專利名稱：磁閥的提升延遲的確定的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于確定磁閥的打開延遲時(shí)間的方法。此外，本發(fā)明涉及一種用于觸發(fā)內(nèi)燃機(jī)中的噴射裝置中的至少一個(gè)磁閥的控制設(shè)備。本發(fā)明也涉及一種計(jì)算機(jī)程序，該計(jì)算機(jī)程序能夠在計(jì)算設(shè)備上尤其在用于觸發(fā)磁閥的控制設(shè)備上運(yùn)行。
背景技術(shù)：
磁閥是以電氣方式操縱的開關(guān)閥，所述開關(guān)閥安裝在多種多樣的領(lǐng)域中用于計(jì)量氣體或者液體。比如在內(nèi)燃機(jī)中裝入通過磁閥控制的燃料噴射器，所述燃料噴射器能夠計(jì)量為在內(nèi)燃機(jī)中進(jìn)行燃燒所需要的燃料。對(duì)于汽油直噴和共軌噴射來說，將燃料直接噴射到內(nèi)燃機(jī)的燃燒室中。對(duì)于內(nèi)燃機(jī)的燃燒質(zhì)量并且由此對(duì)于其消耗及廢氣特性來說，所計(jì)
量的燃料量具有決定的意義。所計(jì)量的燃料量又取決于磁閥的打開持續(xù)時(shí)間。所述打開持續(xù)時(shí)間通過設(shè)置在磁閥中的磁閥線圈的稱為通電持續(xù)時(shí)間的觸發(fā)持續(xù)時(shí)間來調(diào)節(jié)。對(duì)于用于柴油噴射的共軌噴射器來說，磁閥構(gòu)造為伺服閥并且觸發(fā)布置在后面的高壓液壓系統(tǒng)，所述高壓液壓系統(tǒng)又控制著噴嘴針的打開運(yùn)動(dòng)及關(guān)閉運(yùn)動(dòng)。對(duì)于汽油直噴來說，噴射嘴的閥針直接通過磁閥來觸發(fā)。所述打開持續(xù)時(shí)間相當(dāng)于所述磁閥的觸發(fā)持續(xù)時(shí)間減去所謂的提升延遲并且加上所謂的關(guān)閉持續(xù)時(shí)間的結(jié)果。所述提升延遲描述了從磁閥的觸發(fā)開始直到其打開的時(shí)刻的延遲時(shí)間；所述關(guān)閉持續(xù)時(shí)間則描述了從磁閥的觸發(fā)結(jié)束直到其關(guān)閉的時(shí)刻的延遲時(shí)間。如果已知打開持續(xù)時(shí)間，那就可以使用合適的調(diào)整方法，用于最佳地調(diào)節(jié)磁閥的觸發(fā)持續(xù)時(shí)間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)是，提供用于確定磁閥的打開延遲時(shí)間或者說提升延遲的一種方法以及一種裝置，其中所述打開延遲時(shí)間盡可能是當(dāng)前的，從而一方面可以考慮到樣本離散度并且比如另一方面可以考慮到老化現(xiàn)象并且能夠進(jìn)行優(yōu)化的燃料計(jì)量。所述任務(wù)通過獨(dú)立權(quán)利要求1、10和12所述的特征得到解決。本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)從在從屬權(quán)利要求中所提到的特征中獲得。按本發(fā)明，在測量階段中實(shí)施勵(lì)磁線圈的觸發(fā)并且從所述磁閥的觸發(fā)的開始與其打開時(shí)刻中求出一個(gè)差。為了在測量階段中確定打開時(shí)刻而實(shí)施磁閥的觸發(fā)。在觸發(fā)過程中觀察觸發(fā)電流。如果在觸發(fā)電流中識(shí)別出變化，那就推斷出達(dá)到打開時(shí)刻這種情況。優(yōu)選在所述測量階段中將至少幾乎恒定的觸發(fā)電壓加載到勵(lì)磁線圈上。由此保證可靠地識(shí)別觸發(fā)電流中的變化，因?yàn)樗鲎兓皇怯勺兓挠|發(fā)所引起，而是由勵(lì)磁線圈本身的性能所引起。所述能夠預(yù)先設(shè)定的變化尤其是觸發(fā)電流的平滑度(Abflachung)，所述平滑度優(yōu)選通過所區(qū)分的電流信號(hào)的最小值的檢測來求得。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于進(jìn)一步降低噴射量的樣本離散度，因?yàn)樗霭幢景l(fā)明的方法能夠單獨(dú)地運(yùn)用于每個(gè)磁閥。這一點(diǎn)通過在調(diào)整方法中將帶有公差的打開延遲時(shí)間考慮在內(nèi)的方式來實(shí)現(xiàn)。在計(jì)量燃料量時(shí)的量控制而后通過對(duì)打開持續(xù)時(shí)間的調(diào)整來進(jìn)行。通過在單獨(dú)的測量階段中測量打開延遲時(shí)間這種方式，可以自由地選擇磁閥的觸發(fā)電壓并且磁閥的觸發(fā)電壓在內(nèi)燃機(jī)的正常的運(yùn)行過程中沒有受到限制。所述測量階段可以在特定的時(shí)刻或者在特定的工作點(diǎn)上自動(dòng)地開始。所述打開延遲時(shí)間從所述磁閥的打開時(shí)刻和觸發(fā)開始的差中求得，其中已知所述觸發(fā)開始并且按本發(fā)明從磁閥的觸發(fā)電流的電流曲線中求得所述打開延遲時(shí)間。為此自所述觸發(fā)開始起將盡最大可能恒定的電壓加載到勵(lì)磁線圈上并且比如通過所謂的測量分流電阻器(Mess-Shunt)來檢測和觀 察磁閥的觸發(fā)電流。測量分流電阻器是低阻抗的電阻，該電阻也稱為分路電阻。已經(jīng)觀察到，自磁閥的打開的時(shí)刻起，所述觸發(fā)電流的電流曲線變得平滑。電流信號(hào)的這種平滑度按本發(fā)明用于識(shí)別打開時(shí)刻。電流信號(hào)的平滑度的識(shí)別比如可以通過所區(qū)分的電流信號(hào)的最小值的檢測來求得。所述區(qū)分以及所述最小值的檢測在此要么可以部分地要么可以完全通過類似的預(yù)處理或者通過數(shù)字的信號(hào)處理借助于微型控制器來進(jìn)行。所述磁閥的打開時(shí)刻取決于觸發(fā)電流的電壓，借助于所述觸發(fā)電流來觸發(fā)磁閥。因此，有利地在一個(gè)或者多個(gè)工作點(diǎn)中用各自所定義的觸發(fā)電壓來確定打開時(shí)刻。從每個(gè)如此求得的打開時(shí)刻中，可以為其它的觸發(fā)電壓外推出打開特性或者說打開時(shí)刻。原則上，也可以在磁閥的正常的觸發(fā)過程中實(shí)施所述測量階段。但是，在這種情況下然而有利地選擇至少幾乎恒定的觸發(fā)電壓，用于保證可靠地識(shí)別打開時(shí)刻的。具有特殊意義的是，以計(jì)算機(jī)程序的形式來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，該計(jì)算機(jī)程序能夠在計(jì)算設(shè)備上尤其在用于對(duì)內(nèi)燃機(jī)中的燃料噴射進(jìn)行控制和/或調(diào)整的控制設(shè)備上運(yùn)行，其中所述計(jì)算機(jī)程序編程用于實(shí)施所述按本發(fā)明的方法。所述計(jì)算機(jī)程序優(yōu)選保存在電子的或者光學(xué)的存儲(chǔ)介質(zhì)上。


本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)、特征和細(xì)節(jié)從以下說明中獲得，在以下說明中參照附圖描述了本發(fā)明的不同的實(shí)施例。在此在權(quán)利要求中以及在說明書中所提到的特征單個(gè)地或者以任意的組合對(duì)本發(fā)明來說都可能是重要的。附圖示出如下
圖I是具有燃料噴射裝置和多個(gè)磁閥的內(nèi)燃機(jī)的極為簡化的示意圖，
圖2a是磁閥的一種示范性的實(shí)施方式的在關(guān)閉的運(yùn)行狀態(tài)中的示意性的詳細(xì)視圖，
圖2b是磁閥的一種示范性的實(shí)施方式的在打開的運(yùn)行狀態(tài)中的示意性的詳細(xì)視圖，
圖3是磁閥的電流曲線、電壓曲線和閥升程曲線的示意圖，
圖4是用于觸發(fā)電流的兩種不同的電壓的示范性的電流曲線、電流曲線的導(dǎo)數(shù)和閥針升程的示意圖，
圖5是按本發(fā)明的方法的一種實(shí)施方式的示意性的流程圖。
具體實(shí)施例方式圖I示出了內(nèi)燃機(jī)10，該內(nèi)燃機(jī)10包括燃料儲(chǔ)備箱12，從該燃料儲(chǔ)備箱12中借助于輸送系統(tǒng)14將燃料輸送到燃料高壓管路16中。所述高壓管路16比如構(gòu)造為共軌。所述高壓管路16與磁閥18相連接，所述磁閥18能夠?qū)⑷剂现苯訃娚涞椒謩e分配給所述磁閥18的燃燒室20中。所述內(nèi)燃機(jī)10以及尤其比如通過輸送系統(tǒng)14、高壓管路16和磁閥18構(gòu)成的燃料噴射裝置的運(yùn)行由比如是控制設(shè)備22的控制和調(diào)整裝置來控制或者說調(diào)整。所述控制設(shè)備22能夠檢測輸入值并且提供輸出值或者說觸發(fā)執(zhí)行元件尤其是觸發(fā)所述磁閥18。圖2示意性地放大地示出了在圖I中示出的磁閥18。所述磁閥18具有電磁的執(zhí)行元件，所述執(zhí)行元件擁有勵(lì)磁線圈26和與所述勵(lì)磁線圈26共同作用的磁電樞30。所述磁電樞30因此與閥針28相連接，使得該磁電樞30能夠關(guān)于所述閥針28的在圖2中垂直的運(yùn)動(dòng)方向進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。閥門彈簧36將彈力施加到所述閥針28上，從而使該閥針28保持在閥座38中。通過所述控制設(shè)備22來觸發(fā)磁閥18，這引起勵(lì)磁線圈26的通電，由此所述磁電樞
30向上運(yùn)動(dòng)，使得該磁電樞在嚙合到止擋中的情況下使所述閥針28克服彈力從其閥座38中運(yùn)動(dòng)出來。這種狀況在圖2b中示出。在這種狀況中現(xiàn)在可以將燃料42由磁閥18噴射到燃燒室20中。圖3示出了所述磁閥18的觸發(fā)電流60、觸發(fā)電壓61以及閥升程62的曲線。在時(shí)刻TO開始觸發(fā)所述磁閥18。在時(shí)刻Tl打開所述磁閥18。TO與Tl之間的時(shí)間間隔稱為提升延遲或者說打開延遲時(shí)間直到時(shí)刻T2所述磁閥18還是打開的。時(shí)間間隔t12表示該磁閥18的打開持續(xù)時(shí)間。在時(shí)刻T4結(jié)束磁閥18的觸發(fā)并且在時(shí)刻T5以時(shí)間延遲t45進(jìn)行磁閥18的關(guān)閉過程。所述時(shí)間延遲t45相當(dāng)于時(shí)刻T5和時(shí)刻T4之間的差。在時(shí)刻T6所述磁閥18是關(guān)閉的。在圖3中示出的狀況示出了比如在內(nèi)燃機(jī)10的運(yùn)行過程中磁閥18的正常的運(yùn)行情況，用于計(jì)量在燃燒時(shí)所需要的燃料42。為此首先在所謂的增壓階段^中將特別高的電壓加載到所述磁閥18上，用于盡可能快速地實(shí)現(xiàn)電流上升。在所謂的電池階段t23中降低觸發(fā)電流的電壓，以便結(jié)束電流上升階段。在時(shí)刻T3與T4之間通過單個(gè)的電壓脈沖來觸發(fā)所述磁閥18，所述電壓脈沖用于維持觸發(fā)電流。所謂的打開持續(xù)時(shí)間t16由此可以以如下方式來確定
Ti6_t04_t01+t46
這意味著，所述打開持續(xù)時(shí)間t16可以從觸發(fā)持續(xù)時(shí)間tM中來確定，其中從所述觸發(fā)持續(xù)時(shí)間中減去所述打開延遲時(shí)間^并且加上所述關(guān)閉延遲時(shí)間t46。圖4示范性地示出了在按本發(fā)明的測量階段中兩條電流曲線60a、60b、電流曲線60a,60b的導(dǎo)數(shù)70a、70b以及閥針升程曲線80a、80b。在曲線70a、70b上可以看出，各自顯著的局部的最小值相應(yīng)于時(shí)刻Tla和Tlb，在所述時(shí)刻Tla和Tlb打開所述磁閥18。在所述測量階段中選擇所述閥的恒定的觸發(fā)電壓。這一點(diǎn)當(dāng)在內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行過程中進(jìn)行所述測量階段時(shí)也必須得到保證，因?yàn)榉駝t不可能可靠地從電流曲線中識(shí)別出打開時(shí)刻。在內(nèi)燃機(jī)10運(yùn)行時(shí)，不是在所有的運(yùn)行范圍內(nèi)都保證在所述磁閥18的正常的觸發(fā)過程中在電流上升階段也就是增壓階段U結(jié)束時(shí)在實(shí)際上達(dá)到了所述打開時(shí)刻Tl。在正常觸發(fā)所述磁閥18時(shí)所述增壓階段不可能任意地延長直到可靠地達(dá)到所述磁閥18的打開時(shí)刻Tl，因?yàn)橥ㄟ^對(duì)此來說必要的較高的能量輸入所述磁閥18以太高的速度撞擊在上閥止擋上。優(yōu)選因此僅僅在所選擇的運(yùn)行范圍內(nèi)實(shí)施打開時(shí)刻Tl的測量。為此作為替代方案或者補(bǔ)充方案，所述測量可以在單獨(dú)的測量階段中來實(shí)施。在這樣的測量階段中，而后可以選擇合適的有利地比在正常的觸發(fā)過程中，也就是比如在正常的噴射過程中所使用的閥觸發(fā)電壓低的觸發(fā)電壓。通過在測量階段中所使用的較小的觸發(fā)電壓，延長了所測量的打開延遲時(shí)間隨后因此將所述打開延遲時(shí)間^換算為在運(yùn)行觸發(fā)電壓時(shí)產(chǎn)生的打開延遲時(shí)間。因?yàn)閷?shí)際的打開延遲時(shí)間顯著小于所測量的打開延遲時(shí)間，所以測量誤差僅僅以極為減弱的形式影響實(shí)際的觸發(fā)。優(yōu)選在所述單獨(dú)的測量階段中實(shí)施電流曲線的實(shí)時(shí)信號(hào)分析。一旦檢測到打開時(shí)刻Tl，那就立即中斷測量階段。由此可以避免但是至少減少不期望的燃料量的噴射情況。如果選擇較低的觸發(fā)電壓，那就降低了所述閥針28的打開精度，由此將可能意外地噴射的燃料量42降低到對(duì)于內(nèi)燃機(jī)10來說不重要的尺度。圖5示出了所述按本發(fā)明的方法的一種實(shí)施方式的極為簡化的流程圖。所述方法在步驟100中開始，在該步驟100中開始所述測量階段。尤其在這里借助于觸發(fā)電流60來觸發(fā)磁閥18。在步驟101中檢測并且觀察所述觸發(fā)電流60。在步驟101中比如形成所檢測到的觸發(fā)電流60的導(dǎo)數(shù)70a、70b。在步驟102中檢查，是否存在著觸發(fā)電流60的變化，該變化顯示達(dá)到所述打開時(shí)刻Tl的情況。為此比如隨后研究所述觸發(fā)電流60的導(dǎo)數(shù)70a、70b的曲線，看是否存在著局部的最小值。如果不是這種情況，那就在步驟101中繼續(xù)進(jìn)行監(jiān)控。但是如果在步驟102中檢測到打開時(shí)刻Tl的存在，那就在步驟103中必要時(shí)在對(duì)在測量階段中由所選擇的較小的觸發(fā)電壓所引起的效應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)償之后將所求得的打開時(shí)刻保存在合適的綜合特性曲線中。在步驟104中從所求得的打開時(shí)刻中為其它的工作點(diǎn)外推出打開時(shí)刻并且將其同樣保存到所述綜合特性曲線中。
權(quán)利要求
1.用于確定磁閥(18)的打開延遲時(shí)間Utll)的方法，其特征在于，在測量階段中觸發(fā)所述磁閥(18)并且從所述磁閥(18)的觸發(fā)的開始和其打開時(shí)刻(Tl)中求出一個(gè)差，其中為確定所述打開時(shí)刻(Tl)在所述測量階段中觸發(fā)所述磁閥(18)，在所述觸發(fā)過程中觀察觸發(fā)電流(60)并且在識(shí)別所述觸發(fā)電流(60)中的能夠預(yù)先設(shè)定的變化時(shí)推斷出達(dá)到打開時(shí)刻(Tl)這種情況。
2.按權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，在所述測量階段中將至少幾乎恒定的觸發(fā)電壓(60a、60b)加載到所述磁閥(18)上。
3.按權(quán)利要求I或2所述的方法，其特征在于，借助于測量分流器來觀察所述觸發(fā)電流(60 ;60a、60b)。
4.按前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述能夠預(yù)先設(shè)定的變化描繪了觸發(fā)電流(60 ;60a、60b)的平滑度。
5.按權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，通過對(duì)所區(qū)分的觸發(fā)電流的最小值的檢測來求得所述平滑度。
6.按前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在至少一個(gè)工作點(diǎn)中用所定義的觸發(fā)電壓來確定所述打開時(shí)刻并且從所述打開時(shí)刻(Tl)中將所述用于至少另一種觸發(fā)電壓的打開特性外推到另一個(gè)工作點(diǎn)上。
7.按前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在單獨(dú)的測量階段中求得所述打開延遲時(shí)間，使得所述磁閥(18)的觸發(fā)電流(60、60a、60b)在所述測量階段中不取決于所述磁閥(18)的以噴射為目的進(jìn)行的觸發(fā)。
8.按權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，在所述單獨(dú)的測量階段中如此選擇所述觸發(fā)電壓，使得所述觸發(fā)電壓低于在磁閥正常運(yùn)行的過程中加載的觸發(fā)電壓，并且使得在所述在單獨(dú)的測量階段中求得的打開延遲時(shí)間的基礎(chǔ)上計(jì)算在正常運(yùn)行的過程中出現(xiàn)的打開延遲時(shí)間(Tl)。
9.按權(quán)利要求7或8所述的方法，其特征在于，在所述測量階段中借助于實(shí)時(shí)信號(hào)分析來求得所述打開時(shí)刻(Tl)并且一旦識(shí)別出打開時(shí)刻(Tl)就中斷所述測量階段。
10.用于觸發(fā)內(nèi)燃機(jī)(10)中的噴射裝置中的至少一個(gè)磁閥(10)的控制設(shè)備(22)，其特征在于，設(shè)置所述控制設(shè)備(22)用于實(shí)施按權(quán)利要求I到9中任一項(xiàng)所述的方法。
11.按權(quán)利要求10所述的控制設(shè)備(22)，其特征在于，設(shè)置所述控制設(shè)備(22)用于在所述測量階段中以如此低的觸發(fā)電壓來觸發(fā)所述磁閥(18)，從而將在所述測量階段中噴射的燃料量(42)降低到對(duì)內(nèi)燃機(jī)(10)的運(yùn)行來說不重要的尺度。
12.計(jì)算機(jī)程序，該計(jì)算機(jī)程序能夠在計(jì)算設(shè)備上尤其在用于觸發(fā)磁閥(18)的控制設(shè)備(22)上運(yùn)行，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)程序編程用于當(dāng)在所述計(jì)算設(shè)備上執(zhí)行該計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)施按權(quán)利要求I到9中任一項(xiàng)所述的方法。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于確定磁閥的打開延遲時(shí)間的方法。此外，本發(fā)明涉及一種用于觸發(fā)內(nèi)燃機(jī)中的噴射裝置中的至少一個(gè)磁閥的控制設(shè)備。為了確定磁閥的當(dāng)前的打開延遲時(shí)間，在此提出，在測量階段中實(shí)施所述磁閥的觸發(fā)并且從所述磁閥的觸發(fā)的開始以及其打開時(shí)刻中求出一個(gè)差。為了確定打開時(shí)刻，在測量階段中實(shí)施磁閥的觸發(fā)。在觸發(fā)過程中觀察觸發(fā)電流。如果在所述觸發(fā)電流中發(fā)現(xiàn)變化，那就推斷出達(dá)到打開時(shí)刻這種情況。優(yōu)選在所述測量階段中將至少幾乎恒定的觸發(fā)電壓加載到勵(lì)磁線圈上。所述能夠預(yù)先設(shè)定的變化尤其是觸發(fā)電流的平滑度，所述平滑度優(yōu)選通過所區(qū)分的電流信號(hào)的最小值的檢測來求得。
文檔編號(hào)H01F7/18GK102803689SQ201080026470
公開日2012年11月28日 申請(qǐng)日期2010年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月15日
發(fā)明者K.約斯, R.施呂特, J.諾伊貝格, H.克默, H-P.萊爾, H.拉普, H.哈梅多維克, J.克尼希, A-T.黃, B.維歇爾特 申請(qǐng)人:羅伯特·博世有限公司