專利名稱：用于運行磁閥的電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于運行磁閥的電路以及一種用于運行用于磁閥的電路的方法。
背景技術(shù)：
用于共軌噴射器的磁閥對于噴射器的計量精確性——尤其是開關(guān)過程、特別是關(guān)斷過程的精確性——而言是重要的。在這樣的噴射器中，磁閥具有以下任務控制噴嘴針的打開運動，其方式是，磁閥控制設置在噴嘴針上方的控制空間中的壓力比例。由文獻DE 10 2007 003 211 Al公開了一種用于控制電磁閥的方法。在此，電磁閥的閥針在未通電流時占據(jù)第一位置并且在通電流時占據(jù)第二位置。在閥針從第二位置過渡到第一位置時，從可預給定的時刻起再通電流達確定的持續(xù)時間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種用于運行磁閥的電路，該電路具有至少一個組件，所述至少一個組件被構(gòu)造用于在磁閥的閉合過程中至少在磁閥的閉合時刻后產(chǎn)生在磁閥的打開方向上取向的力和在磁閥的閉合方向上取向的力之間的差值的減小的時間過程。本發(fā)明還涉及一種用于運行用于磁閥的電路的方法，其中在磁閥的閉合過程中至少在磁閥的閉合時刻后產(chǎn)生在磁閥的打開方向上取向的力和在磁閥的閉合方向上取向的力之間的差值的減小的時間過程。本發(fā)明的其他構(gòu)型由從屬權(quán)利要求和說明書得出。通常，磁閥被構(gòu)造為噴嘴或者噴射器的組成部分并且利用閥元件打開和閉合，其中閥元件通過在閉合方向上取向的力壓到閥座中，該力由至少一個閉合元件提供，并且其中閥元件通過由磁線圈提供的力打開，該力反作用于至少一個閉合元件并且在打開方向上取向。利用本發(fā)明可以通過具有電阻和二極管的網(wǎng)絡或者串聯(lián)電路提供無源的回彈衰減。利用在本發(fā)明的范疇內(nèi)提出的電路尤其是可以極大地減小閥元件的回彈。由此在僅僅較小的額外開銷的情況下實現(xiàn)了磁閥的開關(guān)過程的顯著穩(wěn)定。所述電路被構(gòu)造用于執(zhí)行所提出方法的所有步驟。在此，所述方法的各個步驟也可以由電路的單個組件執(zhí)行。此外，電路的功能或者電路的單個組件的功能可以轉(zhuǎn)化為方法的步驟。此外，方法的步驟也可以實現(xiàn)為電路的各個組件或者整個電路的功能。本發(fā)明的其他優(yōu)點和構(gòu)型由說明書和附圖得出。應理解，以上所述的和以下仍要闡述的特征不僅可在分別說明的組合中而且還可在其他組合中或者單獨地應用，而不脫離本發(fā)明的范圍。


圖1在示意圖中示出磁閥的一種實施方式的細節(jié)。
圖2示出具有運行參數(shù)的圖表，這些運行參數(shù)在現(xiàn)有技術(shù)中在磁閥的回彈過程中得出。圖3在示意圖中示出根據(jù)本發(fā)明的電路的第一實施方式。圖4在示意圖中示出根據(jù)本發(fā)明的電路的第二實施方式。圖5示出具有運行參數(shù)的第一和第二圖表，這些運行參數(shù)在根據(jù)本發(fā)明的方法的第一和第二實施方式中在磁閥的回彈過程中得出。
具體實施例方式根據(jù)實施方式在附圖中示意性示出本發(fā)明，并且以下參照附圖詳細地描述本發(fā)明。概括地并且寬泛地描述附圖，相同的附圖標記標注相同的組件。在圖1中示意性示出的磁閥2的細節(jié)包括具有芯6的磁線圈4以及閥元件8。此夕卜，磁閥2包括被構(gòu)造為閉合彈簧的閉合元件10以及僅僅簡略示出的密封座12或者閥座。 閥座12的具體實施方式
對于實現(xiàn)本發(fā)明的根據(jù)圖3至6描述的實施方式而言通常不重要。根據(jù)閥元件8的位置，磁閥2相對于密封座12或者是打開的或者是閉合的。為了閉合磁閥2提出，通過閥元件10提供在閉合方向上取向的力14或者閉合力，借助該力將閥元件8壓到或按到閥座12中，從而閥座12閉合。為了打開閥元件12提出，向閥線圈4通電流。由此提供在打開方向上取向的力16或者磁力，該力反作用于在閉合方向上取向的力14。由此得出磁閥2被打開。在通電流結(jié)束時，磁力重新消失并且閥元件8通過閉合力——通常是預張緊的閉合元件的力14——重新運動回閥座12中并且由此閉合。閥元件8通常具有電樞。在此，具有電樞的閥元件8可以實現(xiàn)為一體的，但也可以由多個接合在一起的構(gòu)件組成并且因此形成一個結(jié)構(gòu)組件。閥元件8在磁閥2內(nèi)容通常由經(jīng)受較小壓力的燃料包圍。在圖2中的圖表中，沿垂直取向的軸線20在水平取向的時間軸線30上以ys為單位示出磁閥的在現(xiàn)有技術(shù)中得出的回彈過程期間磁力M的變化過程、閥元件相對于磁閥的密封座的閥開度沈的變化過程以及閥速度洲的變化過程。通常，閥元件在到達密封座時具有并非微小的運動學能量。因為不僅密封座而且閥元件通常是金屬的部件并且因此是彈性的部件，所以該能量在閥元件碰撞到密封座中之后在座接觸32時轉(zhuǎn)化為彈性形變能量。如果這完全地發(fā)生，則兩個部件重新變形回去。在此，彈性變形能量重新被轉(zhuǎn)化回運動學能量。閥元件在第一回彈34時再次離開密封座，更確切地說，以與不久之前到達密封座時幾乎相同的速度離開密封座。因此，圖2中的圖表示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的典型回彈過程。磁閥的激勵結(jié)束位于時刻t=0，其中線圈電流開始消失并且因此磁線圈的之前恒定的磁力M開始消失。圖2中的圖表還示出在閥元件第一次到達密封座之前，磁力基本上消失。該過程重復多次，直到運動學能量由于裝置或者具有根據(jù)圖1描述的組件的系統(tǒng)中的較小衰減效應而被完全釋放。所描述的過程被表示為回彈34。因為密封座在閥元件從密封座中重新抬起時打開，所以該回彈34對最終由噴射器噴射的燃料量具有顯著影響。因為磁閥的構(gòu)件由金屬構(gòu)成并且此外對閥座的閉合強度提出高要求，所以在閥元件到達閥座或者密封座中時由彈性形變引起的回彈衰減是不合適的。如果在座接觸期間由于周圍燃料中的有利流動特性建立起在重新抬起時比在撞擊時更強地朝著密封座的方向擠壓閥元件的液壓閉合力，則可以實現(xiàn)一定的回彈衰減。但這樣的關(guān)系難以實現(xiàn)并且此外極大地取決于周圍介質(zhì)的狀態(tài)。在本發(fā)明的構(gòu)型中，當在座接觸32期間——即在達到密封座和重新離開密封座之間的時間間隔中——在閉合方向上建立附加的力時，可以減小回彈；34。當在座接觸期間在打開方向上消除開始時仍存在的力時，可以實現(xiàn)相同的效果。對此，在本發(fā)明的構(gòu)型中，如此延緩磁力的消失，即在達到密封座時仍存在不小的磁力并且該磁力在座接觸的時間間隔期間具有不小的負梯度。由此，最終得到的用于在達到閥座之后制動閥元件的力比用于在回彈時使閥元件重新加速的力更大。因此，與在撞擊時從閥元件獲取的能量相比，在回彈時有較少的能量被轉(zhuǎn)化回運行學能量。因此，回彈速度比撞擊速度小。在圖3中示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的電路40的第一實施方式。電路40包括磁閥的磁線圈42，在該磁線圈處施加線圈電壓44Ua目。衰減電阻46RSS與磁線圈42并聯(lián)。向磁線圈42和衰減電阻輸送電流I 47。圖3中的電路40還包括空載二極管48、升壓二極管50、被構(gòu)造為高邊開關(guān)52的可接通和關(guān)斷的半導體閥、被構(gòu)造為低邊開關(guān)M的可接通和關(guān)斷的半導體閥以及被構(gòu)造為升壓開關(guān)56的可接通和關(guān)斷的半導體閥。所述可接通和關(guān)斷的半導體閥通常被構(gòu)造為場效應晶體管(FET)、具有絕緣柵電子電路的雙極二極管(IGBT，絕緣柵雙極二極管)或者類似的電子部件。此外，電路40包括被構(gòu)造用于提供升壓電壓60U的升壓電容器以及DC-DC或者直流轉(zhuǎn)換器62。此外，電路40與沒有示出的電池連接，該電池被構(gòu)造用于向電路40的組件提供電池電壓62U電池。在圖4中示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的電路70的第二實施方式。該電路70包括與已經(jīng)根據(jù)圖3描述的根據(jù)本發(fā)明電路40的第一實施方式相同的全部組件。附加地，電路70 的第二實施方式具有與衰減電阻46串聯(lián)并且因此同樣與磁線圈42并聯(lián)的二極管72。在本發(fā)明的一個構(gòu)型中通過衰減電阻46與磁線圈42的并聯(lián)實現(xiàn)了磁力的所期望的變化過程。由此實現(xiàn)了，在激勵結(jié)束時線圈電流沒有完全消失，而是更確切地說在由磁線圈42和衰減電阻46構(gòu)成的網(wǎng)絡中繼續(xù)流動并且相對于衰減電阻46處的電壓降緩慢地消失。由此也實現(xiàn)了磁力的更緩慢的消失。衰減電阻46可以集成在末級中，但也可以在本發(fā)明的一種實施方式中設置在磁閥處并且在那里又特別有利地設置在磁閥的插頭元件中。在此，與例如用在壓電噴射器中的引導電阻的設置類似地，衰減電阻46可以設置在插頭的接觸凸部(Kontaktfahne)之間并且隨后被注塑包封。還可以提供衰減電阻46，所通過的方式是，作為注塑包封材料或者作為插頭元件的塑料材料使用導電的塑料，如同可以用作壓電噴射器中的分立引導電阻那樣。在圖4中示出的電路70的第二實施方式中，二極管72將衰減電阻46的作用限制到包括磁線圈42的磁路的關(guān)斷階段上。因此可以尤其是阻止，衰減電阻46也在激勵開始時延緩磁力的建立。附加地，通過二極管72可以避免，在磁力建立期間對于流過衰減電阻 46的電流必須從升壓電容器58或者從電池獲取額外的能量。因此，只要施加在磁線圈42處的電壓高于例如-0. 8V的極限電壓，衰減電阻46就不起作用，這典型地適于整個激勵持續(xù)時間。只有在磁場關(guān)斷時，衰減電阻才發(fā)揮其期望的作用。在圖fe中示出了具有磁閥的運行參數(shù)的圖表，這些運行參數(shù)在根據(jù)本發(fā)明的方法的第一實施方式中在磁閥的回彈過程中得出。在此同樣在水平取向的時間軸線30上繪制垂直取向的軸線22。該圖表示出磁力80的變化過程、磁閥的閥元件的閥開度82的變化過程并且因此示出閥元件與磁閥的閥座的間距。此外，該圖表示出閥元件的速度84的變化過程以及用于表明座接觸86的時間間隔和衰減電阻在第一值時的第一回彈88。在圖恥中示出了具有磁力90的變化過程、閥開度92的變化過程和閥速度94的變化過程以及具有座接觸96和第一回彈98的時間間隔的另一圖表。在此情形中，所述運行參數(shù)受到與磁線圈并聯(lián)的衰減電阻的第二值的影響。在圖fe和恥中示出的磁力80、90的變化過程、閥開度82、92的變化過程和閥速度84、94的變化過程在衰減電阻的兩個值不同的情況下得出，否則相對于圖2得出不變的關(guān)系?？梢郧宄乜吹剑帕?0、90在座接觸86、96期間經(jīng)受不小的減小，由此回彈速度相對于撞擊速度下降?？傮w上，閥元件的運動學能量在第一回彈88、98開始時通過衰減電阻減小了直至64%?？梢郧宄乜吹奖痊F(xiàn)有技術(shù)(圖2)更小的回彈持續(xù)時間和回彈高度。還可以看到，撞擊速度已經(jīng)相對于現(xiàn)有技術(shù)是更小的并且此外在離開密封座時速度比撞擊速度小約5%。這雖然最初看起來較小，但意味著閥元件的運動學能量在座接觸期間減小10%并且可以與包圍閥元件的液壓裝置的衰減作用一起在總體上如此程度地避免回彈，即完全并且穩(wěn)健地避免回彈過程對計量精確性的不利影響。
權(quán)利要求
1.一種用于運行磁閥(2)的電路，該電路具有至少一個組件，所述至少一個組件被構(gòu)造用于在所述磁閥(2)的閉合過程中至少在所述磁閥(2)的閉合時刻后產(chǎn)生在所述磁閥 (2)的打開方向上取向的力(16)與在所述磁閥(2)的閉合方向上取向的力(14)之間的差值的減小的時間過程。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，所述電路作為所述至少一個組件具有與所述磁閥(2) 的磁線圈(4，42)并聯(lián)的衰減電阻(46)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電路，所述電路具有與所述衰減電阻(46)串聯(lián)的二極管 (72)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的電路，其中所述衰減電阻(46)以相對于所述磁閥(2)固定的空間分配設置。
5.根據(jù)權(quán)利要求2至4之一所述的電路，其中所述衰減電阻(46)設置在所述磁閥(2) 的插頭元件中。
6.根據(jù)以上權(quán)利要求之一所述的電路，其中所述閉合元件(10)被構(gòu)造為閉合彈簧。
7.一種用于運行用于磁閥(2)的電路的方法，其中在所述磁閥(2)的閉合過程中至少在所述磁閥(2)的閉合時刻后產(chǎn)生在所述磁閥(2)的打開方向上取向的力(16)與在所述磁閥(2)的閉合方向上取向的力(14)之間的差值的減小的時間過程。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法用于運行根據(jù)權(quán)利要求1至6之一所述的電路。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8之一所述的方法，其中在閉合方向上提供增大的力(14)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7至9之一所述的方法，其中使在打開方向上的力(16)減小。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于運行磁閥的電路(40)，所述電路具有至少一個組件，所述至少一個組件被構(gòu)造用于在所述磁閥的閉合過程中至少在所述磁閥的閉合時刻后產(chǎn)生在所述磁閥的打開方向上取向的力與在所述磁閥的閉合方向上取向的力之間的差值的減小的時間過程。本發(fā)明還涉及一種用于運行用于磁閥的電路的方法。
文檔編號H01F7/18GK102575605SQ201080045774
公開日2012年7月11日 申請日期2010年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月12日
發(fā)明者H.拉普 申請人:羅伯特·博世有限公司