CN104879230B - 用于降低噪声地控制能够切换的阀、尤其是机动车的内燃机的喷射阀的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于对能够切换的阀、尤其是机动车的内燃机的喷射阀进行控制的方法，其中在触发至少一个阀时额外地产生使阀运动变慢的制动脉冲，并且其中尤其规定，检测所述至少一个阀的电压供给机构的电压值（330）并且在所检测到的电压值的基础上确定所提到的制动脉冲的时刻和／或持续时间（335）。

Description

用于降低噪声地控制能够切换的阀、尤其是机动车的内燃机 的喷射阀的方法

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、用于对能够切换的阀、尤其是机动车的内燃机的喷射阀进行控制的方法。此外，本发明涉及计算机程序、机器可读的用于保存所述计算机程序的存储介质以及电子的控制仪，借助于所述计算机程序、存储介质及电子的控制仪能够执行按本发明的方法。

背景技术

在双轮或者多轮的机动车中使用的用于有控制地将燃料喷射到内燃机的吸气道或者燃烧室中的喷射阀、多数是磁阀，要么直接借助于电池电压要么借助于所谓的升压电压（Boosterspannung）来运行。所提到的升压电压通过将电池电压转换到更高的电压水平、比如65V来产生。

将电池电压直接用于触发（Ansteurung）喷射阀尤其对于具有进气管喷射（Saugrohreinspritzung）的内燃机来说是常见的。由于所述机动车的电的负载的接通及切断过程并且由于通过电流发生器（比如所谓的“发电机”）进行的受到调节的充电过程，所述电池电压经受较强烈的波动。众所周知，这些电压波动对于所述喷射阀的触发产生不利的影响。

除此以外已知的是，在打开这里相关的喷射阀时，阀电枢在听得到的情况下碰撞在行程挡块（Hubanschlag）上。这种特性尤其对于双轮车来说由于较低的消声而通过车辆底盘导致对于行车舒适性的不利的影响。因此对于双轮车来说以本身公知的方式紧临在所述阀以所提到的方式碰撞在所述行程挡块上之前在特定的、优选根据经验求得的持续时间里将相应的喷射阀的电路切断，由此产生使所述阀运动变慢的制动脉冲（Bremsimpulse）。但是，所述电池电压的所提到的波动对这种切断的时刻和持续时间产生强烈的影响，由此用于降低噪声的制动脉冲的效用显著变差。

此外已知的是，在切断喷射阀时相应地进行处理，也就是说又短时间地接通所述阀。在这种情况中，所述电池电压的波动要么使所述阀的切断对阀噪声完全没有影响，要么使所述阀的喷射量被意外地改变。

从DE 10 2009 047 453 A1中得知一种用于运行喷射阀的方法，其中在所述阀的打开运动结束时通过对于在所提到的电枢的电枢绕组上出现的、由于电枢绕组的磁场的变化引起的电流或者电压的测量和测评来获取关于所述电枢或者阀针的运动结束的冲撞信息（Aufprallinformation）或者所述电枢冲撞的时刻和强度。接下来在在此获取的冲撞信息的基础上来对所述阀进行触发。由此可以降低这样的阀的磁电机电枢（Magnetanker）的或者阀针的碰撞速度，这引起噪声污染（Geräuschemission）的降低以及这样的阀的结构元件的更小的机械的磨损。

发明内容

本发明的构思是，为了降低喷射阀的噪声而适应性地触发所提到的制动脉冲。尤其建议，检测布置在所述机动车中的电压供给机构（比如车载电池（Bordbatterie））的当前的电压，并且在所检测到的电压值的基础上确定所提到的制动脉冲的合适的时刻和合适的持续时间。

所提到的（合适的）时刻可以是常见的时间尺度，或者是其它在时间上与所述内燃机的运行相关联的参量、比如曲轴角或者类似参量。

仅仅通过在相应的机动车中车辆本身（bordeigen）的电压供给机构（电池电压）来向喷射阀供电，对于所述喷射阀来说对于当前的电池电压的考虑能够比现有技术更为精确地调节所述制动脉冲的水平。由此可以防止噪声扩展的在电池电压有偏差时产生的升高，或者避免在电池电压有偏差时为了降低噪声而提高喷射量的需求。

本发明尤其能够在使用每种电池电压的情况下以关于降低噪声的尽可能最佳的作用或者效率来精确地调节这样的制动脉冲。

按照所述按本发明的方法的第一种设计方案，首先在没有制动脉冲的情况下触发喷射阀，其中按照现有技术求得所述阀的至少一个冲撞或者碰撞时刻。在如此求得到的至少一个碰撞时刻的基础上确定对于所述降低噪声来说合适的、用于对所述制动脉冲进行触发的时刻以及持续时间。

可以根据经验来预先给定所述制动脉冲的持续时间或者根据打击或者碰撞时刻来说明所述制动脉冲的持续时间。

根据当前存在的电池电压来对所述制动脉冲的时刻和持续时间进行校正，并且触发相应地经过校正的制动脉冲。在此检测所述制动脉冲的、对所提到的碰撞时刻的影响。如果在此表明，所述制动脉冲没有降低噪声的作用，那就改变所述制动脉冲的时刻和/或持续时间，并且触发相应地经过改变的制动脉冲。相应地可以如此继续处理，直至找到合适的制动脉冲。

所述按本发明的方法的第二种设计方案基于本身已知的事实：由这里相关的阀施加到阀座上的力以及由此所述阀的关闭力是对所述阀加载的电的控制电流的函数。在所述阀关闭时噪声扩展的水平也取决于这个阀的力。因此，为了进行按本发明的降低噪声，在这种设计方案中建议，仅仅在存在特定的控制电流时激活所提到的制动脉冲，也就是说在当前存在的电池电压的基础上确定所述制动脉冲的时刻和持续时间。

现在由于为了触发这里相关的阀而设置的功率开关的、测量电阻的较大的公差而不能直接地、绝对地测量所述控制电流。但是，可以相对于所述控制电流的稳定的终值来说明或者计算所述控制电流。可以在这个电流值比例的基础上激活对于制动脉冲的触发，并且优选同样在电流比例值的基础上求得所述制动脉冲的合适的、关于时刻和持续时间的值。

额外地可以对所检测到的电流信号或者电流曲线进行测评，用于确定所述阀针的抬起时刻（Abhebezeitpunkt）或者所述阀针碰撞在上行程挡块上的时刻。在这个碰撞时刻存在的电流值可以额外地在调节所述制动脉冲的时刻和持续时间时加以使用。

因此，可以相对于这样的时刻来调节用于对于所述制动脉冲进行触发的时刻：在该时刻用于针的打开或者碰撞的电流值达到其相应的最高值。由此可以保证，在不取决于电池电压的情况下总是尽可能最佳地调节所述制动脉冲的时刻和持续时间。

所述按本发明的方法尤其可以在具有带进气管喷射的内燃机的双轮的或者多轮的机动车中使用。但是，所述方法原则上能够在每种类型的能够切换的磁阀中使用，并且不局限于当前所描述的、用于进行燃料喷射或者燃料直喷的喷射阀。因此，也可考虑在对尿素计量系统（HWL）中、水计量系统中以及热力技术的加热系统中的介质进行配量时使用。

所述按本发明的方法能够容易地比如通过在相应的控制仪或者现存的发动机控制仪中的实施来自动化地进行，并且比如可以在起动内燃机时或者在内燃机的运行中至少暂时地得以实施。

本发明的其它优点和设计方案从说明书和附图中获得。

不言而喻，前面所提到的和下面还要解释的特征不仅能够在相应所说明的组合中使用，而且也能够在其它组合中或者在独立放置（Alleinstellung）时使用，而没有脱离本发明的范围。

附图说明

图1示以剖视图意性地示出了在现有技术中已知的、这里相关的类型的磁阀。

图2示出了在图1中示出的磁阀的阀针的、偏移的时间曲线，用于说明以已知的方法来求得阀的冲撞或者碰撞时刻的方法。

图3借助于流程图示出了按本发明的方法的第一种实施例。

图4借助于流程图示出了按本发明的方法的第二种实施例。

具体实施方式

如已经在DE 10 2009 047 453 A1中所描述的那样，图1示意性地示出了如可以作为喷射阀用在内燃机的、用于进行燃料直喷的喷射器11中一样的磁阀10的一些元件。当前所述磁阀10关闭。示出了具有电枢14的电枢绕组12，所述电枢14在通电（Bestromung）时被拉到所述电枢绕组12中。所述电枢14在其运动中通过下行程挡块16以及上行程挡块18受到限制。

在所述磁阀10关闭时，所述电枢14安放在所述下行程挡块16上。通过所述电枢14中的轴向的钻孔来导引阀针20，该阀针在其在附图中的上端处固定地与盘状的盘形件22相连接。螺旋弹簧24作用于这个盘形件22，并且由此朝关闭方向对所述阀针20加载。

在所述喷射器11的在附图中的下端处布置了阀座26。出口28在阀针20安放在阀座26上时被封闭。所述磁阀10的其它的元件、比如燃料通道未被一同示出。所有运动沿着与图1相关的、垂直的方向进行。

此外，象征性地示出了具有计算机程序29以及机器可读的存储介质31的控制和/或调节机构27，该控制和/或调节机构用于按照下面所描述的方法来控制所述磁阀10。

在给所述电枢绕组12通电时，所述电枢14通过自身所形成的磁场相对于附图向上运动。在此，所述电枢14首先碰到所述盘状的盘形件22上，并且克服所述螺旋弹簧24的力与所述阀针20一起带动这个盘形件22。所述电枢14的运动在所述上行程挡块18处终止。按通过所述电枢绕组12流动的电枢电流的水平，所述运动如此快地进行，使得所述阀针20和所述盘形件22由于其惯性而短时间地超过所述电枢14的上行程挡块18以较小的尺度为幅度进行振动。但是这一点未在图1中示出。

图2示出了在图1中示出的磁阀10的阀针20的、在打开阶段期间的偏移32（“行程”）的时间图表。横坐标34表示时间，纵坐标表示所述偏移32。在图表中的左下方，在坐标原点的附近，列出用于所述磁阀10的偏移开始的时刻36。以此为出发点，描绘出偏移32的曲线的大致笔直的并且陡峭地上升的走向38示出了所述磁阀10的第一运动阶段。在所述图表的上部分中的、虚线的、水平的直线40表示电枢运动的上行程挡块18。在时刻42第一次到达所述上行程挡块18处。

可以发现，所述阀针20的运动越过所述电枢14的上行程挡块18以尺度44为幅度继续进行，而后返回并且在时刻46返回冲撞到所述电枢14上。在此所述返回冲撞的阀针20的动能传递到所述电枢14上，从而接下来将所述阀针20和所述电枢14这二者以尺度48为幅度从所述上行程挡块18往回挤压，直至所述电枢14在进一步的走向49中通过磁力重新被朝所述上行程挡块18挤压。大约在时刻50，所述磁阀10的打开阶段结束，并且改变或者切断所述电枢绕组12的通电，从而对于所述曲线的、处于其右边的部分52来说产生所述磁阀10的关闭。

在时刻42，所述电枢14冲撞到所述上行程挡块18上，从中产生所述电枢14的强烈的负加速以及所述电枢绕组12的电压和/或电流的变化。同样，所述电枢14在通过返回冲撞的阀针20驱动的情况下在时刻46再次负加速，从中同样产生所述电枢绕组12的电压和/或电流的变化。如可以从图2中看出的那样，所述电枢14的这个第二加速过程稍弱一些。尺度差54描述所述阀针20的“飞行时间”或者“过行程时间（Überhubzeit）”，在所述“飞行时间”或者“过行程时间”期间所述阀针从所述电枢14抬起并且快速越过（hinausschnellen）所述上行程挡块18。

按照所述按本发明的方法的、下面借助于图3来描述的实施例来对所述电枢绕组12的电压和/或电流的、所提到的变化进行检测和测评，用于求得在所述上行程挡块18上的电枢冲撞的精确的时刻。

按照在图3中示出的、与本发明的第一种实施例相对应的程序，首先在没有制动脉冲的情况下触发所述喷射阀300，其中按照在图2中所描绘的方法（按照虚线（Strichelung）305）来求得单个喷射阀的碰撞时刻310，并且从如此求得的值中计算中间或平均的碰撞时刻315。在所述碰撞时刻的如此算出的值的基础上，确定对于降低噪声来说尽可能合适的、用于触发制动脉冲的时刻320。要么可以根据经验来求得并且由此固定地预先给定所述制动脉冲的同样尽可能合适的持续时间，要么根据相应所求得的中间的碰撞时刻来计算或者说明所述制动脉冲的同样尽可能合适的持续时间325。

根据优选当前所检测到330的电池电压不仅对用于触发制动脉冲的时刻而且对用于触发制动脉冲的持续时间进行校正335。相应的校正在这种实施例中借助于校正表格333来进行，在所述校正表格中事先保存了比如根据经验来求得的校正数据。

在所述校正表格333中，在当前的实施例中记入了制动脉冲的、取决于电池电压的时刻及持续时间的值对。但是在此这些数据组的精确的结构或者布置不重要，从而也可以以其它的方式来提供所述校正数据。如通过所述虚线所勾画的那样，这样的表格的使用仅仅是示范性的，并且因此也可以实时地计算所述校正值。

而后用相应经过校正的制动脉冲来触发相应的喷射阀340，并且在此检测所述制动脉冲的降低噪声对所提到的碰撞时刻的降低噪声的影响345。

尤其在使所述方法自动化进行的情况下，这种影响可以借助于振动传感器（Erschütterungssensor）、声学的或者压电的麦克风或者类似器件来检测。

如果接下来的检查表明350，所述制动脉冲没有所提到的影响，那就改变所述制动脉冲的时刻和/或持续时间355，并且重新执行前面所提到的步骤340到350。因此比如可以迭代地继续进行下去，直至找到适合于降低噪声的制动脉冲。在这种情况下，按照步骤360来保存所找到的制动脉冲、也就是尤其所述时刻和所述持续时间，从而接下来可以用这些值来触发所述内燃机的喷射阀。

在所述虚线365的内部执行的步骤仅仅是优选的，并且必要时可以省去，只要按照步骤340来施加的经过校正的制动脉冲已经引起显著的降低噪声效应。这些步骤也可以事先、比如在所述内燃机的或者所述内燃机的喷射系统的测试台或者试验台上来执行，用于比如在将所述内燃机投入使用之前就已经编制所提到的校正表格。

图4示出了按照本发明的第二种实施例的另一程序。首先在没有制动脉冲的情况下触发所述喷射阀400，并且检测在进行这种触发时所出现的电的控制电流405。如已经提到的那样，这种控制电流可以被视为用于尤其在所述阀关闭时所产生的、噪声扩展的水平的尺度。因此接下来检查所检测到的控制电流是否超过比如根据经验预先给定的阈值410。如果不是这种情况下，那又跳回到所述程序的开始（步骤400）并且重新执行前面的步骤400到410。

如果所述检查410表明超过所述阈值，那就针对所述制动脉冲的时刻和持续时间来检测当前的电池电压415并且相应地（如关于图3所描述的那样）校正预先给定的原始值（比如用于所述内燃机或者喷射系统的、特定的结构类型、特定的结构系列或者特定的产品批次的标准值）420。因此，在存在特定的控制电流时（作为用于特定的噪声扩展的尺度）用制动脉冲完全激活对于所述喷射阀的触发425。

而后可以像同样通过虚线450所勾画的那样可选地执行在图3中已经示出的其它的步骤430到445，用于得到对于尽可能有效的制动脉冲来说必要的数据（也就是尤其时刻和持续时间）。因此又可以检测所述制动脉冲的对所提到的碰撞时刻的降低噪声的影响430，并且检查435所述制动脉冲是否具有所提到的影响。如果没有，也可以在这里改变所述制动脉冲的时刻和/或持续时间440，并且重新实施所述步骤425到435。又可以保存相应所找到的制动脉冲445。

取代对于所述控制电流的、所提到的检测405，可以相对于事先通过测量来求得的稳定的最大值或者终值来说明所述控制电流。根据所产生的电流值比例I_当前/I_最大可以激活对于制动脉冲的触发。额外地可以在这个电流比例值的基础上确定所述制动脉冲的合适的值（时刻和/或持续时间）。

也可以相对于这样的时刻来调节用于对于所述制动脉冲进行触发的时刻：在该时刻用于针的打开或者碰撞的电流值达到其相应的最大值。由此可以保证，在不取决于所述电池电压的情况下总是尽可能最佳地调节所述制动脉冲的时刻和持续时间。

所描述的方法可以以用于用来对内燃机进行控制的电子的控制仪的控制程序的形式、或以一个或者多个相应的电子控制单元（ECU）的形式来实现。

Claims (13)

1.用于对能够切换的阀进行控制的方法，其中在触发至少一个阀时额外地产生使阀运动变慢的制动脉冲，其特征在于，检测所述至少一个阀的电压供给机构的电压值（330）并且在所检测到的电压值的基础上确定所提到的制动脉冲的时刻和/或持续时间（335），其中，在所检测到的电压值的基础上校正所述制动脉冲的时刻和／或持续时间（335）并且接下来触发至少一个相应地经过校正的制动脉冲（340），其中，在触发所述至少一个经过校正的制动脉冲时检测所述制动脉冲对所求得的碰撞时刻的影响（345），并且如果对于所述经过校正的制动脉冲的触发拥有比第一阈值低的、对所述碰撞时刻的影响，则改变所述制动脉冲的时刻和／或持续时间（355），且触发相应地经过改变的制动脉冲（340）。

2.按权利要求1所述的方法，其特征在于，在没有制动脉冲的情况下触发所述至少一个阀（300），求得所述阀的碰撞时刻（310、315）并且在所求得的碰撞时刻的基础上确定一个或者多个接下来要触发的制动脉冲的时刻和／或持续时间（320）。

3.按权利要求1或2所述的方法，其特征在于，根据经验来确定所述制动脉冲的时刻和/或持续时间。

4.按权利要求1所述的方法，其特征在于，借助于振动传感器、声学的或者压电的麦克风来检测对所述碰撞时刻的影响。

5.按权利要求1所述的方法，其特征在于，所述阀是机动车的内燃机的喷射阀。

6.用于对能够切换的阀进行控制的方法，其中在触发至少一个阀时额外地产生使阀运动变慢的制动脉冲，其特征在于，检测所述至少一个阀的电压供给机构的电压值（330）并且在所检测到的电压值的基础上确定所提到的制动脉冲的时刻和/或持续时间（335），其中，检测在触发时对所述至少一个阀加载的控制电流（405），检查所检测到的控制电流是否超过第二阈值（410），并且在超过所述第二阈值的情况下在所检测到的电压值的基础上校正所述制动脉冲的时刻和／或持续时间（335）并且接下来触发至少一个相应地经过校正的制动脉冲（425）。

7.按权利要求6所述的方法，其特征在于，相对于稳定的终值来计算所述控制电流并且根据这些电流值的比例来触发至少一个制动脉冲。

8.按权利要求7所述的方法，其特征在于，在这些电流值的比例的基础上求得所述制动脉冲的时刻和/或持续时间。

9.按权利要求6所述的方法，其特征在于，所述阀是机动车的内燃机的喷射阀。

10.按权利要求6所述的方法，其特征在于，在没有制动脉冲的情况下触发所述至少一个阀（300），求得所述阀的碰撞时刻（310、315）并且在所求得的碰撞时刻的基础上确定一个或者多个接下来要触发的制动脉冲的时刻和／或持续时间（320）。

11.按权利要求6或7所述的方法，其特征在于，根据经验来确定所述制动脉冲的时刻和/或持续时间。

12.机器可读的存储介质（31），在该存储介质上保存了计算机程序（29），该计算机程序被设立用于：实施按权利要求1到11中任一项所述的方法的每个步骤。

13.电子的控制仪（27），该电子的控制仪包括按权利要求12所述的机器可读的存储介质（31）。