專利名稱：確定電磁閥中的銜鐵的位置的方法和操作帶有銜鐵的電磁閥的裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及確定電磁閥中的銜鐵的位置的方法。另外，本發(fā)明涉及 帶有銜鐵的電磁閥的操作裝置。
背景技術：
在借助電磁閥操作的現(xiàn)代噴油閥中，電》茲閥的開啟時間對噴入的燃 油量有著決定性影響。開啟時間可間接通過電磁閥的電磁線圏的控制時 間來調整。
圖1中示出了兩幅曲線圖，用于表示流經(jīng)電磁閥的電磁線圈的電流
和電磁閥銜鐵的銜鐵行程AH之間的關系u在此，曲線圖的兩個橫坐標 軸表示時間軸t。兩個縱坐標軸之一對應于流經(jīng)電》茲線圖的電流的與時 間相關的電流強度I。另一個縱坐標軸的值表示電磁閥銜鐵的與時間相 關的銜鐵行程AH。
在時刻T〗之前，沒有電流流經(jīng)電磁線圏，電流強度I為0。電磁閥 的銜鐵因此處于其閉合位置，銜鐵行程AH等于O。在時刻Tl,流經(jīng)電 磁線圏的電流被啟動。此時，電流強度I在階段P1內從0增大到最大電 流強度Imax。通過流經(jīng)電磁線圈的且電流強度I在階段P1內逐步增大 的電流，形成磁場，該磁場對電磁閥銜鐵施加吸力。
從時刻T2開始，電磁線圏的磁場大到足以使銜鐵離開其閉合位置。 銜鐵此時從其閉合位置移向其打開位置，銜鐵行程AH逐漸增大。兩個 時刻Tl和T2之差因此對應于延遲時間TV，電磁閥需要此延遲時間來 對電》茲閥開啟命令4故出反應。
在時刻T3，銜鐵行程AH已經(jīng)達到其最大值，電磁閥銜鐵處于其打 開位置。在隨后的時刻T4，電流強度I通過電磁線團從其最大電流強度 Imax起降低到保持電流強度Ib。保持電流強度Ib被選擇為大到足以保 證線鐵停留在其打開位置上。
開啟的電磁閥應該在時刻T5再次關閉。為此，對電磁線圏施以抹磁 電壓。這造成流經(jīng)電磁線圈的電流在階段P2內結束，電流強度I一直降低，直到其又為0。從時刻T6開始，沒有電流再流經(jīng)電磁線圍。通過這 種做法，電磁線圈的磁場被消除。這減小了磁場施加于線鐵的吸力。銜 鐵因此從一個未詳細表示的時刻開始從其打開位置回到其閉合位置，銜 鐵行程AH在時刻T7達到0。在此時對電磁線圈施以抹磁電壓的時刻 T5和此時縣鐵再次處于其閉合位置的時刻T7之間的時間差因此對應于 閉合時間TS,電i茲閥需要該閉合時間來執(zhí)行關閉電》茲閥的命令。
圖2表示圖1的兩幅曲線圖的局部，針對從時刻T5至時刻T7的時 間段。在時刻T5，抹磁電壓施加在電磁閥的電磁線圈上，用于通過電磁 線圏將電流強度I從保持電流強度Ib減小到0。因為時刻T5通過抹磁 電壓的施加來限定，所以其特點是精度高。此時電流強度I接近O的階 段P2只取決于幾個因素并因此可以相對精確地計算。為此，此時電流 強度I達到0的時刻T6也能以高精度求出。在時刻T6之后，電流強度 I穩(wěn)定為0。閉合時刻T7就在時刻T6之后并因此在這樣的時間間隔中， 即在此時間間隔中，電流強度I始終為O。
在在時刻Tl開始且以時刻T5結束的控制時間TI內，流經(jīng)電磁線圍 的電流得到有效支持。該控制時間TI通過控制裝置來高精度地規(guī)定。 電磁閥的整個開啟時間TO因此從控制時間TI、延遲時間TV和閉合時 間TS中得到，適用下式
TO = TI-TV + TS。
為了保證電^f茲閥開啟達到期望的開啟時間，必須確定確保此事的控 制時間TI。為此，必須知道在實際工作情況下的電》茲閥的延遲時間TV 和閉合時間TS。延遲時間TV通常只取決于幾個因素，例如軌壓，因此 能以良好的精度來規(guī)定。但是，閉合時間TS取決于相對多的因素。例 如，軌壓、回流反壓、銜鐵行程或者燃油溫度以及電磁閥零部件的細微 幾何形狀可能造成閉合時間TS的明顯波動。該波動只能不充分地預測， 因此導致電》茲閥開啟時間TO的相對高的不^f青確。由此造成的噴油時間 的偏差對噴入內燃機的燃油量偏離原本期望的額定值的偏差負責。
DE3843138A1因此提出，為關閉電磁閥，首先對電磁閥的電磁線團 施加高的抹》茲電壓，從而線圈電流在隨后的相對短的電流降低階段內具 有大的負梯度，電磁線圈磁場的消除快速完成。為了就此依據(jù)附加感生 的電流或附加感生的電壓來說明電磁閥內的銜鐵的運動而提出，在經(jīng)過 等候時間后，再次啟動電流強度相對低的電流。此外，在DE3609599A1中描述了一種方法，在此方法中，為關閉電 磁閥，流經(jīng)電磁閥的電磁線圏的電流從用于保持電磁閥銜鐵處于其打開 位置的相對大的電流強度開始減小到相對低的電流強度。此時如此選擇 相對低的電流強度，恰好還可以依據(jù)附加感生的電流或附加感生的電壓 來說明銜鐵的移動。為了將電流強度減小到相對低的電流強度，暫時對 電磁線圏施加相對高的抹磁電壓，隨后施加穩(wěn)定不變的電壓。

發(fā)明內容
但是，為了其實施DE3843138A1和DE3609599A1所描述的方法需 要相對高的線路成本和控制成本。但人們期望獲得一種用于確定銜鐵運 動的且能以更低的線路成本實現(xiàn)的可行方案。
本發(fā)明提出一種具有權利要求1的特征的方法和一種具有權利要求 8的特征的裝置。
本發(fā)明基于以下認識可以如此降低在用于確定辨H失運動的常^見方 法中必需的線路成本，其做法是，為了關閉電磁閥，對電磁線圈施加相 對低的、在整個關閉過程中保持穩(wěn)定的抹磁電壓。此時如此確定保持穩(wěn) 定不變的抹磁電壓，在此時銜鐵從初始位置轉移到規(guī)定位置的時刻，流 經(jīng)電磁線圏的電流還具有最低電流強度，該最低電流強度能依據(jù)電流變 化來確定銜鐵的運動。這可以如此做到，規(guī)定一個時間段，在此時間段 內，銜鐵在流經(jīng)電磁線圏的電流減小和/或中斷時相當有可能地從初始位 置進入該位置。此時，通過銜鐵處于規(guī)定位置是指，銜鐵至少經(jīng)過該位 置。隨后，銜鐵或是可以停留在該位置上或者繼續(xù)其運動。如此確定隨 時間穩(wěn)定不變的抹磁電壓值，電流強度在對電磁線圈施加抹磁電壓之后 的整個時間內沒有低于最低電流強度
在一個優(yōu)選的方法實施方式中，計算所測電流強度的時間求導，以 確定該時刻。此時該方法利用以下優(yōu)點，在通電時，電流變化速度受到 銜鐵速度的影響。
銜鐵的規(guī)定位置優(yōu)選是銜鐵在一個方向上運動的最終位置。尤其是， 最終位置可以是銜鐵的止擋位置，超過該止擋位置，銜鐵在該方向上的 運動無法再做到。例如，作為最終位置求出銜鐵的閉合位置。為此，可 以相當精確地確定對應電磁閥的閉合時間。在此情況下，該時間可如此 選擇，該時間對應于對比和過程不利的因素下的最大銜鐵閉合時間。
6在 一 個有利的方法改進方案中，測定電流強度的所測定的時間求導
的不穩(wěn)定時刻作為銜鐵此時轉移到最終位置的時刻。通過這種方式，可以簡單可靠地確定銜鐵此時轉入規(guī)定的最終位置的時刻。
在一個方法改進方案中，依據(jù)此時銜鐵移入其最終位置的已知時刻來確定控制時間，在此控制時間內，流經(jīng)線圈的電流得到有效支持，以4吏電^F茲閥開啟期望的開啟時間。流經(jīng)電》茲閥的電^f茲線圏的電流此時可以至少具有規(guī)定的初始電流強度。這保證了在遵循期望的噴油量時有明顯提高的精度。此外，作為隨時間穩(wěn)定的抹磁電壓，可以求出并施加等于零的電壓。


從以下對實施例的描述中得到本發(fā)明的其它應用可能性和優(yōu)點，其
中
圖l表示兩幅曲線圖，用于表示在電磁閥的常規(guī)控制中的流經(jīng)電磁閥電磁線圏的電流和電磁閥銜鐵的銜鐵行程之間的關系；圖2表示圖1的兩幅曲線圖的局部；
圖3表示三幅曲線圖，用于表示在確定電磁閥中的銜鐵的位置的方法實施方式中的、在流經(jīng)電磁閥電f茲線圈的電流、電流強度的時間求導和電磁閥銜鐵的銜鐵行程之間的關系。
具體實施例方式
圖3表示三幅曲線圖，用于表示在確定電磁閥中的銜鐵的位置的方法實施方式中的、在流經(jīng)電磁閥電磁線圈的電流、電流強度的時間求導和電磁閥銜鐵的銜鐵行程之間的關系。此時，三幅曲線圖的橫坐標軸總是時間軸t。第一曲線圖的縱坐標軸表示借助該方法得到的流經(jīng)電磁線圈的電流的電流強度I。在第二曲線圖的縱坐標軸上標出電磁閥銜鐵的銜鐵行程AH 。在第三曲線圖的縱坐標軸上標出電流強度I的時間求導。
在時刻T5'之前，具有恒定的保持電流強度Ib的電流流經(jīng)電磁閥的電磁線圈。如此選一奪保持電流強度Ib,銜鐵因由該電流產(chǎn)生的磁場而留在其打開位置上，并且銜鐵行程AH具有其最大值。電磁閥因此在時刻T5，之前被打開，并且通過用電磁閥操作的噴油閥，燃油可以被噴入內燃機中。在時刻T5',應該開始電磁閥的閉合過程。為此，從時刻T5'開始對電磁線圏施加一個隨時間穩(wěn)定不變的抹磁電壓(熄滅電壓)。如此選擇抹磁電壓，電流強度I在時刻T5，+Tm還是大于規(guī)定的最低電流強度Imin。此時，又如此選擇時間Tm,銜鐵相當有可能地在開始施加隨時間穩(wěn)定不變的抹磁電壓之后在時刻T5'+Tm之前達到其閉合位置。就是
時間TS。
所規(guī)定的最低電流強度Irmn此時對應于這樣的極限值，超過該極限值，電流強度I還大到足以能夠依據(jù)電流強度I的時間求導來確定銜鐵運動。在該時間Tm內，負抹^i電壓具有穩(wěn)定不變的值。由此用于在電磁閥閉合過程中控制電磁閥的線路成本降低。
因為施加于電磁線圈的抹磁電壓，電流強度I從時刻T5，開始穩(wěn)定降低。此時，在時刻T5，之前的電流強度I的時間求導等于0,其從時刻T5，開始等于負值。由于流經(jīng)電磁線圏的電流減小，所以電磁線圏的磁場減小。低于某個最低磁場強度，通過磁場施加于銜鐵的力不再足以將銜鐵保持在其開啟位置。銜鐵隨后移向其閉合位置，銜鐵行程AH穩(wěn)定減小。此時，銜鐵離開電磁線圈的運動導致電流減小的減緩，這可以通過電流強度I的時間求導來證明。
在時刻T7',銜鐵已經(jīng)到達其閉合位置，銜鐵行程AH等于O。銜鐵碰到觸點元件，其運動很快被制動并停下來。因為銜鐵從時刻T7，開始不再運動，所以在時刻T7'之后不再出現(xiàn)電流減小的減緩。
因為流經(jīng)電磁線圏的電流在時刻T7，具有大于最低電流強度Imin的電流強度l,所以可以可靠指明電流強度I的時間求導的不穩(wěn)定變化。為此，可以依據(jù)電流強度I的時間求導在時刻T7'的不穩(wěn)定M來確定銜4失制動。因為知道了此時對電磁線圏施加負抹磁電壓的時刻T5',所以從時刻T7，和T5，之差計算出電磁閥的閉合時間TS。計算出的電磁閥閉合時間TS可以隨后被用于求出控制時間TI，該控制時間保證所期望的開啟時間TO,以精確遵守規(guī)定的噴油量。
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權利要求
1.一種用于確定電磁閥中的銜鐵的規(guī)定位置的方法，其中銜鐵可通過減小流經(jīng)電磁閥的電磁線圈且具有初始電流強度(Ib)的電流(I)從規(guī)定的初始位置進入該位置，包括以下步驟-規(guī)定一段時間(Tm)，在該段時間內，銜鐵在流經(jīng)電磁閥電磁線圈的且具有初始電流強度(Ib)的電流(I)減小時應從初始位置移入該位置；-確定隨時間穩(wěn)定的抹磁電壓，該抹磁電壓的大小如此確定，流經(jīng)電磁閥電磁線圈的電流(I)通過對電磁線圈施加隨時間穩(wěn)定的抹磁電壓而在時間(Tm)期間從初始電流強度(Ib)開始減小到大于規(guī)定的最低電流強度(Imin)的最終電流強度，并且銜鐵在對電磁線圈施加隨時間穩(wěn)定的抹磁電壓時在該時間(Tm)內從初始位置移入該位置；-對電磁閥電磁線圈施加隨時間穩(wěn)定的抹磁電壓達至少該規(guī)定的時間(Tm)并且測量流經(jīng)電磁線圈的電流(I)的電流強度；-依據(jù)在規(guī)定時間(Tm)期間流經(jīng)電磁線圈的電流(I)的測定電流強度的隨時間變化來識別銜鐵移入該位置的時刻(T7’)。
2. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，計算出電流(I)的 測定電流強度的時間求導，以確定時刻(T7，)。
3. 如權利要求l所述的方法，其特征在于，銜鐵的規(guī)定位置是銜鐵 在一個方向上運動的最終位置。
4. 如權利要求3所述的方法，其特征在于，電流(I)的測定電流 強度的計算出的時間求導的不穩(wěn)定(M)的時刻被識別是此時銜鐵進入 最終位置的時刻(T7')。
5. 如權利要求3或4所述的方法，其特征在于，作為最終位置，求 出銜鐵的閉合位置。
6. 如權利要求5所述的方法，其特征在于，依據(jù)所識別的、此時銜 鐵移入其閉合位置的時刻(T7，)，確定控制時間(TI)，在該控制時 間內，流經(jīng)線圏的電流得到有效支持，以使電磁閥開啟達期望的開啟時 間(TO)。
7. 如前述權利要求之一所述的方法，其特征在于，作為隨時間穩(wěn)定 的抹^磁電壓，求出并施加等于零的電壓。
8. —種用于操作帶有銜鐵的電磁閥的裝置，包括-控制機構，它設計用于保持具有規(guī)定的初始電流強度(Ib)的流經(jīng)電磁閥電磁線圏的電流(I)達規(guī)定的控制時間(Tl),以便將電磁閥的銜鐵保持在規(guī)定的初始位置，并且對電磁線圏施加規(guī)定的隨時間穩(wěn)定的抹磁電壓達規(guī)定的時間(Tm),以使銜鐵從規(guī)定的初始位置進入一個 規(guī)定的位置；-存儲器機構，在該存儲器機構中存儲有隨時間穩(wěn)定的抹磁電壓， 其中隨時間穩(wěn)定的抹磁電壓的大小如此確定，在對電磁線圏施加隨時間 穩(wěn)定的抹磁電壓時，流經(jīng)電磁線圈的電流(I)從初始電流強度(Ib)開 始在經(jīng)過時間(Tm)之后減小到大于規(guī)定的最低電流強度(Imin)的最 終電流強度，電磁閥的銜鐵在該時間(Tm)內從初始位置進入該位置；-傳感器機構，用于測量在時間(Tm)內流經(jīng)電磁線圏的電流(I) 的電流強度；-評估機構，用于依據(jù)在規(guī)定時間(Tm)期間流經(jīng)電磁線圈的電流 (I)的測定電流強度的隨時間變化來確定此時銜鐵移入該位置的時刻 (T7,)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于確定電磁閥中的銜鐵的規(guī)定位置的方法，包括以下步驟使帶有銜鐵的電磁閥進入初始位置；規(guī)定一段時間(Tm)，此時因為流經(jīng)電磁閥線圈的電流(I)的初始電流強度(Ib)減小而銜鐵應從初始位置進入該位置；確定隨時間穩(wěn)定的抹磁電壓，以使電流(I)在該時間(Tm)內減小到大于規(guī)定的最低電流強度(Imin)的最終電流強度；對電磁閥線圈施加穩(wěn)定的抹磁電壓達至少該時間(Tm)，并且測量流經(jīng)線圈的電流(I)強度；依據(jù)在規(guī)定時間(Tm)內流經(jīng)電磁線圈的電流(I)的測定電流強度的隨時間變化來識別此時銜鐵移入該位置的時刻(T7’)。此外，本發(fā)明涉及這種電磁閥的操作裝置。
文檔編號F16K31/06GK101688624SQ200880023477
公開日2010年3月31日 申請日期2008年6月9日 優(yōu)先權日2007年7月6日
發(fā)明者H·拉普, T·岡 申請人:羅伯特·博世有限公司