 인젝터들의 댐핑 특성은 댐핑 갭의 각 기하학적 형상에 따라 상이할 수 있다.

본 발명의 실시예는 전압 프로파일, 예를 들어, 도 6의 그래프(70)에 도시된 전압 프로파일(84)을 수정하는 것을 통해 제어 개입을 수행할 수 있다. 기록된 Ψ-I 곡선에 의해, 본 발명의 일 실시예에서는 인젝터 움직임이 (특히 또한 차량의 동작 동안 온라인으로) 식별되고, 작동은 바운싱 거동이 감소되도록 수정된다. 이를 위해, 예를 들어, 니들의 움직임(상태 I 및/또는 상태 II)이 Ψ-I 곡선에서 결정될 수 있고, 관련된 작동이, 예를 들어 (전류(81))의 피크 전류 레벨을 수정하는 것을 통해 또는 작동 전압(예를 들어, 부스트 단계(85) 동안, 유지 단계(87) 동안, 또는 이 둘의 조합 동안, 전압(84))을 중단시키는 것을 통해 바운싱에 대해 최적화될 수 있다.

예를 들어, 제1 상태(I)와 제2 상태(II) 사이의 전체 니들 움직임이 식별될 수 있고(예를 들어, 도 2 및 도 3 참조), 움직임 동안 구배(dΨ/di)가 상이한 인젝터들에 동일하도록 작동이 적응(설정 값 또는 참조 곡선에 적응)될 수 있다. 제1 상태(1)가 식별에 통합되면, 움직임이 시작된 후에도 니들의 움직임이 적절한 작동을 통해 바운싱을 최소화하는 경로로 이동될 수 있고, 다시 말해, 조절 개입이 바운싱 공정 전에 이미 수행될 수 있다. 이 경우 바운싱 전의 이러한 조절 개입은, 예를 들어, 제1 상태(I)의 식별 및 제1 상태(I) 전 또는 동안 미리 한정된 작동/파일럿 제어의 실행(예를 들어, 제1 상태(I)의 전류 값은 한정된 전류 차이를 추가하거나, 또는 부스트 단계의 연장을 추가하는 것으로 적응되거나 또는 설정될 수 있음)을 포함할 수 있다.

대안적으로 또는 조합으로, 예를 들어 제2 상태(II)를 식별하고 미리 한정된 작동/파일럿 제어를 제2 상태(II)에서 (예를 들어, 제2 상태에서의 전류 값에, 한정된 전류 차이를 추가하거나, 또는 부스트 단계를 연장하거나 또는 부스트 단계를 중단한 후 후속 연속을 추가하여) 실행함으로써, 전기자가 극편에 접촉한 후에 조절 개입을 하는 것이 또한 수행될 수 있다.

도 7a, 도 7b, 도 7c 및 도 7d는, 바운싱이 없는 (실선, 'a'로 언급된 곡선), 바운싱이 있는 (점선으로, 'b'로 언급된 곡선), 소프트 랜딩(soft landing)을 갖는 (대시 라인, 'c'로 언급된 곡선), 본 발명의 실시예에 따라 작동이 수행되는 경우 상이한 상황들에서의 전기자 거동을 나타내는 그래프를 도시한다.

상기 바운싱은 도 7a에서 PSI-I 곡선(92a, 92b 또는 92c)으로 각각 식별된다. 바운싱을 최소화하기 위해, 작동 프로파일(84a, 84b, 84c)의 부스트 단계(85)의 지속시간이 후속 작동을 위해 연장되어, 이에 따라 접촉 동안 전기자에 가해지는 힘이 증가한다(도 7d 참조).

다른 해결책은 소위 '소프트 랜딩'이다. 여기서, 전기자는 부스트 단계의 지속시간이 단축된 결과 극편에 도달하기 전에 이미 감속되고, 이에 따라 접촉은 감소된 운동량으로 발생하여 이에 의해 바운싱을 감소시키거나 또는 방지한다.

도 7b에서, 전기자의 행정은 다양한 경우에 대해 곡선(94a, 94b, 94c)으로 시간에 대해 도시되어 있다.

도 7c에서, 전류는 다양한 경우에 대해 곡선(96a, 96b, 96c)으로 시간에 대해 도시되어 있다.

본 발명의 특정 실시예에서, 와전류가 발생하지 않거나 감소된 와전류가 발생하는 인젝터가 사용되는 것이 제안된다. 이러한 경우, (예를 들어, 65V의 부스트 전압을 갖는) 표준 작동의 경우에도 Ψ-I 곡선을 구현하는 것이 가능할 수 있다.

Claims (10)

1. 자기력에 의해 변위 가능한 전기자(9) 및 코일(3)을 갖는 자기 밸브를 제어하는 방법으로서, 상기 전기자에 의해 폐쇄 부재(11)가 연료(19)를 연소 챔버(23) 내로 분사하기 위해 변위 가능하고, 상기 방법은,
   상기 코일(3)을 통해 제1 전기 전류(81)를 생성하기 위해 제1 전압 프로파일에 따른 전압(84)으로 상기 코일(3)을 통전시키는 단계;
   제1 자속(Ψ) 및 상기 제1 전류(i)의 함수로서 제1 프로파일(31, 37)을 결정하는 단계;
   상기 전기자(9)가 상기 폐쇄 부재(11)를 변위시키기 시작하는 적어도 하나의 제1 변위의 시작(I)의 제1 특성을 상기 제1 프로파일에서 식별하는 단계; 및
   상기 제2 전압 프로파일을 생성하고, 제2 프로파일에서, 제2 자속 및 제2 전류의 함수로서, 제2 변위의 시작(I)의 제2 특성이 상기 제1 특성보다 참조 특성에 더 유사하도록 상기 제2 전압 프로파일에 따라 상기 코일을 통전시키는 단계를 포함하는, 자기 밸브를 제어하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1 프로파일 및 상기 제2 프로파일은, 상기 전류(i)가 하나의 축에 도시되고 상기 자속(Ψ)이 다른 축에 도시된 좌표계에서 제1 곡선(31, 37) 및 제2 곡선으로 각각 표현될 수 있는, 자기 밸브를 제어하는 방법
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 특성 또는 상기 제2 특성은, 특히 적어도 상기 각 변위의 시작(I) 시에, 나아가 특히 상기 변위의 시작(I)과, 상기 전기자가 상기 개방 움직임을 종료하기 위해 극편에 접촉하는 접촉 상태(II) 사이에서 상기 폐쇄 부재를 개방하는 움직임의 적어도 하나의 구획을 따라, 각 곡선 상의 구배 및/또는 위치를 포함하고, 상기 참조 특성은 적어도 하나의 참조 구배 및/또는 참조 위치를 포함하는, 자기 밸브를 제어하는 방법.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 각 변위의 시작(I)은 상기 각 곡선의 구배가 변하는 지점 또는 구역으로 식별되는, 자기 밸브를 제어하는 방법.
5. 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 각 접촉 상태(II)는 상기 각 곡선의 구배가 변하는 지점 또는 구역으로 식별되는, 자기 밸브를 제어하는 방법.
6. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 전압 프로파일에 따라 상기 코일을 통전시키는 것은 상기 제1 접촉 상태(II) 전의 시점에서 수행되고, 특히, 상기 제2 전압 프로파일은 상기 제1 전압 프로파일에 대해 부스트 단계(85)의 상이한 지속시간, 특히 연장된, 단축된 또는 중단된 지속시간을 갖는, 자기 밸브를 제어하는 방법.
7. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 전압 프로파일에 따라 상기 코일을 통전시키는 것은 상기 제1 접촉 상태(Ⅱ) 후의 시점에서 수행되고,
   특히 상기 제2 전압 프로파일은 상기 제1 전압 프로파일에 대해 부스트 단계(85)의 상이한 지속시간, 특히 연장된 또는 단축된 지속시간을 갖거나 또는 중단된 부스트 단계(85)를 갖는, 자기 밸브를 제어하는 방법.
8. 제3항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 각 특성은 상기 접촉 상태(II)를 넘어 상기 각 곡선의 적어도 하나의 구획의 함수로서 더 결정되고, 상기 제2 전압 프로파일은 상기 구획(34)이 더 적은 수의 교번하는 구배를 갖도록 선택되는, 자기 밸브를 제어하는 방법.
9. 제8항에 있어서, 상기 제2 전압 프로파일을 발견하기 위해, 특히 상기 자기 밸브의 동작을 시뮬레이션하거나 또는 테스트하는 것이 수행되고, 상기 방법은, 특히,
   적어도 하나의 참조 데이터 세트(31, 37)를 제공하는 단계를 더 포함하고, 상기 참조 데이터 세트는 상기 전기자가 상기 극편에서 적절히 낮은 레벨의 바운싱(bouncing)을 하는 경우에 전류 및 자속의 참조 곡선을 포함하는, 자기 밸브를 제어하는 방법.
10. 자기력에 의해 변위 가능한 전기자(9) 및 코일(3)을 갖는 자기 밸브(1)를 제어하는 장치(2), 특히 엔진 제어 유닛으로서, 상기 전기자에 의해 폐쇄 부재(11)가 연료(19)를 연소 챔버(23) 내로 분사하기 위해 변위 가능하고, 상기 장치는,
    상기 코일(3)을 통해 제1 전기 전류(81)를 생성하기 위해 제1 전압 프로파일에 따른 전압(84)으로 상기 코일(3)을 통전시키는 구동기(4); 및
    결정 모듈(6)을 포함하되, 상기 결정 모듈은,
    제1 자속 및 상기 제1 전류의 함수로서 제1 프로파일을 결정하고;
    상기 전기자(9)가 상기 폐쇄 부재(11)를 변위시키기 시작하는 적어도 하나의 제1 변위의 시작(I)의 제1 특성을 상기 제1 프로파일에서 식별하도록 설계되고,
    상기 구동기(4)는, 제2 전압 프로파일을 생성하고, 제2 자속 및 제2 전류의 함수로서, 제2 프로파일에서, 제2 변위의 시작의 제2 특성이 상기 제1 특성보다 참조 특성에 더 유사하도록 상기 제2 전압 프로파일에 따라 상기 코일을 통전시키도록 더 설계된, 자기 밸브를 제어하는 장치.

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