CN107429621A - 控制燃料喷射电磁阀 - Google Patents

Abstract

提供用于控制电磁阀的装置和方法，所述电磁阀具有线圈（3）和能够由磁力来移位的衔铁（9），闭合元件（11）能够借助于所述衔铁来移位以达到将燃料（19）喷射到燃烧室（23）中的目的，其中，所述方法包括：利用依照第一电压分布的电压（84）来使所述线圈（3）通电，以便产生穿过所述线圈（3）的第一电流（81）；根据第一磁通量（Ψ）和所述第一电流（i）来确定第一分布（31、37）；在所述第一分布中识别至少一个第一移位起点（I）的第一特征，所述衔铁（9）在所述第一移位起点（I）处开始使所述闭合元件（11）移位；产生第二电压分布并依照所述第二电压分布来使所述线圈通电，使得在根据第二磁通量和第二电流的第二分布中，第二移位起点（I）的第二特征比所述第一特征更加类似于参考特征。

Description

控制燃料喷射电磁阀

技术领域

本发明涉及用于控制电磁阀以便将燃料喷射到燃烧室中的方法和装置。特别地，本发明涉及发动机控制单元，所述发动机控制单元被设计成控制燃料喷射电磁阀。

背景技术

电磁阀或螺线管喷射器可用于将燃料喷射到燃烧室中（例如，喷射到汽缸中）。所述类型的螺线管喷射器（也称为线圈型喷射器）具有线圈，当电流流动穿过所述线圈时，所述线圈产生磁场，由此在衔铁上施加磁力，使得衔铁被移位以便实现喷嘴针阀的或闭合元件的打开和关闭，从而达到打开和关闭电磁阀的目的。如果电磁阀或螺线管喷射器在衔铁与喷嘴针阀之间或在衔铁与闭合元件之间展现所谓的空行程，则衔铁的移位并非立即而是仅在衔铁已被移位了该程度的空行程之后才引起闭合元件的或喷嘴针阀的移位。

当将电压施加到电磁阀的线圈时，磁力导致衔铁沿极片的方向运动。借助于机械联接件（例如，机械接触件），在已克服了空行程之后，喷嘴针阀或闭合元件同样地运动（在工作行程或针阀行程期间），并且在对应的移位的情况下打开喷射孔以便将燃料供给到燃烧室中。如果电流继续流动穿过线圈，则衔铁和喷嘴针阀或闭合元件进一步运动，直到衔铁到达极片并邻接抵靠该级片。衔铁邻接抵靠闭合元件的或喷嘴针阀的驱动器所在的位置与衔铁邻接抵靠极片所在的位置之间的距离也被称为针阀行程或工作行程。为了将阀关闭，停用施加到线圈的激励电压，并且使线圈短路，使得磁力消失。由于储存在线圈中的磁场的消失，所以线圈的短路导致电压的极性颠倒。借助于二极管来限制电压的水平。由于例如由弹簧提供的回复力，包括衔铁的喷嘴针阀或闭合元件运动到闭合位置中。这里，以相反顺序经历空行程和针阀行程。

在电磁阀打开期间的针阀运动的开始时间会取决于空行程的量值。针阀或衔铁邻接抵靠极片的时间取决于针阀行程或工作行程的量值。在相同的电力致动的情况下，针阀运动开始（打开）的和针阀运动结束（关闭）的喷射器特定的时间变化导致不同的喷射量。

在衔铁已克服了空行程以达到打开电磁阀的目的（如果在考虑之中的电磁阀中存在空行程）之后，衔铁邻接抵靠极片，这防止衔铁沿用于打开电磁阀的方向发生进一步的运动或移位。一旦发生所述邻接时，衔铁可能被弹性地推开，并且在衔铁已被推开达某一移位行程之后，其会再次邻接抵靠极片。以这种方式，衔铁会执行弹跳运动，在这种情况下，其被极片推开至少一次、沿用于关闭电磁阀的方向加速，然后由于仍然起作用的磁力进而沿用于打开电磁阀的方向加速并移位。在这种情况下，弹跳过程可包括衔铁邻接抵靠极片的一种或多种状态。

弹跳或弹跳运动可针对不同喷射器或电磁阀各有不同，例如就由于如下原因的不同阻尼作用而言，所述原因为机械偏差（液压间隙）、不同材料、不同弹性特征、特别地是衔铁的运动部件的不同质量等。因此，在不同电磁阀或喷射器中，当在弹跳过程期间再次关闭喷射器时，可出现不同的定量特征曲线（Mengenkennlinien）。在这种情况下，关闭过程可特别地取决于在所意图的关闭过程的开始时衔铁是例如沿阀打开的方向还是沿阀关闭的方向运动。

此外，在所述弹跳区域中，或在弹跳运动期间，喷射器致动（特别地，为了打开电磁阀而对电磁阀的致动）也会是困难的或不准确的，因为致动持续时间（例如，升高电压的持续时间和/或保持电压区间的持续时间）和喷射量的唯一依赖性将并非必要地总是存在。例如，尽管增加了致动持续时间（特别地，在电压分布中增加升高电压的持续时间和/或增加保持电压的持续时间），但喷射量还会减小。

因此，在使用电磁阀的常规喷射系统中，就所期望的燃料喷射量而言并且还就关于时间的所期望的燃料喷射特征而言可出现不准确性。

在常规方法中，避免了在电磁阀致动中展现明显的弹跳行为的喷射时间。因此，具有数量特征图中的弹跳行为的不利影响的区域有可能被排除。然而，致动因此遭受显著的限制，这会对内燃机的操作具有不利影响。

发明内容

因此，本发明的目的是提供如下的方法和装置（特别地是发动机控制单元），其使得与现有技术相比可以改进喷射过程，特别地在关于时间的喷射量和喷射分布而言。特别地，本发明的目的是降低由于电磁阀中的弹跳而造成的不准确性或不可靠性。

本发明借助于独立权利要求的主题来实现。从属权利要求具体说明本发明的特定实施例。

根据本发明的第一方面，提供一种用于控制电磁阀的方法，所述电磁阀具有线圈和能够由磁力来移位的衔铁，闭合元件能够借助于所述衔铁来移位以达到将燃料喷射到燃烧室中的目的。这里，所述方法包括：利用依照第一电压分布的电压来使所述线圈通电，以便产生穿过所述线圈的第一电流；根据第一磁通量和所述第一电流来确定第一分布；在所述第一分布中识别至少一个第一移位起点的第一特征，所述衔铁在所述第一移位起点处开始使所述闭合元件移位；产生第二电压分布并依照所述第二电压分布来使所述线圈通电，使得在根据第二磁通量和第二电流的第二分布中，第二移位起点的第二特征比所述第一特征更加类似于参考特征。

所述方法可由在车间或生产工厂中的特殊控制单元或特别地也可由发动机控制单元来实施，所述发动机控制单元安装和使用在车辆中以进行正常的驱动操作。闭合元件可形成为例如针阀，特别地形成为喷嘴针阀，其在一端上支承闭合球，闭合球在电磁阀的关闭状态下顶靠锥形座，并且在打开状态下移位离开所述座，使得燃料可以穿过所述座中的开口传送到燃烧室中。

在这种情况下，第一电压分布和第二电压分布可例如各自包括升高阶段，在所述升高阶段中，电压达到相对高的值，例如，在60 V与70 V之间，特别地是近似65 V。升高阶段内的电压分布可例如基本上具有矩形信号抑或具有锯齿形信号。在第一电压分布和第二电压分布两者中，在升高阶段后面的可以是保持阶段，在所述保持阶段中，电压显著低于升高阶段中的电压并且例如处于6 V与14 V之间。保持阶段在时间方面可长于（例如，在4倍长与10倍长之间）升高阶段。保持阶段可例如具有1 ms至2 ms的持续时间。保持阶段可进而被分成多个阶段，对于这些阶段而言，预限定不同的平均电流水平。当达到所述电流水平时，电压相应地被激活或停用，使得电流在所述电流水平附近振荡。在关闭阶段中，喷射器与电压源分离并且发生短路。

这里，第一电压分布和第二电压分布就升高阶段的水平而言、就升高阶段的持续时间而言、就升高阶段的分布（例如，升高阶段期间的电压分布，例如交变矩形信号、锯齿形信号等等）而言可以是不同的。此外，第一电压分布和第二电压分布就保持阶段期间的电压而言、以及还就保持阶段的持续时间而言可以是不同的。

依照第一电压分布或依照第二电压分布的电压的施加在线圈中产生对应的电流分布。所述对应的电流分布引起磁场的分布，除几何结构上的影响之外，所述磁场还进而影响衔铁、闭合元件、驱动器和极片的相对定位。

根据第一磁通量和第一电流的第一分布可直接取决于第一磁通量和第一电流，或取决于从第一磁通量和第一电流导出的变量（例如，分别是第一磁通量的函数和第一电流的函数）。然后，可分析或评估第一分布，以便表征第一移位起点。根据第一磁通量和第一电流的第一分布可包括例如如下区段，在所述区段中，衔铁已顶靠并接触闭合元件或顶靠并接触连接到闭合元件的驱动器，而不使驱动器或闭合元件移位。因此，在所述区段中，未观察到运动，因为首先必须建立上升的磁力以便至少等于由于燃料压力而相反作用的力。一旦移位开始，即刻获得准确的力平衡，在这种情况下，由于磁通量产生的力等于由于燃料压力而作用的力并与其相反。

表征至少此第一移位起点可以允许得出关于燃料压力的结论。此外，可以由此来预测出预期的弹跳行为，并且可以确定第二电压分布使得减少预期的弹跳。可指示弹跳行为已减少或弹跳幅度已减小的事实的是第二移位起点的第二特征，为减少弹跳，所述第二特征比第一特征更加类似于参考特征。

为确定相应的特征，可不仅使用相应的移位起点，而且还可使用相应分布的一个或多个区段或整个相应分布，所述相应分布根据相应磁通量和相应电流来确定、特别地由坐标系中的曲线来表示，其包括穿过线圈的电流和磁通量。

因此，即使在实际打开电磁阀之前也可执行对电磁阀的控制，以便因此在尽可能早的时间执行控制上的介入，以便能够一旦打开即刻将所限定的燃料量喷射到燃烧室中。

在根据本发明的方法中，能够借助于对磁通量和电流的评估和/或电压调适来实现对磁性喷射器的弹跳行为的改进。

第一分布和第二分布可以分别能够由或由坐标系中的第一曲线和第二曲线来表示，在所述坐标系中，沿着一个轴（例如，X轴）标绘电流，并且沿着另一轴（例如，Y轴）标绘磁通量。这里，可例如考虑到线圈的欧姆电阻借助于所测量的电压和所测量的电流用数学方法来计算磁通量。因此，第一分布和第二分布可以以简单的方式被确定，并且特别地还可以被形象化且因此容易得到评估。

第一特征和第二特征可例如包括相应曲线上的梯度（dΨ/di）和/或位置（也就是说，电流的位置或电流的量值和磁通量的量值），特别地至少在相应的移位起点处、此外特别地沿着移位起点与接触状态之间的闭合元件打开运动的至少一个区段，在所述接触状态下，衔铁邻接抵靠极片以便结束打开运动（第一次）。这里，参考特征可包括至少一个参考梯度和/或一个参考位置。因此，可以例如借助于数学曲线草图以简单的方式来确定相应的特征。在这种情况下，相应的接触状态表示打开运动的结束。如果依照第一电压分布在致动期间发生弹跳或将预期发生弹跳，则可以将第一接触状态视为衔铁第一次邻接抵靠极片。仅仅以移位起点处的特征为基础来确定预期发生的弹跳可以是有利的，从而即使在电磁阀打开之前也可以执行控制介入，以便将第二电压分布配置成使得减少预期发生的弹跳。

可将相应的移位起点识别为Ψ-i曲线（相对电流标绘出的磁通量）的点或区域，在该点或该区域处相应曲线的梯度发生变化。用于识别相应的移位起点的其它可能性是可能的。

相应的接触状态可以能够被识别为一个点或区域（在Ψ-i曲线上），在该点或区域处相应曲线的梯度发生变化。用于识别接触状态的其它方法是可能的。

因此，可以可靠地定位移位起点与接触状态两者。

可在第一接触状态之前（也就是说，甚至在任何弹跳之前）的时间依照第二电压分布来执行对线圈的通电。特别地，与第一电压分布相比，第二电压分布可具有特别地被加长的、被缩短的或被中断的不同的升高阶段的持续时间。可将升高阶段的持续时间调适成使得减少在维持依照第一电压分布的电压的情况下将发生的弹跳。这里，例如可以评估在移位起点与接触状态之间的第一分布以便然后限定第二电压分布。例如，可以识别移位起点，特别地识别第一移位起点，并且可从第一移位起点出发或一旦处于第一移位起点则执行预限定的致动/引导（Vorsteuerung）控制（例如，移位起点处的电流值加上所限定的电流差或加上升高阶段的加长量）。对第二电压分布的其它修改或调适是可能的。

可在第一接触状态之后的时间，特别地是在发生第一抵接之后但仍在任何弹跳运动之前的时间依照第二电压分布来执行对线圈的通电。这里，特别地，与第一电压分布相比，第二电压分布可具有特别地被加长的或被缩短的不同的升高阶段的持续时间，或其可具有以多部分升高阶段为特征的被中断的升高阶段，这些部分升高阶段分别被降压阶段所中断。

例如，当将第一电压分布施加到线圈时，可识别第一接接触点（特别地，衔铁第一次邻接抵靠极片）。在识别出第一接触点之后，可以在第一接触点处执行预限定的致动/引导控制（例如，第一接触点处的电流值加上所限定的电流差或加上升高阶段的加长量或升高阶段的中断量连同后续的持续量）。

为限定第二电压分布，可考虑在识别出移位起点之后的致动、在移位起点与第一接触点之间的致动以及在移位起点与第一接触点之间的整个区段的致动的组合。因此，可以减少诸如可在施加依照第一电压分布的电压的情况下发生的弹跳。

此外，还可根据相应曲线的过了接触状态之后（特别地，过了衔铁相应的第一次邻接抵靠极片之后）的至少一个区段来确定相应的特征，其中，第二电压分布配置成使得该区段具有更少的交变梯度。因此，凭借弹跳过程开始之后执行控制介入，至少可以至少缩短弹跳过程。

为定位或限定第二电压分布，特别地可以执行电磁阀的操作的模拟或测试。特别地，可以以不同的电压分布为基础来记录训练数据，并且可就弹跳的发生来表征这些电压分布或测试电压分布。特别地，可以从对因此获得的各种曲线的区段的分析来确定曲线的某些区段的特征与弹跳（其稍后发生）之间的依赖性。特别地，因此可以以曲线的在弹跳之前的某些区段的分析为基础来对任何弹跳作出预测。

此外，所述方法可包括：在衔铁在极片上具有足够低水平的弹跳的情况下，提供至少一个参考数据集，其中，所述参考数据集可具有电流和磁通量的参考曲线。然后，第二电压分布可配置成使得以第二电压分布为基础获得的曲线处于相对地类似于或接近于参考曲线。

不言而喻地，无需施加依照第一电压分布的电压达由第一电压分布限定的整个时间区间。相反，施加依照第一电压分布的电压可在相应点处（例如，在第一移位起点时、在第一移位起点与第一接触状态之间）或甚至在该点之前被中断，并且从第一电压分布被中断所处的点开始可依照第二电压分布使电压继续。在其它实施例中，第一电压分布被完整地经历，并且对于阀的进一步打开过程将依照第二电压分布的电压施加到线圈。

将理解的是，已结合用于控制电磁阀的方法以单独地或以任何组合的形式被讨论、描述、提供或使用的特征能够同样以单独地或以任何组合的形式适用于按照本发明的实施例的用于控制电磁阀的装置，特别地是发动机控制单元，并且反之亦然。

根据本发明的第二方面，提供一种用于控制电磁阀的装置，所述装置特别地是发动机控制单元，所述电磁阀具有线圈和能够由磁力来移位的衔铁，闭合元件能够借助于所述衔铁来移位以达到将燃料喷射到燃烧室中的目的。这里，所述装置具有：驱动器，所述驱动器用于利用依照第一电压分布的电压来使所述线圈通电，以便产生穿过所述线圈的第一电流；以及确定模块，所述确定模块被设计成：根据第一磁通量和所述第一电流来确定第一分布，并且在所述第一分布中识别至少一个第一移位起点的第一特征，所述衔铁在所述第一移位起点处开始使所述闭合元件移位，其中，所述驱动器此外被设计成：产生第二电压分布并依照所述第二电压分布来使所述线圈通电，使得在根据第二磁通量和第二电流的第二分布中，第二移位起点的第二特征比所述第一特征更加类似于参考特征。

确定模块可例如包括算术/逻辑单元、电子存储器和到驱动器的通信连接件。装置可被设计成实施根据本发明的实施例的方法。这里，可在正常驱动操作期间实施所述方法。这里，磁通量可穿过衔铁并且部分地穿过相对于线圈被固定的极片，并且此外穿过闭合元件的一些部件或固定地连接到闭合元件的驱动器的至少一些零件。

根据本发明的实施例，提出一种方法，在所述方法中，借助于Ψ-i曲线，识别喷射器运动（特别地，闭合元件的运动），并且（从第一电压分布到第二电压分布）修改致动使得减少弹跳行为。这里，例如在Ψ-i曲线中，可确定针阀运动，例如状态I（移位起点）和/或状态II（接触状态），并且可例如通过修改峰值电流水平（例如，升高电压水平）或中断致动电压（例如，在升高阶段中）来就弹跳减少而言使关联的致动得到优化。例如，可识别状态I（移位起点）与接触状态或状态II之间的整个针阀运动，并且可将致动调适成使得对于不同喷射器而言在运动期间的梯度dΨ/di是相同的（调适到设定点值或参考曲线）。如果将状态I（移位起点）包括到识别中，则即使在运动开始之后仍可以通过合适的致动使针阀运动移动到弹跳最小化路径上，也就是说在弹跳过程之前已可以执行调节介入。

为了即使在对电磁阀进行标准致动的情况下也可以实施对Ψ-i曲线的测量，提出喷射器（或电磁阀，特别地是衔铁）的构造，在所述构造中，不出现涡电流或出现减少的涡电流。在具有减少的涡电流的此类喷射器的情况下，在行程运动期间的曲线分布更加明显，使得可以简化对状态I（移位起点）和对状态II（接触状态）的识别。这里，可以执行对材料和/或对几何结构的调适。特别地，可使用带槽衔铁或由相对于彼此电绝缘的铁磁层建立的衔铁。本发明的实施例可以确定衔铁邻接抵靠极片，并且可以执行对致动分布的关联的修改以便减少/避免弹跳过程。使用不展现涡电流或展现低涡电流的喷射器是有利的，以便能够在标准致动期间确定Ψ-i曲线，也就是说，特别地在正常驱动操作期间确定Ψ-i曲线。

本发明的实施例提供喷射器特定的致动以避免弹跳过程和燃料的定量特征曲线中的关联的缺陷。因此，使定量特征曲线轨喷射器的均衡化成为可能。

附图说明

现将参考附图来讨论本发明。本发明并不限于所图示或描述的实施例。

图1以示意性截面图图示了可以依照本发明的实施例的方法来控制的电磁阀。

图2图示了根据本发明的实施例的待被控制的电磁阀的测量数据以及参考数据和状态轨迹的图表。

图3图示了根据本发明的实施例的待被控制的电磁阀的测量数据以及参考数据和状态轨迹的图表。

图4图示了依照现有技术的具有和不具有弹跳的喷射器的定量特征曲线。

图5图示了借助于不同的致动电压分布所获得的状态轨迹的图表。

图6图示了用于图示说明电磁阀致动或喷射器致动的图表；以及。

图7A、图7B、图7C、图7D示出了根据本发明的实施例的图表。

具体实施方式

图1中以示意性截面图说明的电磁阀1具有线圈3，电压可以被施加到线圈3，使得电流流动穿过线圈3得以发生以达到建立磁场的目的。这里，磁场基本上沿导向汽缸7的纵向方向5指向。磁场作用在铁磁衔铁9上，铁磁衔铁9能够在导向汽缸7内移位。借助于衔铁9的移位，可以使喷嘴针阀11或电磁阀1的闭合元件沿纵向方向5移位，这特别地是由于衔铁9与固定地连接到闭合元件11的环状驱动器13的接触。

在图1中图示出的打开状态下，闭合球15已撤回离开锥形座17，使得燃料19可以穿过所述座中的开口21进入到燃烧室23中以达到燃烧的目的。在完全打开的状态下，衔铁9顶靠极片27，并且可以因此不进一步向上移位。

在电磁阀1的图1中未图示出的关闭状态下，当不存在电流穿过线圈3时，由复位弹簧25使衔铁9向下移位，使得驱动器13与闭合元件11一起也向下移位，使得闭合球15密封地顶靠锥形座17，使得燃料19不可以传送到燃烧室23中。在衔铁9的该向下移位的状态下，驱动器13以及衔铁9也同样地已运动经历至少工作行程12（在此期间，衔铁9和驱动器13相接触），并且可选地还运动经历附加的空行程10，其中在衔铁9与驱动器13之间存在间隙。

图1还示出了根据本发明的实施例的用于控制电磁阀1的装置2。为了该目的，装置2具有驱动器4，驱动器4被设计成经由测量和控制线8利用依照各种电压分布的电压来使线圈3通电，以产生穿过线圈3的相应电流。为了该目的，装置2具有确定模块6，确定模块6用于确定作为相应磁通量和流动穿过线圈3的电流的函数的分布或曲线（例如，Ψ-i曲线），所述分布或曲线以示例的方式被图示在图2、图3和图5中。此外，确定模块6被设计成在第一分布中识别至少第一移位起点的第一特征，在所述第一移位起点处衔铁开始使闭合元件移位。此外，确定模块6被设计成与驱动器4一起修改原始或第一电压分布，和/或确定第二电压分布，使得相应的移位起点的特征比原始或第一特征更加类似于参考特征。

特别地，装置2被设计成实施根据本发明的实施例的用于控制电磁阀的方法。

在打开过程结束时，衔铁9当其邻接抵靠极片27时发生弹跳。因此，衔铁可被弹性地推开并且可反复地发生邻接和推斥，使得衔铁可执行弹跳运动。弹跳运动引起喷射到燃烧室23中的燃料19的量具有不确定性和不准确性。

本发明的实施例旨在通过执行进入到电压分布中的或进入到线圈3被致动所依照的电压进展（spannungsverlauf）中的控制介入来减少弹跳。这里，执行对交链磁通量（verketteten magnetischen Fluss）Ψ的测量和分析。为了该目的，可从以下项目来计算交链磁通量Ψ：流动穿过线圈3的电流、施加到线圈3的电压、以及线圈3的欧姆电阻。所测量的电压u(t)由欧姆分量（i(t)×R）和感应分量（u_int(t)）组成。在这种情况下，从交链磁通量的关于时间的导数来计算感应电压，其中，Ψ取决于电流i(t)的和空气间隙x(t)的变化。

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在缓慢致动的情况下，由于电流变化而导致的感应作用的“磁性”分量是小的。

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由于衔铁运动而导致的感应作用的“机械”部分于是描述电磁阀的行程（空行程和/或工作行程）。

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通过重新排列和整合，可以如下计算交链机械通量（verkettete mechanischeFluss）：

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图2图示出图表29，其具有在电磁阀1的吸附期间（也就是说，在打开过程期间）的状态轨迹31以及在落下期间（也就是说，在关闭过程期间）的轨迹33（这里是针对空行程的情况）。这里，流动穿过线圈3的电流i被标绘在横坐标30上，并且依照上面的等式计算的磁通量Ψ被标绘在纵坐标32上。可例如在用于控制电磁阀的方法期间确定轨迹31，例如通过测量电流和电压并且如上所讨论的来计算磁通量。从与图2中未图示的参考数据或参考轨迹的比较中，可以确定合适的电压分布以便防止弹跳。图2中的点I'、II'、I、II表示在打开过程期间的特征状态。这里，从134 µm到90 µm的空行程（也就是说，在空行程期间的衔铁9的吸附）发生在点I'与II'之间。从90 µm到0 µm的工作行程（也就是说，在工作行程期间的衔铁9的吸附）发生在点I（移位起点）与II（接触状态）之间。在区域II'- I中，衔铁顶靠驱动器13。

在本发明的实施例中，对于不具有空行程（下面的图3）或具有空行程（图2）的电磁阀而言，评估轨迹31的在点I处和/或直到点II的区域。这里，在区域I'-II'中，与位于所述区域前后的区段相比，轨迹31的梯度发生了变化。此外，在位于点I与II之间的区段中，梯度从正值变为负值。

在图2中，例如对于具有空行程的电磁阀而言，在衔铁9第一次邻接抵靠极片27所处的第二状态II之后在区域34中，可以看到波浪线，其可以指示弹跳。在本发明的实施例中，可以将不同的电压（例如，依照下面参考图6所描述的电压分布）施加到给定的电磁阀，并且在每种情况下都有可以确定和评估Ψ-I曲线。不展现弹跳（也就是说，特别地在区域34中不展现波浪线）的电压分布可具有有利的特征，并且可被用于实际致动电磁阀。在区域34中产生正弦线或波浪线或扰动的其它电压分布可以被排除从而不用作电磁阀1的致动电压分布。有可能以所确定的电压分布（例如，升高电压水平、升高电压持续时间、保持电压水平、保持电压持续时间）为基础从一组训练数据中来进行预测，由此可以预测任何发生的弹跳。

图3图示出图表35，其图示出在其中电磁阀1不展现空行程的情况下在电磁阀1的衔铁9的吸附和落下期间的轨迹37和39。由于在图3中图示出的轨迹37中不存在空行程，所以不存在图2中所图示的特征点I'和II'。从50 µm到0 µm的工作行程发生在点I与II之间。这里，轨迹37在点I处具有转弯部，在所述转弯部处正梯度变化到负梯度。

图4图示出如下图表，在所述图表中，以毫秒为单位的喷射时间TI被标绘在横坐标60上，并且以毫克为单位的喷射量MF被标绘在纵坐标62上。这里，喷射时间表示喷射阀打开所持续的持续时间。曲线63图示出电磁阀的定量特征曲线，所述曲线展现弹跳，且曲线65图示出喷射阀展现出没有弹跳或仅有极低水平的弹跳的情况。

对于仅展现出极低水平的弹跳（曲线65）的喷射阀而言，喷射时间与喷射量之间存在有几乎线性的关系，至少是对于大于由附图标记67表示的阈值（近似为0.3 ms）的喷射时间而言。对于展现出弹跳（曲线63）的电磁阀而言，在短喷射时间的区域69中，存在与线性特征（也就是说，与喷射时间和喷射量之间的线性关系）的强烈偏差。在常规方法的情况下，对于此类电磁阀而言，区域69中的喷射时间被避免。因此，在现有技术中，将不可以执行或实施相对短的喷射时间，特别地是在近似0.3 ms与0.4 ms之间的范围中的喷射时间，因为未实现单调梯度。

本发明的实施例在电磁阀的打开运动期间或在打开过程期间的早期阶段时确定磁通量，并且在早期时间点处凭借施加到线圈的电压执行控制介入，所述电压被设定成使得减少所预期发生的弹跳。

在图5中由轨迹47（激励电压为18 V）、49（激励电压为6 V）、51（激励电压为12 V）和53（激励电压为3 V）来图示出不同致动电压（3 V … 18 V）的情况下的Ψ-I曲线的形式。如从图5可以看到的，随着电压的增加，变得越来越更加难以可靠地检测出状态I和II，因为梯度仅发生小的变化。例如，在18 V的激励电压的情况下，会难以可靠地检测到状态I。因此，可执行在相对小的激励电压（例如3 V与12 V之间）的情况下对参考曲线的测量或用于确定行程的测量。图5中图示出的曲线47、49、51和53可表示测量数据或参考数据。

图6图示出三个图表70、72和74，这些图表图示出对根据本发明的实施例的电磁阀的致动。

这里，在每张图表中，以微秒为单位的时间都被标绘在横坐标76上。施加到线圈3的电压的水平被标绘在图表70的纵坐标78上，穿过线圈3的电流的水平被标绘在图表72的纵坐标80上，并且在依照图表70的电压分布来致动电磁阀的情况下燃料的喷射速率（也就是说，每单位时间的喷射量）被标绘在图表74的纵坐标82上。

图6的图表70中的电压分布84包括升高阶段85、保持阶段87和消耗阶段91。在升高阶段85期间，将近似50 V或甚至高达65 V的升高电压施加到线圈3以达到打开阀1的目的。维持升高电压达300 µs与600 µs之间的持续时间。特别地，维持升高电压直到达到所限定的电流值或最大持续时间。在所述升高阶段85中，发生衔铁或针阀的运动，且因此Ψ-I曲线中的行程信号是弱的。特别地是如果使用在相对高的升高电压的情况下产生极高涡电流的常规衔铁，则情况会是如此。

在常规方法中，仅可以模糊地识别针阀弹跳，并且在这种情况下会难以针对针阀运动来调适电力致动以便减少弹跳。

图表72借助于曲线81示出了由于电压分布84而出现在线圈中的电流分布。在升高阶段85开始时，电流81强烈地上升，并且在升高阶段结束时达到最大值。在保持阶段87期间，电流减小，但是阀在所述阶段中被保持打开并且在消耗阶段91完成之后被基本上调节到零值。过了阶段91之后，电磁阀被关闭。

图表74的曲线83将喷射速率示出为时间的函数。在升高阶段85完成之后，喷射速率已上升到某一值，除小的波动之外，在保持阶段87期间维持所述值。由附图标记90表示的时间点表示完成喷射器打开的时间点。

在这种情况下，喷射速率分布83可展现与针阀运动的高度对应性或相关性。尽管喷射器完全打开（衔铁与极片接触），但还是维持致动电压，并因此加速磁力继续增大，这照常规引起弹跳增加。弹跳过程在各喷射器之间可以是不同的，因为喷射器在不同时间打开，并因此在完全打开之后的力分布可不同。此外，喷射器的阻尼特征可由于阻尼间隙的相应几何结构而不同。

本发明的实施例准许通过修改电压分布（例如，图6的图表70中所图示的电压分布84）来进行控制介入。借助于所记录的Ψ-I曲线，在本发明的一个实施例中是如下情况：喷射器运动得以识别（特别地是在车辆操作期间还得以在线地识别），并且致动被修改成使得减少弹跳行为。为了该目的，例如可以在Ψ-I曲线中确定针阀运动（状态I和/或状态II），并且可以例如通过修改（电流81的）峰值电流水平或通过中断致动电压（电压84，例如在升高阶段85期间、在保持阶段87期间或两者的组合）来就弹跳而言使关联的致动得到优化。

例如，可识别第一状态I与第二状态II之间的整个针阀运动（例如见图2和图3），并且可将致动调适成使得对于不同喷射器而言在运动期间的梯度dΨ/di是相同的（调适到设定点值或参考曲线）。如果将第一状态I包括到识别中，则即使在移动开始之后仍可以通过合适的致动使针阀运动移动到弹跳最小化路径上，也就是说在弹跳过程之前已可以执行调节介入。在这种情况下，在弹跳之前的此类调节介入可包括例如识别第一状态I和在第一状态I之前或期间执行预限定的致动/引导控制（例如，可将第一状态I中的电流值调适或设定成加上所限定的电流差或加上升高阶段的加长量）。

替代地或与之相结合，还可以在衔铁邻接抵靠极片之后执行调节介入，例如凭借第二状态II被识别并且在第二状态II中执行预限定的致动/引导控制（例如，第二状态中的电流值加上所限定的电流差或加上升高阶段的加长量或升高阶段的中断量连同后续的持续量）。

图7A、图7B、图7C和图7D示出了如下的图表，所述图表图示出在依照本发明的实施例执行致动的情况下针对如下的不同情形的衔铁行为：不具有弹跳（实线，由“a”表示的曲线）、具有弹跳（虚线，由“b”表示的曲线）和具有软着陆（虚线，由“c”表示的曲线）。

图7A中分别在PSI-I曲线92a、92b或92c中识别出弹跳。为了使弹跳最小化，将致动分布84a、84b、84c的升高阶段85的持续时间加长以便进行后续的致动，并因此在抵接期间衔铁上的力得以增加（见图7D）。

另一种解决方案是所谓的“软着陆”。这里，由于缩短了升高阶段的持续时间，所以在衔铁达到极片之前其已被减速，且因此在动量减小的情况下发生邻接，这进而减少或防止弹跳。

在图7B中，将针对各种情况的衔铁行程相对时间的变化图示为曲线94a、94b、94c。

在图7C中，将针对各种情况的电流相对时间的变化图示为曲线96a、96b、96c。

在本发明的具体实施例中，提出使用其中不发生涡电流或发生减少的涡电流的喷射器。在此类情况下，即使在标准致动（例如，利用65 V升高电压）的情况下，仍会可以实施Ψ-I曲线。

Claims (10)

1.一种用于控制电磁阀的方法，所述电磁阀具有线圈（3）和能够由磁力来移位的衔铁（9），闭合元件（11）能够借助于所述衔铁来移位以达到将燃料（19）喷射到燃烧室（23）中的目的，其中，所述方法包括：

利用依照第一电压分布的电压（84）来使所述线圈（3）通电，以便产生穿过所述线圈（3）的第一电流（81）；

根据第一磁通量（Ψ）和所述第一电流（i）来确定第一分布（31、37）；

在所述第一分布中识别至少一个第一移位起点（I）的第一特征，所述衔铁（9）在所述第一移位起点（I）处开始使所述闭合元件（11）移位；

产生第二电压分布并依照所述第二电压分布来使所述线圈通电，使得在根据第二磁通量和第二电流的第二分布中，第二移位起点（I）的第二特征比所述第一特征更加类似于参考特征。

2.根据权利要求1所述的方法，

其中，所述第一分布和所述第二分布能够分别由在坐标系中的第一曲线（31、37）和第二曲线来表示，在所述坐标系中，沿着一个轴标绘所述电流（i），并且沿着另一轴标绘所述磁通量（Ψ）。

3.根据权利要求1或2所述的方法，

其中，所述第一特征或所述第二特征包括所述相应曲线上的梯度和/或位置，所述梯度和/或位置特别地至少在所述相应移位起点（I）处，此外特别地沿着所述闭合元件在所述移位起点（I）与接触状态（II）之间的打开运动的至少一个区段，在所述接触状态（II）下，所述衔铁邻接抵靠极片以便结束所述打开运动，并且其中，所述参考特征包括至少一个参考梯度和/或参考位置。

4.根据权利要求2或3所述的方法，

其中，将所述相应移位起点（I）识别为所述相应曲线的梯度发生变化所处的点或区域。

5.根据权利要求3和4中的任一项所述的方法，

其中，将所述相应接触状态（II）识别为所述相应曲线的梯度发生变化所处的点或区域。

6.根据前述权利要求3至5中的任一项所述的方法，其中，在所述第一接触状态（II）之前的时间依照所述第二电压分布来执行对所述线圈的通电，并且其中，特别地，与所述第一电压分布相比，所述第二电压分布具有特别地被加长、被缩短或被中断的不同的升高阶段（85）的持续时间。

7.根据前述权利要求3至5中的任一项所述的方法，其中，在所述第一接触状态（II）之后的时间依照所述第二电压分布来执行对所述线圈的通电，

其中，特别地，与所述第一电压分布相比，所述第二电压分布具有特别地被加长或被缩短的不同的升高阶段（85）的持续时间，或者具有中断的升高阶段（85）。

8.根据前述权利要求3至7中的任一项所述的方法，

其中，此外根据所述相应曲线的过了所述接触状态（II）之后的至少一个区段来确定所述相应特征，其中，将所述第二电压分布选择成使得所述区段（34）具有更少的交变梯度。

9.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，

其中，对于定位所述第二电压分布，特别地是如下情况：执行对所述电磁阀的操作的模拟或测试，其中，所述方法特别地还具有：

在所述衔铁在所述极片上具有足够低水平的弹跳的情况下，提供至少一个参考数据集（31、37），所述参考数据集（31、37）包括电流和磁通量的参考曲线。

10.一种用于控制电磁阀（1）的装置（2），所述装置（2）特别地是发动机控制单元，所述电磁阀（1）具有线圈（3）和能够由磁力来移位的衔铁（9），闭合元件（11）能够借助于所述衔铁来移位以达到将燃料（19）喷射到燃烧室（23）中的目的，其中，所述装置具有：

驱动器（4），所述驱动器（4）用于利用依照第一电压分布的电压（84）来使所述线圈（3）通电，以便产生穿过所述线圈（3）的第一电流（81）；

确定模块（6），所述确定模块（6）被设计成：

根据第一磁通量和所述第一电流来确定第一分布；并且

在所述第一分布中识别至少一个第一移位起点（I）的第一特征，所述衔铁（9）在所述第一移位起点（I）处开始使所述闭合元件（11）移位，

其中，所述驱动器（4）此外被设计成产生第二电压分布并依照所述第二电压分布来使所述线圈通电，使得在根据第二磁通量和第二电流的第二分布中，第二移位起点的第二特征比所述第一特征更加类似于参考特征。