CN108869132A - 用于控制适于内燃发动机的机电线性致动器设备的方法 - Google Patents

用于控制适于内燃发动机的机电线性致动器设备的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108869132A
CN108869132A CN201810444185.3A CN201810444185A CN108869132A CN 108869132 A CN108869132 A CN 108869132A CN 201810444185 A CN201810444185 A CN 201810444185A CN 108869132 A CN108869132 A CN 108869132A
Authority
CN
China
Prior art keywords
idrc
noise
sensor
signal
actuator device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201810444185.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108869132B (zh
Inventor
M·德切萨雷
E·布鲁尼奥尼
N·托尔科利尼
F·蒙蒂
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Marelli Europe SpA
Original Assignee
Magneti Marelli SpA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Magneti Marelli SpA filed Critical Magneti Marelli SpA
Publication of CN108869132A publication Critical patent/CN108869132A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108869132B publication Critical patent/CN108869132B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/24Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
    • F02D41/2406Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using essentially read only memories
    • F02D41/2425Particular ways of programming the data
    • F02D41/2429Methods of calibrating or learning
    • F02D41/2451Methods of calibrating or learning characterised by what is learned or calibrated
    • F02D41/2464Characteristics of actuators
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M59/00Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
    • F02M59/02Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps of reciprocating-piston or reciprocating-cylinder type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/20Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30Controlling fuel injection
    • F02D41/38Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/3809Common rail control systems
    • F02D41/3836Controlling the fuel pressure
    • F02D41/3845Controlling the fuel pressure by controlling the flow into the common rail, e.g. the amount of fuel pumped
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30Controlling fuel injection
    • F02D41/38Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/40Controlling fuel injection of the high pressure type with means for controlling injection timing or duration
    • F02D41/401Controlling injection timing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D45/00Electrical control not provided for in groups F02D41/00 - F02D43/00
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M37/00Apparatus or systems for feeding liquid fuel from storage containers to carburettors or fuel-injection apparatus; Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M37/04Feeding by means of driven pumps
    • F02M37/043Arrangements for driving reciprocating piston-type pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M37/00Apparatus or systems for feeding liquid fuel from storage containers to carburettors or fuel-injection apparatus; Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M37/04Feeding by means of driven pumps
    • F02M37/08Feeding by means of driven pumps electrically driven
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M59/00Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
    • F02M59/44Details, components parts, or accessories not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M59/02 - F02M59/42; Pumps having transducers, e.g. to measure displacement of pump rack or piston
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/06Control using electricity
    • F04B49/065Control using electricity and making use of computers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00Magnets
    • H01F7/06Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • H01F7/08Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
    • H01F7/18Circuit arrangements for obtaining desired operating characteristics, e.g. for slow operation, for sequential energisation of windings, for high-speed energisation of windings
    • H01F7/1844Monitoring or fail-safe circuits
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/20Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils
    • F02D2041/202Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils characterised by the control of the circuit
    • F02D2041/2037Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils characterised by the control of the circuit for preventing bouncing of the valve needle
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/22Safety or indicating devices for abnormal conditions
    • F02D2041/224Diagnosis of the fuel system
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00Input parameters for engine control
    • F02D2200/02Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/025Engine noise, e.g. determined by using an acoustic sensor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/22Safety or indicating devices for abnormal conditions
    • F02D41/221Safety or indicating devices for abnormal conditions relating to the failure of actuators or electrically driven elements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00Magnets
    • H01F7/06Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • H01F7/08Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
    • H01F7/18Circuit arrangements for obtaining desired operating characteristics, e.g. for slow operation, for sequential energisation of windings, for high-speed energisation of windings
    • H01F7/1844Monitoring or fail-safe circuits
    • H01F2007/1855Monitoring or fail-safe circuits using a stored table to deduce one variable from another
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00Magnets
    • H01F7/06Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • H01F7/08Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
    • H01F7/18Circuit arrangements for obtaining desired operating characteristics, e.g. for slow operation, for sequential energisation of windings, for high-speed energisation of windings
    • H01F7/1844Monitoring or fail-safe circuits
    • H01F2007/1866Monitoring or fail-safe circuits with regulation loop

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)
  • Control Of Linear Motors (AREA)

Abstract

描述了一种用于控制内燃发动机(ICE)的机电线性致动器设备(20)的致动曲线的方法,所述内燃发动机(ICE)设计成控制部件(14,27)的运动;内燃发动机(ICE)包括传感器(31),传感器(31)面对致动器设备(20)并且设计为检测由部件(14,27)的运动所产生的噪音。该方法包括以下步骤:通过传感器(31)获取由部件(14,27)撞击限位止动器所产生的信号(S)的强度;识别与所述撞击相关联的信号(S)的第一监听窗(OW;CWi);计算监听窗(OW;CWi)内的噪音指数(IDRC;IDRCi);将噪音指数(IDRC;IDRCi)与参考值(IDRR)进行比较;并基于该比较来控制致动器设备(20)的致动曲线。

Description

用于控制适于内燃发动机的机电线性致动器设备的方法
优先权要求
本申请要求于2017年5月10日提交的意大利专利申请第102017000050454号的优先权,其公开内容通过引用并入本文。
技术领域
本发明涉及一种用于控制适于内燃发动机的机电线性致动器设备的方法。
背景技术
本发明发现在内燃发动机领域中的有利应用,其中内燃发动机是已知的,其包括借助于至少一个进气阀连接到进气歧管以及借助于至少一个排气阀连接到排气歧管的至少一个气缸。
进气歧管将来自外部的空气供给到气缸内,而排气歧管将由燃烧产生的气体排出气缸,以将其供给消声器,从而进入大气。
借助于包括喷射器的电子喷射供给系统将燃料供给到气缸,所述喷射器布置成靠近进气阀以便将燃料喷射到进气歧管中,或者布置成将燃料直接喷射到气缸内。
此外,所述供给系统还包括燃料泵,所述燃料泵在大气压下从容纳箱中抽吸燃料,并且在电子控制单元的控制下将燃料供给至喷射器,所述电子控制单元控制喷射器以在气缸进气阶段期间循环地喷射燃料并且进一步控制燃料泵以便以恒压将燃料供给到喷射器。
通常而言,燃料泵包括管状泵体,其限定供给通道,所述供给通道在一侧连接到燃料容纳箱以及在相反侧连接到喷射器。
供给通道以滑动方式与活塞接合,所述活塞在泵体内部限定具有可变体积的泵室,所述泵室通过中间插入的止回阀连接到喷射器并且还借助于至少一个开口连接到供给通道,所述至少一个开口通过活塞获得并且通常通过固定到活塞的簧片阀封闭。
由于操作设备的推力,活塞是以直线往复运动沿着供给通道运动的,所述操作设备包括电磁致动器和弹簧,所述电磁致动器设计成使活塞以进气冲程而运动以便迫使燃料进入泵体内,以及弹簧设计成使活塞以输送冲程而运动以便将燃料输送到喷射器。
此外,燃料泵还包括在进气冲程结束时止动活塞的第一限位止动器和在输送冲程结束时止动活塞的第二限位止动器。
上述类型的燃料供给泵受到一些缺点的影响,这些缺点主要是由于这些泵产生相对高的噪音的事实,所述噪音源自活塞撞击第一限位止动器和第二限位止动器两者。具体地,所描述的燃料泵在使用中产生明显可感知的噪音,特别是当发动机运转缓慢时(即当发动机产生的总噪音适中时)。
为了减少这种噪音,可以经由软件对致动器设备的控制电流的强度和波形起作用,以便当活塞撞击第一限位止动器和第二限位止动器时使活塞的动能最小化。为了显著降低在撞击瞬间时的活塞动能,控制系统必须以尽可能接近“极限”控制电流的控制电流来激发电磁致动器的电磁体(这在撞击瞬间给予活塞“最小的”动能),但是,特别是,控制系统必须以决不低于“极限”控制电流的控制电流来激发电磁体,否则将丧失致动(即由于动能不足,活塞没有到达期望的位置)。“极限”控制电流的值由于结构性损失以及由于时间和温度引起的蠕变而随不同的情况极大地变化;此外,并不总是可能检查是否已经达到极限位置(即致动是否已经完成),并且因此控制系统必须完全以开环作用,因此在撞击动能的限制方面以及由此在噪音的限制方面变得明显无效。
已经提出了用于控制适于内燃发动机的高压燃料泵的致动器设备的致动曲线的方法,所述内燃发动机设置有传感器,所述传感器靠近致动器设备布置并且设计成检测由活塞的运动产生的噪音。该方法包括通过传感器获取由传感器撞击限位止动器所产生的信号的强度;以及基于由活塞撞击限位止动器所产生的信号的强度与参考值之间的比较来改变致动器设备的致动曲线的时间(times)。例如从文献EP2899387,US2010139624,US6298827和DE102015002295已知用于控制适于上述类型的内燃发动机的致动器设备的方法。
然而,上述方法不能有效地减小在输送冲程和进气冲程结束时由于活塞的撞击而产生的噪音,并且不允许用户诊断致动器设备的可能故障。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于控制适于内燃发动机的机电线性致动器设备的方法,所述方法没有上述缺点,并且同时容易地且便宜地实施。
根据本发明,提供一种用于控制适于内燃发动机的机电线性致动器设备的致动曲线的方法;其中致动器设备设计成控制可运动衔铁(armature)的运动,所述可运动衔铁朝向由固定机械支座限定的第一限位止动位置运动,以及反之亦然;内燃发动机包括传感器,该传感器靠近致动器设备布置并且设计成通过以下步骤检测由可运动衔铁的运动产生的噪音:
通过传感器获取由可运动衔铁撞击固定机械支座产生的信号的强度;
识别由传感器检测到的信号中的第一监听窗;其中所述第一监听窗识别可运动衔铁对固定机械支座的撞击;
计算由传感器在第一监听窗内检测到的信号的第一噪音指数;
将第一噪音指数与至少一个第一参考值进行比较;以及
基于第一噪音指数与第一参考值之间的比较来改变达到由致动器设备所吸收的电流的最大值所需的时间,即
-在第一噪音指数超过相应第一参考值的情况下,通过第一值将达到最大吸收电流值所需的所述时间减少;或者
-在第一噪音指数小于或等于相应第一参考值的情况下,通过第二值将达到最大吸收电流值所需的所述时间增加。
附图说明
现在将参照附图描述本发明,附图示出本发明的非限制性实施例,其中:
图1是燃料喷射系统的示意图,为了更清楚起见去除了一些细节;
图2示出图1所示喷射系统的燃料泵的操作循环;
图3示出图2所示机电线性致动器的致动曲线;
图4示出在图2所示致动器设备的致动循环期间由多个传感器检测到的信号的进展;
图5和图6示出根据本发明在图2所示致动器设备的致动循环期间由多个传感器检测到的信号的进展,并将其分成时间间隔。
具体实施方式
在图1中,附图标记1总体表示适于内燃发动机(ICE)的燃料喷射系统,特别是其使用汽油作为燃料。
喷射系统1包括多个喷射器2;通道3,其将燃料在压力下供给到喷射器2;泵4,其通过供给管道8从箱7供给燃料通过供给管道5到达共轨3;控制单元6,其根据内燃热力发动机(ICE)的操作条件以通常随时间变化的频率来控制泵4。
根据图2,燃料泵4包括具有中心供给通道12的管状圆柱形壳体11,其设置有轴线X并且通过供给管道8在一侧连接到燃料箱7并且在相对的一侧通过供给管道5连接到共轨3。
在壳体11内并且沿着供给通道12限定可变体积的泵室13,该泵室13具有圆柱形形状,由壳体11横向界定,并且由可运动活塞14和由固定的封闭盘15轴向界定,固定的封闭盘15具有由单向输送阀17接合的输送通孔16,该单向输送阀17调节来自泵室13的燃料出口。优选地,输送阀17是球阀并且包括球形闸15,球形闸15通过阀弹簧19被推靠在输送孔16的口部。
活塞14由致动器设备20操作,致动器设备20在使用中导致活塞14的往复运动,从而循环地改变泵室13的体积。活塞14在内侧集成单向进气阀21,该单向进气阀21调节到泵室13的燃料供给。
致动器设备20包括在进气阶段期间用于操作活塞14的电磁致动器22和在输送阶段期间用于操作活塞14的弹簧23。
换言之,在进气阶段期间,使电磁致动器22通电以便使活塞14朝向第一限位止动位置运动,从而增大泵室13的体积并克服由弹簧23施加的力;在进气阶段结束时,将电磁致动器22断电,并且活塞14在与第一方向相反的第二方向上运动,从而通过由弹簧23施加的弹力而减小泵室13的体积,直到其达到第二限位止动位置。
根据一个优选实施例,弹簧23的尺寸设计成使得由弹簧23本身施加在活塞14上的预加载力等于活塞14的可用面积(即界定泵室13的活塞14的圆形表面)乘以期望的燃料供给压强。通过这样做,只有当在供给管道5内的燃料压强小于期望的燃料供给压强时,弹簧23才能够通过输送阀17并且朝向通到共轨3的供给管道5而将燃料推出泵室13;否则系统是平衡的,即由弹簧23施加于在泵室13中存在的燃料上的推力等于由在供给管道5中存在的燃料施加的相反的推力,因此输送阀17不打开,并且活塞14保持静止。应该指出的是,由于由阀弹簧19施加的弹力比由弹簧23施加的弹力小得多,因此上面论述的弹簧23的尺寸设计没有考虑阀弹簧19的贡献。
电磁致动器22包括:线圈24;固定机械支座25,其在壳体11内部获得并具有中心孔26以允许燃料沿着供给通道12流动;以及可运动衔铁27,其布置在壳体11内,具有允许燃料沿供给通道12流动的中心孔28,刚性地连接到活塞14,并且设计成当线圈24通电时被磁极25磁性地吸引。
机械支座可以是实现使可运动衔铁27在预定高度处止动功能的任何物理客体。根据一个优选的变型,机械支座通过布置在壳体11内部的固定磁极25获得。
根据一个优选实施例,线圈24围绕壳体11在外部布置并且因此与燃料隔离。
此外,电磁致动器22包括管状磁衔铁29,其布置在壳体11的外侧上并且包括用于在内部容纳线圈24的座。
优选地,弹簧23布置在可运动衔铁27的中心孔28的内部并且被压缩在固定磁极25和活塞14之间。此外,弹簧23优选地具有圆锥形状,其在活塞14的区域中具有更大的基部,以简化弹簧23本身的安装。
根据一个优选的变型,活塞14由具有小厚度的板构成并且设置有多个供给通孔30。活塞14可沿着轴线X在两个最大限度的限位止动位置之间运动。当可运动衔铁27撞击机械支座时,在进气冲程结束时达到第一限位止动位置。另一方面,当活塞14撞击固定封闭盘15时,在输送阶段结束时达到第二限位止动位置。
在喷射系统1的正常操作期间,控制单元6利用取决于发动机点(engine point)的指令并以与喷射器2的指令同步的方式控制燃料泵4的致动器设备20。应该指出的是当发动机运转缓慢时,喷射频率(即喷射器2被控制的频率)是低的(甚至是峰值每分钟转数(rpm)时的喷射频率的1/10),并且因此燃料泵4的致动器设备20的控制频率也是低的,因此致动器设备20的功耗是低的。
致动器设备20由控制单元6控制并且按照功率曲线被供电,并且特别是根据图3,致动器设备20由以下时间量识别的电压曲线供电:
TON-MAIN达到由致动器设备20吸收的电流的最大值所需的时间;
TON,TOFF重复的电流脉冲的持续时间;
THOLD在其期间电源电压等于零并且由致动器设备20吸收的电流减少的时间;
TON2,TOFF2当目标是朝向第二限位止动位置降低可运动器材的速度(即活塞14的速度和衔铁27的速度)时的电流脉冲的持续时间。
致动器设备20进一步设置有面对致动器设备20的麦克风传感器31和/或设置有集成在致动器设备20的主体中的振动传感器31和/或设置有在外部布置在致动器设备20的主体上的振动传感器31。在下文中,我们将使用通用术语传感器31来指示上述传感器31中的任何一个或其任何组合。
在图2所示类型的电压下的致动曲线通常针对0巴(bar)的压强值产生图3所示类型的电流曲线,其中I指示由致动器设备20吸收的电流的进展,S1指示由面对致动器设备20的声音传感器31检测到的麦克风信号,S2指示由装配在致动器设备20的外部上的振动传感器31检测到的加速度计信号,以及P指示由压力传感器P检测到的信号。在达到第一限位止动位置和第二限位止动位置时,信号S1的进展和信号S2的进展显示出显著的可变性。实验已经表明,随着压力增加,在到达第二限位止动位置时产生的噪音减小,而在到达第一限位止动位置时产生的噪音基本保持不变。
以下描述由控制单元6执行的用于控制致动器设备20的方法,以减少所产生的噪音。
首先,该方法包括降低达到第一限位止动位置时产生的噪音。
控制单元6配置成获取来自布置在致动器设备20附近的传感器31的信号。来自靠近致动器设备20布置的传感器31的信号富含信息,但是它很难能够与致动器设备20的进气阶段相关。
根据图5,为了获得所需的信息,识别信号监听窗WO,其可以与致动器设备20的进气阶段相关联。
为了确定监听窗WO的位置,有必要考虑致动器设备20的进气阶段的电压指令开始的瞬间;实际上,该瞬间对于控制单元6是已知的。
在自致动器设备20的进气阶段的电压指令开始的瞬间以来经过持续时间等于Δt1的时间间隔之后,检测来自传感器31的信号并对于持续时间等于Tfin1的时间间隔进行分析。时间间隔的持续时间Δt1和时间间隔的持续时间Tfin1在初始阶段中被确定,并且可以根据适于致动器设备20的应用类型而变化。在达到第一限位止动位置的情况下,足以确定一个单个信号监听窗WO,因为当达到第一限位止动位置时,已知致动器设备20的电压指令开始的瞬间的控制单元6可以以可接受的近似程度来确定该单个信号监听窗WO
在监听窗WO中检测到的信号用带通滤波器处理,这导致对最富含信息的信号的唯一部分进行分析。例如,滤波间隔被限定在5kHz和15kHz之间。
根据可能的变型,上述方法步骤是相反的。换言之,首先由传感器31检测到的信号用带通滤波处理,以便分析来自致动器设备20的最富含信息的信号的唯一部分,并消除会干扰由致动器设备20产生的信号的组分,并且随后在达到第一限位止动位置时在可关联的信号监听窗WO内识别和分析信号。
根据另一变型,为了从来自靠近致动器设备20布置的传感器31的信号获得信息,代替上述带通滤波,可以操作快速傅里叶变换(faster Fourier transform)-FTT以便将所获得的信号分解成具有不同频率、振幅和相位的谐波之和。
在监听窗WO内考虑的信号然后由控制单元6处理以便获得噪音指数IDRC。
根据第一变型,噪音指数IDRC根据以下公式计算:
IDRC监听窗WO中的噪音指数;
s(t)由传感器31检测到的滤波信号;
t1,t2限定持续时间等于Tfin1的监听窗WO的时间点。
根据第二变型,噪音指数IDRC根据以下公式计算:
IDRC监听窗WO中的噪音指数;
按时滤波的信号;
t1,tN限定持续时间等于Tfin1的监听窗WO的时间点。
根据第三变型,噪音指数IDRC根据以下公式计算:
IDRC监听窗WO中的噪音指数;
通过快速傅里叶变换操作而处理的信号;
f0,f1在信号中被分析的频率带端点,所述信号通过在持续时间等于Tfin1的监听窗WO内进行快速傅立叶变换操作而处理。
根据第四变型,噪音指数IDRC根据以下公式计算:
IDRC监听窗WO中的噪音指数;
通过快速傅里叶变换操作而处理的信号;
f1,fN在信号中被分析的频率带端点,所述信号通过在持续时间等于Tfin1的监听窗WO内进行快速傅立叶变换操作而处理。
然后,将针对监听窗WO计算出的噪音指数IDRC与基于致动器设备20和应用类型确定的参考值IREF进行比较。
基于在所计算出的噪音指数IDRC与参考值IREF之间的比较,控制单元6适合于控制致动器设备20以减少所产生的噪音。
具体地,可能会出现以下两种情况:
针对监听窗WO计算出的噪音指数IDRC超过参考值IREF;在这种情况下,达到由致动器设备20吸收的电流的最大值所需的时间TON-MAIN减小等于Δt2的值;
针对监听窗WO计算出的噪音指数IDRC小于参考值IREF;在这种情况下,达到由致动器设备20吸收的电流的最大值所需的时间TON-MAIN增加等于Δt3的值。
在针对监听窗WO计算出的噪音指数和参考值IREF之间的差在绝对值上小于极限值TV的情况下,上述对达到由致动器设备吸收的电流的最大值所需的时间TON-MAIN的校正被中断,极限值TV优选是恒定的并且在初始设置阶段中被确定。
值Δt2和Δt3取决于致动器设备20和应用类型在初始设置阶段确定,并且可以彼此相等或不等。
另一方面,至于当到达第二限位止动位置时产生的噪音的控制,根据图6,该方法涉及将由传感器31检测到的信号分为多个监听窗CWi;根据上述[1]至[4]中的公式中的一个,针对每个所述监听窗CWi计算相应的噪音指数IDRC1,……,IDRCN
由于到达第二限位止动位置取决于不同的因素(诸如输送压强、致动器设备20的机械特征、致动器设备20的电磁特征、机械磨损等)的事实,所以检测到的信号优选地被分成多个监听窗CWi;因此与到达第一限位止动位置时发生的情况相反,第二限位止动位置的到达不能用单个监听窗来识别。
在获得的所有噪音指数IDRC1,……,IDRCN中,可以识别最大值IDRCMAX,其指示到达第二限位止动位置的监听窗CWi。噪音指数的最大值IDRCMAX允许识别到达第二限位止动位置的监听窗CWi
然后将识别到达第二限位止动位置的监听窗CWi的最大值IDRCMAX与参考值IDRR进行比较,参考值IDRR基于致动器设备20和应用类型在初始设置阶段中确定。
取决于在最大值IDRCMAX与参考值IDRR之间的比较结果,控制单元6适合于控制致动器设备20以减少所产生的噪音。
具体地,可能会出现以下两种情况:
最大值IDRCMAX小于参考值IDRR;在这种情况下,没有干预;
最大值IDRCMAX超过参考值IDRR;在这种情况下,有必要识别监听窗CWi,在其中达到以最大值IDRCMAX表征的第二限位止动位置。
控制单元7配置为将感兴趣的监听窗CWi(即以最大值IDRCMAX表征的监听窗CWi)的时间位置与启动关闭减速指令的瞬间进行比较,以便控制致动器设备20,以便减少在到达第二限位止动位置时产生的噪音。
再次,可能会出现以下两种情况:
感兴趣的监听窗CWi先于关闭减速指令;在这种情况下,时间TOFF2增加等于Δt的值;
感兴趣的监听窗CWi跟在关闭减速指令之后;在这种情况下,时间TOFF2减少等于Δt的值。
关闭减速指令由致动器设备20的控制表示,所述致动器设备20的控制设计成在达到第二限位止动位置时减小可运动器材的撞击速度。
值Δt取决于致动器设备20和应用类型在初始设置阶段确定,并且其优选是恒定的。
噪音指数IDRC可用于减少在到达第一限位止动位置和/或第二限位止动位置时产生的噪音并且用于诊断致动器设备20的故障。
具体地,就达到第一限位止动位置来说,对于给定数量n1的致动循环,如果达到最大吸收电流值所需的时间TON-MAIN增加等于Δt3的值,控制单元6适合于识别致动器设备20的故障。换言之,如果达到最大吸收电流值所需的时间TON-MAIN达到最大值TON-MAINmax,这意味着没有噪音产生,并且因此致动器设备20不能正确地控制可运动器材朝向第一限位止动位置的运动(即活塞14和衔铁27的运动)。
类似地,就达到第二限位止动位置而言,对于给定数量n2的致动循环,如果最大值IDRCMAX小于参考值IDRR,控制单元6适合于识别致动器器材20的故障。具体地,如果对于给定数量n2的致动循环而言,最大值IDRCMAX和参考值IDRR之间的差异超过容许值LV,则这意味着没有噪音产生,并且因此致动器设备20不能正确地控制可运动器材朝向第二限位止动位置的运动(即活塞14和衔铁27的运动)。
显然,只有在已经检查了控制单元6的正确操作以及将致动器设备20配线连接到控制单元6之后,才能执行上述诊断致动器设备20的故障的步骤。换言之,在能够诊断致动器设备20的故障之前,必须排除控制单元7的可能故障以及致动器设备20配线连接到控制单元6的可能故障。
在上面的描述中,我们明确地参考了在喷射系统的燃料泵4中使用致动器设备20的情况,但是显然上述描述可以在任何致动器设备20中发现有利的应用。
具体地,以上描述可有利地应用于适于致动油泵和水泵和/或压缩机和/或液压阀和气动阀和/或具有可变几何形状的进气和排气系统的机电线性致动器设备20。
上述控制方法带来一些优点;具体地,其允许有效地减少所产生的噪音,其可以容易且便宜地实施(除了标准传感器31以外不需要其他部件,并且不会对控制单元6带来过大的运算负担),并且其最终允许识别致动器设备20发生的可能故障。

Claims (13)

1.一种用于控制适于内燃发动机(ICE)的机电线性致动器设备(20)的致动曲线的方法;其中所述致动器设备(20)设计成控制可运动衔铁(27)的运动,所述可运动衔铁(27)朝向由固定的机械支座(25)限定的第一限位止动位置运动,以及反之亦然;内燃发动机(ICE)包括传感器(31),所述传感器(31)靠近致动器设备(20)布置并且设计成检测由可运动衔铁(27)的运动产生的噪音;该方法包括以下步骤:
通过传感器(31)获取由可运动衔铁(27)撞击固定机械支座(25)而产生的信号(S)的强度;
识别由传感器(31)检测到的信号(S)中的第一监听窗(OW);其中所述第一监听窗(OW)识别可运动衔铁(27)对固定机械支座(25)的撞击;
计算在第一监听窗(OW)内由传感器(31)检测到的信号(S)的第一噪音指数(IDRC);
将第一噪音指数(IDRC)与至少一个第一参考值(IREF)进行比较;以及
基于第一噪音指数(IDRCi)和第一参考值(IREF)之间的比较来改变达到由致动器设备(20)吸收的电流的最大值所需的时间(TON-MAIN),即
-在第一噪音指数(IDRC)超过相应的第一参考值(IREF)的情况下,将达到最大吸收电流值所需的所述时间(TON-MAIN)减小第一值(Δt2);或者
-在第一噪音指数(IDRC)小于或等于相应的第一参考值(IREF)的情况下,将达到最大吸收电流值所需的所述时间(TON-MAIN)增加第二值(Δt3)。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于如果达到最大吸收电流值所需的时间(TON-MAIN)超过最大值(TON-MAINmax),进一步包括诊断致动器设备(20)的故障的步骤。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于所述致动器设备(20)设计成减慢活塞(14)朝向由固定的关闭盘(15)限定的第二限位止动位置的运动;并且传感器(31)适合于检测由活塞(14)的运动所产生的噪音;
并进一步包括以下步骤:
通过传感器(31)获取由活塞(14)撞击固定的关闭盘(15)所产生的信号(S)的强度;
将传感器(31)检测到的信号(S)分成多个监听窗(CWi);
针对每个监听窗(CWi)计算由传感器(31)检测到的信号(S)的第二噪音指数(IDRCi);
将第二噪音指数(IDRCi)的最大值(IDRCMAX)与至少一个第二参考值(IDRR)进行比较;以及
基于最大值(IDRCMAX)与第二参考值(IDRR)之间的比较来改变致动器设备(20)的致动曲线的时间。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于进一步包括以下步骤:
识别包含最大值(IDRCMAX)的监听窗(CWi);
基于在致动曲线中具有最大值(IDRCMAX)的监听窗(CWi)的位置来改变致动器设备(20)的致动曲线的时间。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于进一步包括以下步骤:基于在致动曲线中具有最大值(IDRCMAX)的监听窗的位置(CWi),将降低活塞(14)的速度所需的时间(TOFF2)改变一第三值(Δt)。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于进一步包括以下步骤:
在致动曲线中具有最大值(IDRCMAX)的监听窗(CWi)先于关闭指令的情况下,将降低活塞(14)的速度所需的所述时间(TOFF2)增加一等于第三值(Δt)的量;或者
在致动曲线中具有最大值(IDRCMAX)的监听窗(CWi)跟在关闭指令之后的情况下,将降低活塞(14)的速度所需的所述时间(TOFF2)减小一等于第三值(Δt)的量。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于通过以下公式计算第一噪音指数(IDRC)和/或第二噪音指数(IDRCi):
IDRC相应的监听窗(OW;CWi)中的噪音指数;
s(t)由传感器(31)检测到的信号;和
t1,t2限定相应的监听窗(OW;CWi)的时间点。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于通过以下公式计算第一噪音指数(IDRC)和/或第二噪音指数(IDRCi):
IDRC相应的监听窗(OW;CWi)中的噪音指数;
由传感器(31)检测到的以及及时滤波的信号;
t1,tN限定相应的监听窗(OW;CWi)的时间点。
9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于通过以下公式计算第一噪音指数(IDRC)和/或第二噪音指数(IDRCi):
IDRC相应的监听窗(OW;CWi)中的噪音指数;
由传感器(31)检测到的并且通过快速傅里叶变换操作而处理的信号;
f0,f1在信号中被分析的频率带端点,所述信号是通过在相应的监听窗(OW;CWi)内进行快速傅立叶变换操作而处理的信号。
10.根据权利要求1所述的方法,其特征在于通过以下公式计算第一噪音指数(IDRC)和/或第二噪音指数(IDRCi):
IDRC相应的监听窗(OW;CWi)中的噪音指数;
通过快速傅里叶变换操作而处理的信号;
f1,fN在信号中被分析的频率带端点,所述信号是通过相应的监听窗(OW;CWi)内进行快速傅立叶变换操作而处理的信号。
11.根据权利要求1所述的方法,其特征在于所述传感器(31)是面对致动器设备(20)的麦克风传感器(31)。
12.根据权利要求1所述的方法,其特征在于所述传感器(31)是集成在致动器设备(20)的主体中的振动传感器(31)。
13.根据权利要求1所述的方法,其特征在于所述传感器(31)是在外部布置在致动器设备(20)的主体上的振动传感器(31)。
CN201810444185.3A 2017-05-10 2018-05-10 用于控制适于内燃发动机的机电线性致动器设备的方法 Active CN108869132B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT102017000050454A IT201700050454A1 (it) 2017-05-10 2017-05-10 Metodo per il controllo di un dispositivo attuatore per un motore a combustione interna
IT102017000050454 2017-05-10

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108869132A true CN108869132A (zh) 2018-11-23
CN108869132B CN108869132B (zh) 2022-04-26

Family

ID=59930689

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810444185.3A Active CN108869132B (zh) 2017-05-10 2018-05-10 用于控制适于内燃发动机的机电线性致动器设备的方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10563607B2 (zh)
EP (1) EP3404241B1 (zh)
CN (1) CN108869132B (zh)
IT (1) IT201700050454A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT201800004099A1 (it) 2018-03-29 2019-09-29 Magneti Marelli Spa Pompa a pistoni e relativo metodo di controllo
CN116014611B (zh) * 2023-03-22 2023-05-30 深圳市浩达瑞通电气有限公司 一种智能环网柜及其控制方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5797360A (en) * 1996-06-14 1998-08-25 Fev Motorentechnik Gmbh & Co Kg Method for controlling cylinder valve drives in a piston-type internal combustion engine
US6349685B1 (en) * 2000-05-09 2002-02-26 Ford Global Technologies, Inc. Method and system for operating valves of a camless internal combustion engine
CN101151446A (zh) * 2005-01-04 2008-03-26 丰田自动车株式会社 双喷射型内燃机
CN101725419A (zh) * 2008-10-21 2010-06-09 马涅蒂-马瑞利公司 控制内燃发动机的麦克风信号法
CN102245881A (zh) * 2008-12-11 2011-11-16 罗伯特·博世有限公司 用于运行内燃机的燃料喷射系统的方法
CN104791122A (zh) * 2014-01-21 2015-07-22 马涅蒂-马瑞利公司 用于控制内燃发动机的电磁致动器的方法
DE112015002295T5 (de) * 2014-05-16 2017-02-16 Denso Corporation Vorrichtung zum Steuern einer Hochdruckpumpe

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6176208B1 (en) * 1997-07-03 2001-01-23 Nippon Soken, Inc. Electromagnetic valve driving apparatus
US6298827B1 (en) * 2000-03-08 2001-10-09 Caterpillar Inc. Method and system to monitor and control the activation stage in a hydraulically actuated device
ITBO20030391A1 (it) * 2003-06-23 2004-12-24 Magneti Marelli Powertrain Spa Metodo e dispositivo di controllo di un motore endotermico
US7089895B2 (en) * 2005-01-13 2006-08-15 Motorola, Inc. Valve operation in an internal combustion engine
US7753657B2 (en) * 2005-02-02 2010-07-13 Brp Us Inc. Method of controlling a pumping assembly
JP4483770B2 (ja) * 2005-11-18 2010-06-16 株式会社デンソー 電磁弁異常診断方法
US8091530B2 (en) * 2008-12-08 2012-01-10 Ford Global Technologies, Llc High pressure fuel pump control for idle tick reduction
IT1397135B1 (it) * 2009-12-28 2013-01-04 Magneti Marelli Spa Metodo di controllo del movimento di un componente che si sposta verso una posizione definita da un finecorsa in un motore a combustione interna.
JP5639970B2 (ja) * 2011-08-03 2014-12-10 日立オートモティブシステムズ株式会社 電磁弁の制御方法、高圧燃料供給ポンプの電磁吸入弁の制御方法および電磁吸入弁の電磁駆動機構の制御装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5797360A (en) * 1996-06-14 1998-08-25 Fev Motorentechnik Gmbh & Co Kg Method for controlling cylinder valve drives in a piston-type internal combustion engine
US6349685B1 (en) * 2000-05-09 2002-02-26 Ford Global Technologies, Inc. Method and system for operating valves of a camless internal combustion engine
CN101151446A (zh) * 2005-01-04 2008-03-26 丰田自动车株式会社 双喷射型内燃机
CN101725419A (zh) * 2008-10-21 2010-06-09 马涅蒂-马瑞利公司 控制内燃发动机的麦克风信号法
CN102245881A (zh) * 2008-12-11 2011-11-16 罗伯特·博世有限公司 用于运行内燃机的燃料喷射系统的方法
CN104791122A (zh) * 2014-01-21 2015-07-22 马涅蒂-马瑞利公司 用于控制内燃发动机的电磁致动器的方法
DE112015002295T5 (de) * 2014-05-16 2017-02-16 Denso Corporation Vorrichtung zum Steuern einer Hochdruckpumpe

Also Published As

Publication number Publication date
EP3404241A1 (en) 2018-11-21
IT201700050454A1 (it) 2018-11-10
EP3404241B1 (en) 2021-10-06
US20180328303A1 (en) 2018-11-15
US10563607B2 (en) 2020-02-18
CN108869132B (zh) 2022-04-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7877194B2 (en) Diagnosis method for solenoid valve based on noise detection
US9822747B2 (en) Method to control an electromagnetic actuator of an internal combustion engine
CN107110095B (zh) 内燃机的高压燃料供给装置
KR101785276B1 (ko) 밸브 제어 방법 및 장치
US20090317262A1 (en) Engine speed control for pressure washer
CN108869132A (zh) 用于控制适于内燃发动机的机电线性致动器设备的方法
JP2000509128A (ja) 内燃機関における装置および方法
JP2015045322A (ja) 高圧ポンプの制御装置
US10234038B2 (en) Valve
JP2016205365A (ja) 高圧ポンプの制御装置
WO2017218211A1 (en) Selective fuel on time and combustion centroid modulation to compensate for injection nozzle cavitation and maintain engine power output and emissions for large bore high-speed diesel engine
JP4148134B2 (ja) 燃料噴射装置
WO2021245984A1 (ja) 電磁弁制御装置
AU2009260489A1 (en) Integration of electronics fuel regulator in a single unit for 4 cycle engines
US10704457B2 (en) Supercharger of an internal combustion engine with a diaphragm having an electrical actuator controlled resonant frequency
JP2007146758A (ja) 燃圧制御装置
JPH1073064A (ja) 高圧供給ポンプ
JP5229634B2 (ja) ベーン式ポンプおよびそれを用いたエバポリークチェックシステム
JP2006083767A (ja) 電動過給機、およびこの電動過給機を備えた内燃機関用吸気過給装置
WO2019185531A1 (en) Method for manufacturing a head-piece of a pumping unit for feeding fuel, preferably diesel fuel, to an internal combustion engine
KR20190080409A (ko) 커먼 레일 구조체
JP4081818B2 (ja) 蓄圧式燃料噴射装置
US20150149062A1 (en) Injector control
JP3172607U (ja) 内燃機関燃料噴射装置における圧力/流れを調節するための装置
CN108138685A (zh) 用于确定至少一个燃料特性的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant