對(duì)執(zhí)行器的用于確定電樞止動(dòng)時(shí)刻的改良電氣控制的制作方法
【專利摘要】說明了一種為了確定電樞在激活執(zhí)行器之后到達(dá)其止動(dòng)位置的時(shí)刻(260)在測(cè)量運(yùn)行模式下運(yùn)行執(zhí)行器的方法，所述執(zhí)行器具有線圈和可移動(dòng)地安裝的電樞，所述電樞由通過線圈生成的磁場驅(qū)動(dòng)。所述方法具有(a)向線圈施加控制電壓信號(hào)(200)，所述控制電壓信號(hào)的大小被確定為，使得預(yù)期的電樞止動(dòng)的時(shí)刻(260)落入在其中向線圈施加時(shí)間恒定電壓的時(shí)間窗(206)中，(b)檢測(cè)在時(shí)間窗(206)內(nèi)流過線圈的電流強(qiáng)度的時(shí)間變化曲線(220)，和(c)基于對(duì)電流強(qiáng)度的所檢測(cè)的時(shí)間變化曲線(220)的分析處理來確定電樞到達(dá)其止動(dòng)位置的時(shí)刻(260)。此外說明一種用于運(yùn)行這樣的執(zhí)行器的方法，其中可以在測(cè)量運(yùn)行模式下獲得有關(guān)止動(dòng)時(shí)刻的信息并且鑒于對(duì)執(zhí)行器的優(yōu)化控制在串行運(yùn)行模式下使用所述信息。此外，說明了一種用于確定可移動(dòng)地安裝的電樞在激活執(zhí)行器之后到達(dá)止動(dòng)位置的時(shí)刻的設(shè)備以及一種計(jì)算機(jī)程序。
【專利說明】對(duì)執(zhí)行器的用于確定電樞止動(dòng)時(shí)刻的改良電氣控制
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電磁驅(qū)動(dòng)的執(zhí)行器的【技術(shù)領(lǐng)域】，該執(zhí)行器具有可施加控制信號(hào)的線圈和可相對(duì)于線圈移動(dòng)安裝的電樞。本發(fā)明尤其涉及一種為了確定電樞在激活執(zhí)行器之后達(dá)到其止動(dòng)位置的時(shí)刻的目的在測(cè)量運(yùn)行模式下運(yùn)行執(zhí)行器的方法，所述執(zhí)行器具有(a)線圈和(b)可移動(dòng)地安裝的電樞，所述電樞由通過線圈生成的磁場驅(qū)動(dòng)。此外本發(fā)明涉及一種用于運(yùn)行這種執(zhí)行器的方法，其中在測(cè)量運(yùn)行模式下獲取有關(guān)止動(dòng)時(shí)刻的信息并且鑒于對(duì)執(zhí)行器的優(yōu)化控制在串行運(yùn)行模式下使用所述信息。此外，本發(fā)明涉及一種用于確定具有線圈的執(zhí)行器的可移動(dòng)安裝的電樞在激活執(zhí)行器之后達(dá)到止動(dòng)位置的時(shí)刻的設(shè)備和計(jì)算機(jī)程序。
【背景技術(shù)】
[0002]電磁驅(qū)動(dòng)的執(zhí)行器在所謂的全行程運(yùn)行模式下以小的公差運(yùn)行。這意味著，執(zhí)行器的電樞在起始位置和終止位置之間往復(fù)運(yùn)動(dòng)。在此，起始位置和終止位置通常分別通過執(zhí)行器殼體處的電樞的機(jī)械擋塊來定義。以用于噴射燃料的噴油閥為例，這種運(yùn)行模式表示，噴油閥的閥針分別運(yùn)動(dòng)至最大偏移。所噴射的燃料量的變化于是通過對(duì)噴射過程的持續(xù)時(shí)間進(jìn)行適當(dāng)匹配來進(jìn)行。
[0003]但是，為了減少汽車的有害物質(zhì)排放和/或燃料消耗，在現(xiàn)代的噴射系統(tǒng)中要求，即使在小噴射量時(shí)也盡可能準(zhǔn)確地控制噴射閥的運(yùn)行。這意味，噴射閥的所謂的彈道運(yùn)行也被控制。在上下文中，噴射閥的彈道運(yùn)行被理解為電樞或閥針在由電氣和/或結(jié)構(gòu)參數(shù)預(yù)先給定的軌跡中的部分偏移，所述軌跡在向電樞引導(dǎo)電磁力之后是自由的、也即拋物線形的，而不會(huì)達(dá)到完全止動(dòng)。
[0004]與全行程運(yùn)行不同，噴射閥的彈道運(yùn)行明顯更強(qiáng)地附帶公差，因?yàn)榕c在全行程運(yùn)行時(shí)的情況相比，在這里電氣公差以及機(jī)械公差都對(duì)開啟過程產(chǎn)生明顯更強(qiáng)的影響。在此，對(duì)于噴射閥——一般是具有線圈的執(zhí)行器的電磁驅(qū)動(dòng)的電樞——的彈道運(yùn)行模式來說，可能單個(gè)地或相互組合地出現(xiàn)下述公差:
[0005]a)開啟公差:在向線圈施加定義的電控制脈沖之后電樞離開其起始位置的時(shí)刻與個(gè)別噴射閥的電氣、磁和/或機(jī)械特性和/或其運(yùn)行狀態(tài)(例如溫度)有關(guān)。
[0006]b)閉合公差:電樞在部分偏移之后重新返回到其起始位置的時(shí)刻與個(gè)別噴射閥的電氣、磁和/或機(jī)械特性和/或其運(yùn)行狀態(tài)有關(guān)。
[0007]c)行程公差:在電樞部分偏移的情況下，所達(dá)到的最大行程同樣與單獨(dú)噴射閥的電氣、磁和/或機(jī)械特性和/或其運(yùn)行狀態(tài)有關(guān)。行程公差導(dǎo)致電樞的拋物線形軌跡的個(gè)別變化，其所具有的可能性是，相應(yīng)偏移曲線不被期望地平整或過高。
[0008]從DE102006035225A1中已知一種具有線圈的電磁調(diào)節(jié)設(shè)備。通過分析處理由于外部機(jī)械影響引起的感應(yīng)電壓信號(hào)，可以分析該調(diào)節(jié)設(shè)備的實(shí)際運(yùn)動(dòng)。
[0009]從DE19834405A1中已知一種用于評(píng)估磁閥的閥針行程的方法。在閥針相對(duì)于磁閥的線圈運(yùn)動(dòng)時(shí)，檢測(cè)在線圈中感應(yīng)的電壓并且借助于計(jì)算模型與閥針的行程聯(lián)系起來。可以使用線圈電壓的時(shí)間導(dǎo)數(shù)dU/dt來確定接觸時(shí)刻，因?yàn)樵撔盘?hào)在閥針或電樞運(yùn)動(dòng)的換向點(diǎn)具有大的躍變。
[0010]從DE3843138A1中已知一種用于控制和檢測(cè)電磁開關(guān)機(jī)構(gòu)的電樞的運(yùn)動(dòng)的方法。在斷開該開關(guān)機(jī)構(gòu)時(shí)，在其勵(lì)磁繞組中感應(yīng)出磁場，通過電樞運(yùn)動(dòng)可以改變?cè)摯艌??？梢允褂迷趧?lì)磁繞組處存在電壓的以此為基礎(chǔ)的時(shí)間變化來檢測(cè)電樞運(yùn)動(dòng)的結(jié)束。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明所基于的任務(wù)是，在電磁驅(qū)動(dòng)的、具有線圈和可移動(dòng)安裝的電樞并且以完全偏移模式運(yùn)行的執(zhí)行器中，獲得有關(guān)在激活之后執(zhí)行器的電樞達(dá)到其止動(dòng)位置的準(zhǔn)確時(shí)刻的信息。
[0012]該任務(wù)通過獨(dú)立權(quán)利要求的主題解決。本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式在從屬權(quán)利要求中說明。
[0013]按照本發(fā)明的第一方面，說明一種為了確定電樞在激活執(zhí)行器之后到達(dá)其止動(dòng)位置的時(shí)刻在測(cè)量運(yùn)行模式下運(yùn)行執(zhí)行器的方法，所述執(zhí)行器具有(a)線圈和(b)可移動(dòng)地安裝的電樞，所述電樞由通過線圈生成的磁場驅(qū)動(dòng)。所述方法具有(a)向線圈施加控制電壓信號(hào)，所述控制電壓信號(hào)的大小被確定為，使得預(yù)期的電樞止動(dòng)的時(shí)刻落入在其中向線圈施加時(shí)間恒定電壓的時(shí)間窗中，(b)檢測(cè)在時(shí)間窗內(nèi)流過線圈的電流強(qiáng)度的時(shí)間變化曲線，和(C)基于對(duì)電流強(qiáng)度的所檢測(cè)的時(shí)間變化曲線的分析處理來確定電樞到達(dá)其止動(dòng)位置的時(shí)刻。
[0014]所述方法以下述知識(shí)為基礎(chǔ)，即處于運(yùn)行中的執(zhí)行器可以至少暫時(shí)地在確定的測(cè)量運(yùn)行模式下運(yùn)行，在所述測(cè)量運(yùn)行模式中執(zhí)行器具有至少與當(dāng)所述執(zhí)行器在利用常規(guī)控制的串行運(yùn)行模式下運(yùn)行時(shí)相似的開啟特性以及必要時(shí)也具有閉合特性。在此，相對(duì)于串行運(yùn)行模式，測(cè)量運(yùn)行模式的特點(diǎn)尤其是可以在于，在其中預(yù)期電樞(機(jī)械)止動(dòng)的時(shí)間窗期間，施加在時(shí)間上至少接近恒定的電壓。然后，也就是執(zhí)行器的整個(gè)電氣測(cè)量系統(tǒng)處于定義的和穩(wěn)定的狀態(tài)，使得在所述時(shí)間窗內(nèi)流過線圈的電流強(qiáng)度的時(shí)間變化不是假象而是對(duì)于電樞機(jī)械止動(dòng)來說特征性的顯著標(biāo)志。
[0015]在該上下文中，概念“時(shí)間恒定電壓”尤其是可以表示，沒有發(fā)生脈動(dòng)，在脈動(dòng)情況下在時(shí)間上相繼跟隨地分別向線圈施加短的具有第一電壓的第一電壓脈沖和短的具有第二電壓的第二電壓脈沖。在此，尤其是第二電壓也可以為“零”，使得結(jié)果只施加時(shí)間上相繼跟隨的離散的電壓脈沖形式的第一電壓。有效施加在線圈處的電壓尤其是通過(a)用于施加第一電壓的第一持續(xù)時(shí)間和(b)由第一持續(xù)時(shí)間和不施加電壓(或者施加第二電壓)的第二持續(xù)時(shí)間之和得出的總持續(xù)時(shí)間之間的占空比來確定。當(dāng)然，有效電壓也基本上與這兩個(gè)電壓的水平有關(guān)。
[0016]所述的執(zhí)行器可以是噴射器并且尤其是用于汽車的燃料噴射器。所噴射的燃料可以是汽油或柴油燃料。
[0017]按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，控制電壓信號(hào)在其信號(hào)高度和/或其時(shí)間變化曲線方面被這樣確定大小，即預(yù)期的電樞止動(dòng)的時(shí)刻落入所述時(shí)間窗中。這所具有的優(yōu)點(diǎn)是，可以利用所述信號(hào)高度和時(shí)間變化曲線以適當(dāng)?shù)姆椒ㄕ{(diào)節(jié)兩個(gè)原則上不同的控制信號(hào)特性，以便達(dá)到執(zhí)行器的電氣測(cè)量系統(tǒng)的期望的穩(wěn)定狀態(tài)。在此，信號(hào)高度或電壓電平必要時(shí)可以與時(shí)間變化曲線無關(guān)地發(fā)生變化，以便獲得在如下方面盡可能最優(yōu)的控制電壓信號(hào):(a)電氣測(cè)量系統(tǒng)在所述時(shí)間窗內(nèi)的盡可能穩(wěn)定的狀態(tài)和(b)電樞的運(yùn)動(dòng)特性，其與在利用常規(guī)執(zhí)行器控制的串行運(yùn)行模式下的電樞的運(yùn)動(dòng)特性盡可能相似。
[0018]按照本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，控制電壓信號(hào)具有放大階段和保持階段，其中(a)在放大階段期間向線圈施加放大電壓和(b)在保持階段期間向線圈施加保持電壓，其中所述放大電壓大于所述保持電壓。
[0019]所述保持電壓尤其可以是由汽車電池提供的電壓。所述放大電壓由此是超過該電池電壓的電壓，該電壓例如通過已知方式借助(升壓)電路從電池電壓獲取。所述放大電壓也常稱作升壓電壓。
[0020]已知在串行運(yùn)行情況下使用放大階段所具有的優(yōu)點(diǎn)是，噴射器以高能量被激活并且電樞因此平滑地從其起始位置偏移。通過這種方式降低同一型號(hào)的不同執(zhí)行器在開啟特性方面的公差并且因此實(shí)現(xiàn)精確定義的開啟特性以及由此實(shí)現(xiàn)所噴射燃料的更高的量精度。在本文件中所述的為了確定電樞止動(dòng)時(shí)刻的目的在測(cè)量運(yùn)行模式下運(yùn)行執(zhí)行器的方法中，使用放大階段尤其具有如下優(yōu)點(diǎn):控制電壓信號(hào)可以調(diào)整為，使得執(zhí)行器在測(cè)量運(yùn)行模式下的開啟特性可以與執(zhí)行器在串行運(yùn)行模式下的開啟特性非常相似。由此，所述的在測(cè)量運(yùn)行模式下確定電樞止動(dòng)時(shí)刻的結(jié)果可以良好近似地轉(zhuǎn)用于串行運(yùn)行，在所述串行運(yùn)行情況下通常同樣在使用放大階段的情況下對(duì)執(zhí)行器進(jìn)行控制。
[0021]按照本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，一旦流過線圈的電流達(dá)到最大電流，放大階段就被中斷。在此，最大電流被選擇為，使得預(yù)期的電樞止動(dòng)的時(shí)刻落入所述時(shí)間窗中。這所具有的優(yōu)點(diǎn)是，能夠以簡單的方式實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)目刂齐妷盒盘?hào)。
[0022]按照本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，放大階段借助于具有與放大電壓相比相反的極性的電壓脈沖被中斷。此外在所述電壓脈沖結(jié)束之后跟隨保持階段。這所具有的優(yōu)點(diǎn)是，在所述保持階段中在實(shí)際施加在線圈處的電壓方面存在特別穩(wěn)定的特性。結(jié)果，在以上定義的時(shí)間窗中流經(jīng)線圈的電流具有小的梯度，使得可以特別準(zhǔn)確地確定電樞止動(dòng)的時(shí)刻。
[0023]按照本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，電樞到達(dá)其止動(dòng)位置的時(shí)刻通過在所述時(shí)間窗內(nèi)所檢測(cè)的流過線圈的電流強(qiáng)度的極限值來確定。所述極限值尤其可以是最小值。這所具有的優(yōu)點(diǎn)是，能夠以特別簡單的方式確定電樞止動(dòng)的時(shí)刻。
[0024]需要指出，與整個(gè)電流變化曲線相比，所述極限值尤其是局部極限值。在時(shí)間窗方面，所述極限值可以是局部的或全局的極限值。
[0025]按照本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，所述方法還具有將電流強(qiáng)度的所檢測(cè)的時(shí)間變化曲線與參考電流變化曲線進(jìn)行比較。在這種情況下，基于對(duì)電流強(qiáng)度的所檢測(cè)的時(shí)間變化曲線與參考電流變化曲線的比較進(jìn)行分析處理來確定電樞到達(dá)其止動(dòng)位置的時(shí)刻。
[0026]通過電流測(cè)量信號(hào)與參考電流變化曲線的所述比較，能夠在確定電樞止動(dòng)的時(shí)刻方面達(dá)到特別高的精度。這可以尤其是因?yàn)?，能夠以簡單的方式消除在所檢測(cè)的電流測(cè)量信號(hào)中以及在參考電流變化曲線中出現(xiàn)的假象。優(yōu)選地，所述比較僅僅由在電流強(qiáng)度的所檢測(cè)的時(shí)間變化曲線與參考電流變化曲線之間的簡單的求差(必要時(shí)連帶附加的標(biāo)度)構(gòu)成。
[0027]例如可以在測(cè)試站中確定所述的對(duì)于確定型號(hào)的執(zhí)行器或甚至對(duì)于個(gè)別執(zhí)行器來說可以是特征性的參考電流變化曲線。所述的參考電流變化曲線例如可以保存在汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置中。
[0028]參考電流變化曲線可以對(duì)于緊固的執(zhí)行器來說是特征性的，在所述緊固的執(zhí)行器情況下電樞是機(jī)械式固定在其起始位置的并且即使向線圈施加控制電壓信號(hào)也不能相對(duì)于執(zhí)行器的殼體運(yùn)動(dòng)。所述機(jī)械式固定尤其是可以在測(cè)試站中通過相關(guān)執(zhí)行器所連接的軌道系統(tǒng)中明顯提高的燃料壓力來實(shí)現(xiàn)。
[0029]按照本發(fā)明的另一個(gè)方面，說明一種用于運(yùn)行具有(a)線圈和(b)可移動(dòng)地安裝的電樞的執(zhí)行器的方法，所述電樞由通過線圈生成的磁場驅(qū)動(dòng)。所述方法具有:(a)以串行運(yùn)行模式運(yùn)行執(zhí)行器，其中向線圈施加串行控制電壓信號(hào)，所述串行控制電壓信號(hào)為了電流調(diào)節(jié)的目的至少暫時(shí)地具有脈動(dòng)的電壓，和(b)以測(cè)量運(yùn)行模式運(yùn)行執(zhí)行器，用以確定電樞在激活執(zhí)行器之后到達(dá)其止動(dòng)位置的時(shí)刻。在測(cè)量運(yùn)行模式下實(shí)施上述方法。
[0030]所述方法基于以下認(rèn)識(shí):即在例如內(nèi)燃機(jī)的連續(xù)運(yùn)行期間，在此期間不是向執(zhí)行器施加串行控制電壓信號(hào)而是施加上述的控制電壓信號(hào)，所述控制電壓信號(hào)至少能夠在以上定義的時(shí)間窗中確定電樞(在測(cè)量運(yùn)行模式下)達(dá)到其止動(dòng)位置的時(shí)刻?；?在測(cè)量運(yùn)行模式下)所確定的實(shí)際電樞止動(dòng)的時(shí)刻于是可以推斷出，在后續(xù)的串行運(yùn)行模式下必要時(shí)可以如何匹配串行控制電壓信號(hào)，以便在執(zhí)行器的期望的開啟特性方面實(shí)現(xiàn)對(duì)線圈的優(yōu)化控制。
[0031]利用本發(fā)明第二方面所述的方法所具有的優(yōu)點(diǎn)是，對(duì)于最優(yōu)的控制來說執(zhí)行器個(gè)別化的適配是可能的。通過這種方法可以補(bǔ)償例如由于磨損和/或特殊的運(yùn)行條件而在執(zhí)行器的開啟特性方面引起的改變。改變的運(yùn)行條件例如可以是不同的燃料壓力、要噴射燃料的不尋常的黏度和/或不尋常的溫度。
[0032]因?yàn)榇锌刂齐妷盒盘?hào)通常變?yōu)樵谄谕拈_啟特性或閉合特性方面被優(yōu)化的信號(hào)，因此在本文件中上述的控制電壓信號(hào)也稱作改良的控制電壓信號(hào)。
[0033]概念“脈動(dòng)電壓”尤其是理解為，所施加的電壓由于一系列相繼的短脈沖在兩個(gè)不同的電壓水平之間離散地變化，使得結(jié)果隨時(shí)間平均地得到處在兩個(gè)電壓水平之間的有效電壓。如上所述，所述電壓水平之一也可以是“零”并且尤其是已知如上所述地從占空比得出有效電壓的值。
[0034]按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，串行控制電壓信號(hào)具有串行放大階段和串行保持階段。在串行放大階段期間向線圈施加串行放大電壓并且在串行保持階段期間向線圈施加串行保持電壓，其中串行放大電壓大于串行保持電壓。在這里，串行保持電壓尤其可以是由汽車的電池提供的電壓。放大電壓由此是超過電池電壓的電壓，該電壓例如通過已知方式借助于(升壓)電路從電池電壓獲取。串行放大電壓因此也可以稱作串行升壓電壓。
[0035]按照本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，一旦流過線圈的電流達(dá)到串行最大電流，串行放大階段就被中斷，其中用于中斷控制電壓信號(hào)的放大階段的最大電流小于串行最大電流。這所具有的優(yōu)點(diǎn)是，能夠以簡單的方式為測(cè)量運(yùn)行模式實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)?改良的)控制電壓信號(hào)，其中一方面(a)足夠強(qiáng)地改良電氣控制，以便實(shí)現(xiàn)可靠地確定電樞止動(dòng)的時(shí)刻，并且另一方面(b)電氣控制不相對(duì)于串行運(yùn)行模式被如此強(qiáng)烈地改良，以至于所獲得的有關(guān)實(shí)際電樞止動(dòng)時(shí)刻的信息不能轉(zhuǎn)用到串行運(yùn)行模式上。
[0036]按照本發(fā)明的另一方面，說明一種用于確定具有線圈的執(zhí)行器的可移動(dòng)地安裝的電樞在激活執(zhí)行器之后到達(dá)止動(dòng)位置的時(shí)刻的設(shè)備。所述設(shè)備具有(a)用于向線圈施加控制電壓信號(hào)的裝置，所述控制電壓信號(hào)的大小被確定為，使得預(yù)期的電樞止動(dòng)的時(shí)刻落入在其中向線圈施加時(shí)間恒定電壓的時(shí)間窗中，和(b)單元，所述單元(bl)用于檢測(cè)在所述時(shí)間窗內(nèi)流過線圈的電流強(qiáng)度的時(shí)間變化曲線，和(b2)用于基于對(duì)電流強(qiáng)度的所檢測(cè)的時(shí)間變化曲線來確定電樞到達(dá)其止動(dòng)位置的時(shí)刻。
[0037]所述設(shè)備也以下述知識(shí)為基礎(chǔ)，即執(zhí)行器能夠至少暫時(shí)地在確定的測(cè)量運(yùn)行模式下運(yùn)行，在所述測(cè)量運(yùn)行模式下所述執(zhí)行器與其在利用常規(guī)控制的串行運(yùn)行模式下運(yùn)行時(shí)具有相似的開啟特性。按照本發(fā)明，在其中預(yù)期電樞的(機(jī)械)止動(dòng)的時(shí)間窗期間，在線圈處施加在時(shí)間上至少近似恒定的電壓。于是，也就是執(zhí)行器的整個(gè)電氣測(cè)量系統(tǒng)處于定義的和穩(wěn)定的狀態(tài)，使得在所述時(shí)間窗內(nèi)流過線圈的電流強(qiáng)度的時(shí)間變化不能是假象而是對(duì)于電樞的機(jī)械止動(dòng)來說特征性的顯著標(biāo)注。
[0038]按照本發(fā)明的另一方面，說明一種用于確定具有線圈的執(zhí)行器的可移動(dòng)地安裝的電樞在激活執(zhí)行器之后到達(dá)止動(dòng)位置的時(shí)刻的計(jì)算機(jī)程序。所述計(jì)算機(jī)程序在其由處理器實(shí)施時(shí)被設(shè)計(jì)用于控制前述方法，即為了確定電樞在激活執(zhí)行器之后到達(dá)其止動(dòng)位置的時(shí)刻在測(cè)量運(yùn)行模式下運(yùn)行執(zhí)行器的方法。
[0039]需要指出，本發(fā)明的實(shí)施方式是在參考不同發(fā)明主題的情況下進(jìn)行說明。尤其是，本發(fā)明的幾個(gè)實(shí)施方式以設(shè)備權(quán)利要求進(jìn)行說明，而本發(fā)明的其它實(shí)施方式以方法權(quán)利要求進(jìn)行說明。但是，專業(yè)人員在閱讀本中請(qǐng)時(shí)立刻就會(huì)明白，如果沒有明確地另行說明，除了一種類型的發(fā)明主題的特征的組合以外，屬于不同類型的發(fā)明主題的特征的任意組合也是可能的。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0040]從對(duì)目前優(yōu)選實(shí)施方式的以下示例性說明中得出本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)和特征。
[0041]圖la、lb和Ic對(duì)于具有放大階段和保持階段的燃料噴射器的串行控制示出(a)控制電壓和結(jié)果得到的控制電流和(b)結(jié)果得到的噴射率的時(shí)間變化曲線。
[0042]圖2a、2b和2c對(duì)于具有改良的放大階段和改良的保持階段的燃料噴射器的測(cè)量控制示出(a)對(duì)應(yīng)的控制電壓和結(jié)果得到的控制電流和(b)結(jié)果得到的噴射率的時(shí)間變化曲線。
[0043]圖3a示出在圖2b中所示的控制電流與在液壓式阻塞的燃料噴射器情況下使用相同控制電壓時(shí)所產(chǎn)生的控制電流之間的比較。
[0044]圖3b以放大的比例示出在圖3a所示的兩個(gè)控制電流之間的差。
【具體實(shí)施方式】
[0045]需要指出，下述的實(shí)施方式只是本發(fā)明的可能實(shí)施變型的有限選擇。
[0046]圖la、lb和Ic對(duì)于具有放大階段和保持階段的燃料噴射器的串行控制示出(a)控制電壓100和結(jié)果得到的控制電流120和(b)結(jié)果得到的噴射率140的時(shí)間變化曲線。需要指出，按照這里所示的實(shí)施例，串行控制相當(dāng)于對(duì)噴射器的已知的、具有升壓階段的控制。按照這里所示的實(shí)施例，該串行控制用作標(biāo)準(zhǔn)控制，但是該串行控制在此期間被測(cè)量控制代替，以便能夠在激活噴射器之后準(zhǔn)確地確定電樞止動(dòng)的時(shí)刻并且能夠基于所獲取的關(guān)于電樞止動(dòng)的信息來優(yōu)化后續(xù)的串行控制。[0047]如從圖la、lb和Ic中可以看出的，在串行控制模式下控制電壓100在控制開始時(shí)在Oms至大約0.3ms之間的時(shí)間范圍內(nèi)具有放大階段102，利用該放大階段向燃料噴射器的線圈施加大約60V高的升壓電壓。同時(shí)，通過線圈的控制電流120開始升高。升高的陡度已知與燃料噴射器的線圈的電感有關(guān)。在達(dá)到按照這里所示的實(shí)施例為大約12.5A的最大電流122時(shí)，放大階段中斷。在此，控制電壓100突然下降并且控制電流120下降到大約5A的值。大約0.3ms至大約0.5ms之間的范圍也被稱作空轉(zhuǎn)階段124，在該范圍中基于線圈的電感控制電流120呈指數(shù)下降。
[0048]為了實(shí)現(xiàn)燃料噴射器的電樞朝向其機(jī)械擋塊的平滑運(yùn)動(dòng)，按照這里所示的實(shí)施例保證，在達(dá)到大約0.75ms這一時(shí)刻之前控制電流120不降落到5A的電流電平以下。這通過下述方式實(shí)現(xiàn)，即在大約0.3ms至大約0.7ms的范圍內(nèi)執(zhí)行電壓脈動(dòng)105。需要指出，控制電壓100在大約0.35ms至0.45ms之間的時(shí)間范圍內(nèi)下降至略微負(fù)的值是測(cè)量假象，并且在大約0.3ms至0.7ms的整個(gè)時(shí)間范圍內(nèi)實(shí)際上位于線圈處的電壓通過電壓脈動(dòng)105處在至少接近恒定的有效電壓水平上。
[0049]從圖1c中可以看出，在大約0.5ms的時(shí)刻噴射率140達(dá)到其大約12mg/ms的最大值。從中可以推斷出，按照這里所示的實(shí)施例，燃料噴射器的電樞在通過虛線160表示的該時(shí)刻到達(dá)機(jī)械擋塊。
[0050]如從圖1a可以看出的，在串行控制情況下電樞止動(dòng)的時(shí)刻160位于發(fā)生上述電壓脈動(dòng)105的時(shí)間窗內(nèi)。但是，電壓脈動(dòng)105造成“擾動(dòng)的測(cè)量環(huán)境”，使得例如不能像在僅僅基于電氣數(shù)據(jù)來確定電樞止動(dòng)160所需的那樣準(zhǔn)確地分析處理控制電流120。在該上下文中需要指出，只能在一個(gè)燃料噴射器測(cè)量站中測(cè)量噴射率140。在燃料噴射器的實(shí)際運(yùn)行中，一般不能進(jìn)行相應(yīng)的流量測(cè)量。
[0051]為了完整起見，在此處還對(duì)在圖1a和Ib中所示的燃料噴射器的電氣串行控制的其它特性進(jìn)行間斷探討:為了不必要地提高向燃料噴射器的電能輸入，在電樞止動(dòng)160之后的大約0.7ms時(shí)進(jìn)行另一電壓脈動(dòng)110，該另一電壓脈動(dòng)110由于占空比改變而導(dǎo)致較低的(位于燃料噴射器的線圈處的)有效電壓。按照這里所示的實(shí)施例，所述另一電壓脈動(dòng)110在大約0.75ms時(shí)開始并在大約1.45ms時(shí)結(jié)束。如從圖1b中可以看出的，該另一電壓脈動(dòng)110在所示的實(shí)施例中導(dǎo)致大約2.5A的控制電流120。
[0052]在這種情況下施加在大約0.7ms時(shí)看見的負(fù)電壓脈沖(也被稱作負(fù)的升壓電壓)，以便實(shí)現(xiàn)線圈電流的快速下降(在所示的情況下線圈電流從大約5A下降至大約2.5A)。
[0053]按照這里所示的實(shí)施例，在大約1.45ms時(shí)燃料噴射器的電氣控制結(jié)束。如從圖1a中可以看出的，通過相應(yīng)地?cái)嚅_燃料噴射器的線圈處的控制電壓100產(chǎn)生自感應(yīng)電壓。從中又結(jié)果得到流經(jīng)線圈的、現(xiàn)在使磁場衰減的電流。在超過這里顯示為負(fù)的大約70V的再生電壓之后，不再有電流流動(dòng)。這種狀態(tài)也被稱作“open coil (開路線圈)”。基于電樞的磁材料的歐姆電阻，當(dāng)線圈磁場衰減時(shí)感應(yīng)的渦流減弱。渦流減少又導(dǎo)致線圈中的磁場變化并由此導(dǎo)致電壓感應(yīng)。該感應(yīng)效應(yīng)導(dǎo)致，燃料噴射器的線圈處的電壓值從再生電壓的水平出發(fā)按照指數(shù)函數(shù)115的變化曲線上升至零。在磁力衰減之后，燃料噴射器通過彈力和由燃料壓力造成的液壓力關(guān)閉。
[0054]在圖1b中識(shí)別出，在大約1.45ms時(shí)控制電流120下降至零值，這時(shí)電氣控制結(jié)束。從圖1c中可以看出，在一定時(shí)間的延遲之后(比較上述的閉合公差)，燃料噴射器的電樞在大約1.75ms時(shí)開始閉合。
[0055]為了在預(yù)期燃料噴射器的電樞止動(dòng)的時(shí)間窗中實(shí)現(xiàn)盡可能好的測(cè)量條件以用于對(duì)流過線圈的控制電流的電流信號(hào)進(jìn)行精確的電氣分析并且為了實(shí)現(xiàn)至少與在串行控制時(shí)類似的開啟特性和必要時(shí)閉合特性，按照下述借助圖2a、2b、2c說明的實(shí)施例將燃料噴射器的線圈控制為使得可以放棄電壓脈動(dòng)。
[0056]圖2a、2b、2c對(duì)于具有改良的放大階段和改良的保持階段的燃料噴射器的測(cè)量控制示出(a)對(duì)應(yīng)的控制電壓200和結(jié)果得到的控制電流220和(b)結(jié)果得到的噴射率240的時(shí)間變化曲線。電樞止動(dòng)的時(shí)刻用配備有附圖標(biāo)記260的虛線圖示。
[0057]如從圖2b和Ib的比較中可以看出的，在與串行控制相比改良的測(cè)量控制情況下選擇較低的最大電流222，使得放大階段202略早地中斷。與在串行控制情況下為大約12A的最大電流122相比,測(cè)量控制的最大電流222僅為大約10A。此外,在放大階段202在大約0.35ms結(jié)束的時(shí)刻，主動(dòng)向線圈施加短的負(fù)電壓脈沖204，以便將線圈電流(在這里大約為10A)順利地拉到較低的水平。在實(shí)施(a)選擇略小的最大電流222和(b)通過短的負(fù)電壓脈沖204主動(dòng)地拉低電流這兩個(gè)措施之后，可以在后續(xù)、即在大約0.35ms至0.75ms的時(shí)間窗中一在該時(shí)間窗中預(yù)期電樞止動(dòng)一放棄電壓脈動(dòng)。結(jié)果獲得無脈動(dòng)的電壓平頂段206以及電流平頂段226，該電流平頂段具有與圖1b中所示的電流變化曲線相比明顯更平滑的電流變化曲線。如下面還要更詳細(xì)說明的，因此可以在“無擾動(dòng)的測(cè)量條件”下通過準(zhǔn)確地分析電流平頂段226來確定燃料噴射器的電樞到達(dá)其機(jī)械擋塊的時(shí)刻。
[0058]需要指出，按照這里所示的實(shí)施例，電流平頂段226表示控制電流220中的指數(shù)上升的開始，該控制電流的上升已知通過施加有恒定電壓的線圈的電感引起。但是，通過為最大電流222有技巧地選擇合適的(減小的)值以及尤其是通過使用負(fù)的電壓脈沖204，實(shí)現(xiàn)這種上升在大約0.35ms至大約0.75ms的時(shí)間窗中仍然如此平坦，使得該時(shí)間窗中的電流可以良好近以地視作時(shí)間恒定的。
[0059]為了完整起見，在此處還對(duì)在圖2a和2b中所示的燃料噴射器的電氣測(cè)量控制的其它特性進(jìn)行簡短探討:燃料噴射器的電氣控制在大約0.75ms的時(shí)刻結(jié)束。與在串行控制情況下相同地，關(guān)斷燃料噴射器的線圈處的控制電壓200導(dǎo)致負(fù)的自感應(yīng)電壓并且之后導(dǎo)致控制電壓指數(shù)式地上升至零值。在大約0.75ms的時(shí)刻，線圈電流220下降至零。從圖2c中可以看出，在一定時(shí)間的延遲之后(比較上述的閉合公差)燃料噴射器的電樞在大約Ims開始閉合。
[0060]圖3a示出在圖2b中所示的現(xiàn)在用附圖標(biāo)記320表示的控制電流與在液壓式阻塞的燃料噴射器情況下在使用相同控制電壓時(shí)所產(chǎn)生的控制電流320R之間的比較。圖3b以放大的比例示出在圖3a所示的兩個(gè)控制電流320和320R之間的差。
[0061]從圖3b中的與圖2b相比放大的圖示中可以看出，在控制電流320具有——也是平坦的——局部最小值321的時(shí)刻出現(xiàn)電樞止動(dòng)。但是，由于利用上述的測(cè)量控制至少在大約0.35ms至0.75ms之間的時(shí)間窗內(nèi)取得的穩(wěn)定的電氣測(cè)量條件，控制電流的測(cè)量曲線320如此精確，使得實(shí)際上能夠以足夠高的可靠性探測(cè)該最小值321。
[0062]為了繼續(xù)提高探測(cè)可靠性，可以將控制電流的測(cè)量曲線320與上面提到的參考控制電流320R進(jìn)行比較，所述參考控制電流320R對(duì)于以控制電壓200電施加的、但是機(jī)械式緊固的電樞來說是特征性的。按照這里所示的實(shí)施例，該比較由簡單的求差構(gòu)成，該比較的結(jié)果在圖3b中示出。對(duì)應(yīng)的曲線320D因此表示控制電流320與參考控制電流320R之差。在此可以清楚地看出，電樞止動(dòng)的時(shí)刻360現(xiàn)在通過顯著更明顯地顯現(xiàn)出的最小值321D來表征。因此，可以更準(zhǔn)確地并且尤其是以更大的可靠性來確定電樞止動(dòng)的時(shí)刻360。
[0063]需要指出，在內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行期間，燃料噴射器通常不可能例如由于施加過高的燃料壓力而在此期間機(jī)械式緊固。但是，對(duì)于確定類型的燃料噴射器或者甚至對(duì)于個(gè)別燃料噴射器來說可以是表征性的參考控制電流320R可以例如在測(cè)試站中被確定并且然后保存在汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置中。一旦然后在汽車的運(yùn)行期間執(zhí)行這里所述的測(cè)量控制，就可以從發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置的存儲(chǔ)器中調(diào)用該參考控制電流320R并且用于可靠地確定實(shí)際的電樞止動(dòng)360。
【權(quán)利要求】
1.為了確定電樞在激活執(zhí)行器之后到達(dá)其止動(dòng)位置的時(shí)刻(260，360)在測(cè)量運(yùn)行模式下運(yùn)行執(zhí)行器的方法，所述執(zhí)行器具有(a)線圈和(b)可移動(dòng)地安裝的電樞，所述電樞由通過線圈生成的磁場驅(qū)動(dòng)，所述方法具有 向線圈施加控制電壓信號(hào)(200)，所述控制電壓信號(hào)的大小被確定為，使得預(yù)期的電樞止動(dòng)的時(shí)刻(260,360)落入在其中向線圈施加時(shí)間恒定電壓的時(shí)間窗(206)中， 檢測(cè)在時(shí)間窗(206)內(nèi)流過線圈的電流強(qiáng)度的時(shí)間變化曲線(220)， 基于對(duì)電流強(qiáng)度的所檢測(cè)的時(shí)間變化曲線(220)的分析處理來確定電樞到達(dá)其止動(dòng)位置的時(shí)刻(260，360)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中控制電壓信號(hào)(200)在其信號(hào)高度和/或其時(shí)間變化曲線方面被這樣確定大小，即預(yù)期的電樞止動(dòng)的時(shí)刻(260，360)落入所述時(shí)間窗(206)中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1至2之一所述的方法，其中控制電壓信號(hào)(200)具有放大階段(202)和保持階段(206)，其中 -在放大階段(202)期間向線圈施加放大電壓，和 -在保持階段(206)期間向線圈施加保持電壓，其中放大電壓大于保持電壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中一旦流過線圈的電流達(dá)到最大電流(222，322)，放大階段(202)就被中斷，其中所述最大電流(222，322)被選擇為，使得預(yù)期的電樞止動(dòng)的時(shí)刻(260,360)落入所述時(shí)間窗(206)中。
5.根據(jù)權(quán)利要求3至4之一所述的方法，其中放大階段(202)借助于具有與放大電壓相比相反的極性的電壓脈沖(204)被中斷并且在所述電壓脈沖(204)結(jié)束之后跟隨保持階段(206)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5之一所述的方法，其中電樞到達(dá)其止動(dòng)位置的時(shí)刻(260，360)通過極限值(321)、尤其是通過在所述時(shí)間窗(206)內(nèi)檢測(cè)的流過線圈的電流強(qiáng)度的最小值(321)來確定。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至5之一所述的方法，還具有 將電流強(qiáng)度的所檢測(cè)的時(shí)間變化曲線與參考電流變化曲線(320R)進(jìn)行比較，其中基于對(duì)電流強(qiáng)度的所檢測(cè)的時(shí)間變化曲線(220)與參考電流變化曲線(320R)的比較進(jìn)行分析處理來確定電樞到達(dá)其止動(dòng)位置的時(shí)刻(260，360)。
8.用于運(yùn)行具有(a)線圈和(b)可移動(dòng)地安裝的電樞的執(zhí)行器的方法，所述電樞由通過線圈生成的磁場驅(qū)動(dòng)，所述方法具有 以串行運(yùn)行模式運(yùn)行執(zhí)行器，其中向線圈施加串行控制電壓信號(hào)(100)，所述串行控制電壓信號(hào)為了電流調(diào)節(jié)的目的至少暫時(shí)地具有脈動(dòng)的電壓(105)，和 以測(cè)量運(yùn)行模式運(yùn)行執(zhí)行器，用以確定電樞在激活執(zhí)行器之后到達(dá)其止動(dòng)位置的時(shí)刻(260，360)，其中執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1至7之一所述的方法。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述串行控制電壓信號(hào)具有串行放大階段(102)和串行保持階段(105，110)，其中 -在串行放大階段(102)期間向線圈施加串行放大電壓，和 -在串行保持階段(105，110)期間向線圈施加串行保持電壓，其中串行放大電壓大于串行保持電壓。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中一旦流過線圈的電流達(dá)到串行最大電流(122)，串行放大階段(102)就被中斷，其中用于中斷控制電壓信號(hào)(200)的放大階段(202)的最大電流(222，322)小于串行最大電流(122)。
11.用于確定具有線圈的執(zhí)行器的可移動(dòng)地安裝的電樞在激活執(zhí)行器之后到達(dá)止動(dòng)位置的時(shí)刻(260，360)的設(shè)備，所述設(shè)備具有 用于向線圈施加控制電壓信號(hào)(200)的裝置，所述控制電壓信號(hào)的大小被確定為，使得預(yù)期的電樞止動(dòng)的時(shí)刻(260，360)落入在其中向線圈施加時(shí)間恒定電壓的時(shí)間窗(206)中，和 單元，所述單元 (a)用于檢測(cè)在所述時(shí)間窗內(nèi)流過線圈的電流強(qiáng)度的時(shí)間變化曲線(220)，和 (b)用于基于對(duì)電流強(qiáng)度的所檢測(cè)的時(shí)間變化曲線(220)來確定電樞到達(dá)其止動(dòng)位置的時(shí)刻(260，360)。
12.用于確定具有線圈的執(zhí)行器的可移動(dòng)地安裝的電樞在激活執(zhí)行器之后到達(dá)止動(dòng)位置的時(shí)刻(260，360)的計(jì)算機(jī)程序，其中所述計(jì)算機(jī)程序在其由處理器實(shí)施時(shí)被設(shè)計(jì)用于控制根據(jù)權(quán)利要求1至7之一所述的`方法。
【文檔編號(hào)】H01F7/18GK103518241SQ201280013965
【公開日】2014年1月15日 申請(qǐng)日期:2012年3月13日 優(yōu)先權(quán)日:2011年3月17日
【發(fā)明者】M·科赫, G·勒澤爾 申請(qǐng)人:大陸汽車有限公司