專利名稱：用于運行磁閥、尤其燃料噴射裝置的噴射閥的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種按權利要求1前序部分所述的方法以及按并列權利要求所述的計算機程序、電存儲介質以及控制和/或調節(jié)裝置。
背景技術：
在汽車中用于燃料直接噴射的系統(tǒng)中，利用磁閥(噴射器)的電觸發(fā)持續(xù)時間來獲得噴入的燃料量的尺度。在此重要的是，盡可能精確地確定打開時間，也就是閥針從其座上升起與閥針在磁閥關閉時回落之間的時間間隔，從而提高燃料量的計量精度。DE 10 2004 016 554 B4描述了一種用于觸發(fā)內燃機的燃料供給系統(tǒng)中磁閥的方法。在此，根據(jù)高壓泵的運行參量確定啟動電壓(U_an )和停止電壓(U_halt)。

發(fā)明內容
基于本發(fā)明的問題通過一種按權利要求1所述的方法以及按并列權利要求所述的控制和/或調節(jié)裝置、計算機程序以及電存儲介質得到解決。有利的改進方案在從屬權利要求中得到說明。此外，對于本發(fā)明來說重要的特征存在于下面的說明以及附圖中，其中不僅單個特征而且不同組合的特征對于本發(fā)明來說都是重要的，對此不會再次明確指出。本發(fā)明的優(yōu)點是，可以簡單地確定或者說估計磁閥的電樞的提升時間點以及與觸發(fā)開始有關的提升延遲。該方法可以在內燃機的正常運行中使用，而不會干預磁閥的按規(guī)定的運行。以這種方式改善磁閥的運行，辦法是提高其計量精度。按本發(fā)明的方法涉及一種磁閥，該磁閥具有閥元件，該閥元件具有閥針以及可借助于電磁體運動的電樞。所述磁閥例如在無電流的狀態(tài)下關閉。在電磁體的觸發(fā)開始之后-在提升延遲之后-開始閥門元件的打開運動，該打開運動通過沖程止擋進行限制。該沖程止擋用于求得閥門元件的運動結束。按本發(fā)明從觸發(fā)開始、運動結束以及閥門元件的事先確定的運動時間(“飛行時間”)中求得提升延遲。在此，本發(fā)明基于以下認識，即在閥門元件的全沖程中打開運動的持續(xù)時間只有很小的偏差，更確切地說不僅在各個操作之間， 而且在不同的磁閥之間也只有很小的偏差。通常人們將電樞繞組的通電開始(觸發(fā)開始)與閥針從其座上提升之間的時間間隔稱作提升延遲。此外，該提升延遲是磁閥的觸發(fā)持續(xù)時間的函數(shù)。在觸發(fā)持續(xù)時間增加時，提升延遲首先降低，從一定的觸發(fā)持續(xù)時間(還在閥門元件的全沖程開始之前)起，該提升延遲在很大程度上是恒定的。按本發(fā)明的方法首先可以用于該范圍，在該范圍內所述提升延遲在很大程度上是恒定的并且不取決于觸發(fā)持續(xù)時間。然而也可以將這樣求得的提升延遲傳遞到更短的觸發(fā)持續(xù)時間的范圍內。這例如通過掌握提升延遲與觸發(fā)持續(xù)時間之間的函數(shù)關系來實現(xiàn)。對于按本發(fā)明的方法來說，不需要改變磁閥用于測量運行的觸發(fā)條件，也不需要例如用降低的第一觸發(fā)電壓(所謂的啟動電壓)進行工作。因此，不影響內燃機的運行。尤其也不會引起燃料不希望地噴入內燃機的氣缸中。同樣，本發(fā)明不限制于用于燃料直接噴入的應用，而且也可以用在其它類型的可控磁閥中。此外，本發(fā)明可以用在具有以及沒有所謂的電樞自由行程的磁閥中。總而言之，本發(fā)明建議從在時間上跟在提升之后的結果中間接確定閥元件的提升時間點。由此，實際上磁閥打開的時間、也就是閥元件從閥座上升起直到閥元件回落到閥座之間的時間的調節(jié)可以更精確，由此改善磁閥的計量精度。通過使打開持續(xù)時間相等還可以補償機械回路也就是電回路以及電磁操作裝置中的樣本分布。在第一改進方案中提出，將電樞止擋在沖程止擋上用作運動結束。由此利用還可以在測量技術上經由電壓和/或電流曲線特別好地獲得的明確的標準。補充地提出，將閥針回彈到電樞上用作運動結束。由此實現(xiàn)了替代的或者補充的方案用以確定和檢測電樞的運動結束。這以以下考慮為基礎在裝配有電樞自由行程的磁閥中閥針在電樞運動的最后由于其機械慣性會沖出電樞的沖程止擋一小段。通過彈簧的回復力，該彈簧隨后壓回到電樞上，彈簧保持在那里維持磁閥的剩余打開時間。在閥針回彈到電樞上時，該電樞短暫地從止擋上升起，這可以再次通過對電流和/或電壓信號的分析獲知。當使用恒定的參量作為閥元件的運動時間時，可以特別簡單地使用按本發(fā)明的方法。由此，以極少的計算強度求得提升時間點或者說提升延遲。所述方法的替代的設計方案提出，使用取決于燃料噴射裝置的至少一個當前運行參量的參量作為閥元件的運動時間。由此可以多方面地使用所述方法。燃料噴射裝置的當前運行參量例如可以是磁閥的觸發(fā)持續(xù)時間、溫度、燃料壓力等。通過考慮取決于此的參量，也可以例如在觸發(fā)持續(xù)時間減少時使用所述方法。例如可以通過函數(shù)的關系來確定所
述參量。當在燃料系統(tǒng)的運行狀態(tài)確定時求得閥元件的運動時間時，尤其在使用對于閥元件的全沖程來說關閉延遲時間的情況下改善所述方法。通過電樞運動的分別相等的路程、 相同參與的量以及使電樞復位的彈簧的固定的特性給出磁閥的打開運動和關閉運動之間的關系。因此，通過考慮關閉延遲時間精確并且簡單地求得表征磁閥打開的運動時間。在此，以與提升延遲類似的方式確定關閉延遲時間。所述方法的重要的設計方案提出，在步驟(C)中首先通過從運動結束中減去運動時間求得提升時間點，并且隨后通過提升時間點與觸發(fā)開始之間的差的形成來求得提升延遲。由此也可以如下描述所述方法首先檢測磁閥的觸發(fā)開始時間以及電樞或者說閥針的運動結束。隨后從運動結束的時間點中減去電樞的運動時間。由此獲得電樞的提升時間點。隨后可以通過所求得的提升時間點與磁閥的觸發(fā)開始時間之間的簡單的差的形成來確定磁閥的提升延遲。這種方法只要極少的計算容量。此外還可以考慮將類似的過程也用到磁閥的關閉過程上。為此例如檢測閥元件回彈到其座中的時間點。從該時間點中減去已知的或者估算的電樞下降時間。結果獲得了表征磁閥關閉過程的開始的時間點。當通過電樞繞組的電流和/或電壓的分析獲得關于電樞的運動的信息、尤其關于電樞在沖程止擋上運動結束的信息(碰撞信息)或者關于閥針回彈到電樞上的信息時，特別簡單地獲得確定電樞和/或閥針的運動的參量。在此重要的優(yōu)點是，不需要額外的傳感器。 例如可以在磁閥的電樞繞組上施加電壓并且檢測流入電樞繞組的電流，或者可以將電流流入電樞繞組中并且檢測電樞繞組上的電壓。由此，尤其可以可靠地確定電樞碰撞到沖程止擋上或者說閥針彈回到電樞上。當僅在觸發(fā)持續(xù)時間大于極限值時執(zhí)行步驟(a)到(c)時，按本發(fā)明的方法得到了簡化。所述極限值例如通過觸發(fā)持續(xù)時間的長短來確定，從該觸發(fā)持續(xù)時間起電樞的運動時間基本上保持恒定。以這種方式改善所述方法的可靠性。


下面參照附圖對本發(fā)明的示例性的實施方式進行解釋。在附圖中示出 圖1是磁閥在關閉位置中的示意性的剖面；
圖2是按圖1的磁閥處于打開位置中；
圖3是兩張圖表，其中非常示意性地關于時間在上面繪出了磁閥的電樞電流并且在下面繪出了磁閥的電樞沖程；以及
圖4是一張圖表，其中關于時間繪出了磁閥的閥針的沖程。
具體實施例方式圖1示意性地示出了磁閥10的一些元件，如其可以用作用于對內燃機進行燃料直接噴射的噴射器中的噴射閥。在圖1中示出了處于關閉位置中的磁閥10，在圖2中示出了處于打開位置中的磁閥。示出了具有電樞繞組12和電樞14的電磁體13，該電樞在通電時被拉到電樞繞組12中。通過靜座16以及沖程止擋18限制電樞14的運動。在磁閥10關閉時，電樞14位于靜座16上。閥針20穿過電樞14中的軸向孔，該閥針在其于附圖中上面的端部上固定地與盤狀的盤22連接。螺旋彈簧M作用到該盤上并且由此沿著關閉方向對閥針20進行加載。閥座沈布置在噴射器11的在附圖中下面的端部上。在閥針20位于閥座沈上時出口觀關閉了(圖1)，并且在閥針20提起時出口打開了(圖2)。磁閥10的其它元件例如燃料通道沒有一起示出。所有運動都沿著參照圖1的垂直的方向。此外，象征性地示出了具有計算機程序四和電存儲介質31的控制和/或調節(jié)裝置27。圖2示出了圖1的磁閥10位于打開的位置中。對電樞繞組12進行通電并且將電樞14固定在沖程止擋18上。盤22和閥針20由電樞14攜帶并且開啟出口洲。在此，讓燃料量30下降。圖3示出了兩張上下放置的時間圖表。在上面的圖表中示例性地示出了電樞繞組 12的電流34 (“電樞電流”)。在下面的圖表中示出了磁閥10的電樞14的沖程36 (“電樞沖程”)的所屬曲線。兩張圖表在其時間軸“t”上沒有刻度，然而具有相同的時間比例。從上面圖表中的觸發(fā)開始38出發(fā)，電流34在第一觸發(fā)階段(增壓階段)期間陡峭地并且例如坡狀地上升。在達到最高值40之后，電流大致保持在該水平上。到時間點42， 電流下降直至表征停止電流44的電流水平上。到時間點46，電流34降低并且到時間點48 達到零值。如從下面的圖表中看出，電樞14在觸發(fā)開始38之后就首先保持靜止。只有到時間點50才看到沿著到沖程止擋18的方向的電樞沖程36(“打開運動”)。沖程止擋18在圖 3中通過虛線表征。在到達沖程止擋18時，同時到達了電樞14的運動終點52。大致在時間點48，電樞14從沖程止擋18回落并且在時間點M占據(jù)其出發(fā)位置。人們看到了，雖然在觸發(fā)開始38使用了對電樞繞組12的通電，但是電樞14延遲地提升了。提升時間點50與觸發(fā)開始38之間的時間差稱作電樞14的提升延遲32。運動結束52與提升時間點50之間的差稱作電樞14的運動時間56或“飛行時間”?？梢郧蟮盟鎏嵘舆t32，方法是從運動結束的時間點52中減去運動時間56，這獲得了提升時間點50。例如通過初步試驗確定運動時間56，并且在電樞14的所謂的全沖程的情況下該運動時間足夠恒定。隨后，現(xiàn)在已知的提升時間點50與觸發(fā)開始38之間形成的差產生了提升延遲32。這可以隨后用于特別精確地控制和/或調節(jié)磁閥10，從而例如可以以高精度噴射燃料。在磁閥運行中總是可以再次求得所述提升延遲，從而例如可以識別并且調整由運行時間引起的變化。對提升延遲的認識也可以對磁閥10的正確功能作出診斷。通過對在電樞繞組12上的電壓以及流入電樞繞組12的電流的分析確定了觸發(fā)開始38以及運動結束52。以類似的方式-如在兩張圖表的右邊中所見-也可以延遲電樞14 的下降。這通過關閉延遲時間58表征。運動時間56不僅可以-像現(xiàn)在這樣-規(guī)定成恒定的，而且也可以完全或者部分地通過燃料噴射裝置的當前運行參量確定。例如可以利用在電樞繞組12上的觸發(fā)電壓，從而從中求得電樞繞組12的觸發(fā)持續(xù)時間。從該觸發(fā)持續(xù)時間中可以例如通過函數(shù)關系導出替代的運動時間56。只要所求得的觸發(fā)持續(xù)時間小于可預先給出的極限值，那么可選地不確定運動時間56和提升延遲32。在圖3中沒有示出由于在閥針20可能過沖超過沖程止擋18出去之后閥針20彈回到電樞14上引起的在運動結束52后短暫循環(huán)的電樞沖程36。這種情況只會在電樞14 和閥針20沒有相互剛性連接時才會發(fā)生。下面在圖4中解釋這種情況。圖4示出了在打開階段中磁閥10的閥針20的偏轉60的時間圖。除了下面描述的過沖之外，閥針20的偏轉60相應于在圖4中沒有示出的電樞沖程36。橫坐標表示時間軸62，縱坐標表示偏轉或者說沖程60。在圖標左下方在坐標原點附近繪出了磁閥10的觸發(fā)開始38。由此出發(fā)，描述偏轉60的曲線的大致直線的并且傾斜上升的走向示出了磁閥 10的第一運動階段。圖標上面部分中水平的虛線64表示電樞沖程36的沖程止擋18。在時間點66第一次到達(箭頭65)沖程止擋18。人們知道了所述閥針20由于慣性運動超過了沖程止擋18，隨后由于起作用的螺旋彈簧M的力而返回并且在時間點68彈回到電樞14上(箭頭70)。在此，彈回的閥針20 的運動能量傳遞到電樞14上，使得隨后兩者以很小的尺度從沖程止擋18上回落，直到電樞 14和閥針20在后面的曲線72中通過磁力重新朝沖程止擋18擠壓。由此結束了閥針20的打開運動。大致在時間點74結束磁閥10的打開階段，其中改變或者斷開對電樞繞組12的通電，從而關閉磁閥10。如上所述，電樞14在時間點65碰到沖程止擋18上，由此產生了電樞14的很大的負加速度，這導致電樞繞組12的電壓和/或電流的改變。同樣在時間點68-由回彈的閥針 20引起-所述電樞14再次進行負加速，由此同樣調節(jié)電樞繞組12的電壓和/或電流的改變。如從圖4中看出，所述電樞14的第二加速過程表現(xiàn)得略微更弱。差76描繪了閥針20 的“飛行時間”或“過沖時間”，期間該閥針從電樞14上提起并且躍過沖程止擋18。
在此，要么可以將電樞14碰到沖程止擋18的時間點66定義為運動終點52 (碰撞信息)，要么替代地將閥針20回彈到電樞14上的時間點68定義為運動終點52 (碰撞信
肩、)ο
權利要求
1.用于運行磁閥(10)尤其燃料噴射裝置的噴射閥的方法，其中磁閥(10)具有閥元件，該閥元件包括閥針(20)以及可借助于電磁體(13)運動的電樞(14)，其中通過沖程止擋 (18)限制電樞(14)的打開運動，其特征在于，該方法包括以下步驟(a)求得電磁體(13)的觸發(fā)開始(38)；(b)求得在打開運動結束時閥元件的運動結束(52)(碰撞信息)；(c)在使用所求得的觸發(fā)開始(38)、所求得的運動結束(52)以及閥元件的事先確定的運動時間(56)的情況下求得提升延遲(32)。
2.按權利要求1所述的方法，其特征在于，將所述電樞(14)止擋在沖程止擋(18)上用作運動結束(52)。
3.按上述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，將閥針(20)回彈到電樞(14)上用作運動結束(52)。
4.按上述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，作為閥元件的運動時間(56)使用恒定的參量。
5.按權利要求1到3中任一項所述的方法，其特征在于，作為閥元件的運動時間(52) 使用取決于燃料噴射裝置的至少一個當前運行參量的參量。
6.按上述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，在燃料系統(tǒng)的運行狀態(tài)確定時尤其在使用對于閥元件的全沖程來說關閉延遲時間(58)的情況下，求得閥元件的運動時間 (56)。
7.按上述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，在步驟c)中首先通過從運動結束(52)中減去運動時間(56)求得提升時間點(50)，并且隨后通過提升時間點(50)與觸發(fā)開始(38)之間的差的形成求得提升延遲(32)。
8.按上述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，通過電樞繞組(12)的電流和/ 或電壓的分析獲得關于電樞(14)的運動的信息、尤其關于電樞(14)在沖程止擋(18)上運動結束(52)的信息(碰撞信息)或者關于閥針(20)回彈到電樞(14)上的信息。
9.按上述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，僅當觸發(fā)持續(xù)時間大于極限值時執(zhí)行步驟(a)到(C)。
10.計算機程序(29)，其特征在于，該計算機程序為了在按上述權利要求中任一項所述的方法中進行使用而得到編程。
11.用于內燃機的控制和/或調節(jié)裝置(27)的電存儲介質(31)，其特征在于，用于應用在權利要求1到8的方法中的計算機程序(29)存儲在所述電存儲介質上。
12.用于內燃機的控制和/或調節(jié)裝置()，其特征在于，其為了用在按權利要求1到8 中任一項所述的方法中而得到編程。
全文摘要
描述了一種用于運行磁閥(10)尤其用于運行燃料噴射裝置的噴射閥的方法，其中磁閥(10)具有閥元件，該閥元件包括閥針(20)以及可借助于電磁體(13)運動的電樞(14)，其中通過沖程止擋(18)限制電樞(14)的打開運動，其包括以下步驟(a)求得電磁體(13)的觸發(fā)開始(38)；(b)求得在打開運動結束時閥元件的運動結束(52)(碰撞信息)；(c)在使用所求得的觸發(fā)開始(38)、所求得的運動結束(52)以及閥元件的事先確定的運動時間(56)的情況下求得提升延遲(32)。
文檔編號F02D41/20GK102472188SQ201080033567
公開日2012年5月23日 申請日期2010年7月21日 優(yōu)先權日2009年7月28日
發(fā)明者希爾申海因 A., 黃 A-T., 維歇特 B., 克默 H., 哈梅多維克 H., 拉普 H., 克尼希 J., 諾伊貝格 J., 約斯 K., 施呂特 R. 申請人:羅伯特·博世有限公司