專利名稱：用于運(yùn)行閥的方法和控制裝置的制作方法
用于運(yùn)行閥的方法和控制裝置
現(xiàn)有技術(shù) 本發(fā)明涉及ー種用于運(yùn)行閥，尤其是機(jī)動車的內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射閥的方法，其中依據(jù)驅(qū)動閥的ー個部件尤其是閥針的電磁致動器的至少ー個電的運(yùn)行參量獲得一個輔助參量并且針對一個可預(yù)先設(shè)定的特征的出現(xiàn)檢查該輔助參量本發(fā)明此外涉及ー種用于運(yùn)行這種閥的控制裝置。上述類型的方法和裝置通常被用于獲取關(guān)于閥的運(yùn)行狀態(tài)的信息。特別重要的運(yùn)行狀態(tài)的改變?nèi)缋鐝拇蜷_狀態(tài)到關(guān)閉狀態(tài)的轉(zhuǎn)變至少在常規(guī)的噴射閥的ー些運(yùn)行模式或運(yùn)行點中可以從輔助參量的時間曲線的極值中推導(dǎo)出。但是在閥的小的控制持續(xù)時間和/或小的閥升程情況下，常規(guī)的方法的評估精確度常常是不夠的。本發(fā)明的公開
相應(yīng)地，本發(fā)明的任務(wù)是如此地改進(jìn)開頭所述類型的方法和控制裝置，即在閥的小的閥升程情況下也能夠較精確地評估和獲取關(guān)于運(yùn)行狀態(tài)的信息。該任務(wù)在一種開頭所述類型的方法中按照本發(fā)明被如此地解決，即依據(jù)輔助參量確定ー個基準(zhǔn)參量，依據(jù)該基準(zhǔn)參量修改輔助參量，以獲得修改的輔助參量，并且針對可預(yù)先設(shè)定的特征的出現(xiàn)檢查該修改的輔助參量。申請人:的研究得出，這種按照本發(fā)明的對輔助參量的準(zhǔn)備，其也可以稱為自基準(zhǔn)形成(Ei genref erenzb i I dung ),實現(xiàn)了特別精確的評估，由此即使在小的控制持續(xù)時間或閥升程情況下也在識別閥的運(yùn)行狀態(tài)改變上給出高的評估精度。依據(jù)ー個發(fā)明變型方案，特別有利地，使用作為至少一個電的運(yùn)行參量的致動器電壓或致動器電流的時間曲線，以形成輔助參量，這意味著，施加在電磁致動器的勵磁線圈上的電壓的時間曲線或流過勵磁線圈的電流的時間曲線。依據(jù)另ー個有利的發(fā)明變型方案,如果借助于平整法(Gljittungsverfahren)由輔助參量的時間曲線獲得基準(zhǔn)參量，尤其是通過平均值的形成或低通濾波，則形成一種特別有效的評估。特別有利地，依據(jù)另ー個發(fā)明變型方案，基準(zhǔn)參量作為輔助參量的被平整的平均值獲得。另ー個非常有利的發(fā)明變型方案規(guī)定，由此獲得修改的輔助參量，即從輔助參量中減去基準(zhǔn)參量，這對實施本發(fā)明的方法的控制裝置或包含在其中的計算單元提出特別小的要求。此外，依據(jù)另ー個有利的發(fā)明變型方案，可以將輔助參量和基準(zhǔn)參量之間的差除以輔助參量和/或基準(zhǔn)參量，以獲得修改的輔助參量。此外可以設(shè)想用ー個另外的尤其是在時間上非恒定的基準(zhǔn)參量對輔助參量和基準(zhǔn)參量加權(quán)，以獲得修改的輔助參量。該另外的基準(zhǔn)參量例如可以依據(jù)
a.輔助參量和/或基準(zhǔn)參量，和/或b.輔助參量和/或基準(zhǔn)參量隨時間的改變，和/或
c.致動器的ー個電的控制參量的狀態(tài)改變的時間間隔，來形成。該另外的基準(zhǔn)參量的使用有利地實現(xiàn)了按照本發(fā)明的方法更好地與有關(guān)的閥類型或為此設(shè)置的控制信號的專門的配置相匹配。依據(jù)另ー個非常有利的發(fā)明變型方案，按照本發(fā)明的基準(zhǔn)參量，也包括所述另外的基準(zhǔn)參量，可以實時地由輔助參量導(dǎo)出。這意味著，一旦例如以測量技術(shù)方式探測了按照本發(fā)明觀測的輔助參量的足夠多的相應(yīng)的采樣值，就可以由輔助參量的這些采樣值確定按照本發(fā)明形成的基準(zhǔn)參量的相應(yīng)的值，從而仿佛產(chǎn)生對基準(zhǔn)參量和修改的輔助參量的連續(xù)的確定。這有利地實現(xiàn)了取消對按照本發(fā)明確定的基準(zhǔn)參量和/或修改的輔助參量的較長的存儲。相反，如果需要的話，它們可以被實時地確定表情由此始終是最新的(當(dāng)前的)。發(fā) 明原理對實施該方法的計算單元的低要求進(jìn)ー步改善了本發(fā)明的實時能力。作為本發(fā)明的任務(wù)的另一個解決方案，給出ー種按照權(quán)利要求11所述的控制和/或調(diào)節(jié)裝置。特別重要的是以計算機(jī)程序的形式實現(xiàn)按照本發(fā)明的運(yùn)行方法，該計算機(jī)程序可以存儲在電子的和/或光學(xué)的存儲介質(zhì)上，并且可以由例如用于內(nèi)燃機(jī)的控制和/或調(diào)節(jié)裝置實施。其它的優(yōu)點，特征和細(xì)節(jié)由以下的說明中得出，其中參照附圖
示出了本發(fā)明的不同的實施例。其中在權(quán)利要求和在說明書中提及的特征不論是其本身単獨的或是以任意的組合對本發(fā)明都可以是至關(guān)重要的。附圖中所示
圖I是具有多個按照本發(fā)明描述的噴射閥的內(nèi)燃機(jī)的示意圖，
圖2a至2c是在三個不同的運(yùn)行狀態(tài)下圖I的噴射閥的示意細(xì)節(jié)圖，
圖3是按照本發(fā)明的方法的一個實施形式的簡化的流程圖，
圖4是示意示出的用于按照本發(fā)明運(yùn)行的閥的控制電流的時間變化曲線，
圖5是從圖2a的閥的電的運(yùn)行參量獲得的輔助參量的時間變化曲線以及按照本發(fā)明由此導(dǎo)出的參量，和
圖6a，6b分別是用于實施按照本發(fā)明的方法的不同的變型的功能圖。內(nèi)燃機(jī)在圖I中總體上具有附圖標(biāo)記10。它包括油箱12，輸送系統(tǒng)14從該油箱將燃料輸送到共軌16中。該共軌上連接多個電磁操作的噴射閥18a至18d，它們將燃料直接地噴射到與它們配屬的燃燒室20a至20d中。內(nèi)燃機(jī)10的運(yùn)行由控制和調(diào)節(jié)裝置22控制或調(diào)節(jié)，該控制和調(diào)節(jié)裝置除了其它方面外也控制噴射閥18a至18d。圖2a至2c示意示出在總共三個不同的運(yùn)行狀態(tài)下的按照圖I的噴射閥18a。其它的在圖I中示出的噴射閥18b，18c，18d具有相應(yīng)的結(jié)構(gòu)和功能。噴射閥18a具有ー個電磁致動器,它具有勵磁線圈26和與勵磁線圈26共同作用的電樞30。電樞30被如此地與噴射閥18a的閥針28連接，即它可以以ー個相對于閥針28不消失的機(jī)械間隙，與閥針28在圖2a中的垂直的運(yùn)動方向相關(guān)地進(jìn)行運(yùn)動。由此形成一個兩部件式的質(zhì)量系統(tǒng)28，30，它通過電磁致動器26，30產(chǎn)生對閥針28的驅(qū)動。通過這個兩部件式的設(shè)計結(jié)構(gòu)，改善了噴射閥18a的安裝性能并且減小在它的閥座38中出現(xiàn)的不希望的閥針28回弾。
在當(dāng)前的圖2a中示出的配置情況下，在閥針28上，電樞30的軸向間隙通過兩個止擋32和34限制。但是至少圖2a中的下止擋34也可以通過噴射閥18a的殼體的ー個部位實現(xiàn)。如圖2a中所示，閥針28由閥簧36用相應(yīng)的彈簧カ壓在殼體40區(qū)域中的閥座38上。圖2a中示出噴射閥18a位于它的打開狀態(tài)下。在這種打開狀態(tài)下，通過對勵磁線圈26供電使電樞30在圖2a中向上運(yùn)動，從而它嚙合到止擋32中，克服彈簧カ將閥針28從它的閥座38中移出。由此燃料42可以從噴射閥18a噴入燃燒室20a(圖I)中。一旦通過控制器22(圖I)結(jié)束對勵磁線圈26的供電，閥針28在閥簧36施加的彈簧カ的作用下朝著它的閥座38運(yùn)動并且?guī)与姌?0 —起運(yùn)動。在此情況下又通過上止擋32進(jìn)行從閥針28到電樞30的力傳遞。
一旦閥針28回到閥座38上結(jié)束其關(guān)閉運(yùn)動時，電樞30由于軸向間隙而可以在圖2b中繼續(xù)向下運(yùn)動，如在圖2b中所示，直到它頂接在第二止擋34上，如在圖2c中所示。按照本發(fā)明，以下實施根據(jù)圖3所示的流程圖描述的方法，以便獲得關(guān)于噴射閥18a的運(yùn)行狀態(tài)和/或運(yùn)行狀態(tài)變化的特別精確的信息。在按照本發(fā)明的方法的第一步驟100中，測量電磁致動器26，30的ー個電的運(yùn)行參量(圖2a)，在本例中例如是施加在致動器的勵磁線圈26上的致動器電壓。這可以以本身已知的方式通過集成在控制裝置22 (圖I)中的測量技術(shù)實現(xiàn)。然后依據(jù)致動器電壓U，也在步驟100中，形成輔助參量m (圖5)。在最簡單的情況下，輔助參量m可以與致動器電壓是相同的。但是輔助參量m也可以一般地作為致動器電壓的和/或通過勵磁線圈26的致動器電流的函數(shù)獲得。也可以使用濾波以及信號處理的另外的常用的方法，以由致動器電壓和/或致動器電流獲得輔助
參量m。在隨后的步驟110中依據(jù)輔助參量m確定基準(zhǔn)參量mref (圖5)。隨后，在按照本發(fā)明的方法的步驟120中依據(jù)基準(zhǔn)參量mref修改輔助參量m，以獲得修改的輔助參量mmod(圖5)。依據(jù)申請人的研究，按照上述方式修改的輔助參量mmod與閥18a的重要的運(yùn)行狀態(tài)改變之間具有特別強(qiáng)的相關(guān)性并且因此最佳地適用于發(fā)現(xiàn)這種運(yùn)行狀態(tài)改變。尤其是通過形成修改的輔助參量可以以高的精度確定閥18a的液壓關(guān)閉時間點，在該時間點，閥針28到達(dá)在噴射孔或閥座38的區(qū)域中它的關(guān)閉位置在。圖4示意示出了在對燃料噴射的控制期間閥18a的電磁致動器26，30 (圖2a)的控制電流I的舉例說明的時間曲線。為了能夠從在t=t0處它的關(guān)閉狀態(tài)出發(fā)快速地打開閥18a，控制電流I從對應(yīng)于控制開始的時間點to,從值I=O被一直提高到增強(qiáng)電流Iboost。增強(qiáng)電流Iboost在時間點tl處達(dá)到。增強(qiáng)電流被一直維持到隨后的時間點t2。在所謂的增強(qiáng)階段的結(jié)束t2處，該增強(qiáng)階段位于時間點t0和時間點t2之間，可以假設(shè)閥18a已經(jīng)達(dá)到它的打開狀態(tài)。為了使閥也在時間點t>t2上繼續(xù)保持打開，現(xiàn)在不將控制電流I減小到零而是減小到所謂的保持電流Ih。保持電流Ih按照圖4 一直被保持到時間點t3。時間差t3 — t0在此情況下限定閥18a或它的電磁致動器26，30的總的電控制持續(xù)時間ET。
在控制持續(xù)時間ET的結(jié)束處，也就是說，自t=t3起，電磁致動器26，30不再由控制裝置22施加控制電流或相應(yīng)的控制電壓，從而還存在的控制電流依據(jù)電磁感應(yīng)定律最終直到時間點t4減小到零。也在圖4列出的時間點tist代表一個在控制持續(xù)時間ET內(nèi)的舉例而言被觀測的時間點，它與控制電流I在t=t3處(通電流的結(jié)束)的狀態(tài)改變的時間間隔At3對于按照本發(fā)明的方法的后面說明的變型很重要。圖5示出了閥針28 (圖2a)的針升程h的時間曲線，如它在按照上述控制電流曲線I的控制期間，參見圖4，在非常小的電控制持續(xù)時間ET情況下形成的那樣。在這種控制過程情況下，其中給出較小的控制持續(xù)時間ET或較小的最大閥升程h，輔助參量m通常沒有可直接地以簡單的方式評估的特征，以可靠地確定實際的液壓的關(guān)閉時間點ts(圖5)。在實際的關(guān)閉時間點ts處，按照本發(fā)明觀測的輔助參量m目前具有一個不消失的彎曲處(Krilmmung)，但不是ー個例如以簡單的方式待檢測的局部極值。 在圖5示出的參量不是按比例尺示出的。尤其是輔助參量m在時間點ts處實際上可以具有一種比對應(yīng)于圖5的目前的圖示要不顯著得多的曲線。相應(yīng)地,在應(yīng)用按照本發(fā)明的原理下,依據(jù)輔助參量m形成基準(zhǔn)參量mref,以便能夠有效地評估輔助參量m。依據(jù)ー個特別簡單的發(fā)明變型方案，基準(zhǔn)參量mref例如可以作為輔助參量m的被平整的平均值被獲得。借助于基準(zhǔn)參量mref按照本發(fā)明修改輔助參量m (該基準(zhǔn)參量由于從輔助參量m中確定，它本身也稱為自基準(zhǔn)(Eigenreferenz))導(dǎo)致修改的輔助參量mmod,它如圖5中可見的那樣在關(guān)閉時間點ts處具有一個顯著的局部最小值Min。因此按照本發(fā)明形成基準(zhǔn)參量mref并且隨后依據(jù)基準(zhǔn)參量mref修改輔助參量m，由此獲得修改的輔助參量mmod，有利地實現(xiàn)了在存在運(yùn)行狀態(tài)改變?nèi)缟鲜龅拈y18a的關(guān)閉過程上對輔助參量m或修改的輔助參量mmod的簡單的評估。依據(jù)申請人的研究，已經(jīng)證明按照本發(fā)明的原理尤其是在較短的控制持續(xù)時間ET以及較小的最大針升程h情況下是特別可靠的。一般地可以使用平整法(平滑方法)，以從輔助參量m的時間曲線中獲得基準(zhǔn)參量mref ο在上述的參量輔助參量m,基準(zhǔn)參量mref,修改的基準(zhǔn)參量mmod中，優(yōu)選涉及的是有關(guān)的參量的相應(yīng)的時間曲線(時間變化)。在按照本發(fā)明的借助于數(shù)字的信號處理的運(yùn)行方法的一種實施例中，用于相應(yīng)的參量m, mref, mmod的采樣率相應(yīng)于希望的精度選擇得足夠高。按照本發(fā)明也可以有利地使用低通濾波，以便從輔助參量m中確定基準(zhǔn)參量mref0為此使用的低通濾波機(jī)構(gòu)可以是線性地或也可以是非線性地給定參數(shù)并且不僅以模擬的方式而且以數(shù)字的方式進(jìn)行設(shè)計。通過從輔助參量m中減去基準(zhǔn)參量mref,給出修改的輔助參量mmod的在計算上特別低費用的形成。此外按照本發(fā)明可以規(guī)定，按照diff=m — mref獲得差diff，它本身被除以輔助參量m和/或基準(zhǔn)參量mref,以獲得修改的輔助參量mmod,例如mmod=(m — mref)/m。此外可以設(shè)想，用ー個另外的基準(zhǔn)參量對輔助參量m和基準(zhǔn)參量mref之間的差diff進(jìn)行加權(quán)，該另外的基準(zhǔn)參量優(yōu)選在時間上也是非恒定的。該另外的基準(zhǔn)參量的形成優(yōu)選依據(jù)輔助參量m和/或基準(zhǔn)參量mref和/或它們的隨時間的改變或依據(jù)致動器26，30的電的控制參量的狀態(tài)變化的時間間隔如例如相對于ー個被觀測的時間點ti st,與計劃的通電結(jié)束時刻(t=t3)之間的瞬時間隔Δ 3(圖4)。圖6a舉例而言地示出了用于確定按照本發(fā)明的修改的輔助參量mmod的計算結(jié)構(gòu)的框圖。借助于第一功能塊200，當(dāng)下是平均值形成器或低通濾波器，由輔助參量m形成基準(zhǔn)參量mref ο如已說明的那樣，在最簡單的情況下，輔助參量m可以與致動器電壓是相同的。但是更一般地，輔助參量m也可以作為致動器電壓和/或通過勵磁線圈26的致動器電流的函數(shù)來獲得。也可以使用濾波以及信號處理的另外的常用的方法，以便由致動器電壓和/或致動器電流獲得輔助參量m?；鶞?zhǔn)參量mref和輔助參量m本身然后被輸送到差形成器202，該差形成器由此確定差 diff=m — mref ο在本發(fā)明的ー個非常簡單的實施方式中，該差可以直接地作為ー個針對受關(guān)注的特征，例如局部最小值Min(圖5)，待檢查的修改的輔助參量mmod使用。對此備選地,可以通過功能塊204還將該差diff除以參量m, mref中的至少ー個，以便獲得修改的輔助參量mmod。圖6b舉例而言地示出了用于確定按照本發(fā)明的修改的輔助參量mmod的計算結(jié)構(gòu)的另ー個框圖。與圖6a不同，在此處通過微分器208形成輔助參量m的時間導(dǎo)數(shù)dm/dt并且與差diff和至當(dāng)前的通電的結(jié)束(在t=t3，圖4)的瞬時時間間隔Λ t3 —樣被輸送給功能塊206。功能塊206依據(jù)它的兩個另外的輸入?yún)⒘縟m/dt，Δ t3對差diff加權(quán)?？梢钥紤]按照本發(fā)明的方法的另外的變型，其中，尤其是將評估算法與待檢查的輔助參量m的閥典型的變化曲線相匹配。盡管按照本發(fā)明的方法是參照圖3通過三個相繼的步驟100，110，120進(jìn)行說明的，但是可以特別有利地實時地形成基準(zhǔn)參量mref，也就是說，一旦存在輔助參量m的ー個或多個值，就可以依據(jù)該值按照前面的方法方面形成基準(zhǔn)參量的有關(guān)的值。這也適用于由參量m，mref形成修改的輔助參量mmod。由此可以有利地取消對有關(guān)的值的存儲，相反，它們可以在需要時總是實時地由參量m確定。例如基準(zhǔn)參量皿·ef也可以在平均值形成的意義上按照下面的等式獲得 mref (t) =0. 5 · (m(t — Δ tl) +m(t+ Δ t2)),
其中，Atl和Λ t2可以具有不同的值。此外可以為Atl和Λ t2選擇相同的值。本發(fā)明的工作與是否先計算基準(zhǔn)參量mref和然后例如從輔助參量m中減去無關(guān)，或者與是否修改的輔助參量mmod直接地在一個計算過程中由輔助參量m確定無關(guān)。
權(quán)利要求
1.用于運(yùn)行閥(18a)，尤其是機(jī)動車的內(nèi)燃機(jī)(10)的燃料噴射閥的方法，其中依據(jù)驅(qū)動所述閥(18a)的一個部件，尤其是閥針(28)的電磁致動器(26，30)的至少一個電的運(yùn)行參量(U)獲得一個輔助參量(m)并且針對一個可預(yù)先設(shè)定的特征的出現(xiàn)檢查所述輔助參量，其特征在于，依據(jù)所述輔助參量(m)確定一個基準(zhǔn)參量(mref)，所述輔助參量(m)依據(jù)所述基準(zhǔn)參量(mref)被修改，以獲得一個修改的輔助參量(mmod)，并且針對所述可預(yù)先設(shè)定的特征(Min)的出現(xiàn)檢查所述修改的輔助參量(mmod)。
2.按照權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，作為用于形成輔助參量(m)的至少一個電的運(yùn)行參量，使用致動器電壓(U)或致動器電流的時間曲線。
3.按照前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，借助于平整法由輔助參量(m)的時間曲線獲得所述基準(zhǔn)參量(mref)，尤其是借助于平均值形成或低通濾波。
4.按照前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，通過從輔助參量(m)中減去基準(zhǔn)參量(mref)獲得所述修改的輔助參量(mmod)。
5.按照權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，將輔助參量(m)和基準(zhǔn)參量(mref)之間的差除以輔助參量(m)和/或基準(zhǔn)參量(mref)，以獲得修改的輔助參量(mmod)。
6.按照權(quán)利要求4或5所述的方法，其特征在于，用一個另外的、尤其是時間上非恒定的的基準(zhǔn)參量(ref2)對輔助參量(m)和基準(zhǔn)參量(mref)之間的差加權(quán)，以獲得修改的輔助參量(mmod)。
7.按照權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，依據(jù) a.輔助參量(m)和/或基準(zhǔn)參量(mref)，和/或 b.輔助參量(m)和/或基準(zhǔn)參量(mref)的隨時間的改變(dm/dt)，和/或 c.與所述致動器(26，30)的電的控制參量的狀態(tài)改變的時間間隔(At3)， 形成所述另外的基準(zhǔn)參量(ref2)。
8.按照前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，所述基準(zhǔn)參量(mref)實時地由輔助參量(m)導(dǎo)出。
9.計算機(jī)程序，其特征在于，該計算機(jī)程序被編程應(yīng)用于按照前述權(quán)利要求中任一項所述的方法。
10.電子的或光學(xué)的存儲介質(zhì)，用于一個控制和/或調(diào)節(jié)裝置(22)，其用于運(yùn)行一個閥(18a)，其特征在于，在所述存儲介質(zhì)上存儲有用于在權(quán)利要求I至8的方法中應(yīng)用的計算機(jī)程序。
11.控制和/或調(diào)節(jié)裝置(22)，其用于運(yùn)行一個閥(18a)，尤其是機(jī)動車的內(nèi)燃機(jī)(10)的燃料噴射閥，其特征在于，它設(shè)計成用于在權(quán)利要求I至8的方法中應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于運(yùn)行閥(18a)，尤其是機(jī)動車的內(nèi)燃機(jī)(10)的燃料噴射閥的方法。按照所述方法，依據(jù)驅(qū)動所述閥(18a)的一個部件，尤其是閥針(28)的電磁致動器(26，30)的至少一個電的運(yùn)行參量(u)獲得一個輔助參量(m)并且針對一個可預(yù)先設(shè)定的特征的出現(xiàn)檢查所述輔助參量。按照本發(fā)明，依據(jù)所述輔助參量(m)確定一個基準(zhǔn)參量(mref)，所述輔助參量(m)依據(jù)所述基準(zhǔn)參量(mref)被修改，以獲得一個修改的輔助參量(mmod)，并且針對所述可預(yù)先設(shè)定的特征(Min)的出現(xiàn)檢查所述修改的輔助參量(mmod)。
文檔編號F02D41/20GK102639848SQ201080056540
公開日2012年8月15日 申請日期2010年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月14日
發(fā)明者A.希爾申海因, A-T.黃, B.維歇特, H.克梅爾, H.哈梅多維克, H.拉普, J.克尼希, J.諾伊貝格, K.約斯, R.施呂特 申請人:羅伯特·博世有限公司