对数据进行自适应采样以确定螺线管致动阀的喷射开始的方法与流程

本发明涉及用于将诸如尿素的还原剂喷射到车辆排气系统中的喷射器阀(定量给料器)，具体地涉及准确地确定通过用于这种喷射器阀的螺线管的电流的拐点以例如确定喷射开始(startofinjection)的采样方法。

背景技术：

在现代发动机系统中，喷射器通常将诸如尿素的还原剂喷射到排气系统中以控制排放。喷射器通常被称为定量给料器，并且使用这些定量给料器的系统通常被称为scr(选择性催化还原)系统。这种喷射器通常是螺线管致动喷射器；其中，螺线管的激活操作阀以允许诸如尿素的还原剂喷射到排气系统中。

已知通过确定电流/电压轨迹(流过喷射器螺线管的电流)中的拐点来检测定量给料器(还原剂喷射器)的喷射开始状态。因此，换句话说，已知使用尿素定量给料器的电流轨迹上的拐点来检测喷射开始。通常，喷射开始(soi)检测的分辨率由电流采样频率来限定。采样频率越高，检测越准确，即，如果按5μs(200khz)来对电流进行采样，则soi的最佳分辨率为5μs。

通常，在汽车环境中，微处理器资源有限。因此，电流采样数量以及采样频率受到限制。

本发明的目的是提高在微处理器限制电流采样间隔的系统中确定soi的准确度，从而尽管资源和采样间隔分辨率受到限制，也可以提高soi检测的准确度。

技术实现要素：

在一个方面中，提供了一种对数据进行自适应采样以确定流体喷射器的螺线管致动阀中的喷射开始的方法，所述方法包括以下步骤：

a)在所述阀的工作周期或该工作周期的一部分中，在采样点处对通过所述螺线管致动阀的螺线管的电流i的信号进行采样，所述采样点之间具有预定义间隔；

b)在各个采样点处，确定电流的一阶导数di/dt的值；

c)检测di/dt达到最大值的采样点，并将该点确定为喷射开始；

d)确定紧接在步骤c)的所述采样点之前的采样点处的di/dt值(di/dt(z-1))；

e)确定紧接在步骤c)的所述采样点之后的采样点处的di/dt值(di/dt(z+1))；

f)在随后的工作周期中，根据在步骤d)和步骤e)中得到的值来改变所述采样的同步性，以使采样时刻在时间上偏移。

在步骤f)中，如果步骤d)中的值大于步骤e)中的值，则可以将所述采样时刻在时间上向稍早偏移设定的增量。

在步骤f)中，如果步骤d)中的值小于步骤e)中的值，则可以将采样时刻在时间上向前偏移设定的增量。

所述喷射器可以是被适配为将液体还原剂喷射到车辆的废气中的还原剂喷射器。

附图说明

现在参照附图通过示例的方式描述本发明，附图中：

-图1示出了施加/存在于还原剂喷射器(螺线管)的端子之间的电压以及所得电流二者的曲线图；

-图2示出了滤波后的通过还原剂定量给料器的螺线管的电流和采样点的曲线图；

-图3示出了在喷射开始附近执行采样的电流的曲线图；

-图4示出了被放大的图3中的喷射开始附近的区域；

-图5更进一步详细地示出了图4的曲线图的喷射开始点的区域的示例；

-图6、图7、图8、图9和图10示出了与图3、图4和图5类似的但采样时刻不同地偏移的图。

具体实施方式

图1示出了施加/存在于还原剂喷射器(螺线管)(即，认为是定量给料器(喷射器螺线管))的端子之间的电压1以及所得电流2二者的曲线图。可以看出，通过提供电压的初始阶跃增加来激活定量给料器。结果，通过定量给料器(喷射器螺线管)的电流斜坡上升达到峰值。在圆圈a指示的时间期间(具体是拐点3)，喷射器打开。电流达到由圆圈b指示的平稳值，在此之后，施加的电压被斩波，以将还原剂喷射器保持在打开位置。然后，如曲线图所示，通过喷射器的电流开始下降。在时刻c处，喷射器两端的电压被设置为负，并且定量给料器开始关闭；电流迅速减小到接近零的水平。所以在这段时间期间，喷射器关闭。

经常分析电流的轨迹以提供有用的数据。如图1所示，在圆圈a中观察到拐点/毛刺3。电流i的一阶导数和或二阶导数可以识别出该毛刺/拐点。该点处的di/dt值为最大值。已知从(根据)电流轨迹中的这种拐点来检测喷射开始，该拐点指示定量给料器阀的移动(即，阀打开)。

图2示出了滤波后的通过还原剂定量给料器的螺线管的电流4的曲线图，通常在毛刺(拐点)附近对电流进行采样，并且小方块5示出了采样点。该图示出了20μs电流采样(频率)的采样时刻，因此在该示例中，喷射开始检测的分辨率为20μs。

图3示出了执行采样的电流曲线图。在以下示例中，我们考虑由小矩形示出的每40μs进行电流采样的情况。通过采样确定的喷射开始用叉号6示出；即，在该采样点处；图4示出了放大的检测开始附近的区域。该图示出了40μs采样的情况，以及在比实际soi(其用z指示)晚的(采样)点6处检测到的soi。因此，实际拐点(soi)与采样点不重合。

图5更进一步详细地示出了图4和图5的曲线图的喷射开始点的区域的示例。除采样点外，该图还示出了采样点处的di/dt值7，该di/dt值是电流的导数并且在拐点处达到其最大值。该轨迹示出了采样点处的di/dt的曲线图，并且在点8处(即，在该采样点处)达到采样中的最大值。因此，该图示出了检测soi(电流轨迹中的拐点)的已知方法。

“soi检测”信号是电流的变化率(电流加速度)。该电流加速度的最大值被认为是soi位置。可以看出，在拐点z处表示的实际soi稍早于该点。

尽管不能提高采样频率，但是在根据各方面的方法中，使电流采样点在时间上有所偏移(更早或更晚)，目的是使电流采样点与实际soi点几乎重合。换句话说，该方法更改/调整采样的同步性(偏移)以最佳地捕获实际soi。

在详细的方面中，可以使用各种方法来确定采样的偏移(沿哪个方向以及偏移了多少)。

第一种方法是查看在最大值的采样点之前和之后(即，在检测到的soi之前和之后)的采样的di/dt值(电流变化)，因为已经计算出该数据。

图6示出了与图3、图4和图5类似的具有相同附图标记的图，并且di/dt的最大值的采样点再次由附图标记8示出；圆圈示出了该点两侧的采样点。可以看出，就值而言，在被视为喷射点8的采样点之前的采样点9的di/dt值比随后的采样点10的值高。理想情况下，这两个两侧采样点9和10的di/dt值应该是相同的，因为中间采样点8(被视为喷射开始)位于这两个采样点之间的正中间，如果是这种情况，则点8极有可能与实际喷射开始z重合。因此，为了设定采样时刻，可以使用以下方法。

示例方法

初始方法

获得通过喷射器(定量给料器)的螺线管的电流的信号。在设定的采样点处(即，在以采样间隔(＝采样频率)间隔开的预定短窗口中)，确定di/dt值。然后选择di/dt最高的采样点(z)并将其视为拐点，即，喷射开始的时刻。(这相当于图6的点8)

随后将采样窗口偏移

在此之后，如果紧接在作为喷射开始而得到的采样点(z)之前的采样点(z-1)(相当于图6中的点9)的di/dt(z-1)值具有与紧接在喷射开始的采样点(z)之后(即，随后)的采样点(z+1)(相当于点10)的dt/di(z+1)值相等(或在预定阈值内)的di/dt值，则采样窗口(即，采样点)处于最佳位置/同步性。

如果紧接在作为喷射开始而得到的采样点(z)之前的采样点(z-1)处的di/dt(z-1)值具有比喷射开始的采样点(z)之后(即，随后)的采样点(z+1)的dt/di(z+1)值大的值，则将采样窗口(即，采样点)偏移至稍早的位置，即，采样时刻在时间上向后偏移一增量。如果紧接在作为喷射开始而得到的采样点(z)之前的采样点(z-1)处的di/dt(z-1)值具有比紧接在喷射开始的采样点(z)之后(即，随后)的采样点(z+1)的dt/di(z+1)值小(或小于预定阈值)的值，则将采样窗口(即，采样点)偏移至稍晚的位置，即，采样时刻在时间上向前偏移一增量。

图7示出了结果并且是与图6类似的具有相同附图标记的图；窗口开始时间减少了5μs。这略微减少了实际喷射时刻(用z示出)与叉号所示的采样点8处的检测到的喷射时刻之间的时间跨度。

图8示出了相对于图6的具有相同附图标记的结果；其中窗口开始时间减少了10μs。这进一步略微减少了实际喷射时刻与检测到的喷射时刻之间的时间跨度。

图9示出了相对于图6的具有相同附图标记的结果；其中窗口开始时间减少了15μs。如图9所示，喷射开始的实际时间点z现在与对叉号x所示的检测点进行检测的采样点重合。检测到的检测点8两侧的采样点9、10处的di/dt值相同(水平线所指示的)，所以这指示了采样同步性是最佳的。图10示出了相对于图4的结果，其中窗口开始时间减少了20μs。这里，窗口开始时间减少得太多，因为soi检测采样点8的前一采样点9处的di/dt值比soi采样点8之后的采样点10的di/dt值低。在这种情况下，采样点(时间窗口)必须在时间上向前偏移一增量。