專利名稱：用于監(jiān)控噴油嘴運行的方法
用于監(jiān)控噴油嘴運行的方法本發(fā)明涉及一種用于監(jiān)控內(nèi)燃機噴油嘴運行的方法以及一種用于監(jiān)控內(nèi)燃機噴油嘴運行的裝置。
現(xiàn)有技術在用于噴油嘴或者噴油閥一所述噴油嘴或者噴油閥與蓄壓管壓電致動器共同作用一的控制器中沒有公開針對調諧(Timing)的有效措施，并且因此公開了通過外部的調諧控制器來改變運行變化。到目前為止的用于防止調諧的保護機構主要是對付所謂的芯片調諧，例如防止控制器的打開，和/或防止存取控制器的軟件級(software-ebene)。在一種變型方案中，外部的調諧控制器直接在所述與噴油嘴共同作用的控制器的一次主噴油之后停止繼續(xù)噴油。通過這一措施，使噴油嘴的噴油針閥的關閉滯后，并且因此有更大量的燃油被噴射到氣缸中。本發(fā)明的公開
本發(fā)明涉及一種用于監(jiān)控內(nèi)燃機噴油嘴運行的方法。在噴油嘴運行期間進行多次相繼正常的、伴隨運行的噴油。此外，在模塊運行期間一所述模塊與噴油嘴共同作用并且/或者被設計為噴油嘴的部件一產(chǎn)生電信號。為了執(zhí)行本方法，對于在兩次噴油之間的至少在噴油間隙中的信號的時間曲線予以放大，并且對這個放大的信號進行掃描。通過對于與噴油嘴的共同作用的壓電促動器進行控制，產(chǎn)生在噴油嘴正常運行時規(guī)定的噴油。在這種情況中，通過控制器提供所述控制。在本發(fā)明的方案中，在放大信號時將信號的最大幅度或者電平限制在一種最大的數(shù)值內(nèi)。通過所述放大，典型地提高了所述信號的分辨率。為了保護用于信號的掃描模塊或者分析模塊，防止被放大的信號的數(shù)值太高，在本發(fā)明的可能的實施形式中將信號的幅度限制在最大的數(shù)值內(nèi)或者限制在極限值內(nèi)。通常，所述信號在重復的正常的噴油范圍中時具有高的數(shù)值。然而在兩次噴油之間，所述信號的數(shù)值卻是低的。為了執(zhí)行本方法，自始至終地或者至少局部地在噴油之間放大所述信號。在這種情況中，與原來測量的信號相比，對于形成的放大信號產(chǎn)生了提高的數(shù)值。在執(zhí)行本方法時，可對那些超過規(guī)定的最大數(shù)值或者極限值的提高了的數(shù)值進行削減， 并且據(jù)此進行限制，其做法是例如給這些所述的提高的數(shù)值設置極限值。采用本方法典型地只是放大了在噴油之間的信號的低數(shù)值，這樣，至少在兩個噴油或者控制之間的信號的分辨率更高了。因此也可以更好地分析所述噴油之間或者控制之間的信號曲線。可以規(guī)定，檢查所述信號曲線是否存在不規(guī)則性。為此，可將信號的實際曲線與信號的標準化的正常曲線進行比較。當識別出有不規(guī)則性存在，或者所測量的信號的曲線與標準的信號有偏差時，就表明在運行中出現(xiàn)了故障。這個故障例如是由于不允許的介入到噴油嘴的運行曲線中所引起的。所述的不規(guī)則性通常表示出變化的或者附加的噴油和/或控制。通常，待分析的信號是通過噴油嘴的模型的和/或與噴油嘴共同作用的模型的、 例如壓電致動器的固體聲所產(chǎn)生的，并且作為處在模型上的電壓信號來提供。
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本發(fā)明也涉及一種用于監(jiān)控或者檢查內(nèi)燃機噴油嘴或者噴油閥運行情況的裝置， 其中，對于噴油嘴來說，在運行期間多次相繼地為正常運行而噴油，并且其中在運行期間由噴油嘴的至少一個模型產(chǎn)生電信號。設計這個裝置是為了對于在兩個噴油之間的噴油間隙中的信號的時間曲線進行放大，并且對這個放大的信號進行掃描。此外，這個裝置還具有信號放大器，設計這個信號放大器是用于放大至少在兩次噴油之間的信號。此外，這個裝置還包括保護電路，設計這個保護電路是為了對信號的放大進行控制。在這種情況中，保護電路的設計是為了將信號數(shù)值的放大限制或者約束在最大的幅度范圍內(nèi)。為了對于已被放大的信號進行分析，該裝置還具有用于掃描所述已被放大了的信號的掃描模塊。本方法通常適用于檢查噴油嘴的噴油過程。所述信號通過模塊、例如通過壓電致動器在噴油嘴的針閥關閉時產(chǎn)生，并且至少局部地放大，并且因此使分辨率更高。將信號的曲線與一種所期待的曲線進行比較。采用本發(fā)明可以驗證通過不規(guī)則性而引起的信號的偏差。在噴油區(qū)域內(nèi)的規(guī)則的信號的幅度是高的。與之相比，所述信號的偏差是低的，并且是在規(guī)則的噴油之間出現(xiàn)的。用于對于作為電壓存在的信號進行放大的電路作為該裝置的部件可以包括具有一種輸入分壓器的信號放大器。通過改變在所述輸入分壓器上的電阻情況，可以改變電壓的分辨率。若在規(guī)則的噴油或者控制時所選擇的分辨率較高，則有可能在ASIC的、8卩“應用專用集成電路，，(anwendungsspezifischen integrierten Schaltung)的管腳上施力口的電壓太高，這樣會損壞這個電路。為此只允許在噴油-或者控制間歇期間、也就是在噴油或者控制之間可以使用高的分辨率。由于這個原因，使用由微控制器(μ C)操作的保護電路，這種保護電路的設計是用于限制已被放大的信號的數(shù)值。為了例如在故障情況時或者在調諧控制時防止施加太高的電壓，所述保護電路具有一種用于對于保護功能進行轉換的比較器。在一種實施形式中，當在ASIC的輸入管腳上施加一種大于例如3伏的極限值的電壓時，典型地由微控制器控制的比較器被接通到一種比較小的放大以及比較低的分辨率，這么一來就保護了 ASIC，使其免受損傷或者破壞。為了對于所測得的信號進行分析，所述微控制器通過保護電路的比較器的電平可以識別出附加的控制。在這個實施形式中，將微控制器用作掃描模塊，利用這個掃描模塊通過比較器來掃描所述信號。在本方法的一種實施形式中，為了對信號進行研究，就對于噴油嘴的針閥的關閉情況進行探測。在這種情況中，通過脈沖一噴油嘴針閥將這種脈沖傳遞到噴油嘴的本體上一出現(xiàn)一種固體聲信號，這個固體聲信號在一種表示特征的高頻振動中從噴油嘴的和/ 或與該噴油嘴共同作用的壓電致動器的電壓信號里顯示出來。為了更準確的驗明，對于設計為主噴油的規(guī)則噴油以及隨后為了進行測量的規(guī)則噴油之間的致動器電壓予以加強。在一種變型方案中，為了確定所述噴油嘴的針閥的關閉情況一所述針閥由壓電致動器進行控制一對于在噴油嘴或者壓電致動器上施加的電壓的信號進行測量，并且從信號曲線來對于針閥的關閉情況進行驗證。當噴油嘴的運行有故障或者應進行控制時，則這借助一種改變了的和/或滯后了的針閥的關閉可在信號中識別出來。在所述變型方案中可以檢查，信號曲線是否具有表明已變化了的針閥關閉情況的一種表示特性的特征或者一種不均勻性。在運行期間對于壓電致動器進行控制，其中，在執(zhí)行本方法時，在對壓電致動器進行有規(guī)律的控制之后且將電壓降低到0伏的數(shù)值之后的區(qū)域中的信號曲線被得以研究。為了對于信號并且因此對于針閥的關閉情況進行更加精確的分析，在本發(fā)明的框架內(nèi)在所述控制以及因此所述噴油之后對于所述信號進行放大，并且通過此措施提高其分辨率。通過這一措施可識別一種可能存在的不規(guī)則性。此外，通過信號曲線可驗證一種固體聲，該固體聲通過針閥的關閉引起并且作用到噴油嘴和/或壓電致動器上。針閥設置在噴油嘴的噴嘴中，在噴油嘴運行時由壓電致動器通過至少一個閥門元件對于該針閥進行控制。為了對于信號進行研究，可對這個信號進行處理。此外，可將具有角頻率的帶通濾波應用到這個信號上。此外，也可對信號的已確定的頻率進行濾波。也可將信號進行平方以及相加。這樣就可確定針閥關閉的時刻。當這個時刻與通常的時刻或者額定時刻有偏差時，這就表示存在一種不規(guī)則性，這個不規(guī)則性可能是由于運行上的故障或者外部的操作引起的。為了能夠對于這個信號進行分析，可借助快速模/數(shù)轉換器(FADC)作為可能的掃描模塊對于該信號進行掃描。因為這個要驗證的信號在兩個噴油之間只具有小的有效振幅，所以在本方法的一種實施形式中通過在FADC輸入端上的電路至少在兩個噴油之間的區(qū)域中放大這個信號。通過停止一種調諧控制，使得在噴油之后所進行的針閥關閉在時間上往后推移， 也就是說，當存在不規(guī)則的針閥關閉信號時，該信號就通常很滯后地出現(xiàn)。這種與所期待的針閥關閉的偏差也是存在下述情況的標志即，一種調諧控制器控制著所述噴射系統(tǒng)，該噴射系統(tǒng)此外包括噴油嘴、壓電致動器以及用于控制所述噴油的控制器。因此，采用本發(fā)明可以驗證一種外部的調諧控制器在噴油嘴上的有效性。這樣一種類型的調諧控制器典型地安裝到原始的控制器的線纜束上，并且通過對于噴油嘴的附加的控制而導致功率的提高。通過使用所述調諧控制器，通過功率的提高以及與此相聯(lián)系的電機負荷的超載而會出現(xiàn)電機的加速磨損以及故障。通過識別所述的調諧方案，可防止對于原始制造商的與此有關聯(lián)的不合理的保修要求。本發(fā)明可用于所謂的蓄壓管一壓電一控制器，這些控制器的設計是用于控制所述壓電致動器的。所述的裝置的設計是用于執(zhí)行所介紹的方法的所有步驟。其中，這個方法的單個的步驟也可由這個裝置的一些單個的部件來執(zhí)行。此外，該裝置的一些功能或者該裝置的單個部件的功能也可以轉變?yōu)樵摲椒ǖ牟襟E。此外，也可以將本方法的一些步驟作為該裝置的單個部件的或者整個裝置的功能來實現(xiàn)。從說明書以及附圖可得到本發(fā)明的其它優(yōu)點和方案。當然，前面所述的以及后面還將說明的特征不僅可在各個已說明的組合中使用， 而且也可在不脫離本發(fā)明的框架的情況下在其它的組合中應用，或者單獨地應用。附圖簡短說明


圖1 內(nèi)燃機噴油嘴運行曲線的簡圖2 由現(xiàn)有技術已公開的用于分析在噴油嘴運行期間產(chǎn)生的信號的裝置的簡圖； 圖3 根據(jù)本發(fā)明的裝置的實施形式的簡圖； 圖4 在噴油嘴運行期間產(chǎn)生的信號的運行曲線的簡圖； 圖5 用于分析所述信號的曲線簡圖。
本發(fā)明的一些實施形式
借助附圖中的一些實施形式簡示出本發(fā)明，并且在下面參考附圖對本發(fā)明進行詳細的說明。對這些附圖彼此相關并且有牽連地進行說明，相同的附圖標記表示相同的部件。圖1的圖表示出了時間箭頭2和用于控制內(nèi)燃機噴油嘴的有規(guī)律的常規(guī)的控制信號4，以及附加的被操作的控制信號6。在噴油嘴運行期間規(guī)定，這個噴油嘴進行有規(guī)律的噴射，這樣，通過噴油嘴將空氣一燃油一混合物噴射到內(nèi)燃機的氣缸中。為了激活噴油裝置，通過有規(guī)律的控制信號4來控制噴油嘴，通常是控制作為噴油嘴部件的壓電致動器。由控制器提供的控制信號4引起壓電致動器的體積變化，通過這個壓電致動器使噴油嘴的針閥產(chǎn)生運動，并且因此打開所述噴油嘴。詳細地講，這個有規(guī)律的控制信號4具有一種有規(guī)律的控制脈沖8。在噴油嘴有規(guī)律的運行期間每秒鐘提供多個周期性重復的有規(guī)律的控制脈沖8。為了在調諧措施(Tuningmassnahme)的框架中對噴油嘴功率的提高進行轉換，可通過設置附加的控制信號6來改變噴油嘴的運行的有規(guī)則的曲線。在這種情況中，可通過一種影響噴油嘴功能的調諧控制器(Timingsteuergedt)提供這種附加的控制信號6。為此，如此地提供附加的控制信號6，即附加的控制脈沖10在時間上緊隨有規(guī)律的控制脈沖8 之后。通過這一措施，噴油嘴保持更長時間的打開，并且因此噴油嘴的針閥關閉被滯后了?？傊?，通過在噴油嘴的運行期間的有規(guī)律的控制信號4，在噴油嘴、例如壓電致動器的至少一個部件中產(chǎn)生一種信號。這個信號具有典型的曲線或者額定曲線。當噴油嘴的運行受到干擾時，例如可能由于附加的控制信號6引起，信號的有規(guī)則的典型的曲線會發(fā)生變化，這在測量的信號的不規(guī)則性中明顯可見。在本發(fā)明的框架內(nèi)可求出用以證明可能存在的調諧方案的這種類型的不規(guī)則性。在圖2中示出的由現(xiàn)有技術公開的裝置12示出了一種壓電致動器14。設計這個壓電致動器是用來操作噴油嘴的針閥。為此，這個壓電致動器14通過例如在圖1中示出的控制信號4、6來進行控制。通過這種控制，所述壓電致動器14的體積發(fā)生變化，因此針閥產(chǎn)生運動。在針閥運動時，通過該針閥產(chǎn)生固體聲。這種固體聲反作用到壓電致動器14上， 并且在壓電致動器14上施加的致動器電壓16 的曲線變化中可看出來。此外，裝置12還包括分壓器18，它包括第一電阻20 R1和測量電阻22R2，這些電阻為串聯(lián)。在這個測量電阻22上有測量電壓24 U 0對這個測量電壓進行分析，以研究噴油嘴的運行情況。此外，這個裝置12還包括第三電阻26 R3,它與測量電阻22 R2并聯(lián)。該裝置12的ASIC 28包括第一比較器30，這個比較器通過ASIC 28的第一控制管腳32與輸入分壓器18連接。此外，這個比較器30還與快速的模-數(shù)轉換器34(Fast Analog Digital Converter，F(xiàn)ACD)連接。在ASIC 28的第二輸入管腳36上連接著第三電阻26 R3。在ASIC 28的內(nèi)部，所述第二輸入管腳36通過開關38與電子的元器件40連接，此外該電子元器件和ASIC 28外部的微控制器42 (UC)連接。在圖3中示出的根據(jù)本發(fā)明的裝置44的實施形式具有如借助圖2所示的裝置12 的所有部件。由在壓電致動器14運行期間提供使用的致動器電壓16 Uaais的信號，通過分壓器 18提供測量電壓24 U1 來作為測量信號。這樣，在這兩個輸入管腳(EingangSpin)32、36之間就存在有測量電壓24 U 0為了使得在分析期間這個測量電壓不損害ASIC 28，在此所介紹的根據(jù)本發(fā)明的方法的實施形式中規(guī)定，至少在時間上對所測量的信號、也就是測量電壓24 Ultt的最大幅度進行限制。這種限制通過一種在本發(fā)明的框架內(nèi)規(guī)定的在ASIC 28內(nèi)部的保護電路48得以實現(xiàn)。所述保護電路包括起保護作用的比較器50。在該裝置44 的這個所描述的實施形式中，這個保護電路48的這個起保護作用的比較器50與附加的微控制器42連接。測量電壓24測量的放大是由第一電阻20隊、測量電阻22 R2、第三電阻26 R3和開關38 —起產(chǎn)生的。當所有所述電阻20、22、26相同大小時，并且開關38閉合時產(chǎn)生這樣一種電路，在這種電路中第一電阻20 R1與由第三電阻26 R3和測量電阻22 R2構成的并聯(lián)電路串聯(lián)接通，其中，這個電路具有第一電阻20 R1的半個數(shù)值。這樣在測量管腳32上的電壓為致動器電壓16 Uaais的三分之一。在開關38打開時第三電壓26 R3沒有影響，并且該電路僅由第一電阻20 R1和測量電阻22 R2構成的串聯(lián)電路構成。然后在測量電阻22 R2上的致動器電壓16 Usk^的一半下降，并且因此位于測量管腳32上的電壓為所述致動器電壓 16的一半。采用上述實例可不同地放大測量電壓24 U 0本發(fā)明規(guī)定，當在ASIC 28的輸入管腳32、36上存在的電壓超過例如3伏的極限值或者極限電壓時，起保護作用的比較器50將測量信號的最大值與極限值進行比較，并且減小了所述測量信號的放大，并且因此提供所述測量信號的較低的分辨率。在該裝置44的本實施形式中規(guī)定，起保護作用的比較器50和附加的微控制器42形成一種掃描模塊52的一些部件。借助這個掃描模塊來掃描所述測量信號。在這種情況下，采用附加的微控制器 42，通過起保護作用的比較器50的電平可識別測量信號的不規(guī)則性，并且因此可識別在必要時存在的噴油嘴的附加的控制情況。在圖4的曲線圖58、60中示出了在壓電致動器14上存在的信號54的可能的曲線。這兩個曲線圖58、60包括水平定向的時間軸62，沿著這個時間軸為毫秒計的時間。在時間軸62的上面示出了用于單位為伏特的信號54電壓的垂直定向的軸64。在第一曲線圖58中示出了信號54的完整的曲線。這個信號54包括一控制脈沖66，這個控制脈沖在大約-0. 75毫秒到大約0毫秒的時間范圍內(nèi)具有高的幅度。當這個控制脈沖66衰減到時刻0 毫秒之后，該信號54的曲線在很大程度上具有數(shù)值0。第二曲線圖60示出對該信號54進行放大，以提供更高的分辨率。信號54的可能存在的不規(guī)則性作為在0毫秒時刻之后致動器的針閥關閉的滯后而出現(xiàn)。圖5包括三個曲線圖70、72、74，它們分別具有水平定向的時間軸76，沿著這個時間軸所述時間以毫秒進行標注。在第一曲線圖70中，在時間軸76的上面繪示出單位為伏特的電壓的垂直定向的軸78。在第一曲線圖70中示出了電壓的信號80的曲線。這個信號位于噴油嘴的壓電致動器上。這個信號80也包括控制脈沖79，這個控制脈沖一直延伸到大約0.2秒的時刻。從0.2秒起，這個信號80的曲線數(shù)值降低到大體為0伏。在曲線圖72中在時間軸76的上面繪示出單位為伏特的電壓的垂直定向的軸82。在這個第二曲線圖72中有電壓的信號84，這個電壓位于FADC 34的輸入端上。在這種情況下，這個信號84在大約0. 7到大約1. 6毫秒的區(qū)域中被放大。在這種情況下，沿著第三曲線圖74的垂直定向的軸88，在時間軸76的上方示出了 EMI信號86。在這里，EMI是噴射量指示器 (Einspritz-Mengen-Indikator)的縮寫。這個指示器很精確地測量出所噴射的量，并且提
7供燃油噴射量的比率的曲線。借助圖5可以識別，在類似的時間內(nèi)一在該時間內(nèi)EMI信號 86下降為零一出現(xiàn)有關針閥關閉的信號。
權利要求
1.用于監(jiān)控內(nèi)燃機噴油嘴運行的方法，其中，對于噴油嘴來說在運行期間多次相繼噴油，并且其中在運行期間產(chǎn)生電信號(54、80、84)，其中為了執(zhí)行本方法，對于在兩次噴油期間的該信號(54、80、84)的時間曲線進行放大并且掃描。
2.按照權利要求1所述的方法，在這種方法中在放大信號(54、80、84)時將該信號(54、 80,84)的最大幅度限制在一種最大值內(nèi)。
3.按照權利要求1或2所述的方法，在該方法中檢查該信號(54、80、84)的曲線是否存在不規(guī)則性。
4.按照前述權利要求中的任一項所述的方法，在該方法中，通過噴油嘴的至少一個部件的固體聲來產(chǎn)生所述信號(54、80、84)，并且該信號提供為電壓信號。
5.按照前述權利要求中的任一項所述的方法，在這個方法中檢查噴油嘴的針閥關閉的情況。
6.用于監(jiān)控內(nèi)燃機噴油嘴運行的裝置，其中，對于噴油嘴來說在運行期間進行多次相繼噴油，并且其中在運行期間產(chǎn)生電信號(54、80、84)，其中，這個裝置用來對于在兩次噴油之間的信號(54、80、84)的時間曲線進行放大，并且對于放大的信號(54、80、84)進行掃描。
7.按照權利要求6所述的裝置，該裝置具有信號放大器，構成這個信號放大器是為了對于所述信號(54、80、84 )進行放大。
8.按照權利要求6或7所述的裝置，該裝置具有保護電路(48)，構成這個保護電路是為了對于所述信號(54、80、84)的放大進行控制。
9.按照權利要求8所述的裝置，在該裝置中構成保護電路(48)，用來將信號(54、80、 84)的最大幅度的放大限制在一種最大的數(shù)值內(nèi)。
10.按照權利要求6至9中的任一項所述的裝置，該裝置具有用于掃描所述信號(54、 80、84)的掃描模塊(52)。
11.具有程序代碼措施的計算機程序，當該計算機程序在計算機上或者在相應的計算單元上、特別是在按照權利要求6至10中的任一項所述的裝置(44)中被執(zhí)行時，執(zhí)行按照權利要求1至5中的任一項所述方法的所有步驟。
12.具有程序代碼措施的計算機程序產(chǎn)品，這些程序代碼措施存儲在計算機可讀的數(shù)據(jù)載體上，當這個計算機程序在計算機上或者在相應的計算單元上、特別是在按照權利要求6至10中的任一項所述的裝置(44)中被執(zhí)行時，執(zhí)行按照權利要求1至5中的任一項所述方法的所有步驟。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于監(jiān)控內(nèi)燃機噴油嘴運行的方法，其中，噴油嘴在運行期間多次相繼的噴油，其中，在運行期間由壓電致動器—它與噴油嘴共同作用—產(chǎn)生電信號，其中為了執(zhí)行本方法，對于在兩次噴油之間的噴油間歇中的信號的時間曲線進行放大，并且對這個放大的信號進行掃描。此外，本發(fā)明還涉及一種用于監(jiān)控內(nèi)燃機噴油嘴運行的裝置(44)、一種計算機程序以及一種計算機程序產(chǎn)品。
文檔編號F02D41/20GK102459855SQ201080025388
公開日2012年5月16日 申請日期2010年4月23日 優(yōu)先權日2009年6月9日
發(fā)明者托納 E., 巴尼克爾 K., 富克斯 S. 申請人:羅伯特·博世有限公司