CN102465765A - 用于控制被构造成将加压燃料供应到内燃机的高压燃料供应泵的方法和控制设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于控制被构造成将加压燃料供应到内燃机的高压燃料供应泵的方法和设备，螺线管致动进气阀(120)被构造成通过偏压力在第一方向上朝向进气阀的第一停止位置被偏压，和被构造成通过磁力克服该偏压力在与第一方向相反的第二方向上朝向进气阀的第二停止位置移动并通过所述磁力保持在第二停止位置。所述方法包括以下步骤：在第一时间段(ΔT0，ΔT1)，将控制电流施加到螺线管致动进气阀(120)，用于通过磁力使进气阀在第二方向上移动到第二停止位置，并将进气阀保持在第二停止位置；以及在第一时间段(ΔT0，ΔT1)之后，在螺线管致动进气阀(120)从第二停止位置沿第一方向移动期间，在第二时间段(ΔT2)将控制电流施加到螺线管致动进气阀(120)。本发明的特征在于在第二时间段(ΔT2)期间将控制电流施加到螺线管致动进气阀(120)的步骤包括逐渐减小控制电流，具体地将控制电流逐渐减小到零。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于控制被构造成将加压燃料供应到内燃机的高压燃料供应泵的方法和控制设备，尤其涉及一种共用轨道，所述共用轨道具有用于将加压燃料喷射到内燃机的燃烧室中的多个燃料喷射器。具体地，本发明涉及一种用于控制高压燃料供应泵的方法和控制设备，所述高压燃料供应泵包括压缩室、用于将未加压燃料输送到压缩室的常开型螺线管致动进气阀、在压缩室中在第一柱塞位置(例如，所谓的下死点位置)与第二柱塞位置(例如，所谓的上死点位置)之间往复运动以对压缩室中的燃料进行加压的可移动柱塞和用于将加压燃料从压缩室排出以被供应给内燃机的排出阀。高压燃料供应泵的常开型螺线管致动进气阀被构造成通过磁力关闭或保持关闭。本发明还涉及一种包括被构造成适于控制设备的计算机程序代码装置的计算机程序产品。
背景技术
近年来，汽油缸内直喷(GDI)由于其增加的功率(由于减小的震动趋势)并因此具有高燃料效率的优点而变得越来越流行。在汽油直接喷射中，低压燃料从燃料箱通过低压燃料泵被输送到高压泵。在高压泵的压缩室中，低压燃料被加压到高压，并被输送到包括多个喷射器的共用轨道，以在高压下被直接喷射到内燃机的燃烧室中。
通常，通过控制高压燃料供应泵的螺线管致动进气阀来电子控制通过高压燃料供应泵供应的高压燃料的量。已经公知一种常闭型螺线管致动进气阀，所述常闭型螺线管致动进气阀可以通过给螺线管致动进气阀的一个或多个螺线管通电同时通过一个或多个偏压构件(诸如，弹簧)被偏压到螺线管致动进气阀的关闭方向而打开和/或保持打开。此外，已经公知一种常开型螺线管致动进气阀，所述常开型螺线管致动进气阀可以通过给螺线管 致动进气阀的一个或多个螺线管通电同时通过一个或多个偏压构件(例如，弹簧)被偏压到螺线管致动进气阀的打开方向而关闭和/或保持关闭，本发明涉及所述常开型螺线管致动进气阀。
对于包括常开型螺线管致动进气阀的高压燃料泵，已经公知两种用于控制常开型螺线管致动进气阀的操作原理。
根据如DE 102008054512A1中所述的第一类型的操作原理，高压燃料供应泵的周期性运行周期首先包括进气期，在进气期中，燃料通过进气阀被吸入到压缩室中，同时可移动柱塞在压缩室中从第二柱塞位置(通常称为下死点位置)移动到第一柱塞位置(通常称为上死点位置)，并且螺线管致动进气阀在进气期期间通过偏压力(例如，通过弹簧)打开或保持打开，其次，所述高压燃料供应泵的周期性运行周期包括溢出期，在所述溢出期中，燃料通过进气阀从压缩室溢出，同时可移动柱塞从第一柱塞位置移动到第二柱塞位置，并且螺线管致动进气阀通过偏压力或通过偏压力和燃料的液压力保持打开，第三，所述高压燃料供应泵的周期性运行周期包括输送期，在所述输送期中，燃料在压缩室中被加压并通过高压燃料供应泵的排出阀被排出以被供应给内燃机，同时可移动柱塞移动从第一柱塞位置移动到第二柱塞位置，并且螺线管致动进气阀通过磁力保持关闭。
根据第一类操作原理，常开型螺线管致动进气阀保持关闭，直到通过将控制电流施加到螺线管致动进气阀(即，通过将控制电压施加到螺线管致动进气阀)而使可移动柱塞到达上死点位置为止。接着，在可移动柱塞开始其朝向下死点位置的向后移动时切断控制电流之后，常开型进气阀由于作用在打开方向上的偏压力(可以与在可移动柱塞朝向下死点位置移动时由于压缩室的体积增加而由通过进气阀流动到压缩室中的低压燃料产生的液压力结合)而打开。当常开型进气阀达到进气阀的完全打开位置时，产生冲击噪声，尤其对于诸如空载条件的低发动机转速，该冲击噪声甚至决定发动机的总噪声。
为了该减小冲击噪声，当常开型进气阀到达完全打开位置时，DE 102008054512A1中提出了在切断控制电流之后将另一个控制电流脉冲施加到螺线管致动进气阀以在进气阀的打开运动期间减小进气阀的速度。
根据如DE 10148218A1中所述的可选的第一类操作原理，高压燃料供 应泵的周期性运行循环首先包括进气期，在所述进气期中，燃料通过进气阀(如果进气阀在进气期期间保持打开)或通过可选择设置的辅助阀(如果通过将控制电流施加到螺线管致动进气阀而使进气阀在进气期期间保持关闭)被吸入到压缩室，同时可移动柱塞在压缩室中从第二柱塞位置移动到第一柱塞位置，其次，所述高压燃料供应泵的周期性运行周期包括输送期，在所述输送期，燃料在压缩室中被加压并通过排出阀被排出以被供应给内燃机，同时可移动柱塞移动从第一柱塞位置移动到第二柱塞位置，并且螺线管致动进气阀通过磁力保持关闭，以及第三，所述高压燃料供应泵的周期性运行周期包括溢出期，在所述溢出期中，燃料通过进气阀从压缩室溢出，同时可移动柱塞从第一柱塞位置移动到第二柱塞位置，并且螺线管致动进气阀通过偏压力打开或保持打开。
根据第二类操作原理，常开型螺线管致动进气阀保持关闭，直到通过将控制电流施加到螺线管致动进气阀，例如，通过将控制电压施加到螺线管致动进气阀而使可移动柱塞朝向上死点位置移动但是还没有到达上死点位置的时刻。接着，在可移动柱塞仍然朝向上死点位置移动时切断控制电流之后，常开型进气阀由于作用在打开方向上的偏压力(可以与在可移动柱塞朝向上死点位置移动时由于压缩室的体积减小而由压缩室中的加压燃料产生的液压力结合)而打开。当常开型进气阀达到进气阀的完全打开位置时，产生冲击噪声，尤其对于诸如空载条件的低发动机转速，该冲击噪声甚至决定发动机的总噪声。
为了减小该冲击噪声，当常开型进气阀到达完全打开位置时，DE 10148218A1中提出了在切断控制电流之后将另一个控制电流脉冲施加到螺线管致动进气阀以在进气阀的打开运动期间减小进气阀的速度。
然而，DE 102008054512A1和DE 10148218A1中教导的在切断控制电流之后将另一个控制电流脉冲施加到螺线管致动进气阀产生如下问题：用于减小打开运动的速度的脉冲的定时和控制电流值必须被非常精确地调节以实际上有助于减小高压燃料供应泵的操作的噪声。具体地，如果脉冲的定时太晚或控制电流值太低，则脉冲将太晚或太弱而不能减小打开运动的速度，从而使得进气阀仍然以高速达到完全打开位置并产生大的冲击噪声。
另一方面，如果脉冲的定时太早或控制电流值太高，则脉冲可能会具有使进气阀的打开运动的速度可能不仅减小而且停止的副作用。甚至可能的是，进气阀由于控制电流的脉冲而再次关闭，甚至可能达到完全关闭位置(因此可能产生当到达完全关闭位置时的噪声)，并且在切断控制电流脉冲之后，进气阀由于偏压力(和/或液压力)而将再次开始沿打开方向移动，直到所述进气阀到达完全打开位置，而速度不会有任何减小，从而再次具有高冲击速度，并产生大的噪声。此外，所述阀将在这样的条件下在可移动柱塞基于凸轮轮廓已经具有更高的移动速度的稍后时刻到达完全打开位置。那么，所述阀甚至可以在比没有施加减速脉冲的情况下的速度更高的冲击速度到达完全打开位置，并产生甚至更大的冲击噪声。
考虑到该问题，需要针对诸如发动机转速、燃料的温度以及进气阀的特殊特性的操作条件精确地调节脉冲，其中所述操作条件由于大规模生产的偏差可能会从一个高压燃料泵到另一个高压燃料供应泵而变化。例如，在DE 102008054512A1中，教导了使用麻烦的闭环控制，所述闭环控制使用压力传感器以能够根据诸如发动机转速的操作条件以及根据进气阀的独特性质单独地调节脉冲的控制。
发明内容
考虑到现有技术的上述问题，本发明的目的是提供一种用于特别是在较少依赖于减速脉冲的定时和振幅的精确调节和精确计算的同时在减小噪声的情况下有效地控制包括常开型螺线管致动进气阀的高压燃料供应泵的方法和控制设备。
对于实现上述目的，提出了一种根据权利要求1所述的用于控制被构造成将加压燃料供应到内燃机的高压燃料供应泵的方法、一种根据权利要求14所述的用于控制被构造成将加压燃料供应到内燃机的高压燃料供应泵的控制设备和一种根据权利要求15所述的计算机程序产品。从属权利要求涉及本发明的优选实施例。
根据本发明的第一方面，提供了一种用于控制高压燃料供应泵的方法，所述高压燃料供应泵被构造成将加压燃料供应到内燃机，特别是供应到具有用于将加压燃料喷射到内燃机的燃烧室中的多个燃料喷射器的共 用轨道。高压燃料供应泵包括：压缩室；螺线管致动进气阀，所述螺线管致动进气阀用于将未加压燃料输送到压缩室；可移动柱塞，所述可移动柱塞在压缩室中在第一柱塞位置BTC与第二柱塞位置TDC之间往复运动，用于对压缩室中的燃料进行加压；和排出阀，所述排出阀用于将加压燃料从压缩室排出以被供应给内燃机，螺线管致动进气阀被构造成通过偏压力在第一方向上朝向进气阀的第一停止位置被偏压，和被构造成通过磁力克服偏压力在与第一方向相反的第二方向上朝向进气阀的第二停止位置移动并通过磁力保持在第二停止位置。
根据第一方面，所述方法包括以下步骤：在第一时间段期间，通过磁力将控制电流施加到螺线管致动进气阀，用于使进气阀在第二方向上移动到第二停止位置并将进气阀保持在第二位置；以及
在所述第一时间段之后的第二时间段中，在螺线管致动进气阀从所述第二停止位置在第一方向上移动期间，将控制电流施加到螺线管致动进气阀。本发明的第一方面的特征在于：在第二时间段期间将控制电流施加到螺线管致动进气阀包括：逐渐减小控制电流，特别是将控制电流逐渐减小到零。
本发明可以应用于常闭型螺线管致动进气阀和常开型螺线管致动进气阀。特别是，在螺线管致动进气阀是被构造成通过磁力被关闭和/或保持关闭的常开型螺线管致动进气阀的情况下，第一停止位置是所述常开型螺线管致动进气阀的完全打开位置，第一方向是所述常开型螺线管致动进气阀的打开方向，第二停止位置是所述常开型螺线管致动进气阀的完全关闭位置，而第二方向是所述常开型螺线管致动进气阀的关闭方向。另一方面，在螺线管致动进气阀是被构造成通过磁力被打开和/或保持打开的常闭型螺线管致动进气阀的情况下，第一停止位置是所述常闭型螺线管致动进气阀的完全关闭位置，第一方向是所述常闭型螺线管致动进气阀的关闭方向，第二停止位置是所述常闭型螺线管致动进气阀的完全打开位置，而第二方向是所述常闭型螺线管致动进气阀的打开方向。
在下文中，结合被构造成通过磁力被关闭和/或保持关闭的常开型螺线管致动进气阀更加详细地说明本发明的优选方面。然而，所述优选方面还可以应用于常闭型螺线管致动进气阀的控制。
在常开型螺线管致动进气阀的情况下，根据本发明的第一方面，提供了一种用于控制高压燃料供应泵的方法，所述高压燃料供应泵被构造成将加压燃料供应到内燃机，特别是供应到具有用于将加压燃料喷射到内燃机的燃烧室中的多个燃料喷射器的共用轨道。高压燃料供应泵包括：压缩室；常开型螺线管致动进气阀，所述常开型螺线管致动进气阀用于将未加压燃料输送到压缩室；可移动柱塞，所述可移动柱塞在压缩室中在第一柱塞位置(例如，所谓的下死点位置)与第二柱塞位置TDC(例如，所谓的上死点位置)之间往复运动，用于对压缩室中的燃料进行加压；和排出阀，所述排出阀用于将加压燃料从压缩室排出以被供应给内燃机。高压燃料供应泵的常开型螺线管致动进气阀被构造成通过磁力关闭或保持关闭。
根据本发明，用于控制高压燃料供应泵的方法包括以下步骤：特别是在将控制电流施加到螺线管致动进气阀以通过磁力关闭进气阀之后，在第一时间段期间将控制电流施加到螺线管致动进气阀以通过磁力保持进气阀关闭，同时可移动柱塞从第一柱塞位置(特别是下死点位置)移动到第二柱塞位置(特别是上死点位置)。这里，加压燃料从压缩室通过排出阀被排出以被供应给内燃机，同时可移动柱塞从第一柱塞位置移动到第二柱塞位置，并且螺线管致动进气阀通过磁力和/或液压力保持关闭。然后，该方法包括以下步骤：在第一时间段之后的第二时间段，在螺线管致动进气阀的打开运动期间或甚至在所述打开运动之前和期间，将控制电流施加到螺线管致动进气阀，特别是为了使进气阀的打开运动减速或至少防止螺线管致动进气阀的打开运动的加速。根据本发明，在第二时间段期间将控制电流施加到螺线管致动进气阀包括：逐渐(连续或反复地/阶跃地)减小控制电流，优选逐渐(连续或反复地/阶跃地)将控制电流减小到零。
即，在施加控制电流用于使螺线管致动进气阀处于完全关闭位置并可选择地保持螺线管致动进气阀关闭的第一时间段之后，在另一个第二时间段，将另一个控制电流脉冲施加到螺线管致动进气阀，用于减小进气阀的打开运动的加速度和/或速度。然而，根据本发明，在第二时间段期间将控制电流施加到螺线管致动进气阀包括逐渐减小控制电流，特别是将控制电流逐渐减小到零。
这样的优点在于：在第二时间段期间的控制电流初始可以以高控制电 流施加，但是然后所述控制电流被控制以逐渐减小，从而缓慢地减小作用在进气阀的关闭方向上的磁力。因此，可以缓慢地减小磁力，使得磁力将与作用在进气阀的打开方向上的偏压力自动平衡，从而使进气阀缓慢并且平稳地由缓慢克服缓慢减小的磁力的偏压力引导到完全打开位置，而不会产生冲击噪声，且基本上与诸如发动机转速的具体操作条件无关，以及基本上与进气阀的例如由于大规模生产的偏差的单独特性无关。因此，优点在于不需要关于具体操作条件或进气阀的单独特性提供准确调节和精确计算。
术语“螺线管致动进气阀的打开运动”或“进气阀的打开运动”表示螺线管致动进气阀的至少一部分在进气阀的打开方向(即，可以在完全关闭位置与阀座接触以关闭阀的阀构件的运动方向)上的运动。具有分离式和一体式螺线管致动进气阀。对于一体式螺线管致动进气阀，术语“螺线管致动进气阀的打开运动”或“进气阀的打开运动”表示典型地固定到阀杆或与阀杆一体形成的阀构件的打开运动，其中所述阀杆本身固定到锚定部或与锚定部一体形成，所述锚定部可以被吸引到通电螺线管或从通电螺线管被排斥。即，对于一体式螺线管致动进气阀，术语“螺线管致动进气阀的打开运动”或“进气阀的打开运动”可以表示阀构件、阀杆和锚定部的打开运动。然而，对于分离式螺线管致动进气阀，术语“螺线管致动进气阀的打开运动”或“进气阀的打开运动”优选地表示锚定部或可以被吸引到通电螺线管或从通电螺线管被排斥的另外的可移动构件的打开运动。锚定部典型地固定到阀杆或与阀杆一体形成，使得术语“进气阀的打开运动”可以表示锚定部和阀杆的打开运动。
根据本发明的优选实施例，可应用于常开型螺线管致动进气阀和常闭型螺线管致动进气阀，通过将脉宽调制电压信号施加到螺线管致动进气阀，借助于脉宽调制(PWM)控制控制将控制电流施加到螺线管致动进气阀，并且逐渐减小控制电流值包括：例如根据逐级下降脉宽调制控制阶跃地(反复地)减小所施加的脉宽调制电压信号的占空比。因此，在第二时间段期间，可以通过以阶跃的方式(反复地)减小所施加的PWM控制电压的占空比(例如，通过控制所施加的PWM控制电压的占空比，使得占空比根据减小阶跃函数减小)来有效地逐渐减小控制电流。
可选地，根据本发明的另一个优选实施例，可应用于常开型螺线管致动进气阀和常闭型螺线管致动进气阀，通过将脉宽调制电压信号施加到螺线管致动进气阀，借助于脉宽调制控制控制将控制电流施加到螺线管致动进气阀，并且逐渐减小控制电流值包括：例如根据线性下降脉宽调制控制连续减小所施加的脉宽调制电压信号的占空比。因此，在第二时间段期间，可以通过连续减小所施加的PWM控制电压的占空比(例如，通过控制所施加的PWM控制电压的占空比，使得占空比根据诸如线性减小函数的单调减小函数减小)来有效地逐渐减小控制电流。
根据常开型螺线管致动进气阀的第一类操作原理，高压燃料供应泵的操作优选包括：进气期，在所述进气期中，燃料通过进气阀被吸入到压缩室中，同时可移动柱塞从第二柱塞位置移动到第一柱塞位置，并且螺线管致动进气阀在进气期期间通过偏压力或通过偏压力和液压力打开或保持打开；溢出期，在所述溢出期中，燃料通过进气阀从压缩室溢出，同时可移动柱塞从第一柱塞位置移动到第二柱塞位置，并且螺线管致动进气阀通过偏压力保持打开；和输送期，在所述输送期中，燃料在压缩室中被加压并通过排出阀被排出以被供应给内燃机，同时可移动柱塞从第一柱塞位置移动到第二柱塞位置，并且螺线管致动进气阀通过磁力保持关闭。
即，根据第一类操作原理，溢出期在进气期之后，而输送期在溢出期之后，直到循环再次从进气期继续为止。具体地，在可移动柱塞从第一柱塞位置移动到第二柱塞位置的时间期间，溢出期基本上在可移动柱塞在第一柱塞位置启动时开始，进气阀在可移动柱塞从第一柱塞位置到第二柱塞位置的移动期间关闭，并且一旦进气阀关闭，输送期开始，并且燃料通过排出阀被输送，大致到可移动柱塞到达第二柱塞位置为止。
当根据第一类操作原理控制高压燃料供应泵时，第二时间段优选地包括在进气期中。
根据常开型螺线管致动进气阀的可选的第二类操作原理，高压燃料供应泵的操作包括：进气期，在所述进气期中，燃料在进气阀在进气期期间保持打开的情况下通过进气阀被吸入到所述压缩室中，或者燃料在进气阀在进气期期间通过将控制电流施加到螺线管致动进气阀而保持关闭的情况下通过选择设置的辅助阀被吸入到所述压缩室中，同时所述可移动柱塞 从第二柱塞位置移动到第一柱塞位置；输送期，在所述输送期中，燃料在压缩室中被加压并通过排出阀被排出以被供应给内燃机，同时可移动柱塞从第一柱塞位置移动到第二柱塞位置，并且螺线管致动进气阀通过磁力保持关闭；以及溢出期，在所述溢出期中，燃料通过进气阀从压缩室溢出，同时可移动柱塞从第一柱塞位置移动到所述第二柱塞位置，并且螺线管致动进气阀通过偏压力或通过偏压力和液压力打开或保持打开。
即，根据第二类操作原理，输送期在进气期之后，而溢出期在输送期之后，直到循环再次从进气期继续为止。具体地，在可移动柱塞从第一柱塞位置移动到第二柱塞位置的时间期间，当可移动柱塞在第一柱塞位置启动时(或至少在朝向第二柱塞位置的运动开始之后不久)，溢出期基本上开始，进气阀在可移动柱塞从第一柱塞位置到第二柱塞位置的移动期间初始关闭，并且一旦进气阀打开，溢出期开始，燃料通过进气阀溢出，基本上直到可移动柱塞到达第二柱塞位置为止。
当根据第二类操作原理控制高压燃料供应泵时，第二时间段优选地包括在溢出期中。
根据优选的实施例，可应用于常开型螺线管致动进气阀和常闭型螺线管致动进气阀，控制电流在第二时间段期间被施加到螺线管致动进气阀，使得特别是在进气阀到达第一停止位置的时间之前能够防止进气阀在第一方向上的移动的加速。
根据另一个优选的实施例，可应用于常开型螺线管致动进气阀和常闭型螺线管致动进气阀，控制电流在第二时间段期间被施加到螺线管致动进气阀，使得特别是在进气阀到达第一停止位置的时间之前使进气阀在第一方向上的移动减速。
优选地，可应用于常开型螺线管致动进气阀和常闭型螺线管致动进气阀，控制电流在第二时间段期间被施加到螺线管致动进气阀，至少直到进气阀到达第一停止位置为止。特别是，控制电流优选地逐渐减小，使得该控制电流在进气阀到达第一停止位置之后达到零。
根据优选的实施例，可应用于常开型螺线管致动进气阀和常闭型螺线管致动进气阀，特别是对于上述第一类操作原理，在可移动柱塞已经到达第二柱塞位置之后，控制电流在第二时间段被施加到螺线管致动进气阀。 或可选地，在第二时间段中基本上可以在可移动柱塞到达第二柱塞位置时将控制电流施加到螺线管致动进气阀。
优选地，可应用于常开型螺线管致动进气阀和常闭型螺线管致动进气阀，第一时间段和第二时间段由没有控制电流施加到螺线管致动进气阀的第三时间段间隔开。优选地，可应用于常开型螺线管致动进气阀和常闭型螺线管致动进气阀，特别是对于上述第一类操作原理，第三时间段包括可移动柱塞到达第二柱塞位置的时间。这样的优点在于：因为在第一时间段与第二时间段之间的第三时间段期间没有将控制电流施加到螺线管致动进气阀，因此可以减小高压燃料供应泵的能量消耗，并且可以避免热过载。对于上述第一类操作原理，这意味着控制电流例如甚至可以在可移动柱塞到达第二柱塞位置之前已经被切断。接着，压缩室内的增加的液压可以用于保持进气阀关闭，直到可移动柱塞到达第二柱塞位置为止。
根据另一个优选的实施例，可应用于常开型螺线管致动进气阀和常闭型螺线管致动进气阀，从第一时间段到第二时间段连续施加控制电流。然后，第一时间段和第二时间段优选可以被将控制电流施加到螺线管致动进气阀的第三时间段间隔开，在第三时间段施加的控制电流优选地小于在第一时间段施加的控制电流，用于保持进气阀关闭。同样，这样的优点在于：因为在第一时间段与第二时间段之间的第三时间段期间将低控制电流施加到螺线管致动进气阀，因此可以降低高压燃料供应泵的能量消耗，并且可以避免热过载。对于上述第一类操作原理，可应用于常开型螺线管致动进气阀，这意味着控制电流例如可以在可移动柱塞到达第二柱塞位置之前被减小。接着，压缩室内的增加的液压可以用于保持进气阀关闭，直到可移动柱塞到达第二柱塞位置为止。
优选地，在第一时间段期间施加的控制电流大于在第二时间段施加的控制电流。优选地，在常开型螺线管致动进气阀的情况下，在第一时间段期间施加的用于使进气阀处于完全关闭位置并任选地保持进气阀关闭的控制电流大于第二时间段施加的控制电流。
优选地，可应用于常开型螺线管致动进气阀和常闭型螺线管致动进气阀，第二时间段中仅在内燃机的低载荷运行期间，特别是在内燃机的空转运行期间，将控制电流施加到螺线管致动进气阀被执行。在高发动机转速 下，高压燃料供应泵可以在施加电流用于保持进气阀关闭的第一时间段之后在没有施加控制电流的情况下运行。这是因为对于高发动机转速，诸如发动机噪声的其它噪声源决定总噪声，而进气阀到达完全打开位置时产生的冲击噪声不会显著地对总噪声作出贡献。
优选地，可应用于常开型螺线管致动进气阀和常闭型螺线管致动进气阀，特别是在第二时间段期间，根据如上所述的通过阶跃式(反复地)减小占空比的阶跃式下降PWM控制或通过连续减小占空比的线性下降PWM控制，借助于施加的电压信号的脉宽调制控制来控制施加到螺线管致动进气阀的控制电流，或者，根据本发明的另一个优选的实施例，例如通过使用来自螺线管电流感测的反馈的电流阈值控制，借助于闭环电流控制来控制施加到螺线管致动进气阀的控制电流。这种电流控制可包括通过电流放大器控制螺线管致动进气阀的控制电流值，和通过电流传感器确定螺线管致动进气阀的控制电流值。特别是，可以使用控制螺线管致动进气阀的控制电流的任意方法，只要在第二时间段期间施加控制电流的步骤包括逐渐减小控制电流的步骤。
优选地，可应用于常开型螺线管致动进气阀和常闭型螺线管致动进气阀，进气阀是一体式进气阀，包括阀构件和阀杆，阀构件和阀杆由一体成形件形成，或者阀构件和阀杆相互固定。或可选地，适用于常开型螺线管致动进气阀和常闭型螺线管致动进气阀，进气阀可以是分离式进气阀，所述分离式进气阀包括单独形成的阀构件和阀杆。
根据本发明的第二方面，提供了一种用于控制高压燃料供应泵的控制设备，所述高压燃料供应泵被构造成将加压燃料供应到内燃机，所述控制设备适于根据如本发明的第一方面的上述方法或本发明的上述优选实施例中的至少一个所述的用于控制高压燃料供应泵的方法来控制施加到螺线管致动进气阀的控制电流。
根据本发明的第三方面，提供了一种包括计算机程序代码装置的计算机程序产品，所述计算机程序代码装置被构造成适于控制设备，特别是适于发动机控制单元，使得所述控制设备适于根据如本发明的第一方面的上述方法或本发明的上述优选实施例中的至少一个所述的用于控制高压燃料供应泵的方法来控制施加到螺线管致动进气阀的控制电流。
附图说明
图1显示包括根据第二类操作可以被控制的一体式常开型螺线管致动进气阀的高压燃料泵的示例(根据DE 10148218A1的图4)；
图2显示包括可以根据第一类操作被控制的一体式常开型螺线管致动进气阀的高压燃料供应泵的示例；
图3显示包括可以根据第一类操作被控制的分离式常开型螺线管致动进气阀的高压燃料供应泵的示例；
图4示例性地示出了根据高压燃料供应泵的第一类操作的一体式螺线管致动进气阀的控制；
图5示例性地示出了根据高压燃料供应泵的第二类操作的一体式螺线管致动进气阀的控制；
图6示例性地示出了根据本发明的第一实施例的一体式螺线管致动进气阀的控制；
图7示例性地示出了根据本发明的第二实施例的一体式螺线管致动进气阀的控制；
图8示例性地示出了根据本发明的第三实施例的一体式螺线管致动进气阀的控制；
图9示例性地示出了根据本发明的第四实施例的一体式螺线管致动进气阀的控制；
图10示例性地示出了根据本发明的第五实施例的一体式螺线管致动进气阀的控制；
图11示例性地示出了根据本发明的第六实施例的一体式螺线管致动进气阀的控制；
图12示例性地示出了根据本发明的第七实施例的一体式螺线管致动进气阀的控制；
图13示例性地示出了根据本发明的第八实施例的一体式螺线管致动进气阀的控制；
图14示例性地示出了根据本发明的第九实施例的一体式螺线管致动进气阀的控制；
图15示例性地示出了根据本发明的第十实施例的一体式螺线管致动进气阀的控制；
图16A和16B示例性地示出了根据第一类操作在第二时间段期间没有减小控制电流的螺线管致动进气阀的控制、根据第一类操作在第二时间段期间减小控制电流的螺线管致动进气阀的控制以及根据本发明的一个实施例的螺线管致动进气阀的控制的比较；以及
图17A示例性地示出了根据本发明的一个实施例的线性下降的PWM控制，而图17B示例性地示出了根据本发明的一个实施例的阶跃式下降的PWM控制。
具体实施方式
以下参照附图描述本发明的优选实施例。应当注意的是实施例的所述特征和多个方面可以被修改或合并以形成本发明的进一步的实施例。在该说明书中，两种电流控制方法(使用来自螺线管电流感测的反馈的直接电流阈值控制或PWM控制)中的任一个将用于说明本发明所包含的思想(即，通过显示期望产生的电流或通过显示可以产生这种电流的PWM信号)。然而，应该注意的是可以使用用于控制电流控制的任意实施方案。此外，要注意的是实际电流分布图可以显示其它特征，例如，电流脉动(尤其是在PWM控制的情况下)或当进气阀撞击机械限动器时电流的下降。为简单起见，在附图中省略这些特征，并且仅显示局部平均电流(作为平滑轨迹)。
图1显示了包括一体式常开型螺线管致动进气阀120的高压燃料供应泵100的示例，其中所述一体式常开型螺线管致动进气阀120可以根据第二类操作被控制。高压燃料供应泵100包括压缩室110和可移动柱塞130，所述可移动柱塞由凸轮180驱动，并在压缩室110中在下死点位置与上死点位置之间往复运动。除了螺线管致动进气阀120之外，高压燃料供应泵100还包括用于将低压燃料从进气通道160输送到压缩室110的辅助阀150和用于从压缩室110将高压燃料输送到与内燃机的共用轨道(未示出)连接的排出通道170的排出阀140。
螺线管致动进气阀120是包括固定到阀杆122的阀构件121的一体式进 气阀。阀杆122通过弹簧123朝向阀121的打开方向被偏压。螺线管致动进气阀120还包括固定到阀杆122的锚定部124和螺线管线圈125，其中锚定部124可以在进气阀的完全打开位置与限制构件126接触。当将控制电流施加到螺线管线圈125时，产生磁性偏压力，从而在进气阀的关闭方向上作用在锚定部124上，使得可以通过施加控制电流直到阀构件121与阀座127在进气阀的完全关闭位置接触为止而关闭进气阀。
当凸轮180旋转时，高压燃料供应泵100的操作包括：进气期，在所述进气期中，燃料在进气期期间通过将控制电流施加到螺线管致动进气阀120而使进气阀120保持关闭时通过辅助阀150通过进气阀120被吸入到压缩室110中，同时可移动柱塞130从上死点位置TDC移动下死点位置BDC；输送期，在所述输送期，燃料在压缩室110中被加压并通过排出阀140被排出以被供应给内燃机，同时可移动柱塞130从下死点位置BDC移动到上死点位置TDC，并且螺线管致动进气阀120通过磁力保持关闭；和溢出期，在所述溢出期中，燃料通过进气阀120从压缩室110溢出，同时可移动柱塞130从下死点位置BDC移动到上死点位置TDC，并且螺线管致动进气阀120通过弹簧123借助于偏压力和可能地通过进气阀120溢出的燃料的液压力打开或保持打开(第二类操作，请同时参照图5)。在上述操作中，进气阀在进气期期间保持关闭，并且低压燃料仅通过辅助阀150被输送给压缩室110。然而，进气阀120还可以被控制使得至少在进气期的一部分时间中，低压燃料通过进气阀120和辅助阀150或在没有设置任何辅助阀150的情况下仅通过进气阀120被输送给压缩室110。进气阀120被控制成使得在进气期的结束时的最后时刻被关闭。
图2显示了包括可以根据第一类操作被控制的一体式常开型螺线管致动进气阀的高压燃料供应泵100的示例。该高压燃料供应泵100包括压缩室110和可移动柱塞130，所述可移动柱塞由凸轮180驱动，并在压缩室110中在下死点位置与上死点位置之间往复运动。除了螺线管致动进气阀120之外，高压燃料供应泵100还包括排出阀140，所述排出阀140用于将高压燃料从压缩室110输送到与内燃机的共用轨道(未示出)连接的排出通道170。
螺线管致动进气阀120是包括固定到阀杆122的阀构件121的一体式进气阀。阀杆122通过弹簧123朝向阀121的打开方向被偏压。螺线管致动进 气阀120还包括固定到阀杆122的锚定部124和螺线管线圈125。当将控制电流施加到螺线管线圈125时，磁性偏压力产生，从而在进气阀的关闭方向上作用在锚定部124上，使得可以通过施加控制电流直到阀构件121在进气阀的完全关闭位置与阀座127接触为止而使进气阀关闭。
当凸轮180旋转时，高压燃料供应泵100的操作包括：进气期，在所述进气期中，燃料通过进气阀120被吸入到压缩室110中，同时可移动柱塞130从上死点位置TDC移动下死点位置BDC，并且螺线管致动进气阀120通过弹簧123的偏压力打开或保持打开；溢出期，在所述溢出期中，燃料通过进气阀120从压缩室110溢出，同时可移动柱塞130从下死点位置BDC移动到上死点位置TDC，并且螺线管致动进气阀120通过偏压力保持打开；和输送期，在所述输送期，燃料在压缩室110中被加压并通过排出阀140被排出以被供应给内燃机，同时可移动柱塞130从下死点位置BDC移动到上死点位置TDC，并且螺线管致动进气阀120通过磁力保持关闭(第一类操作，请同时参照图4)。
图3显示了包括可以根据第一类操作被控制的分离式常开型螺线管致动进气阀的高压燃料供应泵100的示例。不同于图2中所示的高压燃料供应泵100，阀杆122和阀构件121是分离主体。阀构件121通过弹簧123b朝向进气阀120的关闭方向被偏压，并且阀杆122通过弹簧123a朝向进气阀120的打开方向被偏压。弹簧123a的偏压力大于弹簧123b的偏压力，使得当没有将控制电流施加到螺线管线圈125时阀构件121通过阀杆122朝向进气阀的打开方向被偏压。通过将控制电流施加到螺线管线圈125，作用在锚定部124上的磁力产生，从而将锚定部124与阀杆122吸引在一起，使得阀构件121可以在进气阀120的完全关闭位置与阀座127接触。图3中所示的分离式常开型螺线管致动进气阀120的操作基本上类似于图2中所示的螺线管致动进气阀120的操作，在于溢出期在进气期之后，输送期则在所述溢出期之后(第一类操作)。
图4示例性地示出了根据高压燃料供应泵的第一类操作的螺线管致动进气阀的控制。图4中的上侧行示出了在下死点位置BDC与上死点位置TDC之间往复运动的可移动柱塞130的柱塞运动。图4中的中间行示出了施加到螺线管线圈125的控制电流，而图4中的下侧行示出了进气阀120的运 动，具体为阀构件121在完全打开位置与完全关闭位置之间的运动。
当可移动柱塞130从下死点位置BDC朝向上死点位置TDC移动时，在时间段ΔT0期间通过将高控制电流脉冲施加到螺线管125以给螺线管125通电并关闭进气阀120而使进气阀120关闭。接着，当进气阀120位于完全关闭位置时，在第一时间段ΔT1期间施加控制电流以保持进气阀120关闭。之后，由于能量消耗的原因控制电流被切断，其中进气阀120通过压缩室110中的压力增加产生的液压力而保持关闭。当可移动柱塞130到达上死点位置时，进气阀120通过弹簧(图2在的弹簧123或图3中的弹簧123a)的偏压力以及可能通过经打开的进气阀120在压缩室110中流动的低压燃料产生的液压力而打开。当进气阀120到达完全打开位置时，产生大的冲击噪声。
图5示例性地示出了根据高压燃料供应泵的第二类操作的螺线管致动进气阀的控制。图5中的上侧行示出了在下死点位置BDC与上死点位置TDC之间往复运动的可移动柱塞130的柱塞运动。图5中的中间行示出了施加到螺线管线圈125的控制电流，而图5中的下侧行示出了进气阀120的运动，具体是阀构件121在完全打开位置与完全关闭位置之间的运动。
当可移动柱塞130从下死点位置BDC朝向上死点位置TDC移动时，在第一时间段ΔT1期间，首先通过施加低于在时间段ΔT0(ΔT0还可以被设定成比图5中所示的晚；接着，低压燃料在开始进气阶段可通过两个阀(进气阀120和辅助阀150)被输送到压缩室150)期间施加的初始脉冲的用于使进气阀120关闭的控制电流，从而使进气阀120保持关闭。之后，切断控制电流，并且通过弹簧(图1中的弹簧123)的偏压力以及可能通过由从压缩室110通过打开的进气阀120流出来的燃料产生的液压力使进气阀120打开。当进气阀120到达完全打开位置时，产生大冲击噪声。
图6示例性地示出了根据本发明的第一实施例的螺线管致动进气阀的控制。图6中的上侧行示出了在下死点位置BDC与上死点位置TDC之间往复运动的可移动柱塞130的柱塞运动。图6中的中间行示出了施加到螺线管线圈125的控制电流，而图6中的下侧行示出了进气阀120的运动，具体为阀构件121在完全打开位置与完全关闭位置之间的运动。
图6中的基本控制原理类似于参照图4所述的控制原理，然而，根据本发明的第一实施例，在可移动柱塞130已经到达上死点位置TDC并再次朝 向下死点位置BDC移动之后，在第二时间段ΔT2期间，控制电流被再次施加到螺线管125。在第一时间段ΔT1与第二时间段ΔT2之间的第三时间段ΔT3期间，没有施加控制电流。具体地，在第二时间段ΔT2期间，通过将控制电流增加到最大减速脉冲电流控制值以首先快速给螺线管125通电来将减速电流脉冲施加到螺线管125，其中所述最大减速脉冲电流控制值可以具有基本上与在第一时间段ΔT1期间施加的控制电流相同或不同的振幅(如图6所示)。控制电流在其逐渐减小到零(特别是大致线性减小到零)之前的短时间段基本上保持处于最大减速脉冲电流控制值。因此，可以对进气阀的打开运动进行减速，并且由于逐渐减小控制电流值，因此进气阀120平稳地到达完全打开位置，而没有产生明显的冲击噪声。
图7示例性地示出了根据本发明的第二实施例的螺线管致动进气阀的控制。图7中的上侧行示出了在下死点位置BDC与上死点位置TDC之间往复运动的可移动柱塞130的柱塞运动。图7中的中间行示出了施加到螺线管线圈125的控制电流，而图7中的下侧行示出了进气阀120，特别是阀构件121在完全打开位置与完全关闭位置之间的运动。
图7中的基本控制原理类似于参照图4所述的控制原理，然而，根据本发明的第二实施例，在可移动柱塞130已经到达上死点位置TDC并再次朝向下死点位置BDC移动之后，在第二时间段ΔT2期间，控制电流被再次施加到螺线管125。具体地，在第二时间段ΔT2期间，通过将控制电流增加到最大减速脉冲电流控制值以首先快速给螺线管125通电来将减速电流脉冲施加到螺线管125，其中所述最大减速脉冲电流控制值可以具有基本上与在第一时间段ΔT1期间施加的控制电流相同或不同的振幅(如图7所示)。控制电流然后逐渐减小到零(特别是大致线性减小到零)。因此，可以对进气阀的打开运动进行减速，并且由于逐渐减小控制电流值，因此进气阀120平稳地到达完全打开位置，而没有产生明显的冲击噪声。
图8示例性地示出了根据本发明的第三实施例的螺线管致动进气阀的控制。图8中的上侧行示出了在下死点位置BDC与上死点位置TDC之间往复运动的可移动柱塞130的柱塞运动。图8中的中间行示出了施加到螺线管线圈125的控制电流，而图8中的下侧行示出了进气阀120，具体为阀构件121在完全打开位置与完全关闭位置之间的运动。
图8中的基本控制原理类似于参照图4所述的控制原理，然而，根据本发明的第三实施例，在可移动柱塞130已经到达上死点位置TDC并再次朝向下死点位置BDC移动之后，在第二时间段ΔT2期间，控制电流被再次施加到螺线管125。具体地，在第二时间段ΔT2期间，通过将控制电流增加到最大减速脉冲电流控制值以首先快速给螺线管125通电来将减速电流脉冲施加到螺线管125，其中所述最大减速脉冲电流控制值可以具有基本上与在第一时间段ΔT1期间施加的控制电流相同或不同的振幅(如图8所示)。控制电流然后逐渐减小到零。因此，可以对进气阀的打开运动进行减速，并且由于逐渐减小控制电流值，因此进气阀120平稳地到达完全打开位置，而没有产生明显的冲击噪声。
图9示例性地示出了根据本发明的第四实施例的螺线管致动进气阀的控制。图9中的上侧行示出了在下死点位置BDC与上死点位置TDC之间往复运动的可移动柱塞130的柱塞运动。图9中的中间行示出了施加到螺线管线圈125的控制电流，而图9中的下侧行示出了进气阀120，具体为阀构件121在完全打开位置与完全关闭位置之间的运动。
图9中的基本控制原理类似于参照图4所述的控制原理，然而，根据本发明的第四实施例，在可移动柱塞130已经到达上死点位置TDC并再次朝向下死点位置BDC移动之后，在第二时间段ΔT2期间，控制电流被再次施加到螺线管125。具体地，在第二时间段ΔT2期间，通过将控制电流增加到最大减速脉冲电流控制值以首先快速给螺线管125通电来将减速电流脉冲施加到螺线管125，其中所述最大减速脉冲电流控制值可以具有基本上与在第一时间段ΔT1期间施加的控制电流相同或不同的振幅(如图9所示)。控制电流在其逐渐减小到零之前在短时间段内基本上保持处于最大减速脉冲电流控制值。因此，可以对进气阀的打开运动进行减速，并且由于逐渐减小控制电流值，因此进气阀120平稳地到达完全打开位置，而没有产生明显的冲击噪声。
图10示例性地示出了根据本发明的第五实施例的螺线管致动进气阀的控制。图10中的上侧行示出了在下死点位置BDC与上死点位置TDC之间往复运动的可移动柱塞130的柱塞运动。图10中的中间行示出了施加到螺线管线圈125的控制电流，而图10中的下侧行示出了进气阀120，具体为阀 构件121在完全打开位置与完全关闭位置之间的运动。
图10中的基本控制原理类似于参照图6所述的控制原理，然而，根据本发明的第五实施例，控制电流以大致恒定电流值从第一时间段ΔT1连续施加到第二时间段ΔT2。在第二时间段ΔT2期间，控制电流在其逐渐减小到零(特别是大致线性减小到零)之前在短时间段内基本上保持处于最大减速脉冲电流控制值。因此，可以对进气阀的打开运动进行减速，并且由于逐渐减小控制电流值，因此进气阀120平稳地到达完全打开位置，而没有产生明显的冲击噪声。
图11示例性地示出了根据本发明的第六实施例的螺线管致动进气阀的控制。图11中的上侧行示出了在下死点位置BDC与上死点位置TDC之间往复运动的可移动柱塞130的柱塞运动。图11中的中间行示出了施加到螺线管线圈125的控制电流，而图11中的下侧行示出了进气阀120，具体为阀构件121在完全打开位置与完全关闭位置之间的运动。
图11中的基本控制原理类似于参照图7所述的控制原理，然而，根据本发明的第六实施例，控制电流以大致恒定电流值从第一时间段ΔT1连续施加到第二时间段ΔT2。在第二时间段ΔT2期间，基本上从可移动柱塞130到达上死点的时间开始，控制电流逐渐减小到零(控制电流还可以从甚至在可移动柱塞130达到上死点之前或之后的时间开始逐渐减小)，特别是大致线性减小到零。因此，可以对进气阀的打开运动进行减速，并且由于逐渐减小控制电流值，因此进气阀120平稳地到达完全打开位置，而没有产生明显的冲击噪声。
图12示例性地示出了根据本发明的第七实施例的螺线管致动进气阀的控制。图12中的上侧行示出了在下死点位置BDC与上死点位置TDC之间往复运动的可移动柱塞130的柱塞运动。图12中的中间行示出了施加到螺线管线圈125的控制电流，而图12中的下侧行示出了进气阀120，具体为阀构件121在完全打开位置与完全关闭位置之间的运动。
图12中的基本控制原理类似于参照图9所述的控制原理，然而，根据本发明的第七实施例，控制电流以大致恒定电流值从第一时间段ΔT1连续施加到第二时间段ΔT2。在第二时间段ΔT2期间，控制电流在其逐渐减小到零之前在短时间段内基本上保持处于最大减速脉冲电流控制值。因此， 可以对进气阀的打开运动进行减速，并且由于逐渐减小控制电流值，因此进气阀120平稳地到达完全打开位置，而没有产生明显的冲击噪声。
图13示例性地示出了根据本发明的第八实施例的螺线管致动进气阀的控制。图13中的上侧行示出了在下死点位置BDC与上死点位置TDC之间往复运动的可移动柱塞130的柱塞运动。图13中的中间行示出了施加到螺线管线圈125的控制电流，而图13中的下侧行示出了进气阀120，具体为阀构件121在完全打开位置与完全关闭位置之间的运动。
图13中的基本控制原理类似于参照图8所述的控制原理，然而，根据本发明的第八实施例，控制电流以大致恒定电流值从第一时间段ΔT1连续施加到第二时间段ΔT2。在第二时间段ΔT2期间，基本上从可移动柱塞130到达上死点的时间开始，控制电流逐渐减小到零(控制电流还可以从甚至在可移动柱塞130达到上死点之前或之后的时间开始逐渐减小)。因此，可以对进气阀的打开运动进行减速，并且由于逐渐减小控制电流值，因此进气阀120平稳地到达完全打开位置，而没有产生明显的冲击噪声。
图14示例性地示出了根据本发明的第九实施例的螺线管致动进气阀的控制。图14中的上侧行示出了在下死点位置BDC与上死点位置TDC之间往复运动的可移动柱塞130的柱塞运动。图14中的中间行示出了施加到螺线管线圈125的控制电流，而图14中的下侧行示出了进气阀120，具体为阀构件121在完全打开位置与完全关闭位置之间的运动。
图14中的基本控制原理类似于参照图10所述的控制原理，然而，根据本发明的第九实施例，虽然控制电流从第一时间段ΔT1连续施加到第二时间段ΔT2，但是为了减小能量消耗并且避免热过载，在第一时间段ΔT1期间在输送期结束时控制电流减小到较小的电流值。在第二时间段ΔT2期间，控制电流再次增加，接着控制电流在其逐渐减小到零(特别是大致线性减小到零)之前在短时间段内基本上保持处于最大减速脉冲电流控制值。因此，可以对进气阀的打开运动进行减速，并且由于逐渐减小控制电流值，因此进气阀120平稳地到达完全打开位置，而没有产生明显的冲击噪声。
图15示例性地示出了根据本发明的第十实施例的螺线管致动进气阀的控制。图15中的上侧行示出了在下死点位置BDC与上死点位置TDC之间往复运动的可移动柱塞130的柱塞运动。图15中的中间行示出了施加到螺 线管线圈125的控制电流，而图15中的下侧行示出了进气阀120，具体为阀构件121在完全打开位置与完全关闭位置之间的运动。
图15中的基本控制原理类似于参照图6所述的控制原理。在第一时间段ΔT1与第二时间段ΔT2之间的第三时间段ΔT3期间，没有施加控制电流。具体地，在第二时间段ΔT2期间，通过将控制电流增加到最大减速脉冲电流控制值以首先快速给螺线管125通电来将减速电流脉冲施加到螺线管125，其中所述最大减速脉冲电流控制值可以具有基本上与在第一时间段ΔT1期间施加的控制电流相同或不同的振幅(如图15所示)。与图6不同，在第二时间段ΔT2期间已经施加减速脉冲，并且在可移动柱塞130到达上死点TDC之前控制电流已经再次增加。控制电流在其逐渐减小到零(特别是连续并且大致线性减小到零)之前在短时间段内基本上保持处于最大减速脉冲电流控制值。因此，可以对进气阀的打开运动进行减速，并且由于逐渐减小控制电流值，因此进气阀120平稳地到达完全打开位置，而没有产生明显的冲击噪声。
图16A和16B中示出了与没有根据本发明逐渐减小减速脉冲相比较的本发明的效果，其中图16A和16B示例性地示出了根据第一类操作在第二时间段期间没有逐渐减小控制电流的螺线管致动进气阀的控制(图16A的cf.)、根据第一类操作在第二时间段期间减小控制电流的螺线管致动进气阀的控制以及根据本发明的一个实施例的螺线管致动进气阀的控制(图16B，类似于图6)的比较。虽然图16B中示出的本发明的实施例可以使进气阀120平稳地到达完全打开位置而不会产生明显的冲击噪声，但是如果磁力变得大于偏压力，则图16A的进气阀120的打开运动不仅停止，而且进气阀120实际上会再次在关闭进气阀的方向上移动，除非减速脉冲被非常准确并精确地调节到例如发动机转速和燃料温度以及进气阀的单独特性的操作条件，其中所述操作条件由于大规模生产偏差可以从一个高压燃料泵到另一个高压燃料供应泵而变化。那么，当控制电流切断时，进气阀迅速打开并产生大的冲击噪声，尽管减速脉冲旨在减小冲击噪声。
图17A示例性地示出了根据本发明的一个实施例的线性下降PWM控制。图17A的上侧行显示了可以施加于螺线管致动进气阀的螺线管的线性下降PWM电压信号，用于在第二时间段ΔT2期间控制控制电流，使控制 电流连续下降。
施加的线性下降PWM电压信号在一定的预定最大占空比(例如，85％、90％、95％或更高)处开始，然后随时间连续减小到小于预定最大占空比的预定最小占空比(该最小占空比甚至可以为零)。图17A的下侧行示例性地示出了产生的控制电流，所述产生的控制电流首先由于PWM电压信号增加，接着由于连续下降的PWM电压信号的占空比而连续减小。
图17B示例性地示出了根据本发明的一个实施例的阶跃式下降PWM控制。图17A的上侧行显示了可以施加于螺线管致动进气阀的螺线管的阶跃式下降PWM电压信号，用于在第二时间段ΔT2期间控制控制电流，使控制电流逐渐下降。施加的阶跃式下降PWM电压信号在一定的预定最大占空比(例如，85％、90％、95％或更高)处开始，然后随时间从最大占空比逐渐减小到小于预定最大占空比的一个或多个中间占空比并达到预定最小占空比(该最小占空比甚至可以为零)。图17B的下侧行示例性地示出了产生的控制电流，所述产生的控制电流首先由于PWM电压信号增加，接着由于阶跃式下降的PWM电压信号的占空比而逐渐减小。
总之，本发明允许提供一种尤其在较少依赖于减速脉冲的定时和振幅的准确调节和精确计算的同时在减小噪声的情况下有效地控制包括常开型螺线管致动进气阀的高压燃料供应泵的方法和控制设备。
Claims (15)
1.一种用于控制高压燃料供应泵的方法，所述高压燃料供应泵被构造成将加压燃料供应到内燃机，
所述高压燃料供应泵(100)包括：压缩室(110)；螺线管致动进气阀(120)，所述螺线管致动进气阀用于将未加压燃料输送到所述压缩室(110)；可移动柱塞(130)，所述可移动柱塞在所述压缩室(110)中在第一柱塞位置(BTC)与第二柱塞位置(TDC)之间往复运动，用于对所述压缩室(110)中的燃料进行加压；和排出阀(140)，所述排出阀用于将加压燃料从所述压缩室(110)排出以被供应给所述内燃机，
所述螺线管致动进气阀(120)被构造成通过偏压力在第一方向上朝向所述进气阀的第一停止位置被偏压，和被构造成通过磁力克服所述偏压力在与所述第一方向相反的第二方向上朝向所述进气阀的第二停止位置移动，并通过磁力保持在所述第二停止位置，以及
所述方法包括以下步骤：
在第一时间段(ΔT0，ΔT1)期间，通过磁力将控制电流施加到所述螺线管致动进气阀(120)，用于使所述进气阀在所述第二方向上移动到所述第二停止位置并将所述进气阀保持在所述第二停止位置；以及
在所述第一时间段(ΔT0，ΔT1)之后的第二时间段(ΔT2)期间，在所述螺线管致动进气阀(120)从所述第二停止位置在所述第一方向上移动期间，将控制电流施加到所述螺线管致动进气阀(120)，
其特征在于：在所述第二时间段(ΔT2)期间将控制电流施加到所述螺线管致动进气阀(120)包括：
逐渐减小控制电流，特别是将所述控制电流逐渐减小到零。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述螺线管致动进气阀(120)是被构造成通过磁力被关闭和/或保持关闭的常开型螺线管致动进气阀(120)，其中所述第一停止位置是所述螺线管致动进气阀(120)的完全打开位置，所述第一方向是所述螺线管致动进气阀(120)的打开方向，所述第二停止位置是所述螺线管致动进气阀(120)的完全关闭位置，而所述第二方向是所述螺线管致动进气阀(120)的关闭方向；或者
所述螺线管致动进气阀(120)是被构造成通过磁力被打开和/或保持打开的常闭型螺线管致动进气阀(120)，其中所述第一停止位置是所述螺线管致动进气阀(120)的完全关闭位置，所述第一方向是所述螺线管致动进气阀(120)的关闭方向，所述第二停止位置是所述螺线管致动进气阀(120)的完全打开位置，而所述第二方向是所述螺线管致动进气阀(120)的打开方向。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：
通过将脉宽调制电压信号施加给所述螺线管致动进气阀(120)，借助于脉宽调制控制来控制将控制电流施加到所述螺线管致动进气阀(120)；以及
逐渐减小控制电流值包括：阶跃式地减小施加的脉宽调制电压信号的占空比；或者
逐渐减小控制电流值包括：连续减小施加的脉宽调制电压信号的占空比。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中，所述螺线管致动进气阀(120)是被构造成通过磁力被关闭或保持关闭的常开型螺线管致动进气阀(120)，以及
所述高压燃料供应泵(100)的操作包括：
进气期，在所述进气期中，燃料通过所述进气阀(120)被吸入到所述压缩室(110)中，同时所述可移动柱塞(130)从所述第二柱塞位置(TDC)移动到所述第一柱塞位置(BDC)，并且所述螺线管致动进气阀(120)通过偏压力或通过偏压力和液压力打开或保持打开；
溢出期，在所述溢出期中，燃料通过所述进气阀(120)从所述压缩室(110)溢出，同时所述可移动柱塞(130)从所述第一柱塞位置(BDC)移动到所述第二柱塞位置(TDC)，并且所述螺线管致动进气阀(120)通过偏压力保持打开；和
输送期，在所述输送期中，燃料在所述压缩室(110)中被加压并通过所述排出阀(140)被排出以被供应给所述内燃机，同时所述可移动柱塞(130)从所述第一柱塞位置(BDC)移动到所述第二柱塞位置(TDC)，并且所述螺线管致动进气阀(120)通过磁力保持关闭，
其中所述第二时间段(ΔT2)包括在所述进气期中。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中，所述螺线管致动进气阀(120)是被构造成通过磁力被关闭或保持关闭的常开型螺线管致动进气阀(120)；以及
所述高压燃料供应泵(100)的操作包括：
进气期，在所述进气期中，燃料在所述进气阀(120)在所述进气期期间保持打开的情况下通过所述进气阀(120)被吸入到所述压缩室(110)中，或者燃料在所述进气阀(120)在所述进气期期间通过将控制电流施加到所述螺线管致动进气阀(120)而保持关闭的情况下通过辅助阀(150)被吸入到所述压缩室(110)中，同时所述可移动柱塞(130)从所述第二柱塞位置(TDC)移动到所述第一柱塞位置(BDC)；
输送期，在所述输送期中，燃料在所述压缩室(110)中被加压并通过所述排出阀(140)被排出以被供应给所述内燃机，同时所述可移动柱塞(130)从所述第一柱塞位置(BDC)移动到所述第二柱塞位置(TDC)，并且所述螺线管致动进气阀(120)通过磁力保持关闭；以及
溢出期，在所述溢出期中，燃料通过所述进气阀(120)从所述压缩室(110)溢出，同时所述可移动柱塞(130)从所述第一柱塞位置(BDC)移动到所述第二柱塞位置(TDC)，并且所述螺线管致动进气阀(120)通过偏压力或通过偏压力和液压力打开或保持打开，
其中所述第二时间段(ΔT2)包括在所述溢出期中。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于：控制电流在所述第二时间段(ΔT2)期间被施加到所述螺线管致动进气阀(120)，使得特别是在所述进气阀(120)到达所述第一停止位置的时间之前，防止所述进气阀(120)在所述第一方向上的移动的加速，尤其是使得特别是在所述进气阀(120)到达所述第一停止位置的时间之前使所述进气阀(120)在所述第一方向上的移动减速。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征在于：
在所述第二时间段(ΔT2)施加控制电流，至少直到所述进气阀(120)到达所述第一停止位置为止。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，其特征在于：
当所述螺线管致动进气阀(120)是被构造成通过磁力关闭或保持关闭的常开型螺线管致动进气阀(120)时：
在所述第二时间段(ΔT2)中在所述可移动柱塞(130)到达第二柱塞位置(TDC)之前施加控制电流；
在所述第二时间段(ΔT2)中在所述可移动柱塞(130)到达第二柱塞位置(TDC)之后施加控制电流；或
在所述第二时间段(ΔT2)中基本上在所述可移动柱塞(130)到达第二柱塞位置(TDC)的时间施加控制电流。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的方法，其特征在于：
所述第一时间段(ΔT1)和所述第二时间段(ΔT2)由没有控制电流被施加到所述螺线管致动进气阀(120)的第三时间段间隔开。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：
当所述螺线管致动进气阀(120)是被构造成通过磁力关闭或保持关闭的常开型螺线管致动进气阀(120)时，所述第三时间段包括所述可移动柱塞(130)到达所述第二柱塞位置(TDC)的时间。
11.根据权利要求1-8中任一项所述的方法，其特征在于：
从所述第一时间段(ΔT1)到所述第二时间段(ΔT2)连续施加控制电流。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述第一时间段(ΔT1)和所述第二时间段(ΔT2)由控制电流被施加到所述螺线管致动进气阀的第三时间段间隔开，在所述第三时间段期间所施加的控制电流小于在所述第一时间段中所施加的控制电流。
13.根据权利要求1-12中任一项所述的方法，其特征在于：
通过施加的电压信号的脉宽调制控制或通过闭环电流控制来控制施加到所述螺线管致动进气阀的控制电流。
14.一种用于控制高压燃料供应泵的控制设备，所述高压燃料供应泵被构造成将加压燃料供应到内燃机，其特征在于：
所述控制设备适于根据如权利要求1-13中任一项所述的用于控制高压燃料供应泵的方法控制施加到所述螺线管致动进气阀的控制电流。
15.一种包括计算机程序代码装置的计算机程序产品，所述计算机程序代码装置被构造成适于一种控制设备，尤其是发动机控制单元，使得所述控制设备适于根据如权利要求1-13中任一项所述的用于控制高压燃料供应泵的方法控制施加到螺线管致动进气阀的控制电流。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |