KR20180022868A - 연료 인젝터의 작동에 의해 야기되는 분사 과정의 특성 시점 결정 방법 - Google Patents

연료 인젝터의 작동에 의해 야기되는 분사 과정의 특성 시점 결정 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 연료 인젝터(110)의 개방 및/또는 폐쇄를 검출하도록 제공되는 센서(120)를 이용하여 내연기관(100)의 연료 인젝터(110)의 작동에 의해 야기되는 분사 과정의 특성 시점을 결정하기 위한 방법에 관한 것이며, 센서(120)의 신호(US)가 검출되고, 센서(120)의 신호(US)로부터 보정 신호(UK)가 형성되고, 작동의 시작이 보정 신호(UK)를 위한 시간 기준점으로서 이용되고, 센서(120)의 신호(US)와 보정 신호(UK) 간의 신호 차((U'S)가 산출되며, 이 신호 차로부터 분사 과정의 특성 시점이 추론된다.

Description

연료 인젝터의 작동에 의해 야기되는 분사 과정의 특성 시점 결정 방법
본 발명은 연료 인젝터의 작동에 의해 야기되는 분사 과정의 특성 시점(characteristic time point)을 결정하기 위한 방법뿐만 아니라 상기 방법의 실행을 위한 컴퓨터 유닛 및 컴퓨터 프로그램에도 관한 것이다.
오늘날의 내연기관들은 연료가 목표한 바대로 연소실들 내로 유입될 수 있게 하는 연료 인젝터들을 포함한다. 내연기관의 정확한 제어를 위해, 분사 과정들의 특성 시점들, 특히 연료 인젝터들의 분사 밸브들의 개방 및 폐쇄가 최대한 정확하게 검출되어야 한다.
개방 및 폐쇄가 솔레노이드 밸브들, 압전 액추에이터들 등을 통해 직접적으로 수행되는 것인 연료 인젝터들의 경우, 상기 특성 시점들을 검출하기 위해, 보통 작동의 전기적 변수들, 다시 말해 실질적으로 액추에이터의 전류 공급이 이용될 수 있다.
그와 반대로, 맨 먼저 서보 밸브가 작동되는 것인 연료 인젝터들의 경우, 연료 인젝터의 전기 작동 변수들과 분사 밸브의 개방 또는 폐쇄 시점들 간의 직접적인 관계는 존재하지 않는다. 그러므로 상기 연료 인젝터들의 경우, 예컨대 연료 인젝터의 제어 챔버 내의 연료 압력을 검출하는 추가 센서들이 이용된다.
마지막에 언급한 연료 인젝터들의 경우 분사 과정에서 특성 시점들을 검출하기 위한 센서를 포함하는 시스템은 예컨대 DE 10 2010 000 827 A1호로부터 공지되어 있다.
또 다른 상기 시스템들은 예컨대 아직 공개되지 않은 특허 출원 DE 10 2015 201 512 및 DE 10 2015 201 514호로부터 공지되어 있다.
본 발명에 따라서, 독립 청구항들의 특징들을 갖는, 연료 인젝터의 작동에 의해 야기되는 분사 과정의 특성 시점을 결정하기 위한 방법뿐만 아니라 상기 방법의 실행을 위한 컴퓨터 유닛 및 컴퓨터 프로그램이 제안된다. 바람직한 구현예들은 종속 청구항들 및 하기 기재내용의 대상이다.
발명의 장점.
본 발명에 따른 방법은, 내연기관의 연료 인젝터의 개방 및/또는 폐쇄를 검출하도록 제공되는 센서를 이용하여 내연기관의 연료 인젝터의 작동에 의해 야기되는 분사 과정의 특성 시점을 결정하기 위해 이용된다. 이 경우, 센서의 신호가 검출되며, 그리고 특히 누화(crosstalk)를 통한 센서 신호에 대한 작동의 작용을 감소시키거나, 또는 완전히 방지하기 위해, 센서의 신호로부터 보정 신호(correction signal)가 형성된다. 이 경우, 작동의 시작은 보정 신호를 위한 시간 기준으로서, 특히 보정 신호의 시작으로서 이용되며, 그리고 센서 신호와 보정 신호 간의 신호 차가 산출되며, 이 신호 차로부터 분사 과정의 특성 시점이 추론된다.
특히 실질적으로 작동 시작과 동시에 발생하는 센서 신호의 상승 에지로부터, 그리고 바람직하게는 상기 상승 에지로 시작되면서 보정 신호가 형성될 수 있다. 작동 시작은 일반적으로 기지(旣知) 사항이며, 센서 신호의 상응하는 상승 에지 또는 센서 신호의 시간 위치는 상기 작동 시작으로 확인될 수 있다. 작동 시작이 정확한 기지 사항이 아니라면, 작동 시작의 추정 시간 범위에서 센서 신호의 최대 기울기가 검색되면서 예컨대 센서 신호의 상응하는 상승 에지 또는 시간 위치가 결정될 수 있다.
자동차에서는 대개 상기 센서의 센서 라인을 연료 인젝터와 센서 유닛 사이에 설치할 뿐 아니라, 연료 인젝터용으로 통상 서로 꼬여진 작동 라인들을 서로 상대적으로 작은 이격 간격에서 기하학적으로 병렬로 설치하고자 하는 노력이 이루어진다. 그 결과, 작동 라인들과 센서 라인 간에 커플링 용량이 발생한다. 그러나 연료 인젝터들을 작동할 때 과결합(overcoupling)을 통해, 제어 유닛 내에서 스위칭 과정들이 특성 시점들에 대해 시간상 가깝다면, 센서들을 이용한 특성 시점들의 검출은 방해받을 수 있다. 이 경우, 센서의 신호에서의 상기 간섭은 예컨대 에러가 있는 상태로 검출되는 개방 또는 폐쇄 시점들을 초래할 수 있다.
그러나 본 발명에 따른 방법에 의해, 상기 과결합 또는 간섭은, 최대한 과결합으로 인한 간섭 신호에 상응하고 그 다음 센서의 신호에서 제거되는 적합한 보정 신호가 형성되는 것을 통해, 센서의 신호에서 제거될 수 있다. 이 경우, 특히 연료 인젝터의 작동의 시작 시, 연료 인젝터의 작동을 위해 인젝터의 개방은 적어도 약간 시간 지연되기 때문에, 여전히 전압 변동은 센서 자체를 통해 생성될 수 없다는 지식이 기초가 된다. 따라서 연료 인젝터의 작동 시작 시 센서의 신호에서 발생하는 신호 변동의 원인은 작동 라인들의 간섭에 있으며, 그리고 상기 신호 변동이 간섭 신호이다. 그에 따라, 센서의 신호에서 상기 간섭 신호로부터 보정 신호가 형성될 수 있고, 이 보정 신호에 의해 센서의 신호에서 간섭 신호가 제거될 수 있다. 그에 따라, 특성 시점의 검출은 상대적으로 더 정확하고 특히 간섭 없이 가능하다.
바람직하게는, 보정 신호의 진폭은 작동의 시작 전 센서 신호의 제1 값과 작동 시작 후 센서 신호의 제2 값으로 결정되며, 바람직하게는 상기 값들의 차로서 결정된다. 이 경우, 특히 제1 값은 작동의 시작 전 사전 결정된 제1 시간 간격에서 신호의 극값(extreme value)(최댓값 또는 최솟값), 평균값 또는 중앙값을 포함하고, 그리고/또는 제2 값은 작동의 시작 후 사전 결정된 제2 시간 간격에서 신호의 극값(최댓값 또는 최솟값), 평균값 또는 중앙값을 포함한다. 이런 방식으로, 연료 인젝터의 작동을 통한 센서의 신호에 대한 간섭 신호 또는 간섭의 진폭이 매우 간단하게 결정될 수 있다. 또한, 보정 신호는 그에 상응하게 정확히 간섭 신호를 모델링할 수 있다.
바람직하게는, 보정 신호는 구형파 신호를 포함한다. 이는 높은 복잡성이 없는 간섭 신호의 모델링의 특히 간단한 가능성인데, 그 이유는 작동 시 전압 특성 곡선, 즉 이른바 부스트 전압이 거의 장방형으로 연장되기 때문이다.
그 대안으로, 바람직하게는, 보정 신호는 작동의 시작 후 사전 결정된 제3 시간 간격 내에서 센서 신호의 기울기에 상응하는 기울기를 갖는 사다리꼴 신호를 포함한다. 이는 간섭 신호의 상대적으로 더 정확한 모델링을 가능하게 하고, 그에 따라 특성 시점이 검출될 수 있는 센서의 긍정적 신호를 가능하게 한다.
또 다른 대안으로, 바람직하게는, 센서 신호의 상승 에지의 특성 곡선이 결정되어 보정 신호의 상승 에지의 특성 곡선으로서 이용되고, 그리고/또는 반전되어 보정 신호의 하강 에지의 특성 곡선으로서 이용된다. 이는 간섭 신호의 모델링의 특히 정확한 가능성이며, 그리고 그로 인해 간섭 신호의 매우 정확한 보상을 가능하게 한다.
또한, 바람직하게는, 보정 신호의 시간 기간(time duration)은 사전 결정된 시간 기간, 특히 연료 인젝터의 작동 시 부스트 기간에 상응하는 시간 기간의 고려하에 결정된다. 이는 보정 신호의 기간을 결정하는 매우 간단한 가능성이며, 그리고 보정 신호의 형성 시 적은 비용을 요구한다. 이 경우, 연료 인젝터의 작동 시 부스트 기간은 일반적으로 각각의 작동 과정에 대해 실질적으로 길이가 동일하며, 그럼으로써 예컨대 평균 부스트 기간 또는 예컨대 사전 설정된 부스트 기간이 보정 신호를 위한 기간으로서 이용될 수 있게 된다.
바람직하게는, 보정 신호의 시간 기간은 작동 시작 후 센서 신호의 하강 에지 및/또는 연료 인젝터의 부스트 작동을 위한 전압의 특성 곡선 및/또는 그 스위칭 시점의 고려하에 결정된다. 이런 가능성은 간섭 신호의 기간에 대한 보정 신호의 기간의 최대한 적합한 매칭을 위한 추가 개선을 나타낸다. 신호의 하강 에지, 특히 최대 기울기(steepest gradient)를 갖는 시점의 고려 시, 간섭 신호의 실제 종단(end)이 고려될 수 있다. 동일한 방식으로, 예컨대 바로 상응하는 출력단에서 작동 시 전압 신호의 검출과 함께, 실제로 센서의 신호에 대한 작동용 전압의 과결합에 상응하는 간섭 신호의 기간이 매우 정확하게 검출될 수 있다. 예컨대 작동용 전압을 공급하는 출력단의 스위칭 시점이 픽업될 수 있는 한, 상기 스위칭 시점에서도 간섭 신호의 매우 정확한 기간이 결정될 수 있다.
바람직하게는, 특성 시점은 연료 인젝터의 개방을 포함한다. 바로 작동 시작 시 부스트 전압은, 시간상 연료 인젝터의 개방 및 그에 따른 센서의 신호에서의 상응하는 전압 변동과 중첩될 수 있는 센서의 신호 내 간섭 신호를 야기한다. 연료 인젝터 내에서의 니들 방향전환 또는 연료 인젝터의 폐쇄와 같은 또 다른 특성 시점들에서, 상기 중첩은 일반적으로 존재하지 않거나, 또는 거의 존재하지 않는다. 또한, 상기 중첩이 대체로 존재하는 한, 상기 시점들에서 간섭 신호들은 분명히 더 적다.
또한, 바람직하게는, 보정 신호 및/또는 신호 차는 신호의 처리 후에 아날로그/디지털 변환기를 통해 디지털 방식으로 산출된다. 앞에서 기재한 것처럼, 신호의 처리는, 신호가 디지털로 존재할 때 특히 간단하게 수행될 수 있다. 이 경우, 센서의 신호는, 예컨대 진폭 및 기간과 같은 앞서 언급한 매개변수들이 결정되는 추가 처리 전에 저역 통과 필터를 통과할 수 있다. 그에 따라, 중요하지 않은 또 다른 간섭 신호들은 제거될 수 있다.
바람직하게는, 센서로서는 압전 센서 또는 압전 저항 센서 또는 유도 센서가 이용된다. 압전 센서는 통상 상기 연료 인젝터들에서 이용되는 센서이다. 그러나 센서로서는 예컨대 압전 저항 또는 유도 센서들 역시도 이용될 수 있다. 압전 센서들은 기계적 여기(mechanical excitation) 동안 능동적으로 전하를 방출하는 반면, 그에 반해 압전 저항 센서들은 자신의 옴 저항을 변경한다.
바람직하게 연료 인젝터는 서보 밸브, 특히 솔레노이드-서보 밸브 또는 압전-서보 밸브를 포함한다. 이미 최초에 언급한 것처럼, 바로 서보 밸브에 의해 작동하는 연료 인젝터들의 경우, 분사 과정의 특성 시점들의 검출은 어렵다. 그러나 본 발명에 따른 방법에 의해, 여기서는 상대적으로 더 나은 검출이 가능해진다. 그러나 본 발명에 따른 방법은 바람직하게는 서보 밸브를 포함하지 않은 연료 인젝터에서도 적용될 수 있다.
자동차의 본 발명에 따른 컴퓨터 유닛, 예컨대 제어 유닛, 특히 엔진 제어 유닛은 특히 프로그램 기술 측면에서 본 발명에 따른 방법을 실행하도록 구성되어 있다.
또한, 컴퓨터 프로그램 형태로의 본원의 방법의 구현 역시도 바람직한데, 그 이유는, 특히 실행하는 제어 유닛이 여전히 추가 기능들을 위해 이용되고 그로 인해 여하히 제공되어 있다면, 상기 사항이 특히 적은 비용을 야기하기 때문이다. 컴퓨터 프로그램의 제공을 위한 적합한 데이터 저장 매체들은 특히 예컨대 하드디스크, 플래시 메모리, EEPROM, DVD 등과 같은 자기식, 광학식 및 전기식 메모리들이다. 또한, 컴퓨터 네트워크들(인터넷, 인트라넷 등)을 통한 프로그램의 다운로드 역시도 가능하다.
본 발명의 또 다른 장점들 및 구현예들은 본원의 명세서 및 첨부 도면에서 제시된다.
본 발명은 일 실시예에 따라서 도면에 개략적으로 도시되어 있고 하기에서 도면을 참조하여 기재된다.
도 1은 자기 코일 및 관련 센서를 포함하는 연료 인젝터를 위한 회로 장치를 도시한 개략도이다.
도 2a 내지 도 2c는 센서 및 센서 배선(sensor wiring)에 대한 등가 회로도들이다.
도 3은 관련 센서를 포함하는 연료 인젝터를 위한 회로 장치를 도시한 개략도이다.
도 4a 및 도 4b는 도 3에 따른 회로 장치에 대한 등가 회로도이다.
도 5는 자기 코일을 포함한 연료 인젝터의 작동 시 코일 전압 및 하이 측(High-Side) 및 로우 측(Low-side)에서의 전위들의 특성 곡선들을 나타낸 그래프이다.
도 6은 자기 코일 및 관련 센서를 포함하는 연료 인젝터의 작동 시 하이 측 및 로우 측에서의 전위들 및 센서의 신호의 특성 곡선들을 나타낸 그래프이다.
도 7은 자기 코일 및 관련 센서를 포함하는 연료 인젝터의 작동 시 하이 측 및 로우 측에서의 전위들 및 센서의 신호의 특성 곡선들뿐만 아니라 바람직한 실시형태에서 본 발명에 따른 방법에 따르는 보정 신호를 나타낸 그래프이다.
도 1에는, 예시로서, 자기 코일(115) 및 관련 센서(120)를 포함한 제1 연료 인젝터(110)에 대한 회로 장치가 도시되어 있다. 연료 인젝터(110)는 내연기관(100)에 장착된다. 자기 코일(115)은 연료 인젝터(110) 내의 서보 솔레노이드 밸브의 작동을 위한 자기 코일로서 이용된다.
이 경우, 센서(120)는, 예컨대 서보 솔레노이드 밸브에 의해 개방될 수 있는 제어 챔버 내의 압력이 검출될 수 있도록 연료 인젝터(110) 내에 배치된다.
자기 코일(115)은, 2개의 작동 라인, 즉 하이 측 라인(HS) 및 로우 측 라인(LS)으로, 엔진 제어 유닛(150)으로서 형성된 컴퓨터 유닛의 출력단(155)에 연결된다. 하이 측 라인(HS) 및 로우 측 라인(LS)은 각각 (예컨대 로우 측에 대해 4.7nF 및 하이 측에 대해 4.7nF의 정수 배수의 정전용량을 갖는) 커패시터를 통해 접지에 연결된다.
센서(120), 예컨대 압전 소자를 포함한 압전 센서는 2개의 입력단을 통해 엔진 제어 유닛(150)에 연결되며, 상기 입력단들 중 일측 입력단은 연료 인젝터(110)의 하우징 및 내연기관(100)을 통해 차량 배터리(105)의 음극 단자 또는 접지와 연결된다. 엔진 제어 유닛(150) 내에서, 센서(120)는 입력 커패시터(Cin)에 병렬 연결되고, 이에 후속하여 입력 배선(160), 예컨대 +5V의 양극 전압부 및 아날로그/디지털 변환기(161)가 연결된다.
입력 배선(160)은, 도시된 것처럼, 저항기들 및 하나의 커패시터를 보유할 수 있다. 그러나 본 발명을 위한 상기 입력 배선의 정확한 구성은 중요하지 않으며, 그로 인해 여기서는 더 상세하게 기재되지 않는다.
도 1에 도시된 장치 또는 회로는 종래 분사 과정들 및 이 분사 과정들의 특성 시간들의 검출을 위해 이미 이용되고 있는 장치 또는 회로이다.
도 2a에는, 오른쪽에 센서(120)에 대한 등가 회로도가 도시되어 있고, 왼쪽에는 상기 센서가 도시되어 있다. 따라서 센서(120)는 센서(120)에 작용하는 힘(F)에 비례하는 전기 전하를 방출하는 전류원(isens)으로서 간주될 수 있다. 이 경우, 전류의 값은 예컨대 isens = d33·dF/dt이다. 이 경우, d33은 관련 압전 계수이고, dF/dt는 센서에 작용하는 힘(F)의 시간 도함수이다. 상기 전기 전하는 센서(120)의 고유 정전용량(Csens)을 갖는 커패시터를 충전한다.
도 2b에는, 센서와, 이미 도 1에 도시된 관련 센서 배선에 대한 등가 회로도가 도시되어 있다. 엔진 제어 유닛 내에서의 센서(120) 및 관련 입력 배선(160)의 회로 장치에 비해, 여기서는 오직 센서(120)만이 도 2a에 도시된 등가 회로로 대체되어 있다.
입력 정전용량(Cin)을 통해, 상기 도시된 회로 장치의 무부하 전압(no-load voltage)은 계수 Csens/(Csens + Cin)만큼 감소된다. 여기서 주지할 사항은, 입력 정전용량(Cin)은 생략될 수도 있다는 점이다. 이런 경우에, 도시된 회로에 대한 값(Cin)은 단순히 영(0)으로 설정될 수도 있다.
도 2c에는, 도 2b의 등가 회로도의 또 다른 간소화된 회로도가 도시되어 있다. 전류원(isens)은 C1 = Csens + Cin을 통해 계산되는 내부 저항을 갖는 전압원(U1)으로 변환된다. 이 경우, U1 = d33·F/(Csens + Cin)이 적용된다. 이런 방식으로, 센서(120)에 대한 회로 장치는 상대적으로 더 간단히 이해될 수 있다.
한편, 도 3에는, 도 1의 회로 장치가 다시 도시되어 있으며, 간소화를 위해, 연료 센서(110) 대신, 단지 회로 장치를 위해 중요한 자기 코일(115)만이 도시되어 있다.
또한, 여기서는, 하이 측 라인(HS) 또는 로우 측 라인(LS)과 센서(120)를 위한 센서 라인 사이의 커플링인 커패시터들(CHS 및 CLS)이 도시되어 있다. 상기 커플링들은 예컨대 대개 꼬여진 하이 측 및 로우 측 라인들과 센서 라인의 거의 서로 나란히 위치하고 특히 통상 병렬인 설치를 통해 실현된다. 전체 라인 길이에 걸쳐 형성되는 상기 커플링들은 회로 장치 내에 도시된 2개의 커패시터(CHS 및 CLS)를 통해 표현된다.
도 4a에는, 도 3의 회로 장치에서 센서(120)의 배선을 위해 중요한 부분들에 대한 등가 회로도가 도시되어 있다. 이 경우, 커패시터들(CHS 및 CLS)은 각각, 자기 코일(115)에서 출력단(155)에 의해 인가되는 전압들을 나타내는 관련된 전압원(UHS 및 ULS)으로, 도 2c에 도시된 배선에 연결된다.
도 3의 회로 장치뿐 아니라 도 4a의 등가 회로도에도, 실제로 제1 센서(120), 요컨대 전압원(U1)의 실질적인 센서 신호에, 접지로 향하는 하이 측 또는 로우 측 라인의 전위들(UHS 및 ULS)에서 발생한 과결합들 또는 간섭 신호들이 중첩되어 있는 점이 도시되어 있다.
상기 전위들은 엔진 제어 유닛 내에서 예컨대 부스트 전압의 영(0) 값들 사이에서(통상 40V와 50V 사이에서) 연결될 수 있다. 추가로 UHS는 배터리 전압의 값 역시도 취할 수 있다. 이런 과결합들을 통해, 엔진 제어 유닛 내에서의 스위칭 과정들이 시간상 특성 시점들에 가깝다면, 특성 시점들의 검출은 방해받을 수 있다. 이는 특히 서보 밸브를 개방할 때에 해당하는데, 그 이유는 시간상 특성 시점들에 매우 가까울 때 부스팅이 종료되고 그로 인해 전압(UHS)은 부스트 전압, 즉 40V와 50V 사이의 부스트 전압에서 영(0) 또는 배터리 전압으로 도약하기 때문이다.
도 4b에는, 정전용량들(C1, CHS 및 CLS)이 하나의 정전용량(C2 = C1 + CHS + CLS)으로 요약되는 또 다른 등가 회로도가 도시되어 있다. 동일한 방식으로, 관련 전압들(U1, UHS 및 ULS)은 U2 = d·F/C2 + CHS·UHS/C2 + CLS·ULS/C2로 요약된다. 이런 방식으로, 아날로그/디지털 변환기(161)의 입력단들에 인가되는 전압은 간단하게 표현될 수 있다.
도 5에는, 도 1에 도시된 것과 같은 자기 코일을 포함한 연료 인젝터의 작동 시 자기 코일 내의 코일 전압(USp)과 하이 측 및 로우 측의 전압들 또는 전위들(UHS 및 ULS)의 특성곡선들이 도시되어 있다. 여기서는, 볼트 단위의 전압(U)이 ms 단위의 시간(t)에 대해 표시되어 있다.
이 경우, 전위들(UHS 및 ULS)은 전형적으로 연료의 분사를 위해 연료 인젝터의 작동 시 도 1에 도시된 것과 같은 출력단에 의해 생성된다. 이 경우, 코일 전압(USp)은 상기 전위들이 원인이 되어 자기 코일에 인가되는 전압이다.
이 경우, 작동 시작(t = 0ms)에서부터 전체 작동 기간은 약 0.4ms이다. 전위(UHS)에서 확인되는 것처럼, 맨 먼저 약 0.1ms 동안 약 40V의 부스트 전압이 코일에 인가된다. 이에 이어서, 약 14V인 차량 전기 시스템 전압과 영(0)의 전압 사이에서 코일 전압의 클록 제어를 통해 코일 전류는 히스테리시스 전류 대역 이내에서 조절된다. 자기 코일의 작동은 부스트 전압으로 전위(ULS)의 상승과 함께 종료되며, 그럼으로써 코일 전류는 빠르게 소멸되고 연료 인젝터는 다시 폐쇄된다.
이 경우, 특성 시점들은 약 t = 0.1ms에서 연료 인젝터 또는 이 연료 인젝터의 니들의 개방이고, 약 t = 0.55ms에서 니들 방향 전환이며, 약 t = 0.9ms에서 연료 인젝터 또는 이 연료 인젝터의 니들의 폐쇄이다.
도 6에는, 도 5에 도시된 것처럼 전위들(UHS 및 ULS)의 특성 곡선들이 도시되어 있다. 또한, 자기 코일의 작동 시 도 1의 센서(120)와 같은 센서의 신호(US)가 전위들(UHS 및 ULS)과 함께 도시되어 있다. 여기서도, 각각 볼트 단위의 전압(U)이 ms 단위의 시간(t)에 대해 표시되어 있다. 이 경우, 신호(US)는 예컨대 입력 배선(160) 및 A/D 변환기(161)에 의해 검출될 수 있다.
이 경우, 분명하게 알 수 있는 것처럼, 특히 약 t = 0ms와 t = 0.1ms 사이의 시간에 전위(UHS)는 신호(US)에 강한 간섭을 야기한다. 정확히 상기 시간 범위에서 연료 인젝터 또는 이 연료 인젝터의 서보 밸브의 개방 역시 존재한다.
그 밖에도 확인되는 것처럼, 전위(ULS)는 신호(US)에서 주목할만한 간섭을 야기하지 않는다. 또한, 나머지 관련 시간 범위들에서도, 요컨대 니들 방향 전환의 시간 범위 및 폐쇄의 시간 범위에서도, 관련 간섭 신호들 또는 간섭들은 존재하지 않는다.
도 7에는, 도 6에 도시된 것과 같은 전위(UHS 및 ULS) 및 신호(US)의 특성 곡선들이 도시되어 있다. 그 밖에도, 보정 신호(UK)뿐 아니라, 신호(US)와 보정 신호(UK)의 차에 상응하는 보정된 신호 또는 신호 차(U'S)도 도시되어 있다. 여기서도, 각각 볼트 단위의 전압(U)이 ms 단위의 시간(t)에 대해 표시되어 있다(이 경우, UK에 속하는 눈금은 오른쪽에 표시되어 있고, 나머지 신호들의 눈금은 왼쪽에 표시되어 있다).
이제, 신호(US)가 예컨대 A/D 변환기(161)에 의해 디지털 신호로 변환된다면, 상기 신호는 적합하게 분석될 수 있다. t = 0ms에서 신호(US)의 상승 에지가 상응하는, 연료 인젝터 또는 이 연료 인젝터의 자기 코일의 작동 시작 즈음의 범위에서, 간섭 신호의 진폭이 검출될 수 있다. 예컨대 t = -0.05ms와 t = 0.05ms의 범위에서 신호(US)는 자신의 최젓값 및 최곳값을 근거로 분석될 수 있다. 그 대안으로, 예컨대 t = 0 전과 후의 2개의 시간 간격에서도 신호 전압의 각각의 평균값들 또는 각각의 중앙값들이 산출될 수 있다. 상기 최젓값 및 최곳값은 이용되는 방법과 무관하게 본원에서는 각각 예컨대 약 2.7V 및 약 3.4V이다.
그에 따라 본원에서 약 0.7V인 차로부터, 신호(US)에서의 간섭 신호의 진폭이 추론될 수 있다. 이 경우, 유념할 사항은, 시점(t = 0ms)에, 또는 시점(t = 0ms) 즈음에, 다시 말해 작동 시작 시에, 또는 작동 시작 즈음에 신호(US)에서의 전압 변동의 원인이 센서의 기능에 있는 것이 아니며, 그로 인해 필연적으로 간섭 결합에 있다는 점이다.
0.7V의 상기 차는 이제 적합한 처리를 통해 신호(US)로부터 제거될 수 있는 보정 신호(UK)에 대한 진폭으로서 이용될 수 있다. 보정 신호의 시작을 특징짓는 시간 기준점으로서는 작동 시작(t = 0ms)이 이용된다. 이 경우, 보정 신호(UK)의 시간 기간으로서는 본원에서는 예컨대 0.1ms인 부스트 작동의 표준 기간이 이용될 수 있다. 이로부터 가장 단순한 경우에 도 7에 신호(UK)로서 도시된 것과 같은 구형파 신호가 형성될 수 있다.
그에 따라, US 및 UK의 차의 계산을 통해, 적합한 근사로 적어도 연료 인젝터의 개방에 관련한 시간 범위에서 간섭 결합이 없는 센서의 신호에 상응하는 신호 차(U'S)가 구해진다. 약 t = 0.1ms에서 신호 차(U'S) 내에 남아 있는 작은 간섭 피크는 개방이 검출되는 것인 특징 검출에 더 이상 주목할만한 영향을 미치지 않는다.
자명한 사실로서, 보정 신호(UK)의 형태는, 최초 다수의 변형예에서 기재한 것처럼, 간섭 결합에 훨씬 더 정확하게 매칭될 수 있다.

Claims (16)

  1. 연료 인젝터(110)의 개방 및/또는 폐쇄를 검출하도록 제공되는 센서(120)를 이용하여 내연기관(100)의 연료 인젝터(110)의 작동에 의해 야기되는 분사 과정의 특성 시점을 결정하기 위한 방법에 있어서,
    센서(120)의 신호(US)가 검출되고,
    센서(120)의 신호(US)로부터 보정 신호(UK)가 형성되고,
    작동의 시작은 보정 신호(UK)를 위한 시간 기준점으로서 이용되고,
    센서(120)의 신호(US)와 보정 신호(UK) 간의 신호 차(U'S)가 산출되며,
    신호 차(U'S)로부터는 상기 분사 과정의 특성 시점이 추론되는, 연료 인젝터의 작동에 의해 야기되는 분사 과정의 특성 시점 결정 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 시간 기준점은 상기 보정 신호의 시작을 특징짓는, 연료 인젝터의 작동에 의해 야기되는 분사 과정의 특성 시점 결정 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 보정 신호(UK)의 진폭은 상기 작동의 시작 전 센서(120)의 신호(US)의 제1 값과 상기 작동의 시작 후 센서(120)의 신호(US)의 제2 값에서 결정되는, 연료 인젝터의 작동에 의해 야기되는 분사 과정의 특성 시점 결정 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제1 값은 상기 작동의 시작 전 사전 결정된 제1 시간 간격 내에서의 센서(120)의 신호(US)의 극값, 평균값 또는 중앙값을 포함하고, 그리고/또는 상기 제2 값은 상기 작동의 시작 후 사전 결정된 제2 시간 간격 내에서의 센서(120)의 신호(US)의 극값, 평균값 또는 중앙값을 포함하는, 연료 인젝터의 작동에 의해 야기되는 분사 과정의 특성 시점 결정 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 보정 신호(UK)는 구형파 신호를 포함하는, 연료 인젝터의 작동에 의해 야기되는 분사 과정의 특성 시점 결정 방법.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 보정 신호(UK)는, 상기 작동의 시작 후 사전 결정된 제3 시간 간격 내에서의 센서(120)의 신호(US)의 기울기에 상응하는 기울기를 갖는 사다리꼴 신호를 포함하는, 연료 인젝터의 작동에 의해 야기되는 분사 과정의 특성 시점 결정 방법.
  7. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 센서(120)의 신호(US)의 상승 에지의 특성 곡선이 검출되어, 보정 신호(UK)의 상승 에지의 특성 곡선으로서 이용되고, 그리고/또는 반전되어 보정 신호(UK)의 하강 에지의 특성 곡선으로서 이용되는, 연료 인젝터의 작동에 의해 야기되는 분사 과정의 특성 시점 결정 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 보정 신호(UK)의 시간 기간은 사전 결정된 시간 기간, 특히 연료 인젝터(110)의 작동 시 부스트 기간에 상응하는 시간 기간의 고려하에 결정되는, 연료 인젝터의 작동에 의해 야기되는 분사 과정의 특성 시점 결정 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 보정 신호(UK)의 시간 기간은 상기 작동의 시작 후 센서(120)의 신호(US)의 하강 에지, 및/또는 연료 인젝터(110)의 부스트 작동을 위한 전압(UHS)의 특성 곡선 및/또는 스위칭 시점의 고려하에 결정되는, 연료 인젝터의 작동에 의해 야기되는 분사 과정의 특성 시점 결정 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 특성 시점은 연료 인젝터(110)의 개방을 포함하는, 연료 인젝터의 작동에 의해 야기되는 분사 과정의 특성 시점 결정 방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 보정 신호(UK) 및/또는 신호 차(U'S)는 신호(US)의 처리 후 아날로그/디지털 변환기(161)에 의해 디지털 방식으로 산출되는, 연료 인젝터의 작동에 의해 야기되는 분사 과정의 특성 시점 결정 방법.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 센서(120)로서 압전 센서 또는 압전 저항 센서 또는 유도 센서가 이용되는, 연료 인젝터의 작동에 의해 야기되는 분사 과정의 특성 시점 결정 방법.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 연료 인젝터(120)는 서보 밸브, 특히 솔레노이드-서보 밸브 또는 압전-서보 밸브를 포함하는, 연료 인젝터의 작동에 의해 야기되는 분사 과정의 특성 시점 결정 방법.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 방법을 실행하도록 구성되어 있는 컴퓨터 유닛(150).
  15. 컴퓨터 유닛(150)에서 실행될 때, 컴퓨터 유닛(150)이 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 방법을 실행하게 하는 컴퓨터 프로그램.
  16. 제15항에 따른 컴퓨터 프로그램이 저장되어 있는 기계 판독 가능 저장 매체.
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