CN103168165A - 用于识别到达液压阀的关闭点的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于识别到达液压阀的关闭点的方法和装置。该阀（20）具有关闭体（34），关闭体为了关闭阀（20）可被电的促动器（40）促动。对促动器（40）施加为了关闭阀（20）而预定的电压（U_1）。检测流经促动器（40）的电流的曲线。检测的电流曲线的第一次上升表示阀（20）至少部分地打开，检测的电流曲线的接下来的下降表示关闭体（34）为了关闭阀（20）而进行移动，在检测的电流曲线的下降之后紧接着是检测的电流曲线的第二次上升，基于所述第一次上升、所述下降和所述第二次上升，在检测的电流曲线的下降与第二次上升之间求得检测的电流的局部最小值（I_MIN）。根据检测的电流的局部最小值（I_MIN），求得与检测的电流的局部最小值（I_MIN）的时间点（T_MIN）对应的关闭点。

Description

用于识别到达液压阀的关闭点的方法和装置

本发明涉及用于识别到达液压阀的关闭点的方法和装置。

液压阀特别是在高压泵中用于把燃油输送到汽车内燃机的喷射系统中。

这种液压阀受到严重的应力，尤其是当其受到持续载荷时，比如在高压泵中就是这种情况。由于高压泵受到例如2000巴或更大的压力，所以对这种泵中的阀提出了高要求。

本发明的目的是，提出用于识别到达液压阀的关闭点的方法和装置，借此可实现阀的精确且成本低廉的工作。

该目的通过独立权利要求的特征得以实现。

本发明的特点是用于识别到达液压阀的关闭点的方法和对应的装置，其中，该阀具有关闭体，关闭体为了关闭阀可被电的促动器促动。对促动器施加为了关闭阀而预定的电压。检测流经促动器的电流的曲线。检测的电流曲线的第一次上升表示阀至少部分地打开，检测的电流曲线的接下来的下降表示关闭体为了关闭阀而进行移动，在检测的电流曲线的下降之后紧接着是检测的电流曲线的第二次上升，基于所述第一次上升、所述下降和所述第二次上升，在检测的电流曲线的下降与第二次上升之间求得检测的电流的局部最小值。根据检测的电流的局部最小值，求得与检测的电流的局部最小值的时间点对应的关闭点。

检测的电流的局部最小值的时间点表示阀恰好关闭。

本发明基于如下认识：在关闭体移动时，从促动器吸取能量，电流下降一段时间，直到关闭体在到达阀的关闭点时又处于静止。本发明的优点在于，可以非常精确地求得阀的关闭点。其它影响比如流经阀的介质的压力和温度可以得到补偿。由此可以实现经过阀的流体通流量的高精确度，且可以使得流体通流量的波动保持较小。

下面借助示意图详述本发明的实施例。

其中：

图1为带有阀的泵的示意性的纵剖视图；和

图2为阀的电压和电流曲线的示意图。

相同构造或功能的部件在附图中一致地标有相同的附图标记。

图1示出带有泵壳体12的泵10。该泵10特别是被构造成高压泵优选径向柱塞泵。在泵壳体12中可移动地安置有泵活塞14。在泵壳体12中，在泵活塞14的一端有一个压力室16。为了能够给压力室16装填流体，它具有输入管路18，在该输入管路上优选设置有被构造成入口阀的阀20。被构造成入口阀的该阀20优选是数字切换的阀。阀20便于装填压力室16，且防止在装填时流体从输入管路18回流。压力室16还具有排出管路22，在该排出管路上设置有被构造成出口阀的另一阀24。流体由此可以从压力室16排出。

泵10还具有驱动轴26，该驱动轴与偏心环28作用连接，且可沿旋转方向D顺时针地旋转。也可以代替偏心环28而采用凸轮轴。替代地，泵10也可以被设计成曲轴驱动泵。

阀20具有带凹槽的阀壳体30。在该阀壳体30中设置有弹簧32、关闭体34和密封部件36。弹簧32通过关闭体34把密封部件36预压紧，其方式为，该弹簧支撑在阀壳体30的凹槽壁上。阀20还具有相对于阀壳体30固定地设置的密封座38。

阀20还具有促动器40。该促动器40特别是具有磁性线圈。关闭体34可以被促动器40促动。

下面介绍泵10和阀20的工作方式：

驱动轴26沿旋转方向D旋转运动，由此借助偏心环28使得泵活塞14朝向驱动轴26移动，直到该泵活塞到达下止点。在这种情况下，由于弹簧32的弹力和阀20前后的压差，阀20打开。密封部件36从密封座38提起离开。于是给压力室16装填流体。驱动轴26沿旋转方向D进一步旋转运动，由此利用偏心环28使得泵活塞14移动离开驱动轴26，并在这种情况下对位于压力室16中的流体进行压缩。在预定的时间点，对促动器40施加预定的电压U_1（参见图2中的电压U的曲线）。由于施加了预定的电压U_1，可以把与弹力相反地作用的促动器力作用到关闭体34上。由于关闭体34朝向促动器力和所产生的阀20前后的压力状况移动，密封部件36可以贴靠到密封座38上。阀20于是液压地关闭，经过阀20的流体流被禁止。在压力室16中被压缩的流体于是可以通过被构造成出口阀的所述另一阀24完全从泵10中排出。泵活塞14现在已到达上止点。

如果泵10是内燃机喷射设备的燃油高压泵，则被施加以高压的燃油可以到达被构造成高压燃油蓄存器的流体蓄存器，即所谓的共轨。

下面将特别是参照图2详述识别到达阀20的关闭点：

首先对促动器40施加预定的电压U_1。预定的电压U_1可实现将阀20关闭。检测流经促动器40的电流的曲线。优选检测流经促动器40的电流的测量值I_AV。

在电流的测量值I_AV的曲线的第一区段I_1，电流上升。这种上升主要与预定的电压U_1和促动器40的电阻有关。促动器40的电阻由欧姆部分和电感部分决定。一旦关闭体34在时间点T_A开始移动，电流的测量值I_AV的曲线就呈抛物线形，并在这种情况下最终在电流的测量值I_AV的曲线的第二区段I_2又下降。电流的测量值I_AV的曲线的第二区段I_2体现了关闭体34为了关闭阀20而进行的移动。关闭体34的移动持续一段时间，直到密封部件36与密封座38接触（图1）。在电流的测量值I_AV的曲线的第三区段I_3，电流第二次上升。在电流的测量值I_AV的曲线的下降与第二次上升之间，在时间点T_MIN达到电流的局部最小值I_MIN。关闭体34特别是在时间点T_MIN处于静止状态。时间点T_MIN表示阀20恰好关闭。导致电流在第三区段I_3上升的原因是，在关闭体34已处于静止状态之后，不再为了其运动而从促动器40的磁场吸取能量。

优选按离散的时间步对电流进行采样，由此求取流经促动器40的电流的测量值I_AV，具体为，使得流经促动器40的电流的测量值I_AV相互间隔开，从而这些测量值在确定液压阀20的关闭点时能实现预定的精度。优选确定电流的局部最小值I_MIN的时间点T_MIN，其方式为，求取电流的测量值I_AV的曲线的当前上升的部段，并考虑利用该部段来求取电流的局部最小值I_MIN的时间点T_MIN。如此确定的时间点T_MIN现在可以采用适当的方式存储起来。

关闭体34的静止状态的所探测的时间点T_MIN优选对应于泵10的曲轴角度（这里用图2的曲轴信号CRK表示），并与该曲轴角度一起存储。由此可以采用简单的方式结合泵10的曲轴角度实现阀20的关闭点的高精确度。

由此可以实现在泵10的高压区域中抵抗干扰和波动的特别高的稳健性。通过对阀20的关闭点的精确检测，用于求取特性曲线族的代价可以保持较小，所述特性曲线族用来校正阀20的关闭时间点的错误。可以采用非常精确的方式使得泵10的通流量保持恒定。如果泵10是内燃机喷射设备的燃油高压泵，则在后接的共轨中的压力可以保持得非常恒定。这样一来，接在共轨之后的喷射阀的喷射量的精确度也可以很高。由此可以满足对内燃机排放的非常严格的要求。

Claims (2)

1. 用于识别到达液压阀（20）的关闭点的方法，其中，该阀（20）具有关闭体（34），关闭体为了关闭阀（20）可被电的促动器（40）促动，该方法具有如下步骤：

－ 对促动器（40）施加为了关闭阀（20）而预定的电压（U_1）；

－ 检测流经促动器（40）的电流的曲线；

－ 检测的电流曲线的第一次上升表示阀（20）至少部分地打开，检测的电流曲线的接下来的下降表示关闭体（34）为了关闭阀（20）而进行移动，在检测的电流曲线的下降之后紧接着是检测的电流曲线的第二次上升，基于所述第一次上升、所述下降和所述第二次上升，在检测的电流曲线的下降与第二次上升之间求得检测的电流的局部最小值（I_MIN）；

－ 根据检测的电流的局部最小值（I_MIN），求得与检测的电流的局部最小值（I_MIN）的时间点（T_MIN）对应的关闭点。

2. 用于识别到达液压阀（20）的关闭点的装置，其中，该阀（20）具有关闭体（34），关闭体为了关闭阀（20）可被电的促动器（40）促动，其中，该装置被构造用于：

－ 对促动器（40）施加为了关闭阀（20）而预定的电压（U_1）；

－ 检测流经促动器（40）的电流的曲线；

－ 检测的电流曲线的第一次上升表示阀（20）至少部分地打开，检测的电流曲线的接下来的下降表示关闭体（34）为了关闭阀（20）而进行移动，在检测的电流曲线的下降之后紧接着是检测的电流曲线的第二次上升，基于所述第一次上升、所述下降和所述第二次上升，在检测的电流曲线的下降与第二次上升之间求得检测的电流的局部最小值（I_MIN）；

－ 根据检测的电流的局部最小值（I_MIN），求得与检测的电流的局部最小值（I_MIN）的时间点（T_MIN）对应的关闭点。

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