CN102667119B - 用于触发量控阀的方法和装置 - Google Patents

Abstract

在内燃机的燃料系统（10）中由高压泵（16）将燃料输送到燃料轨（18）中。通过由电磁的操纵机构（34）操纵的量控阀（30）来影响所输送的燃料的量。在此提出，在所述量控阀（30）从关闭的状态转变为打开的状态时以足够平坦的下降的变化曲线（56）的形式来设计所述量控阀（30）的触发的水平，从而能够实现打开运动的相对于变化的样本特性稳健的控制。

Description

用于触发量控阀的方法和装置

技术领域

本发明涉及一种按权利要求1的前序部分所述的用于触发量控阀的方法。此外，一种计算机程序、一种电气的存储介质以及一种控制及调节机构是本发明的主题。

背景技术

DE 101 48 218 A1描述了一种用于在利用量控阀的情况下来运行燃料喷射系统的方法。已知的量控阀作为通过电磁线圈以电磁方式操纵的具有电枢和所分配的位移限制止挡的磁阀来实现。从市场上知道这样的量控阀，所述量控阀在电磁线圈的无电流的状态中关闭。在这种状态下，为了打开所述量控阀，用恒定的电压或者脉冲激发的电压（脉宽调制-“PWM”）来触发所述电磁线圈，由此所述电磁线圈中的电流以表征的方式上升。在切断电压之后，电流又以表征的方式下降，由此所述量控阀关闭。同样知道在线圈的通电的状态中打开的磁阀。对于这些磁阀来说以相应的方式进行处理，其中在切断电压并且电流表征地下降时所述磁阀打开。

为了在DE 101 48 218 A1所描述的无电流关闭的阀上防止电枢在量控阀的打开运动的过程中以全速碰撞在止挡上，这可能导致明显的噪声排放，在此在打开运动快要结束之前再次以脉冲方式给电磁的操纵机构通电。通过这种电流脉冲，还在电枢接触到止挡之前来将制动力施加到所述电枢上。通过所述制动力来降低速度，由此减少碰撞噪声。

因为所述量控阀的特性从样本到样本而有差别，所以为了尽可能有效地降低碰撞噪声，有利的是，通电的作用不取决于样本特性。

从未预先公开的DE 10 2008 054 512中，为触发由以电磁方式操纵的操纵机构操纵的量控阀而提出，制动脉冲的至少一个参数对样本特性进行调整。

但是，这种方法向控制/调节机构提出了较高的要求，在所述控制/调节机构上实施所述方法。为了降低对所述控制/调节机构的要求，不太麻烦的方法是值得追求的。

发明内容

本发明涉及一种量控阀，该量控阀在用第一触发值来触发时占据关闭的状态并且用第二触发值进行的触发能够使所述量控阀占据打开的状态。

在进行按本发明的触发时触发信号从第一时刻的第一信号值下降到第二时刻的第二信号值，所述按本发明的触发能够特别容易地稳健地减缓所述量控阀的打开运动。

为了能够直至量控阀完全打开之前对其打开运动进行控制，有利的是，所述触发信号从这个第二时刻的这个第二信号值下降到第三时刻的第二触发值。

为了相对于变化的样本特性将所述打开运动设计得稳健一些，有利的是，对于所述第一信号值之上的触发信号来说所述量控阀处于关闭的状态中，因为按本发明由此对于所述量控阀的所有样本来说保证其处于关闭的状态中。

为了相对于变化的样本特性将所述打开运动设计得稳健一些，有利的是，对于所述第二信号值之下的触发信号来说所述量控阀不是处于关闭的状态中，因为按本发明由此对于所述量控阀的所有样本来说保证允许其打开。

为了相对于变化的样本特性将所述打开运动设计得稳健一些，有利的是，对于所述第二信号值之下的触发信号来说能够使所述量控阀占据打开的状态，因为按本发明由此对于所述量控阀的所有样本来说保证允许其占据打开的状态。

输送室中的较高的压力将所述量控阀保持在其关闭的状态中。为了限制损耗功率，有利的是，所述触发信号从所述量控阀的关闭的时刻直到第一时刻暂时处于所述第二触发值之下。

为了将所述触发过程设计得特别容易，有利的是，所述触发信号从所述量控阀的关闭的时刻直到第一时刻持久地处于所述第二触发值之上。

如果所述第三时刻与第二时刻之间的时间间隔比所述量控阀对于处于所述第二触发值之下的触发信号来说为从关闭的状态转变为打开的状态所需的时间长了第一因数，那就保证了所述触发信号的下降的变化曲线足够平坦，用于有效地减缓所述量控阀的打开运动。

如果所述第二时刻与所述第一时刻之间的时间间隔比所述量控阀对于处于所述第二触发值之下的触发信号来说为从关闭的状态转变为打开的状态所需的时间长了第二因数，那就保证了所述触发信号的下降的变化曲线足够平坦，用于有效地减缓所述量控阀的打开运动。

为了防止在所述量控阀不再通过所述输送室中的压力保持在其关闭的位置中的时刻通过所述执行机构将太小的力施加到所述量控阀的操纵挺杆上，有利的是，所述第一时刻和/或所述第二时刻处于高压泵的上死点或者排出阀的打开时刻之后。

所述按本发明的方法可以以特别简单的方式来实现，如果所述量控阀与电磁的执行机构相组合并且所述触发信号的第一触发值相应于所述执行机构的通电的状态并且所述触发信号的第二触发值（64）相应于未通电的状态。

所述按本发明的方法作为能够实施的措施成本低廉，因为没有产生额外的单件成本。

附图说明

下面参照附图对本发明的实施方式进行详细解释。附图示出如下：

图1是内燃机的具有高压泵和量控阀的燃料喷射系统的示意图；

图2是图1的高压泵和量控阀的不同的功能状态的示意图连同所属的时间图表；

图3是触发信号与量控阀的状态之间的关联的示意图；

图4是触发信号的时间上的变化曲线的示意图；并且

图5是触发信号的时间上的变化曲线及量控阀的状态的时间上的变化曲线的第二示意图。

具体实施方式

燃料喷射系统在图1中在总体上拥有附图标记10。该燃料喷射系统包括电气的燃料泵12，用该电气的燃料泵来将燃料从燃料箱14输送给高压泵16。所述高压泵16将燃料压缩到很高的压力并且将其继续输送到燃料轨18中。在该燃料轨18上连接着多个喷射器20，所述喷射器20将燃料喷射到为其分配的燃料室。所述燃料轨18中的压力由压力传感器22来检测。

所述高压泵16是具有输送活塞24的活塞泵，该输送活塞可以由未示出的凸轮轴置于往复运动中（双箭头26）。所述输送活塞24限定了输送室28，该输送室28可以通过量控阀30与所述电气的燃料泵12的排出口相连接。此外，通过排出阀32所述输送室28可以与所述燃料轨18相连接。

所述量控阀30比如包括电磁的操纵机构34，该电磁的操纵机构在通电的状态中克服弹簧36的力来工作。在所述实施方式的形式中，所述量控阀30在无电流的状态中是敞开的，在通电的状态中该量控阀30具有正常的进入-止回阀的功能。

所述高压泵16和量控阀30以如下方式工作（参见图2）：

在图2中，关于时间在上面绘出了活塞34的升程并且在下面绘出了触发信号。所述触发信号用附图标记“A”来表示。所述触发信号的数值处于在图2中用“0”表示的第一触发值与在图2中用“1”表示的第二触发值之间。比如，所述第一触发值相应于所述电磁的操纵机构34的未通电的状态，并且所述第二数值相应于通电的状态。下面以这种实施例为出发点。

此外示意性地示出所述高压泵16的不同的运行状态。在吸气冲程中（在图2中左边的示意图），所述电磁线圈44无电流，由此所述操纵挺杆48通过弹簧36朝阀元件38挤压并且使该阀元件38运动到其打开的位置中。通过这种方式，燃料可以从电气的燃料泵12流到所述输送室28中。在到达下死点之后，开始所述输送活塞24的输送冲程。这在图2中在当中示出。所述电磁线圈44继续是无电流的，由此所述量控阀30继续强制打开。燃料由输送活塞24通过打开的量控阀30排出给所述电气的燃料泵12。所述排出阀32保持关闭的状态。在此没有将燃料输送到燃料轨18。在时刻t1给所述电磁线圈44通电，由此将所述操纵挺杆48从阀元件38上拉走。在此要指出，在图2中所述电磁线圈44的通电的变化曲线仅仅示意性地示出。在此要说明，实际上的线圈电流并不恒定，而是由于互感效应有时候是下降的。除此之外，对于脉宽调制的触发电压来说，线圈电流是波浪形或者锯齿形。

通过时刻t1的变化，由所述高压泵16输送给燃料轨18的燃料量受到影响。时刻t1如此由控制及调节机构54（图1）来确定，使得燃料轨18中的实际压力尽可能精确地相当于额定压力。为此在所述控制及调节机构54中对由压力传感器22提供的信号进行处理。

由于所述输送室28中的压力，所述阀元件38抵靠到阀座42上，因而所述量控阀30关闭。现在可以在所述输送室28中形成压力，该压力使所述排出阀32打开并且使燃料输送到所述燃料轨18中。在在图2中在最右边示出。就在到达输送活塞24的上死点OT之后，结束所述电磁线圈44的通电，由此所述量控阀30又到达其强制打开的位置中。

在结束所述电磁线圈44的通电时，所述操纵挺杆48朝第一止挡50运动。为了降低在所述第一止挡50上的碰撞速度，产生下降的信号变化曲线56，通过其在碰撞到所述第一止挡50之前降低所述操纵挺杆48的运动速度。在下降的第二信号变化曲线58中，将触发信号置于第一触发值上。这条下降的第二信号变化曲线58比如可以通过所述电磁的操纵机构34的线圈电流的快速消弧来产生。

现在参照图3：在该图3中示出了所述量控阀30的用“A”表示的触发信号与用“Z”表示的状态之间的关联。所述状态在实施例中通过所述操纵挺杆38的升程来表征。在实施例中，所述触发信号的数值相应于通过所述电磁的操纵机构34向操纵挺杆38施加的力并且由此相应于所述操纵挺杆38的升程，因此相应于所述量控阀30的状态。对于第一触发值66来说（在实施例中比如相应于所述电磁的操纵机构34的通电的状态），所述量控阀30处于关闭的状态62中，对于第二触发值64来说（在实施例中比如相应于所述电磁的操纵机构34的未通电的状态），所述量控阀30处于打开的状态60中。如果从所述第一触发值66出发朝所述第二触发值的方向改变（在实施例中：减小）所述触发信号，那么所述量控阀30就在极限触发值72上开始打开。由于所述量控阀的从样本到样本而不同的特性的原因，产生了极限触发值的处于上分散极限74与下分散极限76之间的分散宽度90。

图4关于时间t示出了所述触发信号A的在下降的信号变化曲线56中的按本发明的变化曲线。在第一时刻82，所述触发信号的数值等于第一信号值77，在第二时刻83所述触发信号的数值等于第二信号值78。在第三时刻84，所述触发信号的数值等于所述第二触发值。按本发明，在此所述第一信号值77大于所述上面的分散极限74。由此对于所述量控阀30的所有样本来说保证了其在第一时刻82处于关闭的状态中。按本发明，所述第二信号值78小于下面的分散极限76。由此对于所述量控阀30的所有样本来说保证了使其能够在第二时刻83转变为打开的状态，如果比如不是-如上面所描述的一样-所述输送室28中的压力将所述量控阀30保持在关闭的状态中。如果所述量控阀30没有通过比如所述输送室28中的压力保持在关闭的状态中，那就在时刻83保证，所述量控阀30的所有样本开始打开，从而将所述操纵挺杆48置于运动之中。自第三时刻84起，所述触发信号的数值下降到所述第二触发值64，使得所述量控阀只有就在第三时刻84之前才会完全打开。通过所述操纵挺杆48的运动，在所述电磁线圈44中诱导磁场，该磁场引起作用于所述操纵挺杆48的反作用力。按本发明引起这一点，即在第二时刻83通过所述操纵挺杆48的运动所诱导的磁性的反作用力以及与所述量控阀30的状态或者说所述触发信号的数值相对应的力作用于所述量控阀30的所有样本。

按本发明发现，通过足够平坦的下降的第一信号变化曲线56并且/或者通过足够平坦的下降的第二信号变化曲线58可以如此减缓所述操纵挺杆的运动，从而在碰撞到所述第一止挡50上时减少能够听见的声音的辐射。按本发明发现，这种足够平坦的变化曲线可以通过第二时刻83与第一时刻82之间的足够大的第一时间间隔86并且/或者通过第三时刻84与第二时刻83之间的足够大的时间间隔88来实现。比如应该将所述第一时间间隔86和/或所述第二时间间隔88选择得比所述量控阀30在用第二触发值64触发时为进行关闭所需要的时间大一个因数。比如这个因数可以为1、2、5或者10。但是比如也可以将所述时间间隔88选择得短一些（比如用于示出具有快速消弧的下降的第二变化曲线），如果保证所述量控阀30在第二时刻83足够地关闭。按本发明发现，这比如可以通过足够低的第二信号值78来实现。

图5示出了所述量控阀30的用“A”表示的触发信号的时间上的变化曲线100和用“Z”表示的状态的时间上的变化曲线102。在时刻t1，将所述触发信号的数值从所述第二触发值64提高到所述第一触发值66。由此所述量控阀30从打开的状态60转变为关闭的状态62并且在时刻104关闭。在保持阶段106中，所述量控阀30保持关闭的状态。由于所述输送室28中的使所述量控阀30保持关闭状态的压力的原因，所述触发信号在时间间隔108中可以具有第二触发值64，也就是比如未通电。在到达所述输送活塞24的上死点120之前或者说在所述排出阀32的打开时刻122之前，又将所述触发信号的数值提高到所述第一触发值66。在时刻82，以在图4中所描绘的下降的变化曲线的形式来接通所述触发信号。

为了所述操纵挺杆48的运动在关闭时有效地得到制动，按本发明发现，所述触发信号的数值在相应的时刻必须足够靠近所述第一触发值66，在所述相应的时刻所述输送室28中的压力如此下降，使得其不再将所述量控阀30保持在关闭的状态62中。按本发明这一点通过以下方式来实现，即所述第一时刻82和/或所述第二时刻83在时间上处于所述上死点120的后面和/或所述排出阀32的打开时刻122之后。

作为所示出的实施方式的替代方案，可以在持续时间108中将所述触发信号比如连贯地保持在所述第一触发值66上。

Claims (6)

1.用于触发量控阀（30）的方法，其中所述量控阀（30）在用第一触发值（66）触发时占据关闭的状态（62）并且用第二触发值（64）进行的触发能够使所述量控阀（30）占据打开的状态（60），其特征在于，所述触发信号从第一时刻（82）的第一信号值（77）下降到第二时刻（83）的第二信号值（78），所述触发信号从这个第二时刻（83）的这个第二信号值（78）下降到第三时刻（84）的第二触发值（64），所述量控阀（30）在所述第一时刻（82）处于关闭的状态中，在所述第二时刻（83）能够开始打开并且就在所述第三时刻（84）之前能够完全打开，其中对于所述第一信号值（77）之上的触发信号来说，所述量控阀（30）处于关闭的状态（62）中，对于所述第二信号值（78）之下的触发信号来说，所述量控阀（30）不处于关闭的状态（62）中，其中在所述第二时刻（83）与所述第一时刻（82）之间存在足够大的第一时间间隔（86）并且/或者在所述第二时刻（83）与所述第三时刻（84）之间存在足够大的时间间隔（88），其中，所述第三时刻（84）与所述第二时刻（83）之间的时间间隔（88）比所述量控阀（30）对于处于所述第二触发值（64）之下的触发信号来说为从关闭的状态（62）转变为打开的状态（60）所需的时间长了第一因数，并且，所述第二时刻（83）与所述第一时刻（82）之间的时间间隔（86）比所述量控阀（30）对于处于所述第二触发值（64）之下的触发信号来说为从关闭的状态（62）转变为打开的状态（60）所需的时间长了第二因数。

2.按权利要求1所述的方法，其特征在于，所述触发信号从所述量控阀（30）的关闭的时刻（104）一直到所述第一时刻（82）处于所述第二触发值（64）之下。

3.按权利要求1所述的方法，其特征在于，所述触发信号从所述量控阀（30）的关闭的时刻（104）直到所述第一时刻（82）持久地处于所述第二触发值（64）之上。

4.按权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一时刻（82）和/或所述第二时刻（83）处于高压泵（16）的上死点（120）或者排出阀（32）的打开的时刻（122）之后。

5.按权利要求1所述的方法，其特征在于，所述量控阀（30）与电磁的执行机构（34）相组合，并且所述触发信号的第一触发值（66）相应于所述执行机构（34）的通电的状态并且所述触发信号的第二触发值（64）相应于未通电的状态。

6.用于燃料喷射系统（10）的控制机构（54），其特征在于，其为了用在按权利要求1到5中任一项所述的方法中而得到编程。