CN102245882B - 用于调节内燃机中的量控制装置的磁阀的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于调节内燃机的燃料喷射系统(10)的方法，其中燃料喷射系统(10)包括高压泵(16)，该高压泵配有量控制阀(15)，该量控制阀具有可以通过线圈(21)电磁地操作的用于导入燃料的磁阀(22)，其中量控制阀(15)调节由高压泵(16)输送的燃料量并且磁阀（22）的线圈(21)按照一个目标参量被通电流，以便关闭将燃料导入高压泵(16)的磁阀，其中所述目标参量在关闭磁阀(22)时从一个第一电流目标值(422)被这样地降低到一个第二电流目标值(431)，使得在运行内燃机期间在关闭磁阀（22）时产生的可听见的噪声的辐射至少部分地被减小。

Description

用于调节内燃机中的量控制装置的磁阀的方法

现有技术

本发明涉及一种用于调节内燃机的燃料喷射系统的方法，其中燃料喷射系统包括高压泵，该高压泵配有量控制阀，该量控制阀具有可以通过线圈电磁地操作的用于导入燃料的磁阀，其中量控制阀控制由高压泵输送的燃料量并且磁阀的线圈被用一个第一电流值通电流，以便关闭将燃料导入高压泵的该磁阀。

由现有技术中已经知道一种用于控制具有量控制阀的燃料喷射系统的方法。这种量控制阀一般地实现为一种可以通过线圈以电磁的方式操作的磁阀，该磁阀具有衔铁和配属的行程限制器。磁阀在线圈不通电状态下是打开的。为了关闭磁阀，用蓄电池电压的恒定的电压控制该线圈，其中线圈中的电流以特性的方式升高。在对施加电压和磁阀的关闭时刻之间的时间被称为吸动时间。在断开电压之后，电流又以特性方式回落并且磁阀在电流回落之后不久打开。在断开线圈上的电压和阀打开之间的时间被称为断开时间。

为了增大磁阀的吸动时间并且由此降低衔铁的撞击速度，可以在磁阀到达一个相应的最终位置之前，即在衔铁撞击行程限制器之前，减小用于关闭磁阀施加在线圈上的电压。由此通过开始时施加的电压快速建立起线圈电流并且由此也快速建立起磁力，用于实现衔铁的运动的快速开始。然后通过减小施加的电压避免线圈电流不必要的升高。这种减小不仅可以在到达一定的力值之前而且在其之后进行，在该力值下衔铁开始运动。重要的是，在此情况下保证衔铁的可靠吸动。

如果在这种燃料喷射系统运行期间对磁阀的通电流选择过低，那么它的吸动时间在一定情况下可能会如此之长，使得磁阀在规定的吸动阶段没有完全关闭并且由此不能够在高压泵中建立足够的高压。为了避免这种情况，如此地确定通电流，即始终保证磁阀被关闭。但是该确定的通电流常常被如此高地选择，即到达磁阀的相对快的吸动特性并且因此造成衔铁对行程限制器的相应大的撞击速度，这导致衔铁对行程限制器的硬的撞击。在此情况下产生可听见的噪声，该噪声被内燃机反射出去并且可以令人感觉不舒服和受干扰。

发明的公开

因此本发明的任务是提供一种方法和装置，其在控制量控制阀的磁阀时可以减小可听见的噪声。

这个问题通过一种用于调节内燃机的燃料喷射系统的方法解决。燃料喷射系统包括高压泵，该高压泵配置有量控制阀，后者具有可以通过线圈电磁地操控的、用于供给燃料的磁阀。量控制阀调节由高压泵输送的燃料量。磁阀的线圈按照用于线圈中的电流的目标参量被通电流，以便关闭该用于将燃料导入高压泵的磁阀。用于线圈21中的电流的目标参量在关闭磁阀时从设定的第一电流目标值这样地降低到设定的第二电流目标值，使得在内燃机运行期间在关闭磁阀时形成的可听见的噪声的辐射至少被部分地减小。

本发明由此两个减小在内燃机运行期间可听见的噪声，从而内燃机的运行令人在主观上感觉更舒服和更安静。

按照本发明，第二电流目标值对应于一个可以用于在内燃机运行期间达到完全关闭磁阀的最小电流值。

由此可以达到可听见的噪声的最大降低。

高压泵与一个蓄压管连接，其上连接有至少一个喷射阀。在此情况下，为了确定最小电流值，将蓄压管的实际压力值与一个配属的目标压力值比较。为了确定最小电流值，优选确定一个失效电流值，在该失效电流值下实际压力值与目标压力值的偏差超过设定的阈值，其中被确定的失效电流值被增大设定的安全偏置量。

通过以设定的安全偏置量增大该被确定的失效电流值，保证了磁阀的完全关闭。

备选地，对于与其上连接有至少一个喷射阀的蓄压管连接的高压泵，可以由配属的压力调节器预先设定用于运行所要求的目标压力值，其中依据在内燃机运行期间目标压力值的升高确定最小电流值。在此情况下，为了确定最小电流值，求得一个失效电流值，在该失效电流下目标压力值的升高超过设定的阈值，其中求得的失效电流值被增大设定的安全偏置量。

本发明由此可以在使用已经存在的部件和元件成本有利地实现，其中通过以设定的安全偏置量增大该被求得的失效电流值，保证了磁阀可靠的和完全的关闭。

按照本发明，磁阀具有衔铁，该衔铁为了关闭磁阀被拉向配属的行程限制器，其中可听见的噪声通过衔铁撞击行程限制器形成。在此情况下通过将用于线圈中的电流的目标参量从第一电流目标值降低第二电流目标值，使磁阀的吸动特性减慢，以便减小衔铁对行程限制器的撞击速度。

通过减小撞击速度，减小了在衔铁撞击行程限制器时产生的可听见的噪声。

开头所述的问题也通过一种用于实施用于调节内燃机的燃料喷射系统的方法的计算机程序解决，其中燃料喷射系统包括高压泵，该高压泵配有量控制阀，该量控制阀具有可以通过线圈电磁地操作的用于导入燃料的磁阀，其中量控制阀调节由高压泵输送的燃料量并且磁阀的线圈按照用于线圈中的电流的目标参量被通电流，以便关闭将燃料导入高压泵的该磁阀。计算机程序将所述用于线圈中的电流的目标参量在关闭磁阀时从设定的第一电流目标值这样地降低到设定的第二电流目标值，使得在内燃机运行中在关闭磁阀时产生的可听见的噪声的辐射至少部分地被减小。

开头所述的问题也通过一种具有燃料喷射系统的内燃机解决，燃料喷射系统包括高压泵，该高压泵配有量控制阀，该量控制阀具有可以通过线圈电磁地操作的用于导入燃料的磁阀，其中由高压泵输送的燃料量可以由量控制阀通过对磁阀的线圈通电流按照一个用于线圈中的电流的目标参量进行调节，以便关闭用于将燃料导入高压泵的该磁阀。在关闭磁阀时，所述用于线圈中的电流的目标参量可以从设定的第一电流目标值降低到设定的第二电流目标值，以至少部分地减小在内燃机运行中在关闭磁阀时产生的可听见的噪声的辐射。

附图

下面对照附图详细解释本发明的实施例。附图中所示:

图1是具有高压泵和量控制阀的内燃机的燃料喷射系统的示意图;

图2是图1的高压泵具有所属的时间图的各种功能状态的示意图;

图3是用于控制图1的量控制阀的方法的流程图。

图4是在一个按照本发明的控制期间图1的磁阀的要求的控制电压或施加电流的时间曲线的示意图。

图1显示了一个内燃机的燃料喷射系统10的示意图。该燃料喷射系统包括电燃料泵11，用它将燃料从燃料箱12输送出来并且经燃料滤清器13继续泵送。燃料泵11适合用于产生一个低压。为了控制和/或调节这个低压设置有低压调节器14，它与燃料滤清器13出口连接并且可以通过它再将燃料引回到燃料箱12。此外在燃料滤清器13的出口上连接由量控制阀15和机械的高压泵16构成的串联线路。高压泵16的出口经限压阀17引回到量控制阀15的入口。高压泵16的出口继续与蓄压管18连接，蓄压管上连接多个喷射阀19。压力调节器33限定由高压泵16对蓄压管18要产生的目标压力值。蓄压管18也常常称为轨或共轨。此外在蓄压管18上连接压力传感器20。对量控制阀15和压力调节器33的控制在此情况下例如通过在控制和调节装置100上的计算机程序实现，其中使用压力传感器20的实际压力值。

图1中示出的燃料喷射系统10在本示例中用于向一个四缸内燃机的喷射阀19供给足够的燃料和所需的燃料压力，以保证可靠的喷射和内燃机的可靠运行。

量控制阀15和高压泵16的工作方式在图2中详细示出。量控制阀15构造成无电流时打开的磁阀22并且具有线圈21，经该线圈可以通过施加或切断电流或电压来关闭或打开该磁阀22。高压泵16具有柱塞23，它被内燃机的凸轮24操作。此外高压泵16配有阀25。在磁阀22，柱塞23和阀25之间存在高压泵16的一个输送室26。

利用磁阀22可以使输送室26与通过电燃料泵11的燃料输入分开并且由此与低压分开。利用阀25可以使输送室26与蓄压管18分开并且由此与高压分开。

在初始状态如其在图2左边所示，磁阀22被打开并且阀25被关闭。打开的磁阀22对应于线圈21的无电流状态。阀25通过一个弹簧的压力或相应的元件被保持关闭。

在图2的左边的视图中示出了高压泵16的吸入行程。在凸轮24沿着箭头27方向上的转动运动中，柱塞23在箭头28的方向上运动。由于打开的磁阀22，因此被电燃料泵11输送的燃料流入输送室26。

在图2的中间的视图中示出了高压泵16的输送行程，但是其中线圈21仍然没有通电并且磁阀22因此仍然是打开的。由于凸轮24的转动运动，柱塞23在箭头29的方向上运动。由于打开的磁阀22，因此燃料被从输送室26在朝着电燃料泵11的方向上输回。该燃料然后经低压调节器14返回到燃料箱12。

如在中间的视图中那样，在图2的右边的视图中继续示出了高压泵16的输送行程。但是与中间的视图不同，现在线圈21被激励并且因此使磁阀22关闭。其结果是，通过柱塞23的进一步的行程运动在输送室26中建立一个压力。当达到蓄压管18中存在的压力时，阀25被打开并且剩余量被输送到蓄压管中。

输送给蓄压管18的燃料量取决于磁阀22何时转变到其关闭状态。磁阀22关闭的越早，就有越多的燃料经阀25输入到蓄压管18中。这在图2中通过用一个箭头表示的范围B示出。

一旦在图2的右边的视图中柱塞23达到其最大柱塞行程，柱塞23就不能够将其它的燃料经阀25输送到蓄压管18中。阀25关闭。此外线圈21又被断电控制，从而磁阀22又打开。随后现在对应于图2的左边视图在箭头的方向上28运动的柱塞23又可以将电燃料泵的燃料吸入输送室26中。

下面按照本发明的一个实施形式参照图3和4详细说明用于控制图1的燃料喷射系统10的方法。

图3显示了用于调节图1和2的内燃机的燃料喷射系统10的方法300的流程图，以便减小在运行内燃机中在操作量控制阀15期间形成的可听见的噪声。按照本发明的一个优选的实施形式，方法300作为计算机程序进行实施，该计算机程序可以由已经在内燃机中设置的合适的调节装置实施。因此本发明可以通过内燃机的已经存在的部件简单地和成本有利地实现。

在下面对本发明的方法的说明中取消对现有技术中已知的方法步骤的详细解释。

方法300在步骤S301中以受调节地对磁阀22的线圈21通电流开始。为此，按照本发明的一个实施形式，可以切断施加在线圈21上的控制电压，从而在线圈21中感应相应的电流。对于通电流的调节，将线圈21中的电流的目标参量设置在第一电流目标值上。设定的第一电流目标值例如作为时间的函数由合适的特性线设定。测量线圈21中的电流并且如此进行调节，使得它跟随目标参量的变化。

在步骤S302中将测量的线圈电流与设定的适配通电流起始值比较。该适配通电流起始值例如可以依据合适的特性曲线确定。只要测量的线圈电流小于设定的适配通电流起始值，就按照步骤S302继续进行线圈电流的测量和测量的线圈电流与设定的适配通电流起始值的比较。如果测量的线圈电流等于或大于设定的适配通电流起始值，则方法300在步骤S303中继续进行。

在步骤S303中，线圈21中的电流的目标参量从其当前的值被降低到设定的第二电流目标值。第二电流目标值例如按照一个用修正系数修正的特性线设定。该特性线是作为时间的函数的第二电流目标值。修正系数影响电流大小。修正系数例如由值1开始在每个步骤S303中以设定的值例如0.2降低，直到达到设定的最小值，例如0.2。备选地，也可以在存储器中存储多个具有不同的电流大小的特性线。在这种情况下为了确定第二电流目标值在每次执行步骤S303时选择一个具有比前一次执行步骤S303更低的电流大小的特性线。在线圈21中的电流的调节按照在线圈21中的如此改变的电流的目标参量实施。接下来实施步骤S304。

在步骤S304中确定蓄压管18的各当前的实际压力值，例如在使用压力传感器20下。接下来实施步骤S305。

如下所述，然后在步骤S305中确定，是否蓄压管18的当前的实际压力值大降（eingebrochen）。如果不是这种情况，那么方法300返回到步骤S303，在此处在线圈21中的电流的当前的目标参量被重新降低。相应地可以执行数次相继的下降（适配）。

为了在步骤S305中确定是否蓄压管18的当前的实际压力值被大降，按照本发明，将实际压力值与一个由压力调节器33设定的目标压力值比较。如果实际压力值与目标压力值偏差超过设定的阈值，则由此得出实际压力值被大降，随后方法300在步骤S306中继续进行。对此备选地，如果压力调节器33这样地升高目标压力值，使得这种升高超过设定的升高阈值，那么由此也可以认为实际压力值大降（Einbrechen）。

在步骤S306中假设，在用于对线圈21通电流的电流值减小的情况下，如果假设蓄压管18的当前的实际压力值被大降，那么就不再保证磁阀22的完全关闭。如果磁阀22不再完全关闭，那么高压泵16失效（失灵），也就是说高压泵16的燃料输送至少被这样地受到限制，使得蓄压管18中不再能够建立起足够的高压。因此在此处时刻对线圈21通电流的当前的电流值或实际通电流值在下面也称为“失效电流值”。

为了保证在内燃机继续运行中磁阀22总是可靠地和完全地关闭，因此将确定的失效电流值在步骤S306中增大设定的安全偏置量，其中确定一个最小电流值，将用该最小电流值在运行内燃机期间对磁阀22的线圈21通电流，以便使磁阀22可靠地和完全地关闭。

在内燃机的继续运行中，由此对磁阀22的通电流可以在相应的关闭过程中分别在达到适配通电流起始值时被下降到这个最小电流值。由此使磁阀22的吸动时间总是最大，从而使衔铁31对行程限制器32的冲击速度最小并且由此可以减小在此期间产生的可听见的噪声。

图4显示了一个含有举例示出的电流时间曲线410的曲线图400。曲线图400说明对按照本发明的一个实施形式的磁阀22的控制。这在时刻405开始，此时施加在磁阀22的线圈21上的控制电压U_Bat，如上针对图3的步骤S301所描述的，被接通持续一个吸动脉冲长度412。由此线圈21中的电流升高到直到时刻425的电流值421。

在本实施例中，电流曲线410是按照图3的步骤S302的适配通电流起始值。相应地，按照本发明的适配以这个电流曲线410开始，如上针对图3的步骤S303所述。在此情况下，如在图4所示，电流按照线圈21中的电流的目标参量被调节。适配通电流起始值421由此被降低到被减小的电流值422。接着，线圈21中的电流的目标参量在另一个步骤中在时刻430被降低到一个更低的第二电流目标值431，并且接下来直到时刻433被调节。在时刻433，一个为了关闭磁阀22所要求的吸动阶段411结束并且磁阀22关闭，从而时刻433也称为关闭时刻。该按照本发明的适配在步骤S303中逐步地降低一个或多个电流值421，422，431，直到满足停止条件S305。由此使电流曲线410在吸动阶段411期间逐步地下降。

在关闭磁阀22之后。该磁阀保持关闭设定的保持阶段413，在此之后，直到下一个跟随的关闭过程，又将控制电压置于零。由此磁阀22的通电流又下降，从而该磁阀重新打开。

如图4中可见，按照本发明对磁阀22的控制实现一个相当长的吸动阶段411。由此减小衔铁31对行程限制器32的冲击速度并且由此大大地减小此时产生的可听见的噪声。

Claims (6)

1.用于调节内燃机的燃料喷射系统(10)的方法，其中燃料喷射系统(10)包括高压泵(16)，该高压泵配有量控制阀(15)，该量控制阀具有可以通过线圈(21)电磁地操作的用于导入燃料的磁阀(22)，其中量控制阀(15)调节由高压泵(16)输送的燃料量并且磁阀（22）的线圈(21)按照目标参量被通电流，并且测量和如此地调节线圈（21）中的电流，使得电流跟随所述目标参量的变化过程，以便关闭将燃料导入高压泵(16)的磁阀，其中，所述目标参量在关闭磁阀(22)时从设定的第一电流目标值被这样地降低到被减小的电流值（422）并且然后被降低到设定的第二电流目标值，使得在运行内燃机期间在关闭磁阀（22）时产生的可听见的噪声的辐射至少被部分地减小，其中，所述设定的第二电流目标值对应于一个最小电流值，用该最小电流值可以实现在运行内燃机期间完全地关闭磁阀(22)，其中高压泵(16)与一个蓄压管(18)连接，在该蓄压管上连接至少一个喷射阀(19)，其特征在于，为了确定最小电流值，将蓄压管(18)的实际压力值与一个配属的目标压力值比较。

2.按照权利要求1的方法，其特征在于，为了确定最小电流值，求得一个失效电流值，在该失效电流值下，实际压力值与目标压力值的偏差超过一个设定的阈值，其中求得的失效电流值被增大一个预定的安全偏置量。

3.按照权利要求1的方法，其中高压泵(16)与一个蓄压管(18)连接，该蓄压管上连接至少一个喷射阀(19)并且该蓄压管由一个配属的压力调节器(33)被预设一个进行运行所要求的目标压力值，其特征在于，依据在内燃机运行中目标压力值的升高确定最小电流值。

4.按照权利要求3的方法，其特征在于，为了确定最小电流值，求得一个失效电流值，在该失效电流值下，目标压力值的升高超过一个设定的阈值，其中求得的失效电流值被增大一个预定的安全偏置量。

5.按照权利要求1至4之一的方法，其中磁阀(22)具有衔铁(31)，该衔铁被拉向配属的行程限制器(32)，以关闭磁阀(22)，其中可听见的噪声由衔铁(31)撞击到行程限制器(32)上产生，其特征在于，通过将线圈（21）中的电流的目标参量从设定的第一电流目标值降低到设定的第二电流目标值，使磁阀(22)的吸动特性变慢，以减小衔铁(31)对行程限制器(32)的撞击速度。

6.具有燃料喷射系统(10)的内燃机，燃料喷射系统包括高压泵(16)，该高压泵配有量控制阀(15)，该量控制阀具有可以通过线圈(21)电磁地操作的用于导入燃料的磁阀(22)，其中由高压泵(16)输送的燃料量可以由量控制阀(15)通过对磁阀(22)的线圈(21)通电流按照目标参量进行调节，以便关闭用于将燃料导入高压泵(16)的磁阀，并且测量和如此地调节线圈(21)中的电流，使得电流跟随所述目标参量的变化过程，其中在关闭磁阀(22)时所述目标参量可以从设定的第一电流目标值降低到被减小的电流值（422）并且然后被降低到设定的第二电流目标值，以至少部分地减小在运行内燃机期间在关闭磁阀（22）时产生的可听见的噪声的辐射，其中，所述设定的第二电流目标值对应于一个最小电流值，用该最小电流值可以实现在运行内燃机期间完全地关闭磁阀(22)，其中高压泵(16)与一个蓄压管(18)连接，在该蓄压管上连接至少一个喷射阀(19)，其特征在于，为了确定最小电流值，将蓄压管(18)的实际压力值与一个配属的目标压力值比较。