CN104675551A - 确定电磁阀移动阀塞的最佳延迟的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种确定电磁阀的移动阀塞的致动控制103和该阀塞16的测试控制105之间最佳延迟的方法，所述方法包括这样确定该最佳延迟的步骤108，在迭代110时，改变在致动控制103和测试控制105之间的延迟104。

Description

确定电磁阀移动阀塞的最佳延迟的方法

技术领域

本发明涉及确定电磁阀移动阀塞的致动控制和该阀塞的测试控制之间最佳延迟的方法。

背景技术

从专利申请EP 2 453 122已知一种用于控制高压燃料供应泵的方法。该方法包括应用控制电流以将泵的进气阀从第一位置移向第二位置，在第一时间周期内将阀门保持在第二位置上，以及在阀门自该第二位置移向该第一位置时，在第一周期之后的第二时间周期内应用控制电流，在第二周期内应用控制电流包括，逐渐减小的控制电流，以当该进气阀返回其第一位置时减小冲击噪声。

这种控制方法的缺点在于，减小阀门冲击噪声有效性所取决于的参数关联于例如被控制的高压泵的型号，这使得噪声的减小是随机的。

发明内容

本发明尤其旨在改善上述缺点。

本发明的目的还在于提供一种确定电磁阀移动阀塞的致动控制和该阀塞的测试控制之间最佳延迟的方法，该方法包括这样确定该最佳延迟的步骤，在迭代时，改变在致动控制和测试控制之间的延迟。

根据本发明，确定在电磁阀移动阀塞的致动控制和测试控制之间最佳延迟是可能的，还可以在任何时刻确定最佳延迟，这能够利用精确的延迟来控制电磁阀且适合其固有特性，并且能够运行。本发明尤其能够避免使用预设延迟，例如在实验室测试时或在制造尤其是电磁阀的集成整合制造时，预设延迟对于一系列或一序列的所有电磁阀不都是最佳的。

该方法包括如下步骤：

-不断迭代，直到出现由电磁阀产生的故障。

这种故障能够容易确定最佳延迟，迭代能够逐渐接近该延迟。

该故障对应于由电磁阀产生的相对期望压力的燃料过压。这种过压易于检测。

期望压力可为例如在计算单元中，尤其在发动机控制单元中存储的压力。

该方法包括如下步骤：

-根据产生故障的延迟来确定最佳延迟。

该步骤能够根据产生故障的延迟简单推断出最佳延迟的值。

在迭代时，第一延迟为存储的值。

在迭代时，延迟不断缩短，例如减小存储的迭代常数，该迭代常数例如为十微秒。

最佳延迟等于故障延迟加上调节常数。

调节常数为存储的值。

调节常数等于迭代常数的倍数，倍数例如等于一，尤其包括在五和五十之间。这种调节常数能够确定最佳延迟，该最佳延迟如同在故障出现之前在迭代时使用的延迟。

可通过电磁阀的控制电流脉冲来执行致动控制和测试控制。

可通过不同形式的电信号来执行致动控制和测试控制，例如通过第一最大振幅和第一持续时间的脉冲来执行致动控制，以及通过第二最大振幅和第二持续时间的脉冲来执行测试控制。

第二最大振幅严格小于第一最大振幅。这种第二振幅不会致动电磁阀的阀塞，而是仅将其保持在位置上或制动其冲程。

优选地，选择测试控制的特征使得测试控制不会致动电磁阀的阀塞，而是仅将其保持在位置上或制动其冲程。

第二持续时间严格大于第一持续时间。这种第二持续时间可至少在致动控制和测试控制之间的延迟相对于第一延迟很小时产生故障。

可通过持续时间信号和/或预设振幅的选择执行测量控制，使得能够至少在延迟为零时产生故障。这种条件能够保证至少在致动控制和测试控制并列时出现故障。

可在分配装置中使用电磁阀，以将燃料分配到热力发动机的汽缸注射器中。

优选地，配置电磁阀用于直接将汽油喷射到热力发动机的汽缸中。

配置电磁阀用于能够在没有致动控制时使燃料输入或输出压缩腔，和用于能够在致动控制时使燃料仅输入所述腔。

在改进型中，配置电磁阀用于能够在致动控制时使燃料输入或输出压缩腔，和用于能够在没有致动控制时使燃料仅输入所述腔。

所述分配装置包括配置的分配歧管，用于将燃料分配到喷射器中。

所述分配歧管包括压力传感器，用于测量在分配歧管中燃料的压力。

所述分配装置包括配置的压缩腔，用于压缩向分配歧管循环的燃料。

所述分配装置包括平移的移动活塞，配置所述活塞用于压缩在压缩腔中的燃料。

通过测量在分配歧管中的燃料压力来检测故障。

所述活塞可周期性运动，且对燃料压力的测量可周期性地执行至少一次，例如每十周期一次，尤其是每二十个周期一次。因此，所有过压一旦出现即可被检测到，这能够避免在实施本发明时在分配歧管内生成过高的压力。

可在每次活塞从上止点到下止点通过时执行燃料压力测量。可以理解，上止点为在压缩腔体积最小时的活塞位置，以及可以理解，下止点为在压缩腔体积最大时的活塞位置。

故障为在分配歧管中测量的燃料过压。尤其在延迟相对于在致动控制和测试控制之间应用的第一延迟足够短时，特别容易引起这种过压。

在改进型中，故障为在分配歧管内测量的燃料负压。

电磁阀为高压泵的电磁阀，用于在热力发动机的分配歧管中分配燃料。

另外，本发明的目的在于提供一种控制电磁阀的移动阀塞的方法，所述方法包括以下步骤：

-根据前面描述的确定方法，确定最佳延迟，然后

-依据所述最佳延迟控制所述移动阀塞。

特别在使用延迟控制时，这种方法能够改善移动阀塞控制的精度和可靠性。事实上，例如在整合电磁阀时预设所述延迟。该预设延迟可能不适用于所有的电磁阀和/或需要依据电磁阀的使用条件来重新估算。这种方法由此能够确定最佳延迟和使用比在确定步骤之前使用的延迟更精确的延迟来控制电磁阀。

所述方法包括如果满足至少一个预设条件就可以确定最佳延迟的步骤。

电磁阀可为高压泵的电磁阀，用于将燃料分配在热力发动机汽缸的喷射器内。

所述阀塞的控制步骤包括：

-控制阀塞的致动，然后

-在制动延迟之后来控制阀塞的制动，所述制动延迟：

-如果没有预先设定最佳延迟时为参考延迟，或者

-为预先确定的最佳延迟。

在阀塞到达与其在制动控制之前离开位置的相对立位置上时，这种控制能够致动阀塞同时减小由阀塞产生的噪声。事实上，在阀塞没有到达挡靠于停止挡块之前时，制动控制能够减小阀塞的速度。

预设条件为：

-热力发动机在稳定运行点上，

-自最佳延迟的前一确定步骤起预设值的延迟期已过，

-预设事件即将结束，事件为例如循环。

这种在稳定运行点上的条件能够更简单地检测故障。对于自上一确定步骤起延迟期已过或对于事件即将结束的这些条件能够规律地确定最佳延迟和改变阀塞的控制方法。

预设条件为：

-热力发动机启动，

-每次热力发动机启动，

-在热力发动机第一次启动时，

-发动机温度达到严格大于存储的值。

通过发动机控制单元控制热力发动机，预设条件为例如通过来自发动机控制单元的信号进行中继的手动动作。

运行点由稳定的发动机转速和通过稳定的分配歧管压力定值来表征。这些条件使得容易在分配歧管中进行过压检测。

可存储所述转速和定值。

可选择运行点以使热力发动机的转速等级小于存储的值。这种条件能够包括稳定的运行点并且由此避免对最佳延迟的确定方法的实施产生运行问题。

选择运行点以使高压泵泵送的燃料量小于其最大泵送能力。可以理解，最大泵送能力为在泵送循环中被泵送的燃料量，即在泵自低止点向高止点通过时。

确定该定值以初始化致动控制，以使高压泵泵送的燃料量小于最大泵送能力，例如燃料量小于泵送能力的50％，尤其小于30％。这种定值使得在混合腔内容易测量出现的压力故障。

确定发动机转速以使其容易补偿由电磁阀产生的噪声，例如发动机转速大于每分钟400转，尤其大于每分钟700转。

可通过电磁阀的控制电路脉冲来执行致动控制和制动控制。

可通过不同形式的电信号来执行致动控制和制动控制，例如可通过第一最大振幅脉冲和第一持续时间来执行致动控制，和可通过第三最大振幅脉冲和第三持续时间来执行制动控制。

第三最大振幅脉冲严格小于第一最大振幅脉冲。事实上，可选择第一振幅以使其适用于引起阀塞位置的移动，在该位置上没有任何电磁阀向对立位置移动的控制。可选择第三振幅以使其适用于制动阀塞移动。

第三持续时间严格大于第一持续时间。

在改进型中，第三持续时间小于或等于第一持续时间。

本发明的目的还在于提供一种在热力发动机汽缸中分配燃料的装置，所述装置包括：

-电磁阀，包括能够压缩用于分配到汽缸中的燃料的移动阀塞，

-阀塞控制单元，所述单元适用于这样确定在移动阀塞的致动控制与该阀塞的测试控制之间的最佳延迟，在迭代时，改变在致动控制和测试控制之间的延迟。

所述控制单元为发动机控制单元。

所述控制单元适用于根据最佳延迟来控制电磁阀的移动阀塞。

附图说明

通过对接下来本发明非限制性实施例的详细描述的阅读，以及对附图的研究，可以更好地理解本发明，其中：

-图1以示意和局部的方式表示出根据本发明的分配装置，该分配装置安装在热力发动机上，电磁阀处于打开位置，

-图2为图1的分配装置的细节的示意和局部示图，电磁阀在关闭位置上，

-图3为根据本发明确定最佳延迟方法的功能框图，

-图4为根据本发明控制电磁阀的移动阀塞的方法的功能框图，

-图5和6为根据本发明确定最佳延迟方法中的电磁阀控制信号的曲线图，和

-图7为根据本发明控制电磁阀移动阀塞方法中的电磁阀控制信号的曲线图。

具体实施方式

在图1中表示出：

-包括四个汽缸6的机动车辆的热力发动机2，

-根据本发明的分配装置1，用于将燃料分配于热力发动机2的汽缸6中。

-耦接于发动机凸轮转轴的凸轮9，用于传送分配装置1的往复运动。

分配装置1包括：

-分配歧管5，用于将燃料分配于热力发动机2的汽缸6中，

-高压泵3，用于将燃料分配于歧管5中，

-发动机控制单元25，用于控制所述装置1。

通过阀门10的中介将高压泵3连接到歧管5。该阀门10包括止回阀23，以使燃料仅在自泵3向歧管5的方向通行。

歧管5包括压力传感器7，用于测量歧管5内的燃料压力，压力传感器7联接到发动机控制单元25，这样以使单元25适用于测量歧管5内部的燃料压力。通过分别开口于未示出的喷射器的四个开口8的中介将歧管5联接到热力发动机。各个喷射器连接到汽缸6。这些喷射器能够将燃料喷射到热力发动机2的汽缸6中。

所述泵3包括：

-通过发动机控制单元25控制的电磁阀4，

-进气口11，用于将燃料通入泵3中，

-活塞12，在低止点和高止点之间运动并且通过凸轮9驱动平移，

-压缩腔15，用于压缩燃料和将燃料向分配歧管5循环，

-开口14，用于将燃料输入压缩腔15中。

电磁阀4包括：

-移动阀塞16，通过第一端部固定在托盘17上且通过第二端部固定在阀门13上，

-电磁铁18，用于在将控制电流应用于托盘17时，平移驱动托盘17，

-挡块19，用于在阀塞被电磁铁移动时来阻挡阀塞的移动，

-弹簧20，能够在没有控制应用于电磁铁18中时，使得阀塞处于其中阀门13打开开口14的位置上，弹簧20的一股21是固定的以及另一股22是可动的。

可以理解，“下止点”为，在活塞12处于相对阀门13较远的位置上时，泵3的配置，即在压缩腔15的体积最大时。可以理解，“上止点”为，在活塞12处于相对阀门13较近的位置上时，泵3的配置，即在压缩腔15的体积最小时。

活塞12是平移移动的且配置成用于压缩在压缩腔15内的燃料。

配置电磁阀4以在没有致动控制时能够使燃料输入或输出压缩腔15，以及在有致动控制时能够使燃料仅输入腔15。

电磁阀4被联接到发动机控制单元25，这样以使单元25适用于控制电磁阀4的电磁铁18，进而移动移动阀塞16。

在图1所示的位置中，没有控制电磁铁18。而弹簧20执行的保持作用力，使得阀塞16处于其中开口14打开的位置上。

当阀塞16处于该位置时，没有通过活塞12将燃料压缩到压缩腔15内，这是因为燃料有能力自压缩腔15向入口11循环。

在图2中表示出图1的电磁阀4，在通过电磁铁18将阀塞16移向的位置上，其中托盘17与挡块19相接触。在该位置上，弹簧20被压缩，这是因为由电磁铁18作用在托盘17上的作用力大于由弹簧作用在阀塞16上的作用力，可动股22被刚性耦接在阀塞16上。

在阀塞16的该位置上，阀门13阻止燃料自压缩腔15向入口11的循环，且阀门13使燃料自入口11向压缩腔15循环。在燃料自高止点向低止通过时，活塞12适用于使燃料自入口11进入压缩腔。此外，活塞12适用于将燃料压缩到压缩腔15中，当其从低止点向高止点通过时。

通过活塞12这样压缩的燃料自压缩腔15向分配歧管5循环。

在图3中表示出确定在电磁阀4的移动阀塞16的致动控制103和该阀塞的测试控制105之间延迟的方法的不同步骤，通过发动机控制单元25实施根据本发明的该方法。

如下面所描述的，在控制电磁阀4的移动阀塞16的方法中使用该最佳延迟。

所述方法开始于步骤101。其包括这样确定该最佳延迟的步骤108，在迭代110时，改变在致动控制103和测试控制105之间的延迟104。

在步骤102，使用确定延迟持续时间Tn的方法，用于在进行迭代110进行时在致动控制103和测试控制105之间的延迟104。迭代110的第一持续时间Tn为存储于发动机控制单元25中的初始值Ti。选择该初始值Ti以使测试控制105与致动控制103有足够间隔，以使阀塞16有时间回到其中阀门13打开开口14的位置上。

所述方法包括连续迭代110的步骤109，直到出现由电磁阀4产生的故障。步骤106测试可能存在的故障。在步骤107，如果已在步骤106检测到故障，迭代110终止且方法转向将在下面描述的步骤108。

所述故障为由电磁阀4产生的相对希望压力的燃料过压，希望的压力为被存储在发动机控制单元25中的值。

在步骤106，发动机控制单元25利用压力传感器7来测量分配歧管5中的燃料压力。活塞12执行周期性的移动，且步骤106被周期性地执行至少一次。换句话说，每个活塞12的运动周期执行迭代110一次。

所述方法包括步骤108，根据产生故障的延迟来确定最佳延迟。

在迭代时，延迟104越来越短。实际上，在每次迭代时延迟的持续时间Tn被减小Tn/20。选择该值用于以精确和足够快速的方法来确定最佳延迟。

所述最佳延迟等于故障延迟加上了存储于发动机控制单元25中的调节常数。该调节常数等于3×(Tn/20)。选择的该常数是与产生对于构成系统1的不同元件和使用条件能够容许的故障的延迟差的足够远。

图5示出了与步骤103到105相关的用于控制电磁阀4的电信号的曲线，在曲线上，纵坐标表示电流，横坐标表示时间。该电信号依次包括：

-电磁阀4的致动控制的电流脉冲301，

-初始持续时间延迟Ti，

-电磁阀4的测试控制的电流脉冲302。

图5的曲线还对应于最佳延迟确定方法的第一迭代。

图6示出了用于电磁阀4的另一电信号的曲线，作为持续时间Tn的延迟小于图5所示的。图5的曲线对应于例如产生故障方法的迭代。

分别由不同形式的电信号301和302执行致动控制和测试控制。通过第一最大振幅A1和第一持续时间D1的脉冲301来执行致动控制。通过第二最大振幅A2和第二持续时间D2的脉冲来执行测试控制。

选择振幅A1以能够移动阀塞16。接下来致动控制的电信号振幅减小到振幅A3，以能够将阀塞16保持在其到达的位置上。

选择振幅A2以使其：

-足够小，以能够将阀塞16移到其中阀门13打开开口14的位置上，而阀塞16在其中阀门13部分打开开口14的中间位置上，和

-足够大，以在阀塞16位于其中阀门13阻挡开口14的位置上时不能进行该移动。

选择持续时间D1以在活塞12从低止点向高止点通过时，阀门13最大程度阻挡开口14。因此持续时间D1取决于压缩腔内的期望压力。

持续时间D2等于持续时间D1的两倍。选择持续时间D2以在Tn为零的情况下，持续时间D1+D2产生故障，即阀门没有时间回到其中其打开开口14的位置上以及活塞12开始其周期性运动的新周期。在活塞12再次从低止点向高止点通过时，即使不再控制电磁阀，活塞12应用的压力将保持阀门13于阻挡开口14的位置上，因此保持腔15以及由此保持歧管5内的压力。

当延迟的持续时间Tn足够长时，阀门13回到其中其打开开口14的位置上且活塞12不压缩腔15内的燃料。

振幅A2严格小于振幅A1。振幅A3严格小于振幅A1。

在图4中示出了电磁阀4的移动阀塞16的控制方法的不同步骤，通过发动机控制单元25实施该方法。

从步骤201中开始所述方法。在步骤202中，所述方法决定确定最佳延迟，在步骤204中，如果满足至少一个预设条件203。预设条件为：

-热力发动机2在稳定运行点上，稳定运行点由稳定的发动机转速和稳定的分配歧管5的压力定值来表征，转速和定值为存储于发动机控制单元25内的值，

-热力发动机2的转速等级小于存储于发动机控制单元25内的值，存储的值为例如等于每个发动机循环周期50转，

-分配歧管5的压力定值为高压泵3泵送的燃料量相对于其最大能力要小，

-压力定值为高压泵3泵送的燃料量小于泵3能力的50％，

-发动机2的转速大于每分钟400转，

-自最佳延迟的前一确定步骤起预设值的延迟期已过，

-预计周期性事件达到其期限，

-启动热力发动机2，

-在势力发动机2第一次启动时，

-发动机达到的温度严格大于发动机控制单元25内存储的值，

-由来自发动机控制单元25的信息来中继手动动作。

根据参考图3描述的确定方法，步骤204在于确定最佳延迟。

在确定了最佳延迟后，所述方法根据最佳延迟来控制移动阀塞(步骤205到207)。

在步骤202，在没有满足任何条件的情况下，所述方法直接从步骤209转向步骤205。

阀塞的控制步骤依次包括：

-步骤205，控制阀塞的致动，

-步骤206，执行制动延迟，所述制动延迟：

-在没有预先设置任何最佳延迟时，为存储于发动机控制单元25内的参考延迟，或者

-为在步骤204中设定的最佳延迟。

-步骤207包括控制制动阀塞16。

图7表示用于控制相关步骤205到207的电磁阀4的电信号的曲线，在曲线上纵坐标表示电流，横坐标表示时间。该电信号依次包括：

-电磁阀4的致动控制电流脉冲301，

-持续时间Tb的制动延迟，

-电磁阀的制动控制电流脉冲303。

如上所述，在步骤206，持续时间Tb或者为参考持续时间或者为在步骤204中确定的最佳延迟。

通过电磁阀的控制电流脉冲执行致动控制301和制动控制303。

图5和6示出了致动控制301。

通过第三最大振幅脉冲A4和第三持续时间D3执行制动控制303。

第三最大振幅脉冲A4严格小于第一最大振幅脉冲A1。第三持续时间D3等于持续时间D1的四分之一。选择该持续时间D1以能够在阀塞16趋向于回到其中阀门13打开开口14的位置上时，制动电磁阀的阀塞16。还可选择该持续时间D1用于，相对于由发动机控制单元25应用的压力定值，不在分配歧管5内产生压力故障。

可以理解，本发明不限于前述的实施例。

Claims (15)

1.一种确定在电磁阀(4)的移动阀塞(16)的致动控制(103)和该阀塞(16)的测试控制(105)之间的最佳延迟的方法，该方法包括这样确定该最佳延迟的步骤(108)，在迭代(110)时，改变在致动控制(103)和测试控制(105)之间的延迟(104)。

2.根据上述权利要求所述的方法，包括步骤：

-重复(109)迭代(110)，至少直到出现由电磁阀(4)产生的故障。

3.根据上述权利要求所述的方法，该故障对应于由电磁阀(4)产生的相对于期望压力的燃料过压。

4.根据权利要求2或3中任意一项所述的方法，包括步骤：

-根据产生故障的延迟来确定最佳延迟(108)。

5.根据前述任意一项权利要求所述的方法，通过电磁阀(4)的控制电流脉冲(301、302)来执行致动控制(103)和测试控制(105)。

6.根据前面前述一项权利要求所述的方法，通过不同形式的电信号来执行致动控制(103)和测试控制(105)，例如通过第一最大振幅(A1)和第一持续时间(D1)的脉冲(301)来执行致动控制(103)，且可通过第二最大振幅(A2)和第二持续时间(D2)的脉冲(302)来执行测试控制(105)。

7.根据前述任意一项权利要求所述的方法，在分配装置(1)中使用电磁阀(4)，以将燃料分配到热力发动机(2)的汽缸注射器(6)中。

8.根据上述权利要求所述的方法，该分配装置(1)包括分配歧管(5)，配置用于将燃料分配在喷射器中，通过测量分配歧管(5)中的燃料压力来检测故障。

9.一种控制电磁阀(4)的移动阀塞(16)的方法，该方法包括步骤：

-根据权利要求1到8中一项所述的确定方法来确定最佳延迟(204)，然后

-依据所述最佳延迟控制所述移动阀塞(16)。

10.根据上述权利要求所述的方法，该方法包括如果满足至少一个预设条件(202)即确定最佳延迟的步骤。

11.根据权利要求9或10中任意一项所述的方法，该阀塞控制包括步骤：

-控制阀塞(16)的致动(205)，然后

-在制动延迟(206)之后来控制阀塞(16)的制动(207)，该制动延迟(Tb)：

-在没有预先设定最佳延迟时为参考延迟，或者

-为预先确定的最佳延迟。

12.根据权利要求10或11中任意一项所述的方法，预设条件为：

-热力发动机(2)在稳定运行点上，

-自最佳延迟的前一确定步骤(204)起预设值的延迟期已过，

-预设事件即将结束，事件为例如循环。

13.根据上述权利要求所述的方法，该运行点由稳定的发动机转速和通过稳定的分配歧管(5)的压力定值来表征。

14.根据权利要求9到13中任意一项所述的方法，通过电磁阀(4)的控制电流脉冲(301、303)执行致动控制(205)和制动控制(207)。

15.一种向热力发动机(2)的汽缸(6)分配燃料的装置(1)，该装置(1)包括：

-电磁阀(4)，包括能够压缩用于分配给汽缸(6)的燃料的移动阀塞(16)，

-阀塞(16)的控制单元(25)，该单元(25)适用于这样确定移动阀塞(16)的致动控制(103)与该阀塞(16)的测试控制(105)之间的最佳延迟，在迭代(110)时，改变在制动控制(103)和测试控制(105)之间的延迟(104)。