入口閥主體32和桿34足夠的加速度移動來克服入口閥彈簧36的力并關閉入口閥。初始的低速沖程是足夠長的，以使流體泵送室40中存在的任何蒸汽在打開的入口閥主體32和入口閥座33之間離開(由于噴射器10的定向、蒸汽氣泡的浮性，以及正壓梯度)。根據(jù)一個實施例，在初始沖程的特定長度之后，驅動電流增加得足以產生活塞17的足夠的速度，以在流體泵送室40內產生足夠的壓力來克服入口閥彈簧36的力并關閉入口閥。根據(jù)另一實施例，驅動電流可以增加得足以使活塞17相對于入口閥的移動部分(即，入口閥主體32、入口閥桿34等)加速，使得活塞17能夠克服入口閥彈簧36的力并關閉正常打開的入口閥和活塞之間的間隙(即，將活塞“撞擊”到入口閥中)。如果入口閥的關閉壓力足夠高，流體泵送室40中存在的蒸汽還可以在入口閥關閉前破裂或冷凝。
[0081]入口閥的關閉標志了第二流體泵送沖程的開始，如圖2的示例所示的位置。之后，流體泵送室40內的壓力快速增加，這引起經過出口閥主體105的不同的壓力分布，以克服出口閥彈簧106的力并打開出口閥。即，出口閥被動地打開。出口閥的打開允許燃料流經紊流產生板107中的狹縫108，流經出口墊110中的紊流間隙109，并且經過孔口板112中的孔口 111流出噴射器。噴射事件的結束發(fā)生在活塞17的速度降到低于足以在流體泵送室40中生成某一壓力的速率時(該壓力足以將出口閥保持在打開位置)，這可以發(fā)生在(例如)活塞17的端面39接觸出口閥保持器102的頂面101時，或者發(fā)生在經過線圈15的電流的大小不足以維持足夠的速度時。當噴射事件結束時，處理電子器件引起到達線圈15的電流停止(例如，終止)，這允許主彈簧18將移動部件向上移動，直到保持架16抵靠板13或者直到足夠大的電流再次被施加經過線圈15。根據(jù)一個實施例，入口閥在活塞17的上沖程期間打開，由此允許燃料從活塞腔經過入口閥來填充流體泵送室40。根據(jù)活塞17不接觸出口閥的實施例，當?shù)竭_線圈15的電流停止時，活塞17的速度降低，使得流體泵送室40內的壓力降到出口閥的開啟壓力以下。
[0082]現(xiàn)在參見圖18，根據(jù)示例性的實施例示出了用于控制和檢測噴射器10的電路。電壓供應連接至節(jié)點201，節(jié)點201連接至晶體管202的源極。如圖所示，晶體管202是P溝道M0SFET。晶體管202的柵極203可以由處理電子器件或處理電子器件的一部分控制，例如，通過來自微處理器的數(shù)字信號(要么是直接地，要么經過一個或多個其他的放大器)。晶體管202的漏極連接至線圈204的一端(例如，第一端)，而線圈204的另一端(例如，第二端)連接至電流檢測電阻器207的一端(例如，第一端)。該線圈204是指圖1至圖4、圖10至圖12中相同的線圈15、615，其具有自身的電阻和電感。電流檢測電阻器207的另一端(例如，第二端)接地208。小電容器206和二極管205 (陰極連接至晶體管202的漏極)被示出為與線圈204并聯(lián)。第一運算放大器209測量跨過線圈204的電壓并且輸出(例如，提供信號)到節(jié)點215。電阻器211和電阻器210的值設定了運算放大器209的增益。第二運算放大器212測量跨過電流檢測電阻器207的電壓并且輸出到節(jié)點216。電阻器214和電阻器213的值設定了運算放大器212的增益。
[0083]在噴射循環(huán)開始前，晶體管202的柵極203處的信號大于閾值，這不允許電流從晶體管202的源極流到其漏極。在噴射循環(huán)開始時，低信號被發(fā)送到晶體管202的柵極203，使其在一小段時間后工作在飽和狀態(tài)，這允許電流從其源極流到其漏極。線圈204頂端的電壓現(xiàn)在處于節(jié)點201的電壓供應減去跨過晶體管202的電壓降，這使得電流流過線圈204和電流檢測電阻器207到達地208。當需要阻止電流流經線圈204時，晶體管202的柵極203處的信號升高到閾值以上，這阻止電流從源極流到漏極。由于線圈204的電感，其電流不會立即停止，但是會在一小段時間內流經二極管205，在此期間，存儲在線圈204的磁場中的能量通過線圈204的電阻而耗散。附加的電阻器可以添加為與二極管205串聯(lián)，以減少通過線圈204耗散能量的時間。二極管205被稱為“續(xù)流”二極管，其保護晶體管202的漏極免受大的負瞬態(tài)電壓(由線圈204的電感引起)。電容器206防止大的電壓尖峰，因為二極管205具有小但是有限的開通時間。第一和第二運算放大器209和212可以用于在任意時間檢測跨過線圈204和電流檢測電阻器207的電壓。輸出節(jié)點215和216可以輸出到處理電子器件或其一部分(例如，由處理電子器件或其一部分接收)，用于線圈204的閉環(huán)控制。
[0084]以上提到的電路僅是驅動和檢測線圈204的一個方法。還存在其他能夠實現(xiàn)相同目的的方法，例如通過使用另一類型的晶體管(例如，場效應管(例如N溝道M0SFET、JFET等))、雙極型結晶體管等，并且對電路進行適當?shù)男薷??？商鎿Q地，來自電流檢測電阻器207的電壓可以用于提供受控電流源(使用負反饋)。
[0085]參見圖18，跨過線圈15、204的電壓由第一運算放大器209測量，根據(jù)示例性的實施例，(例如)在圖18中示出了在噴射事件過程中，可以在波形301中看出使用第一控制方法。在噴射事件開始(在時刻303)時，由處理電子器件中的線圈引起大脈沖304。大脈沖足夠寬，以將線圈15的速度帶到目標值附近。在時刻305，處理電子器件引起跨過線圈15的電壓終止，這引起負的電壓尖峰306(由于線圈15的電感)。在時刻307之前，存儲在線圈15的磁場中的所有已有的能量已經耗散，并且跨過現(xiàn)在的“浮動”線圈產生反電動勢電壓308 (對應于線圈15的速度)。處理電子器件可以讀取電壓308 (例如，接收電壓308、接收對應于電壓308的信號，等等)并且將其與目標值比較。作為響應，處理電子器件可以對由時刻307和時刻315之間的時間所限定的控制脈沖309的寬度作出改變，以修正任何誤差。例如，處理電子器件可以在時刻307之后增加并控制額外的暫定時間，以修正線圈速度中的誤差。根據(jù)一些實施例，還可以控制所述控制脈沖309的模擬水平或占空比來修正線圈速度中的誤差。速度目標值可以是固定值或者可以改變。例如，處理電子器件可以響應于傳感器輸入而改變速度目標值，傳感器輸入可以指示引擎工作狀況，例如，引擎速度、溫度和負載。根據(jù)一個實施例，速度目標值可以存儲在處理電子器件的存儲器中。在暫停時間期間，線圈15的速度由于曳力和來自主彈簧18的力而減小，但是仍然是正的，使得線圈15繼續(xù)向下移動。如圖18所示，在沖程的這個初始的低壓部分期間，可以有大量的暫停和控制脈沖循環(huán)。盡管波形301的電壓308示出為恒定的，但是在實際中，電壓308的水平可以由于線圈15的速度而在每個脈沖之后增加或降低。
[0086]在時刻310，高壓脈沖311開始。在時刻310稍稍之后的一些時刻，活塞17的速度達到足夠的速度，從而在流體泵送室40內生成足夠的壓力，或者足以使活塞相對于閥主體和桿加速來引起入口閥閉合以及出口閥接下來的打開，這標志著沖程的高壓過程的開始。機械部件在沖程的高壓部分期間的布置可以如(例如)圖2所示。在時刻312，應用到線圈15的電流停止，這允許線圈15和移動部件開始向上移動(由于主彈簧18的偏斜力)。在時刻313，保持架16已經與板13接觸，并且被示出為經歷一些振蕩(可以在反電動勢振蕩314中所示)。在時刻302，噴射器10已經完成了噴射事件或循環(huán)并且為下一次事件或循環(huán)做好準備。
[0087]使用圖19中的波形或該波形的一些變化，可以通過改變沖程的初始低壓部分的活塞行進距離來控制每一沖程被噴射的燃料量。例如，處理電子器件可以被配置為引起沖程的長的低壓部分，由此在沖程的高壓部分開始前允許液體和蒸汽燃料經過入口閥離開流體泵送室40，這減少了流體泵送室40中可用于在該沖程期間噴射的剩余燃料。處理電子器件可以引起具有足夠寬度的高占空比噴射脈沖，使得活塞17的端面39接觸出口閥保持器102的頂面101。沖程的初始低壓部分的長度可以通過改變暫停和控制脈沖的數(shù)量、每個暫停脈沖的目標速度，或者它們的一些組合而改變。
[0088]參照圖19的波形描述的系統(tǒng)和方法對于控制是特別有利的，因為其允許在單個噴射事件期間發(fā)生多個反饋環(huán)，以準確地測量正在被噴射的燃料的量。另外，因為電壓308對應于線圈15的速度(并因此對應活塞17的速度)，所以處理電子器件可以通過對電壓308或對應的速度進行積分來確定活塞17的位置或位移(例如，迄今沖程的長度、從循環(huán)的開始行進的距離，等等)。處理電子器件接著可以使用位置或位移信息來控制每次沖程噴射的燃料量。參照圖19的波形描述的系統(tǒng)和方法的另一優(yōu)點是，燃料測量是基于正位移，這提供了獨立于某些因素的一致的測量，所述因素例如是歧管壓力的變化、孔口尺寸的變化(由于制造公差和/或使用中形成的沉淀物)、移動部件的摩擦和拖曳的變化，以及線圈所產生的力的變化。處理電子器件中的沖程模塊的低壓部分可以被配置為控制噴射器10，正如參照圖19所描述的。
[0089]現(xiàn)在參見圖20，根據(jù)示例性實施例，跨過電流檢測電阻器207 (例如，如圖18所示)的電壓(在噴射事件期間，使用第二控制方法)可見于波形401和波形402。當電流從晶體管202的漏極流到地208時，跨過電流檢測電阻器207的電壓與流經線圈15、204的電流的量成比例，如圖18所示。波形401代表在噴射事件(其中在流體泵送室40中幾乎沒有或沒有液體燃料)中跨過電流檢測電阻器207的電壓。波形402代表在噴射事件(其中在流體泵送室40實質上填充有液體燃料)中跨過電流檢測電阻器207的電壓。
[0090]在噴射事件在時刻403開始時，處理電子器件引起具有低占空比的電壓跨過線圈15、204施加，直到時刻404。在此時間內，活塞17沒有以足夠的速度移動來在流體泵送室40中生成足夠的壓力，也沒有使活塞相對于閥主體和桿加速來關閉入口閥。根據(jù)另一實施例，在該第二控制方法中省略了初始的低占空比循環(huán)。在時刻404，高占空比脈沖開始。由于線圈的電感，經過線圈15、204的電流用了一些有限的時間進行增加，在時刻405達到其最大值。在時刻404之后，線圈15、204的速度顯著增加，這是在時刻405之后電壓減小的原因。線圈速度的增加導致經過線圈15、204的電流減小，以及接下來的跨過電流檢測電阻器207的電壓的減小(由于移動的線圈產生的反電動勢)。
[0091]對于波形402，電壓在時刻406突然增加，因為活塞17具有足夠的速度來在流體泵送室40內生成足夠的壓力，或者足以使活塞相對于閥主體和桿加速來關閉入口閥，這進一步增加了壓力并使活塞17和線圈15減速。當在泵送室內達到足夠的壓力(其可以等于或大于關閉入口閥的壓力)時，出口閥打開。入口閥的關閉和/或出口閥的打開標志了沖程的高壓部分的開始。在沖程的高壓部分開始后的一段時間，線圈15的速度減慢到大于零的某個穩(wěn)定值，這可以通過電壓電平410觀察到。根據(jù)示出的示例性的實施例，在時刻411，活塞17的端面39撞擊泵送室的底部(例如，出口閥保持器102的頂面101)，引起波形402中的振蕩412。活塞17在振蕩412之后停下來，這可以在電壓從電壓電平410到電壓電平409的轉變中看出。在時刻413，高占空比脈沖停止，并且電壓快速降為零。
[0092]對于波形401，因為在流體泵送室40內沒有液體，所以流體泵送室40中的燃料蒸汽或空氣在其經過入口閥被推(例如，擠、受力等)出流體泵送室40時沒有生成足夠的壓力。據(jù)此，入口閥沒有關閉。相反，根據(jù)示出的實施例，波形401中的電流在時刻407(此時活塞17的端面39接觸出口閥保持器102的頂面101并且彈回(例如，彈起))突然增加，這可以在振蕩408中看到。如圖所示，高占空比脈沖該振蕩之后(在時刻411之前)仍然被應用，由此使得活塞17保持與出口閥保持器102接觸(例如，抵靠、壓靠、推靠等)并且使得相應波形401的電壓處于電壓電平409。在時刻413，高占空比脈沖停止，并且電壓快速降為零。
[0093]正如參照波形401所描述的，處理電子器件可以被配置為確定液體何時沒有被泵送。據(jù)此，處理電子器件可以被配置為，使噴射器運行預定次數(shù)的循環(huán)或者預定的時間量，以求起動噴射器。如上所述，流體泵送室40中的殘余燃料流體減小了活塞17在出口閥上的沖擊。據(jù)此，處理電子器件可以被配置為，在預定次數(shù)的循環(huán)或者預定的時間量后終止噴射器的工作。所述預定次數(shù)的循環(huán)或者預定的時間量可以與將流體從箱泵送到噴射器所需的循環(huán)或時間相關聯(lián)。處理電子器件中的噴射器起動模塊可以被配置為如上所述地控制噴射器10。
[0094]對于401以及402波形，電壓電平409等于供應電壓乘以一比例，該比例是電流檢測電阻器207的電阻與電流檢測電阻器207的電阻、晶體管202的電阻和線圈204的電阻之和的比例。在噴射器10的工作過程中，線圈15、204、電流檢測電阻器207和晶體管202的溫度上升，由此改變了它們的電阻。具體地，線圈15、204的電阻上升；由此，對于給定的經過線圈15、204的電流，跨過線圈15、204的電壓增加，并且對于給定的跨過線圈15、204的電壓，經過線圈15、204的電流降低。據(jù)此，處理電子器件可以響應于線圈15的溫度來控制跨過線圈15、204的電壓或經過線圈15、204的電流。例如，處理電子器件可以響應于電壓電平409來(例如，在節(jié)點201處)控制跨過線圈15、204的電壓。此外，(例如)通過用本質上小到不能克服主彈簧的力的已知電壓來驅動線圈并且測量經過線圈的電流，專用電路(而不是使用電壓電平409)可以用于以規(guī)則的間隔直接地測量線圈的電阻。根據(jù)一個實施例，處理電子器件中的自校準模塊可以被配置為，響應于線圈15的溫度改變而確定、提供和/或存儲更新后的電流或電壓值。處理電子器件可以進一步被配置為在檢測到電壓電平409處的電壓時使到達線圈15的電流停止，由此減少了循環(huán)次數(shù)并且可能減少部件的磨損。處理電子器件可以進一步被配置為計算時刻312和時刻313之間的時間，這是主彈簧18使移動部件加速直到保持架16與板13接觸所需的時間。該時間可以用于計算先前沖程的活塞沖程長度，或者可以用于表明異常工作。例如，如果流體泵送室或噴射器沒有實質上充滿燃料，移動部件上的拖曳和壓力將會減小，并且時刻312和時刻313之間的時間將會減少。
[0095]對于401以及402波形，沖程的高