CN101311515A - 用于控制喷射阀的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及在保持阶段控制喷射阀的方法，其中，由电容器提供的电流在喷射阀被保持打开的保持阶段流过喷射阀。本发明还涉及控制喷射阀的装置，用以使电容器在喷射阀被保持打开的保持阶段向喷射阀提供电流。

Description

用于控制喷射阀的方法
技术领域
本发明涉及用于控制喷射阀的方法和控制喷射阀的装置以及计算机程序和计算机程序制品。
背景技术
为了控制典型的内开式喷射阀(尤其是汽油直接喷射时的高压喷射电磁阀或高压喷射阀)的打开和保持打开，使用复杂的电流曲线。该曲线具有所谓的升压阶段，其中，通过将高压喷射阀接在升压电容器上来产生急剧上升的较高的电流，该升压电容器存储例如低于65V电压的能量，并在升压阶段期间将该能量供应到高压喷射阀。只要升压电容器能够提供足够的升压电压，那么在升压阶段中的电流不依赖于电池电压。该复杂的电流曲线还具有保持阶段，在该阶段电流下降至较低的电平或较低的有效值，并且在该有效值左右调节该电流。例如通过将阀门线圈与电池电压接通而实现调节。
待设置的升压电流和保持电流的大小一般通过最大系统压力(临近该压力时高压喷射阀应被打开并保持打开)和喷射燃料的静态流量确定。
发明内容
本发明涉及用于控制喷射阀的方法，其中，在喷射阀保持打开的保持阶段由电容器提供的电流流过喷射阀。
通常设计成在第一阶段由电容器提供电流，该阶段称为所谓的上升或升压阶段，在该阶段期间喷射阀打开，且该阶段在保持阶段之前。在该上升阶段，具有急剧上升电流强度的电流流过喷射阀。根据本发明，电容器(也称为升压电容器并被用于准备电流强度的急剧上升)还用于在保持阶段让电流流过喷射阀，并代替或至少补充电流源(否则预设成用于流过喷射阀)，使得在保持阶段也向喷射阀提供足够大的电流。
在本发明的改型中，在保持阶段电流被调节至有效且通常恒定的值。
在实施例中，该方法在起动过程中实施。此外，该方法还可以在作为电池构成的电流源(该电流源在保持阶段标准运行时提供电流)的功率太小时实施。从而保证喷射阀的计量精度。
此外，本发明涉及用于控制喷射阀的装置，它构造成使电容器在保持阶段(在此期间喷射阀关闭)向喷射阀提供电流。
这在实施例中表示该装置构造成将电容器以及电池控制成用于喷射阀的其它电流源，使得电流源根据需要流过喷射阀，其中电池以及电容器可以接到喷射阀。这里调节可通过将阀门线圈接到电池的电压上而实现。电容器可在第一阶段接上并且还可在保持阶段附加接上。
在一实施方式中，本发明的装置用于在电池(在保持阶段标准运行时提供电流)的功率过小时，使电容器在保持阶段提供电流。
可构成控制器的该装置调节和/或控制喷射阀以及作为电容器而构造的电流源。为了让电流流过喷射阀，该装置一般为喷射阀的各工作点准备合适的电流曲线。此外，该装置可以直接或间接地监视喷射阀(尤其是高压喷射阀)以及其它发动机部件，它们与喷射阀共同作用和/或依赖于喷射阀的作用。在实施中，该装置构造成可通过适当的接通来控制电流源，即以典型的方式控制电容器及电池和/或让电池和电容器的电流流至喷射阀的电路布置。
标准运行时，该装置例如通过提供电流曲线来调整电路布置，使得电流在第一阶段或所谓的上升阶段期间从电容器流至喷射阀。在加速阶段该装置控制电路布置，使得在标准运行期间由电池提供电流。在发动机起动时和/或对于来自电池的电压和电流太小的情况，该装置控制这两个电流源和/或电路布置，使得在保持阶段备选地或至少除了电流(否则在标准运行时仅由电池提供)还提供来自电容器的电流。
设计成可通过所述装置实施用于控制喷射阀(一般是用于车辆发动机的高压喷射阀)的方法的所有步骤，并因此总体控制或调节喷射阀。该装置的各项功能可通过本发明方法的步骤实现。
本发明的具有程序代码的计算机程序构造成用于，当计算机程序在计算机或相应的计算装置(特别是本发明的装置)中运行时，实施本发明方法的所有步骤。
此外，本发明的具有程序代码的计算机程序制品(存储在计算机可读的数据载体上)构造成用于，当计算机程序在计算机或相应的计算装置(特别是本发明的装置)中运行时，实施所述方法的所有步骤。
利用本发明，高压喷射阀(HDEV)通过带有由电容器提供的升压电压(由升压电容器提供)的电流调节在保持阶段也保持打开。
在本发明的变型中，也可利用高压喷射阀在较低的电池电压、较高的燃料压力和较高的阀门流量时提供热起动或重复冷起动所需的燃料量。高压喷射阀的使用范围可以通过线圈温度、电池电压、系统压力和燃料的流量来扩大。
在正常运行时，当汽油直接喷射时最大系统压力通过打开限压安全阀确定。例如在热起动时达到限压安全阀的打开压力，也就是说，在停机阶段之后的起动过程时，在燃料高压系统中通过加热燃料来升压。在燃料系统中，加热燃料通过此前满载运行并因此大大加热的发电机的热传递实现。此外，电池电压在起动时由于起动装置i.d.R.的控制而耗损。所需的较高系统压力(高压喷射阀需克在该压力附近而保持打开)和较低电池电压(用它在保持阶段产生电流)之间的不利组合会由于不充足的有效保持电流导致过早关闭喷射阀和减弱起动喷射，这会导致熄火连同相应的废气值恶化，并导致起动性能恶化直至完全起动失败。
另一不利组合例如是重复冷起动。在这种情况下，发电机在较低的周围/环境温度下起动，并较高负载地运行几分钟。在关机时，由于较高的温差，共轨压力(Druck im Rail)快速升高直到限压安全阀的压力。在重复起动时，电池电压严重受损，阀门必需克服较高的压力而保持打开。
此外，利用本发明，保持阶段通过不依赖于电池电压的较长的上升阶段或升压阶段代替。因此可以在热起动和重复冷起动时避免上述的减弱喷射。
本发明的其它优点和实施例由说明和附图得出。
应当理解的是，在不超出本发明的范围的情况下，上述的和下面将阐述的特征不仅可通过给出的组合而且还可通过其它组合或单独的方式得到应用。
以上根据附图中的实施示例示意说明了本发明，下面参考附图详细描述本发明。
附图说明
图1是在标准运行中喷射阀的参数曲线图的示意说明例。
图2是在较小电池电压时喷射阀的参数曲线图的示意说明例。
图3是在保持阶段期间从电容器取得附加电流时喷射阀的参数曲线图的示意说明例。
图4表示具有根据本发明的装置的实施方式的配置例。
具体实施方式
图1表示第一、第二和第三曲线图2，4，6，其中分别表示了用于说明在标准运行时作为高压喷射阀而构造的喷射阀在时间轴8，10，12上的控制曲线的参数。时间轴8，10，12在曲线图2，4，6所示的部分中占有几毫秒[ms]。其中，这些时间轴8，10，12相互设置成，使得曲线图2，4，6描述的参数值给出这些参数在相同时刻的变化过程。
在第一曲线图2中，在竖直信号轴14方向上表示了由控制器提供的作为参数的控制信号16的值。其中，控制信号16的值在时间间隔18期间是零。在该时间间隔18之前和之后控制信号16分别设计成恒定值。
在图1的第二曲线图4中，沿竖直的电流轴20表示安培电流强度。第二曲线图4说明了电流曲线22的变化，利用该曲线流过喷射阀，使得相应的电流流过喷射阀。
该电流曲线22具体包括直至达到所谓的最大升压电流24而结束的急剧上升。电流曲线22的第一阶段也称为升压阶段。
在达到升压电流24之后电流曲线22设计成下降。这种下降伴随着电流曲线22的起动阶段，其中电流调节至通过第二直线28标示的有效起动电流。电流曲线的该阶段称为起动阶段。通过直线26说明在升压阶段和起动阶段期间电流强度的有效值。
在电流曲线22的起动阶段接着发生电流曲线22的进一步下降。在电流曲线22的与起动阶段相连接的保持阶段，电流调节到通过第三直线30说明的有效保持电流。此后，电流曲线22的值降至0安培。
在控制喷射阀时设计成，在上升阶段期间打开喷射阀直至达到升压电流24。在电流曲线22调节至有效起动电流(第二直线28)的起动阶段，喷射阀完全打开。在其后的电流曲线22的保持阶段期间，喷射阀保持打开。由此推出，下面图2和图3的曲线图也分别分为上升、起动和保持阶段。
在第二曲线图4内，通过电流曲线22的锯齿形变化指明在起动阶段以及保持阶段期间电流曲线22调节至有效起动值和有效保持值。
在第三曲线图6中，沿电压轴32说明了在喷射阀的连接端以及因此在接头上的电压的值34。该电压的测量值34显示在第三曲线图内具有从上升阶段的开始到结束的最大正升压电压36，并且最后(在这种情况下是保持阶段的结束)具有最大负升压电压38。
参照时间轴10，12比较第二和第三曲线图4，6得知，在电流曲线22的急剧上升期间最大正升压电压36达到峰值。在起动阶段期间，电压的值34呈锯齿形变化，其中电压最大达到直线40所示的电池电压值。在从起动阶段过渡到保持阶段时，电压34达到最小值。在保持阶段的电压34的测量值在0伏和直线40所示的最大电池电压之间变化。
与图1一样，图2也表示在较低电池电压时，喷射阀控制曲线的参数的三个曲线图50，52，54，它们具有水平时间轴56，58，60。
此外，在第一曲线图50中信号轴62表示控制器的控制信号64的值，该值在时间间隔66期间为零。
在第二曲线图52中，竖直的电流轴68表示在较低电池电压时的电流曲线70。在这种情况下，在急剧上升期间在第一阶段或称为上升阶段达到最大升压电流72。在随后的起动阶段，用直线76说明电流曲线70的实际达到的值。然而在喷射阀关闭的保持阶段期间，电流曲线70达到的值低于通常达到的直线78所示的保持电流的值。
在第三曲线图中，电压轴80说明了喷射阀上的电压的测量值82。其中，开始时电压达到最大升压电压(直线84)并且结束时达到最大负升压电压(直线86)。在此之间，最大电压达到降低了的恒定电池电压(直线88)。
图3表示在较小电池电压时在保持阶段期间从用作升压电容器的电容器取得的附加电流时，喷射阀参数的控制曲线的曲线图100，102，104。这三个曲线图100，102，104也如图1的曲线图2，4，6和图2的曲线图50，52，54那样具有水平时间轴106，108，110。
此外，在第一曲线图100中，沿竖直的信号轴112给出表示控制信号114的值，如上述示例那样的时间间隔116期间的值是零。
在第二曲线图102中，沿电流轴120给出电流曲线118，如上述示例一样表示直至达到所谓的升压电流(直线122)的急剧上升。设计成通过用作升压电容器的电容器来提供该急剧上升。
在达到最大升压电流后喷射阀完全打开，其中电流强度降低，并且具有在第二曲线图中直线126所示的有效起动电流。
由于在上述情况下电池电压降低，在此后的保持阶段同样通过升压电容器来提供附加电流，使得在伴随着喷射阀的关闭的保持阶段期间，在如通过直线126表示的有效保持电流周围调节。因此，在保持阶段喷射阀流过比图2的第二曲线图52时更大的电流。
用以在保持阶段使电流流过喷射阀而且利用升压电容器的措施，也对第三曲线图104中沿电压轴130示出的电压值132产生影响。在保持阶段，电压的值132超过此前直线134所示的电池电压的有效值。在这种情况下，这里的锯齿形电压交替地是为0伏的最小值132和对应于升压电压的最大值136。
在控制高压喷射阀的保持阶段中的电流被电池的i.d.R.抽走，其中，通过电流调节保持必需的有效保持电流(图1的第二曲线图4)。例如，若电池电压在冷起动时较小，可不维持有效保持电流并提前关闭阀门(图2)。利用阀门控制变化曲线的灵活形成，可以由现有的升压电容器供给保持阶段的电流。在这种情况下，保持阶段的电流可以达到不依赖于电池电压的(必需的)有效保持电流并得以维持，如图3所示。通常能量仅仅在上升或升压阶段从升压电容器中取出。其原因是对升压电容器再充电需要时间。由于在起动中较低的转速，升压电容器的再充电能力保证在保持阶段也可使用升压电容器的电流。
在起动结束后以及达到足够的电池电压和/或未低于一定的电压阙值时，保持阶段从升压电容器的电流调节过渡到电池电压的电流调节。
图4表示电路配置142，其中包括：本发明的装置144的实施形式带有输出级模块146的、喷射阀148以及电池150和电容器152，其中电池150和电容器152构成喷射阀148的电流源。
本发明的构成控制器的装置144设计成用于控制喷射阀148，其中装置144在该实施方式中监视喷射阀148的状态。为了实现本发明的方法的实施方式，装置144提供电流的电流曲线154，该曲线使两个电流源中的至少一个流过喷射阀148)，从而电流曲线154在第一阶段中包括一个急剧的、至少一次中断的上升，直至达到图1至3所示的升压电流。
在上述图1至3所示的保持阶段(此时喷射阀148在实现打开之后保持打开)通常设计成，电池150同时用作喷射阀148的电压源。通过装置144选择各阶段需要的用于流过喷射阀的电压源，其中该装置144通过电流曲线154以合适的方式接通电流源中的至少一个。
从上述本发明的实施方式设计成，对于电池150的电池电压太低的情况，在保持阶段也由电容器152(否则仅在第一阶段期间流过以达到急剧上升)供应用于喷射阀148的电流。此外，装置144用来监视影响流过喷射阀148的电池电压以及其它参数。仅例如在电池电压在热起动或冷起动期间太小的情况下，在本发明的方法的实施例中的装置144合适地控制和接通电流源，使得此后由电容器152向喷射阀148提供具有足够大电流强度的电流。

Claims (11)

1.一种用于控制喷射阀(148)的方法，其中，所述喷射阀(148)在其被保持打开的保持阶段流过由电容器(152)提供的电流。
2.如权利要求1所述的方法，其中，在所述喷射阀(148)被打开的、所述保持阶段之前的第一阶段，由所述电容器(152)提供电流。
3.如权利要求2所述的方法，其中，在所述保持阶段电流被调节至有效值。
4.如以上权利要求中任一项所述的方法，其中，所述方法在起动过程中执行。
5.如以上权利要求中任一项所述的方法，其中，所述方法在所述保持阶段以标准运行状态提供电流的电池(150)的电压太低时执行。
6.如以上权利要求中任一项所述的方法，其中，所述喷射阀(148)的计量精度受到控制。
7.一种用于控制喷射阀(148)的装置，该装置用以使电容器(152)在所述喷射阀(148)被保持打开的保持阶段向所述喷射阀(148)提供电流。
8.如权利要求7所述的装置，所述装置用以控制作为所述喷射阀(148)的其它电流源的所述电容器(152)及电池(150)。
9.如权利要求8所述的装置，所述装置用以在所述保持阶段以标准运行状态提供电流的所述电池(150)的电压太低时，使所述电容器(152)在所述保持阶段提供电流。
10.一种具有程序代码的计算机程序，当在计算机或有关的计算装置、尤其是权利要求10或11所述的装置(144)中运行时，所述计算机程序执行权利要求1至6中任一项所述的方法之所有步骤。
11.一种存储在计算机可读数据载体上的、具有程序代码的计算机程序制品，当在计算机或有关的计算装置、尤其是权利要求10或11所述的装置(144)中运行时，所述计算机程序执行权利要求1至6中任一项所述的方法之所有步骤。
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