CN100374691C - 配属于换气阀的电磁阀的控制方法和用于该方法的电路布置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及在具有多个燃烧室的内燃机的电动液压阀操作时配属于换气阀的电磁阀的一种控制方法。配属于换气阀的电磁阀可相互进行独立操作。为此，在一个控制单元中确定内燃机电磁阀的曲轴同步的控制信号，并将其传送到一个末级。该末级根据传送到的控制信号控制电磁阀。其中每内燃机的每个燃烧室分别具有至少一个进气阀和至少一个排气阀作为换气阀。根据本发明，一个燃烧室的全部换气阀的电磁阀构成一个电磁阀组。一个电磁阀组的全部电磁阀预定一个操作时序。在控制单元中，为每个燃烧室确定一个曲轴同步的启动信号，并将它输入末级。末级根据气缸的启动信号按为相应电磁阀存储的操作时序控制电磁阀组的电磁阀。

Description

配属于换气阀的电磁阀的控制方法和用于该方法的电路布置

技术领域

本发明涉及配属于换气阀的电磁阀的控制方法和控制装置。

背景技术

众所周知，内燃机用凸轮轴的常规的阀门传动被一种电动液压的阀门传动所代替。在用这种电动液压阀门时，配属于换气阀有电磁阀，后者控制液压工作缸的工作室中的一种加压的流体即液压油的流入和流出。相应的换气阀的位置通过液压工作缸的工作室的充气发生变化。

这种电动液压的阀门控制的优点在于，内燃机单个换气阀的操作可相互独立进行，从而可达到换气阀的开启和关闭时刻的大的可变性。其中，这种可变性既可在不同的燃烧室的换气阀之间给定，又可在一个燃烧室的换气阀之间给出。通过电磁阀的操作的适当调节例如可使相同功能的两个换气阀即两个进气阀或两个排气阀的阀门控制同步，并在同步中补偿全部存在的部件公差和系统固有的误差。

所以人们已提出了众多的电动液压阀门控制，在与曲轴运动时间同步的一个控制器中和必要时依赖于汽车的行驶状态、内燃机的运行状态以及依赖于司机的预定值为每个单独的电磁阀确定一个控制信号，并通过相应的控制线将这个信号传送到一个末级。然后根据操作信号借助于该末级控制相应的电磁阀。

这是以在该控制器和末级之间为每个电磁阀设置了一条单独的控制线为前提的，这会导致大的电缆敷设费用和控制器的相当大的计算费用。控制器的每个操作信号必须与曲轴同步确定和产生。

发明内容

本发明的目的是在保持换气阀相互单独操作的情况下，减少电磁阀操作所需的布线费用、计算费用和控制费用。

这个目的是通过本发明的方法和装置来实现的。

根据本发明的第一方面，提供了一种在具有多个燃烧室的内燃机的电动液压阀操作时配属于换气阀的电磁阀的控制方法，其中，所述配属于换气阀的电磁阀能够相互间独立地操作；在一个控制器中确定内燃机电磁阀的至少曲轴同步的控制信号，并将所述控制信号传送到一个末级；该末级根据传送到的控制信号来控制电磁阀。并且，每个燃烧室的换气阀分别包括至少一个进气阀和至少一个排气阀。其特征为，一个燃烧室的全部换气阀的全部电磁阀构成一个电磁阀组，一个电磁阀组的全部电磁阀预定一个操作时序。在控制器中为每个燃烧室确定一个曲轴同步的启动信号，并将所述启动信号输入所述末级，而该末级根据气缸的启动信号按为相应电磁阀存储的操作时序来启动电磁阀。操作时序在控制器中确定，并通过一条数据传输线传送到所述末级，所述操作时序存储在一个设于末级内的存储器中，以便用于电磁阀的控制。

根据本发明的第二方面，提供了一种按上述方法来对配属于换气阀的电磁阀进行控制的电路布置，其中在一个控制器中确定用于电磁阀操作的控制信号，从该控制器通过传输线将所述信号传输到一个末级，并在该末级中进行电磁阀的控制。其特征为，在控制器中确定操作时序，在控制器和末级之间设有一条用来传输电磁阀的操作时序的数据传输线以及若干条启动信号线，以便根据启动信号来进行曲轴同步的启动气缸的电磁阀的操作。末级设有一个存储器，该存储器用于存储所述操作时序以用于电磁阀的控制。

本发明涉及一种在具有多个燃烧室的内燃机的电动液压阀门操作时配属于换气阀的电磁阀的控制方法。配属于换气阀的电磁阀可相互独立进行操作。为此，在一个控制单元中确定内燃机的电磁阀与曲轴同步的控制信号，并将这些控制信号传送到一个末级。该末级根据传送到的控制信号控制电磁阀。其中，内燃机的每个燃烧室分别具有至少一个进气阀和至少一个排气阀作为换气阀。根据本发明，一个燃烧室的全部换气阀的全部电磁阀形成一个电磁阀组。对一个电磁阀组的全部电磁阀分别预先给定一个操作时序。在该控制单元中，对每个燃烧室确定一个与曲轴同步的启动信号，并将该信号输入末级。这个末级根据气缸的启动信号按为相应电磁阀存储的操作时序控制电磁阀组的电磁阀。

这种方法虽然基于在一个燃烧室的不同换气阀的电磁阀之间可能存在大的差异，但全部电磁阀的操作都遵循一种基本模式，且在不同燃烧室的相关电磁阀之间没有大的变化。所以在控制器中首先一次形成一个电磁阀组的每个电磁阀的操作时序。虽然这种确定和信息的传送很快进行，但不是与曲轴同步进行。单个电磁阀的控制及其与曲轴的同步是通过相应燃烧室的启动信号来实现的。亦即确保了单个燃烧室的同步，而不同的燃烧室的相应电磁阀的电磁阀操作过程则是相互一致的。

这个电磁阀组的操作时序的连续的新计算可实现电磁阀操作时刻与实际的行驶状态和司机的行驶愿望快速的连续的适配。总体上看，保持了内燃机换气阀的操作时刻和操作时间段的可变性和适配性。但不再需要新计算与曲轴的同步。控制不但可只进行曲轴同步，而且还可同时进行时间同步。

根据本发明的一个优选方案，对这个电磁阀组的每个电磁阀都确定一个特定的操作时序，从而达到了电磁阀的操作尽可能与行驶状态适配。

根据本发明的又一优选方案，每个单独气缸的启动信号由一个二进制信号组成，在控制器中确定并传送到末级。这个二进制信号是一个简单产生的信号，它的信息量足够大。如果每个单独气缸的启动信号在一条气缸特定的启动信号线传送到末级，则是有利的。这样，就以简单的方式实现了不同启动信号的启动信号的相互去耦。

根据本发明的有利方案，末级根据一个气缸的启动信号的值的变化按相应操作时序启动这个气缸的电磁阀。特别是结合一个二进制信号时，启动信号从第一值到第二值的变化可具有不同于启动信号从第二值到第一次数值变化的功能。根据一个优选方案，进气阀配置的电磁阀根据启动信号的两个值之间的第一次数值变化和排气阀配置的电磁阀根据启动信号的两个值之间的一个不同于第一次数值变化的第二次数值变化进行。

根据本发明的一个优选方案，在控制器中确定操作时序，并通过一条数据传输线传送到末级，这里是存储在一个存储器单元中，以便用于电磁阀的控制。在末级的存储器单元中存储的操作时序在末级运行过程中通过控制器内最好是新确定的值进行修改。

根据本发明的有利方案，一个操作时序由一个矩形图形组成，该矩形图形表示电磁阀相对于通过相应启动信号确定的时刻的操作开始和时间段。根据本发明的优选方案，一个操作时序由四个连续的时间段数据组成。其中第一时间段表示一段等候时间的持续，第二时间段表示电磁阀上施加启动电压的时间段，第三时间段表示一个空转阶段的时间段和第四时间段表示在电磁阀上施加保持电压的时间段。

根据本发明的优选方案，在控制器中确定一个匹配组，该匹配组包含一个电磁阀组的电磁阀的操作时序的值的电磁阀特定的匹配。这个匹配组的值尤其借助于一条与第一数据传输线隔开的第二数据传输线从控制器传送到末级。最好为每个电磁阀组分别确定电磁阀组的全部电磁阀的匹配组的一个匹配群。通过这一措施可实现每个电磁阀的单独的电磁阀操作。还可在不同电磁阀组的相关电磁阀之间实现相对于相关操作信号的不同操作时间。所以单个电磁阀是相互保持独立的。亦即本发明的这个方案统一了减少计算费用和控制线费用与电磁阀独立操作的优点。这点之所以可被充分利用，是因为例如由于电磁阀的励磁线圈的不同温度引起不同电磁阀组的相关电磁阀的状态的时间变化进行得相当缓慢，而由于行驶状态引起的电磁阀组的操作时序的变化则比较频繁和迅速。

配属于换气阀的电磁阀的控制电路布置也是本发明的内容。在一个控制单元中确定电磁阀的操作控制信号，从该控制单元通过相应的传输线将信号传输到一个末级。通过该末级进行电磁阀的控制。根据本发明，控制单元和末级之间的传输线涉及电磁阀操作时序传输用的一条数据传输线和涉及若干条根据启动信号对气缸电磁阀的操作进行曲轴同步启动的启动信号线。

根据本发明，通过在控制单元和末级之间设置若干条启动信号线和一条数据传输线可明显减少电缆敷设费用。所以减少了传输线的数量，因为该末级通过一条启动信号线的信号可控制多个电磁阀，这是因为这些电磁阀组成电磁阀群的缘故。

根据本发明的有利方案，在控制单元和末级之间为每个气缸设置一条启动信号线。根据本发明一种电路布置的有利改进，设置了第二条数据传输线来传输来自匹配组的数据。此外，如果该末级具有一个存储单元来存储电磁阀组的至少一个操作时序也是有利的。

如果在该末级中设置一个计算单元来从操作时序和启动信号中以及必要时还从匹配组中确定控制信号也符合本发明的有利方案。

附图说明

下面结合附图所示的实施例来详细说明本发明；附图表示：

图1一种本发明电路布置的示意图；

图2本发明方法的流程图；

图3操作时序和控制信号的时间过程。

具体实施方式

图1表示本发明电路布置10的示意图。该电路布置具有一个控制器11，在该控制器中确定操作时序和匹配组。该控制器通过多条导线12，13，14与末级18连接。其中，第一数据传输线12用来传输操作时序，第二数据传输线13用来传输匹配组。在末级18中设置一个存储器17，在该存储器中构成存储操作时序的第一存储器15和存储匹配组的第二存储器16。此外，在控制器11和末级18之间设置有启动信号线12。每个电磁阀组MG1，MG2，MG3分别设置一条启动信号线12。

在末级18中，用一个计算单元19从存储器17存储的操作时序和匹配组中确定控制信号。控制线20根据通过启动信号线12传输的启动信号通电，这些控制线分别引到电磁阀组MG1，...，MG3之一的一个特定的电磁阀M1，...，M5。其中，电磁阀组MG1，...，MG3的数字相同的电磁阀Mi是用相同的操作时序可控制的相关的电磁阀-必要时不考虑根据一个匹配组的匹配。

电磁阀M1，...，M5分别构成一个电磁阀组MG1，...，MG3。为简化起见，图1示出了分别具有五个电磁阀Mi的三个电磁阀组，i＝1，...，5。但一个电磁阀组的电磁阀Mi的数目同样象电磁阀组的数目一样，是可根据相关情况匹配的。

图2表示本发明方法的流程图。步骤110、111；120，121；130，131在控制器中实施并可完全同时进行。步骤140和141在末级中实施并可平行于在控制器中实施的步骤的过程进行。

根据步骤110确定操作时序24a，24b(图3)，然后按步骤111通过第一数据传输线13传送到末级18。按步骤120确定匹配组，并按步骤121通过第二数据传输线14传送到末级18。按步骤130确定与曲轴旋转同步的启动信号23，然后这些启动信号按步骤131通过启动信号线12被传送到末级18。

按步骤140在末级18中根据匹配组和操作时序的现有值确定一个电磁阀组MGj(j＝1，...，3)的一个确定的电磁阀Mi(i＝1，...，5)的控制所需的值。如果用四个数值Ti1，Ti2，Ti3，Ti4对电磁阀组MG1，...，MG3的相关电磁阀Mi预先给定一个操作时序24(见图3)，并用4个值Aij1，Aij2，Aij3，Aij4对电磁阀组MGj的电磁阀Mi预先给定一个匹配组，则按方程式D(Mi，MGj)＝(Ti1^*Aij1，Ti2^*Aij2，Ti2^*Aij2，Ti3^*Aij3，Ti4^*Aij4)对这个电磁阀得出一个表征控制的数据组D(Mi，MGj)。亦即一个匹配组的值Aijn(n＝1，...，4)为标度系数。按步骤141根据到达的启动信号23启动电磁阀组MG1，...，MG3的电磁阀Mi。不用这里所示的标度系数，匹配组也可直接含有校正值，然后这些校正值通过相加与该电磁阀组进行组合。

图3表示一个启动信号23的时间过程以及与之平行的两个操作时序24a，24b的过程。操作时序24a，24b分别对应一个电磁阀Mi。带操作时序24a的电磁阀Mi对应内燃机的一个进气阀，而带操作时序24b的电磁阀Mi则对应内燃机的一个排气阀，且这两个电磁阀属于一个电磁阀组MGj。启动信号23在上升沿21的时刻与曲轴同步地变换它的值，例如从0到1。在这个时刻后，确定与电磁阀Mi对应的进气阀的操作时序24a，该启动信号从预先给定的时间段并重新改变它的值。如下降沿22所示。在这个时刻后确定与排气阀对应的电磁阀Mi的操作时序24b。

一个电磁阀Mi的每个操作时序由四个连续的时间段Ti1，Ti2，Ti3，Ti4组成。等候时间Ti1给定在相应的沿后要多少时间开始电磁阀Mi的操作。在启动电压时间Ti2时，电磁阀Mi接通启动电流，然后是一个空转时间段Ti3，电磁阀在这个时间段内不通电。紧接着是保持时间Ti4，该电磁阀在这个时间段过程中通过保持电流。

操作时序24a，24b可通过匹配组Aij与电磁阀组MGj的一个电磁阀Mi的单个情况匹配。一个电磁阀组的全部电磁阀Mi(i＝1，...，5)的匹配组Aij构成一个匹配群。

Claims (15)

1.在具有多个燃烧室的内燃机的电动液压阀操作时配属于换气阀的电磁阀的控制方法，其中：

·所述配属于换气阀的电磁阀能够相互间独立地操作，

·在一个控制器(11)中确定内燃机电磁阀的至少曲轴同步的控制信号，并将所述控制信号传送到一个末级，

·该末级根据传送到的控制信号来控制电磁阀，

其中每个燃烧室的换气阀分别包括至少一个进气阀和至少一个排气阀，

其特征为，

·一个燃烧室的全部换气阀的全部电磁阀(Mi)构成一个电磁阀组(MGj，MG1，MG2，MG3)，

·一个电磁阀组(MGj，MG1，MG2，MG3)的全部电磁阀(Mi)预定一个操作时序(24，24a，24b)，

·在控制器(11)中，为每个燃烧室确定一个曲轴同步的启动信号(23)，并将所述启动信号输入所述末级(18)，

·该末级根据气缸的启动信号按为相应电磁阀存储的操作时序来启动电磁阀，

·所述操作时序(24，24a，24b)在控制器(11)中确定，并通过一条数据传输线(13)传送到所述末级(18)，所述操作时序(24，24a，24b)存储在一个设于末级(18)内的存储器(17)中，以便用于电磁阀(Mi)的控制。

2.按权利要求1的方法，其特征为，为电磁阀组(MGj，MG1，MG2，MG3)中的每个单独的电磁阀(Mi)确定一个特定的操作时序。

3.按权利要求1或2的方法，其特征为，每个单独的气缸的启动信号(23)由一个二进制信号组成，其中所述启动信号(23)在控制器(11)中确定并传送到所述末级。

4.按权利要求3的方法，其特征为，每个单独的气缸的启动信号(23)在一条特定的气缸启动信号线(12)内传送到末级(18)。

5.按权利要求3的方法，其特征为，所述末级(18)按相应的操作时序(24，24a，24b)并根据一个气缸的启动信号(23)的值的变化来启动这个气缸的电磁阀(Mi)，其中，配属于进气阀的电磁阀(Mi)根据启动信号(23)的两个值之间的第一次数值变化来进行操作，而配属于排气阀的电磁阀(Mi)根据启动信号(23)的两个值之间的一个不同于第一次数值变化的第二次数值变化来进行操作。

6.按权利要求5的方法，其特征为，所述末级(18)处的存储器(17)中所存储的操作时序(24，24a，24b)在末级(18)运行的过程中通过在控制器(11)中新确定的值来进行修改。

7.按权利要求1或2的方法，其特征为，一个操作时序(24，24a，24b)由多个连续的时间段(Ti1，Ti2，Ti3，Ti4)组成。

8.按权利要求7的方法，其特征为，操作时序(24，24a，24b)由四个连续的时间段(Ti1，Ti2，Ti3，Ti4)组成，其中第一时间段(Ti1)表示一段等候时间的时间段，第二时间段(Ti2)表示在电磁阀(Mi)上施加启动电压的时间段，第三时间段(Ti3)表示空转阶段的时间段，而第四时间段(Ti4)表示在电磁阀上施加保持电压的时间段。

9.按权利要求1或2的方法，其特征为，在控制器(11)中为电磁阀(Mi)确定一个匹配组(Aii)，该匹配组包括对操作时序(24，24a，24b)的值的匹配，并且所述匹配组(Aij)的值借助于第二条数据传输线(14)从控制器(11)传输到末级(18)。

10.按权利要求9的方法，其特征为，为每个电磁阀组(MG1，MG2，MG3)分别确定针对电磁阀(Mi)的匹配组(Aij)的匹配群。

11.按权利要求1到10中任一项所述的方法来对配属于换气阀的电磁阀进行控制的电路布置，其中在一个控制器(11)中确定用于电磁阀操作的控制信号，从该控制器(11)通过传输线将所述信号传输到一个末级，并在该末级中进行电磁阀的控制，

其特征为，在所述控制器(11)中确定所述操作时序(24，24a，24b)，在控制器(11)和末级(18)之间设有一条用来传输电磁阀(Mi)的操作时序(24，24a，24b)的数据传输线(13)以及若干条启动信号线(12)，以便根据启动信号(23)来进行曲轴同步的启动气缸的电磁阀(Mi)的操作，所述末级(18)设有一个存储器(17)，该存储器用于存储所述操作时序(24，24a，24b)以用于电磁阀(Mi)的控制。

12.按权利要求11的电路布置，其特征为，在控制器(11)和末级(18)之间为每个气缸设置一条启动信号线(12)。

13.按权利要求11或12的电路布置，设置有第二条数据传输线(14)来传输匹配组(Aij)。

14.按权利要求11或12的电路布置，其特征为，所述末级(18)的存储器(17)用于至少存储电磁阀组(MG1，...，MG3)的操作时序(24，24a，24b)。

15.按权利要求11或12的电路布置，其特征为，在末级(18)中设置有一个计算单元(19)，以便从操作时序(24，24a，24b)、启动信号(23)和匹配组(Aij)中确定控制信号。

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