流体喷射阀的电磁致动器组件和操作流体喷射阀的方法
【技术领域】
[0001]本公开涉及一种用于流体喷射阀的电磁致动器组件，涉及一种具有所述致动器组件的流体喷射阀，并且涉及一种用于操作所述流体喷射阀的方法。
【背景技术】
[0002]例如，在EP 2221468 Al中公开了一种流体喷射阀。该流体喷射阀具有用于移动阀针的电磁回路。该阀针机械地联接到电磁回路的电枢，以使得当激活电磁回路的线圈来移动电枢时，电枢使阀针抵靠弹簧的机械力并抵靠流体的液压力来进行移动。弹簧设置成在电磁回路未激活时使喷射阀保持闭合。电枢将阀针从闭合位置移开。
[0003]液压力取决于压力。因此，为了在高燃料压力下进行操作，需要具有高感应系数的线圈来操作喷射阀。然而，由于高感应系数，线圈在其被去激活时的响应慢，以使得在燃料喷射阀的一个分送操作期间的最小流动比较高。
[0004]另一方面，如果选择了具有较低感应系数的线圈，那么喷射阀具有较低的最大工作压力，从而导致在一个分送操作期间的最大流动降低。
[0005]WO 2011/000663 Al公开了一种具有螺线管组件的流体喷射器，所述螺线管组件包括第一和第二线圈并且能够通过施加到所述两个线圈的至少一个预定搭配(assortment)的电气信号来磁致动电枢。
【发明内容】
[0006]本公开的一个目的是具体提出一种改进的流体喷射阀，所述改进的流体喷射阀具体地具有特别大的工作流动范围和/或具体地是可容易地控制的。
[0007]该目的是通过用于流体喷射阀的电磁致动器组件以及通过根据独立权利要求的用于操作流体喷射阀的方法来实现的。在从属权利要求中具体提出了所述电磁致动器组件、所述流体喷射阀和所述方法的有利实施方式和扩展。
[0008]根据一个方面，具体提出了一种用于流体喷射阀的电磁致动器组件。该致动器组件包括第一线圈和第二线圈。所述第一和第二线圈构造成用于移动电枢-尤其是通过与电枢进行相互电磁作用的方式。致动器组件进一步包括电气连接电路。所述电气连接电路具体设置为便于将所述第一和第二线圈连接到电源-例如发动机控制单元。所述电气连接电路构造成在致动器组件的第一操作模式下在不激励第二线圈的情况下激励第一线圈并且构造成在致动器组件的第二操作模式下将第一线圈和第二线圈两者都激励。
[0009]致动器组件在第一操作模式下“在不激励第二线圈的情况下”工作具体意味着:当致动器组件在这种在处于第一和第二操作模式时穿过第一线圈的电流基本上具有相同的量的条件下操作时，与在处于第二操作模式时流动穿过第二线圈的电流的量相比较，在处于第一操作模式时流动穿过第二线圈的电流的量为50%或更少、优选地为10%或更少、特别地为2%或更少。
[0010]电磁致动器组件可被包含在流体喷射阀中，具体地被包含在燃料喷射阀中。流体喷射阀可被包含在内燃发动机中。
[0011]流体喷射阀有利地包括电枢。它可进一步包括阀针。阀针和电枢例如布置在流体喷射阀的阀体中。有利地，电枢能够以下述方式机械地联接到阀针:当电磁致动器组件操作时能够使阀针移动。具体地，电枢能够使阀针从闭合位置移开，在所述闭合位置阀针优选地防止流体喷射阀分送流体。
[0012]第一和第二线圈以及电枢具体包含在磁回路中。磁回路可还包含燃料喷射阀的额外部分-例如极片、磁轭和/或阀体。
[0013]有利地，能够通过电磁致动器组件来实现特别大的工作流动范围。在第一操作模式中，基本上仅与第一线圈的感应系数相关，以使得当接通或切断操作电流时致动器组件可特别快地做出响应。因此，能够实现特别小的最小流体流动。然而，致动器组件还能够通过当致动器组件以第二操作模式操作时第一和第二线圈同时操作而在电枢上产生特别大的磁力。因此，流体喷射阀能够在特别高的流体压力下打开。换句话说，它具有特别高的最大工作压力，并且因此，每个喷射事件都能够实现特别大的最大流体流动。
[0014]在一个实施方式中，第一和第二线圈同心地布置，具体地是环绕阀体和/或环绕极片布置。在备选实施方式中，第一和第二线圈可还在沿着致动器组件或阀体的纵向轴线的方向上相继布置。
[0015]根据一个实施方式，电气连接电路包括切换部件。有利地，切换部件构造成当致动器组件处于第一操作模式时使穿过第二线圈的电流减小或者使第二线圈短路。
[0016]在一个实施方式中，第一线圈和第二线圈通过电气连接电路串行电气连接，并且切换部件与第二线圈并行电气连接。在另一个扩展中，第二线圈和切换元件串行连接，并且第二线圈与切换元件的串行连接与第一线圈并行连接。
[0017]在某些实施方式中，切换部件可包括继电器、开关或晶体管中的至少一个。在优选实施方式中，切换装置包括二极管或由二极管组成。因为切换装置包括二极管，所以第一与第二操作模式之间的切换特别简单并且制造电气连接电路的成本特别低。
[0018]电气连接电路具有第一外部电气连接件和第二外部电气连接件。第一和第二外部电气连接件被具体构造成将电气连接电路电气连接到电源。例如，第一外部电气连接件和第二外部电气连接件两者每个都包括电气端子，所述电气端子可被布置在流体喷射阀的连接器舱(connector bay)中。优选地，致动器组件以下述方式设计:用于第一和第二线圈的操作电流可以通过第一和第二外部电气连接件提供到电气连接电路。可以通过电源产生操作电流。
[0019]在有利的扩展中，致动器组件构造成当直流电从第一外部电气连接件流动到第二外部电气连接件时处于第一操作模式并且当直流电从第二外部电气连接件流动到第一外部电气连接件时处于第二操作模式。在这些情形中，电流流动方向具体是常规电流(即，正电荷流动)的方向。例如，切换装置的电阻可取决于电流方向-例如当切换装置包括二极管或由二极管组成时。电源可被有利地以下述方式构造:能够提供第一操作电流到电气连接电路-所述第一操作电流在从第一外部电气连接件朝向第二外部电气连接件的方向上流动，并且能够提供第二操作电流到电气连接电路-所述第二操作电流在从第二外部电气连接件朝向第一外部电气连接件的方向上流动。以此方式，致动器组件能够在第一与第二操作模式之间轻易地切换-具体地是通过使施加到电气连接电路的电流方向反向来实现的。
[0020]根据进一步的方面，具体提出了一种用于操作流体喷射阀的方法。
[0021]根据所述方法的一个步骤，确定了将通过流体喷射阀分送(具体地在一个喷射事件期间)的流体的特性。
[0022]根据进一步的(尤其是随后的)方法步骤，将确定的流体特性与预定阈值相比较。在有利的扩展中，根据比较结果来选择致动器组件的操作模式。
[0023]根据随后的方法步骤，操作流体喷射阀来分送流体。当确定的流体特性小于预定阈值时，流体喷射阀以第一操作模式操作。当确定的流体特性大于预定阈值时，流体喷射阀以第二操作模式操作。
[0024]有利地，当确定的流体特性小于预定阈值时以第一方式并且当确定的流体特性大于预定阈值时以第二方式来将用于致动器组件的操作电流经由第一和第二外部电气连接件供给到电气连接电路中:第一方式-操作电流从第一外部电气连接件流动到第二外部电气连接件；第二方式-操作电流从第二外部电气连接件流动到第一外部电气连接件。
[0025]在一个实施方式中，流体特性是将由流体喷射阀分送的流体量。将由流体喷射阀分送的流体量例如设置成用于在内燃发动机的气缸冲程期间的至少一个喷射事件中的一个喷射事件。
[0026]发明人已发现，将由流体喷射阀喷射的流体的压力波动具有较大的幅度-例如当分送大剂量的流体时(例如在发动机失效模式-例如所谓的“跛行回家(limp home)模式”期间)在标称压力的30%的范围内。当流体喷射阀运行来分送小剂量时，压力波动的幅度较小。有利地，当仅分送小流体剂量时，流体喷射阀不需要使用具有足以在发生大幅度波动时运行的感应系数的线圈来运行。
[0027]在所述方法的另一个实施方式中，流体特性是将由流体喷射阀喷射的流体的流体压力。在一个扩展中，当确定的流体压力在为流体喷射阀特定的标称最大工作压力的10%到90%之间时，流体喷射阀可以以第一操作模式运行。
[0028]在所述方法