專(zhuān)利名稱(chēng)：線(xiàn)圈執(zhí)行器的以電磁方式被驅(qū)動(dòng)的電樞的彈道軌跡的確定的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及以電磁方式被驅(qū)動(dòng)的執(zhí)行器(Aktuator)的技術(shù)領(lǐng)域，這些執(zhí)行器具有可加載有激勵(lì)信號(hào)(Ansteuersignal)的線(xiàn)圈和相對(duì)于線(xiàn)圈可運(yùn)動(dòng)地安置的電樞。本發(fā)明尤其是涉及一種用于確定具有線(xiàn)圈的執(zhí)行器的以電磁方式被驅(qū)動(dòng)的電樞的時(shí)間運(yùn)動(dòng)變化過(guò)程(Bewegungsverlauf )的方法,其中電樞僅經(jīng)歷從其初始位置的部分偏轉(zhuǎn)，而沒(méi)有達(dá)到通過(guò)止擋限定的最終位置，并且在達(dá)到反轉(zhuǎn)位置(Umkehrposition)之后又達(dá)到其初始位置，其中至少在反轉(zhuǎn)位置與初始位置之間至少近似通過(guò)一段拋物線(xiàn)來(lái)描述電樞的作為時(shí)間的函數(shù)的偏轉(zhuǎn)。此外，本發(fā)明還涉及一種相對(duì)應(yīng)的用于確定具有線(xiàn)圈的執(zhí)行器的以電磁方式被驅(qū)動(dòng)的電樞的拋物線(xiàn)狀的(彈道的)軌跡的設(shè)備以及一種用于控制上述方法的計(jì)算機(jī)程序。
背景技術(shù)：
以電磁方式被驅(qū)動(dòng)的執(zhí)行器可以以小公差在所謂的全行程運(yùn)行模式下運(yùn)行。這意味著，執(zhí)行器的電樞在初始位置與最終位置之間往復(fù)運(yùn)動(dòng)。初始位置和最終位置在此通常分別通過(guò)電樞的在執(zhí)行器的殼體上的機(jī)械止擋來(lái)限定。以燃料噴射的噴射閥為例，該運(yùn)行模式意味著，噴射閥的閥針?lè)謩e運(yùn)動(dòng)直至最大偏轉(zhuǎn)。所噴射的燃料量的改變那么通過(guò)適當(dāng)適配噴射過(guò)程的持續(xù)時(shí)間來(lái)進(jìn)行。但是，為了減小汽車(chē)的有害物質(zhì)排放和/或燃料消耗，在現(xiàn)代噴射系統(tǒng)中需要即使在小噴射量的情況下也盡可能精確地掌握噴射閥的運(yùn)行。這意味著，噴射閥的所謂的彈道運(yùn)行也被掌握。噴射閥的彈道運(yùn)行在本上下文被理解為電樞或閥針在沒(méi)有實(shí)現(xiàn)完全止動(dòng)的情況下以如下軌跡的部分偏轉(zhuǎn):所述軌跡是通過(guò)電和/或結(jié)構(gòu)參數(shù)預(yù)給定的在結(jié)束以電磁方式將力引入到電樞之后自由的、即拋物線(xiàn)狀的軌跡。與全行程運(yùn)行相反，噴射閥的彈道運(yùn)行明顯更強(qiáng)地帶有公差，因?yàn)樵诖瞬粌H電公差而且機(jī)械公差都比這在全行程運(yùn)行中的情況顯著更強(qiáng)地影響打開(kāi)變化過(guò)程(Oeffnungs 一 verlauf)。對(duì)于噴射閥(通常為具有線(xiàn)圈的執(zhí)行器的以電磁方式被驅(qū)動(dòng)的電樞)的彈道運(yùn)行模式，在此可能單獨(dú)或彼此組合地出現(xiàn)如下公差:
a)打開(kāi)公差:電樞在給線(xiàn)圈加載所限定的電激勵(lì)脈沖之后從其初始位置離開(kāi)的時(shí)刻與單獨(dú)的噴射閥的電特性、磁特性和/或機(jī)械特性和/或與其運(yùn)行狀態(tài)(例如溫度)有關(guān)。b)閉合公差:電樞在部分偏轉(zhuǎn)之后又返回到其初始位置的時(shí)刻與單獨(dú)的噴射閥的電特性、磁特性和/或機(jī)械特性和/或與者其運(yùn)行狀態(tài)有關(guān)。c)行程公差:在電樞部分偏轉(zhuǎn)時(shí)，達(dá)到的最大行程同樣與單獨(dú)的噴射閥的電特性、磁特性和/或機(jī)械特性和/或與其運(yùn)行狀態(tài)有關(guān)。行程公差在使相對(duì)應(yīng)的偏轉(zhuǎn)曲線(xiàn)平整或超高的可能性的情況下導(dǎo)致電樞的拋物線(xiàn)狀軌跡的單獨(dú)變化。從DE 10 2006 035 225 Al公知一種具有線(xiàn)圈的電磁調(diào)整設(shè)備(StelIvorrichtung)ο通過(guò)分析由外部機(jī)械影響引起的所感生的電壓信號(hào)，可以分析該調(diào)整設(shè)備的實(shí)際運(yùn)動(dòng)。
從DE 198 34 405 Al公知了一種用于估計(jì)電磁閥的針行程的方法。在閥針相對(duì)于電磁閥的線(xiàn)圈運(yùn)動(dòng)時(shí)，在線(xiàn)圈中感生的電壓被檢測(cè)并且借助計(jì)算模型與閥針的行程聯(lián)系起來(lái)。為了確定接觸時(shí)刻，可以使用線(xiàn)圈電壓的時(shí)間導(dǎo)數(shù)dU/dt，因?yàn)樵撔盘?hào)在針運(yùn)動(dòng)或電樞運(yùn)動(dòng)的反轉(zhuǎn)點(diǎn)中具有大的突變。從DE 38 43 138 Al公知了一種用于控制和檢測(cè)電磁開(kāi)關(guān)器件的電樞的運(yùn)動(dòng)的方法。在切斷開(kāi)關(guān)器件時(shí)，在所述開(kāi)關(guān)器件的勵(lì)磁繞組中感生磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)由于電樞運(yùn)動(dòng)而變化?；诖说母皆趧?lì)磁繞組上的電壓的時(shí)間變化可以被用于檢測(cè)電樞運(yùn)動(dòng)的結(jié)束。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所基于的任務(wù)是給出了一種用于精確確定電磁執(zhí)行器的在彈道運(yùn)行模式下被驅(qū)動(dòng)的電樞的時(shí)間運(yùn)動(dòng)變化過(guò)程的要簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)的方法以及相對(duì)應(yīng)的設(shè)備。該任務(wù)通過(guò)獨(dú)立權(quán)利要求的主題來(lái)解決。本發(fā)明的有利實(shí)施形式在從屬權(quán)利要求中予以描述。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，描述了一種用于確定具有線(xiàn)圈的執(zhí)行器的以電磁方式被驅(qū)動(dòng)的電樞的時(shí)間運(yùn)動(dòng)變化過(guò)程的方法。所描述的方法具有:(a)給線(xiàn)圈加載激勵(lì)信號(hào)，該激勵(lì)信號(hào)被確定大小為使得電樞(al)僅經(jīng)歷從其初始位置的部分偏轉(zhuǎn)，而沒(méi)有達(dá)到通過(guò)止擋限定的最終位置，以及(a2)在達(dá)到反轉(zhuǎn)位置之后又達(dá)到其初始位置，其中至少在反轉(zhuǎn)位置與初始位置之間至少近似地通過(guò)一段拋物線(xiàn)來(lái)描述電樞的作為時(shí)間的函數(shù)的偏轉(zhuǎn)，(b)確定電樞又達(dá)到其初始位置的時(shí)刻，(C)確定電樞用來(lái)又達(dá)到其初始位置的速度，以及(d)在使用描述拋物線(xiàn)的數(shù)學(xué)方程式的情況下基于所檢測(cè)到的時(shí)刻和所檢測(cè)到的速度來(lái)確定電樞的時(shí)間運(yùn)動(dòng)變化過(guò)程。所描述的方法所基于的認(rèn)知是:通過(guò)詳細(xì)地確定在緊靠重新達(dá)到其初始位置之前的電樞運(yùn)動(dòng)可以確定拋物線(xiàn)的精確形狀，該形狀描述了電樞的作為時(shí)間的函數(shù)的偏轉(zhuǎn)、行程或運(yùn)動(dòng)。關(guān)于拋物線(xiàn)的精確變化過(guò)程的信息接著可以被用于為了隨后操作以電磁方式被驅(qū)動(dòng)的執(zhí)行器而適配為此所需的激勵(lì)信號(hào)，使得預(yù)先確定的期望運(yùn)動(dòng)變化過(guò)程實(shí)際上至少近似地被實(shí)現(xiàn)。所描述的方法尤其是適于確切地確定如下燃料噴射器的時(shí)間打開(kāi)特性:所述燃料噴射器在所謂的彈道范圍中運(yùn)行。這意味著，為了針對(duì)每個(gè)噴射過(guò)程分別僅噴射特別少量的燃料，執(zhí)行器的線(xiàn)圈分別僅僅被加載有非常短的激勵(lì)脈沖，使得當(dāng)電樞不得不還要實(shí)施其運(yùn)動(dòng)的大部分時(shí)，通過(guò)線(xiàn)圈的電流流動(dòng)已經(jīng)結(jié)束。當(dāng)通過(guò)線(xiàn)圈的電流至少在電樞處于在反轉(zhuǎn)位置與初始位置之間的路徑上時(shí)那么為零時(shí)，所描述的方法提供了關(guān)于電樞的所描述的運(yùn)動(dòng)變化過(guò)程的特別精確的信息。這意味著，在該區(qū)域中，電樞沒(méi)有遭受通過(guò)經(jīng)過(guò)線(xiàn)圈的電流流動(dòng)引起的磁力而是以良好近似地僅遭受彈簧的彈力，該彈簧將電樞朝著執(zhí)行器的殼體的止擋施壓，其中該止擋限定電樞的初始位置。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，時(shí)刻的確定具有:(a)檢測(cè)在無(wú)電流的線(xiàn)圈中感生的特征電壓的時(shí)間變化過(guò)程，其中所感生的特征電壓至少部分地通過(guò)磁鐵軛相對(duì)于線(xiàn)圈的運(yùn)動(dòng)而被產(chǎn)生，(b )分析在線(xiàn)圈中感生的特征電壓的所檢測(cè)到的時(shí)間變化過(guò)程，其中分析包括對(duì)在無(wú)電流的線(xiàn)圈中感生的特征電壓的所檢測(cè)到的時(shí)間變化過(guò)程與在控制單元中所寄存的特征參考電壓變化過(guò)程的比較，以及(C)基于所分析的時(shí)間變化過(guò)程確定電樞又達(dá)到其初始位置的時(shí)刻。檢測(cè)電樞又達(dá)到其初始位置的時(shí)刻的方式所基于的是:由具有可磁化的和/或磁性材料的電樞的運(yùn)動(dòng)通過(guò)在線(xiàn)圈中的感生而引起的電壓信號(hào)可以被用于表征電樞的運(yùn)動(dòng)序列(Bewegungsablauf)并且由此確定所述的時(shí)刻。在此，當(dāng)電樞在緊靠其止動(dòng)之前處在其初始位置上時(shí)，那么在線(xiàn)圈中的由于電樞的剩余磁場(chǎng)由運(yùn)動(dòng)通過(guò)感生引起的特征電壓信號(hào)通常是最大的。這的原因在于，在線(xiàn)圈的無(wú)電流狀態(tài)下，在緊靠運(yùn)動(dòng)的電樞止動(dòng)之前，在電樞與線(xiàn)圈之間的相對(duì)速度最大。這意味著，在無(wú)電流的線(xiàn)圈中感生的特征電壓的電壓變化過(guò)程至少部分地通過(guò)電樞的運(yùn)動(dòng)來(lái)確定。通過(guò)合適地分析在線(xiàn)圈中感生的特征電壓的時(shí)間變化過(guò)程，可以至少以良好近似地確定基于在電樞與線(xiàn)圈之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的那個(gè)部分。以這種方式自動(dòng)地也獲得關(guān)于運(yùn)動(dòng)變化過(guò)程的信息，所述信息允許推斷最大速度的時(shí)刻和由此也推斷電樞返回到其初始位置的時(shí)刻。通過(guò)所描述的對(duì)所檢測(cè)到的在無(wú)電流的線(xiàn)圈中感生的特征電壓的時(shí)間變化過(guò)程與特征參考電壓變化過(guò)程的比較，可以獲得關(guān)于電樞的實(shí)際運(yùn)動(dòng)的特別精確的信息。特征參考電壓變化過(guò)程例如可以被選擇為使得該特征參考電壓變化過(guò)程描述了感生的電壓的通過(guò)磁路中的衰減的渦流引起的部分。這樣，例如通過(guò)簡(jiǎn)單地形成在線(xiàn)圈中感生的特征電壓與特征參考電壓變化過(guò)程之間的差可以確定電樞的實(shí)際運(yùn)動(dòng)。如果所描述的執(zhí)行器被用作噴射閥，貝U噴射的定量準(zhǔn)確性(Mengengenauigkeit)可以通過(guò)調(diào)節(jié)電樞閉合時(shí)刻(=電樞返回到其初始位置的時(shí)刻)得以改善。用于該調(diào)節(jié)的測(cè)量變量可以是由在閥閉合時(shí)的線(xiàn)圈電壓的電壓變化過(guò)程導(dǎo)出的在感生的電壓的曲線(xiàn)變化過(guò)程中的特征拐點(diǎn)，該特征拐點(diǎn)主要由感生和電感變化引起。為了能夠根據(jù)電壓信號(hào)變化過(guò)程計(jì)算對(duì)于閥閉合重要的特征，根據(jù)在此所描述的實(shí)施例執(zhí)行與特征參考信號(hào)或參考電壓變化過(guò)程的比較。用于確定實(shí)際閉合時(shí)刻的有用信號(hào)可以從在特征參考電壓變化過(guò)程與感生的電壓的特征變化過(guò)程之間的差來(lái)獲得。應(yīng)指出的是，特征參考電壓變化過(guò)程可選地也可以與執(zhí)行器的當(dāng)前運(yùn)行條件適配。在此，運(yùn)行條件原則上可以通過(guò)所有可能的物理變量而被確定，這些物理變量可能對(duì)電樞的實(shí)際運(yùn)動(dòng)有影響。運(yùn)行條件例如通過(guò)執(zhí)行器的周?chē)鷾囟群?或運(yùn)行溫度來(lái)確定。此外，執(zhí)行器的當(dāng)前狀態(tài)也可以對(duì)實(shí)際電樞運(yùn)動(dòng)有影響，其中該當(dāng)前狀態(tài)例如可由于老化而改變。此外，所謂的制造公差可導(dǎo)致，確定的單獨(dú)執(zhí)行器的運(yùn)動(dòng)特性至少略微偏離參考執(zhí)行器的標(biāo)稱(chēng)特性。此外，不僅執(zhí)行器的機(jī)械系統(tǒng)例如可受溫度波動(dòng)、受老化和/或受制造公差影響，而且線(xiàn)圈的電特性、譬如其電感和/或電阻也可受這些運(yùn)行條件影響。應(yīng)指出的是，在此所述的對(duì)閥的運(yùn)行條件有影響的物理變量?jī)H為示例性的，而不是窮盡列舉。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，確定速度具有:在緊靠電樞又達(dá)到其初始位置的所確定的時(shí)刻之前，檢測(cè)在無(wú)電流的線(xiàn)圈中感生的特征電壓的所檢測(cè)到的時(shí)間變化過(guò)程的電壓電平。所描述的對(duì)電樞在緊靠其返回到其初始位置之前的速度的確定具有如下優(yōu)點(diǎn):該確定可以基于與上面所描述的對(duì)電樞又達(dá)到其初始位置的時(shí)刻的確定相同的測(cè)量通道。這意味著，兩個(gè)信息“時(shí)刻”和“速度”都可以根據(jù)所檢測(cè)到的和所分析的特征電壓信號(hào)被獲得。由此，在需要時(shí)可以以有利的方式例如省去電流測(cè)量。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，該方法此外還具有:直接在電樞又達(dá)到其初始位置之前，確定電樞的速度的變化。在此，在使用描述拋物線(xiàn)的數(shù)學(xué)方程式的情況下，此外還基于速度的所檢測(cè)到的變化來(lái)確定電樞的時(shí)間運(yùn)動(dòng)變化過(guò)程。通過(guò)所描述的對(duì)關(guān)于在電樞又達(dá)到其初始位置的時(shí)刻或在緊靠電樞又達(dá)到其初始位置的時(shí)刻之前的運(yùn)動(dòng)特性的第三信息的使用，可以特別精確地確定拋物線(xiàn)的參數(shù)，這些參數(shù)描述了電樞的彈道運(yùn)動(dòng)變化過(guò)程。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，確定速度的變化包括:在緊靠電樞又達(dá)到其初始位置的所確定的時(shí)刻之前，檢測(cè)在無(wú)電流的線(xiàn)圈中感生的特征電壓的所檢測(cè)到的時(shí)間變化過(guò)程的電壓電平的變化。所描述的對(duì)電樞的在緊靠其返回到其初始位置之前的速度變化或加速度(更確切地說(shuō)制動(dòng))的確定具有如下優(yōu)點(diǎn):該確定同樣可以基于與上面所描述的電樞又達(dá)到其初始位置的時(shí)刻和/或在緊靠達(dá)到初始位置之前的速度的確定相同的測(cè)量通道。這意味著，信息“速度變化”以及“時(shí)刻”和/或“速度”可以根據(jù)所檢測(cè)到的和所分析的特征電壓信號(hào)被獲得。在該情況下，在需要時(shí)也可以以有利的方式例如省去電流測(cè)量。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，執(zhí)行器是尤其是用于內(nèi)燃機(jī)的噴射閥。所描述的方法尤其是適于確切地確定用于內(nèi)燃機(jī)的保護(hù)環(huán)境且節(jié)約燃料的運(yùn)行的最小的噴射量。在此，噴射閥的尤其是由于制造公差引起的公差可以可靠地被檢測(cè)到。所述的公差例如可以是如下機(jī)械公差:所述機(jī)械公差例如基于在電樞或閥針與閥殼體之間的摩擦的差異或者基于電樞的復(fù)位彈簧的彈簧強(qiáng)度的差異。此外，所述的公差可以是例如基于線(xiàn)圈的電感和/或電阻的差異的電公差。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，描述了一種用于以調(diào)節(jié)的方式使執(zhí)行器運(yùn)行的方法，該執(zhí)行器具有線(xiàn)圈和相對(duì)于線(xiàn)圈可移動(dòng)地安置的以電磁方式被驅(qū)動(dòng)的電樞。所描述的方法具有:(a)借助上面所描述的類(lèi)型的用于確定具有線(xiàn)圈的執(zhí)行器的以電磁方式被驅(qū)動(dòng)的電樞的時(shí)間運(yùn)動(dòng)變化過(guò)程的方法來(lái)確定以電磁方式被驅(qū)動(dòng)的電樞的運(yùn)動(dòng)變化過(guò)程，(b)給線(xiàn)圈加載另外的激勵(lì)信號(hào)，其中所述另外的激勵(lì)信號(hào)與電樞的作為對(duì)激勵(lì)信號(hào)的響應(yīng)的所確定的時(shí)間運(yùn)動(dòng)變化過(guò)程有關(guān)，使得由于所述另外的激勵(lì)信號(hào)引起的另外的運(yùn)動(dòng)序列至少近似對(duì)應(yīng)于預(yù)給定的期望運(yùn)動(dòng)變化過(guò)程。所描述的用于在彈道范圍中運(yùn)行的執(zhí)行器的調(diào)節(jié)方法基于如下認(rèn)知:上面所描述的用于確定以電磁方式被驅(qū)動(dòng)的電樞的時(shí)間運(yùn)動(dòng)變化過(guò)程的方法可以以有利的方式被用于使執(zhí)行器運(yùn)行，使得電樞盡可能精確地執(zhí)行預(yù)給定的運(yùn)動(dòng)變化過(guò)程。在噴射閥的情況下，因此可以以簡(jiǎn)單且有效的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)燃料的最小噴射量的精確調(diào)節(jié)，使得可以滿(mǎn)足對(duì)于具有內(nèi)燃機(jī)的現(xiàn)代汽車(chē)而言重要的關(guān)于燃料的節(jié)約消耗和/或低環(huán)境負(fù)荷的要求。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，描述了一種用于確定具有線(xiàn)圈的執(zhí)行器的以電磁方式被驅(qū)動(dòng)的電樞的時(shí)間運(yùn)動(dòng)變化過(guò)程的設(shè)備。所描述的設(shè)備具有:(a)用于給線(xiàn)圈加載激勵(lì)信號(hào)的激勵(lì)單元，該激勵(lì)單元被確定大小為使得電樞(al)僅經(jīng)歷從其初始位置的部分偏轉(zhuǎn)，而沒(méi)有達(dá)到通過(guò)止擋限定的最終位置，以及(a2)在達(dá)到反轉(zhuǎn)位置之后又達(dá)到其初始位置，其中至少在反轉(zhuǎn)位置與初始位置之間至少近似地通過(guò)一段拋物線(xiàn)來(lái)描述電樞的作為時(shí)間的函數(shù)的偏轉(zhuǎn)，(b ) (b I)用于確定電樞又達(dá)到初始位置的時(shí)刻以及(b2 )用于確定電樞用來(lái)又達(dá)到初始位置的速度的單元，以及(C)用于在使用描述拋物線(xiàn)的數(shù)學(xué)方程式的情況下基于所檢測(cè)到的時(shí)刻和所檢測(cè)到的速度來(lái)確定電樞的時(shí)間運(yùn)動(dòng)變化過(guò)程的分析單元。所描述的設(shè)備所基于的認(rèn)知也是:通過(guò)詳細(xì)地確定在緊靠重新達(dá)到其初始位置之前的電樞運(yùn)動(dòng)可以確定拋物線(xiàn)的精確形狀，該形狀描繪了電樞的作為時(shí)間的函數(shù)的偏轉(zhuǎn)、行程或運(yùn)動(dòng)。關(guān)于拋物線(xiàn)的精確變化過(guò)程的信息接著可以被用于為了隨后操作以電磁方式被驅(qū)動(dòng)的執(zhí)行器而適配為此所需的激勵(lì)信號(hào)，使得預(yù)先確定的期望運(yùn)動(dòng)變化過(guò)程實(shí)際上至少近似地被實(shí)現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，描述了一種用于確定具有線(xiàn)圈的執(zhí)行器(尤其是用于汽車(chē)的內(nèi)燃機(jī)的直噴閥(Direkteinspritzventil))的以電磁方式被驅(qū)動(dòng)的電樞的時(shí)間運(yùn)動(dòng)變化過(guò)程的計(jì)算機(jī)程序。該計(jì)算機(jī)程序在其由處理器實(shí)施時(shí)被設(shè)立用于控制上面所描述的方法。在本文獻(xiàn)的意義下，這種計(jì)算機(jī)程序的命名與包含用于控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的指令的概念“程序元件”、“計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品”和/或“計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)”同義，以便以合適的方式使系統(tǒng)或方法的工作方式協(xié)調(diào)，以便實(shí)現(xiàn)與根據(jù)本發(fā)明的方法關(guān)聯(lián)的效果。計(jì)算機(jī)程序可以以任意合適的編程語(yǔ)言、譬如以JAVA、C++等被實(shí)施為計(jì)算機(jī)可讀的指令代碼。該計(jì)算機(jī)程序可以被存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀的存儲(chǔ)介質(zhì)(CD-Rom、DVD、藍(lán)光盤(pán)(Blue-ray Disk)、可移動(dòng)驅(qū)動(dòng)器、易失性存儲(chǔ)器或非易失性存儲(chǔ)器、所裝入的存儲(chǔ)器/處理器等等)。該指令代碼可以對(duì)計(jì)算機(jī)或其他可編程設(shè)備、如尤其是用于汽車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)的控制設(shè)備進(jìn)行編程，使得所期望的功能被實(shí)施。此外，該計(jì)算機(jī)程序還可以在網(wǎng)絡(luò)、譬如因特網(wǎng)中被提供，該計(jì)算機(jī)程序在需要時(shí)可以由用戶(hù)從該網(wǎng)絡(luò)下載。本發(fā)明不僅可以借助計(jì)算機(jī)程序、即軟件而且可以借助一個(gè)或多個(gè)特定電路、SP以硬件或者以任意混合形式、即借助軟件部件和硬件部件來(lái)實(shí)現(xiàn)。應(yīng)指出的是，本發(fā)明的實(shí)施形式已參照不同的發(fā)明主題被描述。尤其是，本發(fā)明的數(shù)個(gè)實(shí)施形式利用方法權(quán)利要求被描述，而本發(fā)明的其他實(shí)施形式利用設(shè)備權(quán)利要求被描述。然而，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，在閱讀本申請(qǐng)時(shí)可立刻明白，只要未明確另外說(shuō)明，除了屬于一類(lèi)發(fā)明主題的特征的組合之外，也可以任意地組合屬于不同類(lèi)型的發(fā)明主題的特征。


本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)和特征從如下對(duì)優(yōu)選的實(shí)施形式的示例性描述中得到。圖1針對(duì)不同的燃料壓力示出了作為噴射量的函數(shù)的在噴射閥閉合的時(shí)刻在噴射閥的線(xiàn)圈上所測(cè)量的特征電壓的幅度。圖2針對(duì)噴射閥示出了示例性的激勵(lì)電流脈沖，該激勵(lì)電流脈沖在一定的時(shí)間延遲之后促使噴射閥的閥針的彈道的拋物線(xiàn)狀的部分偏轉(zhuǎn)。
具體實(shí)施方式
應(yīng)指出的是，隨后所描述的實(shí)施形式僅是對(duì)本發(fā)明的可能的實(shí)施變型方案的有限的選擇。圖1針對(duì)四個(gè)不同的燃料壓力60巴、110巴、160巴和210巴分別示出了一個(gè)圖
表，在該圖表中，在橫坐標(biāo)上繪制了每個(gè)噴射脈沖的噴射量，而在縱坐標(biāo)上繪制了在整個(gè)噴射循環(huán)的變化過(guò)程中出現(xiàn)的特征電壓的最大值。實(shí)線(xiàn)分別示出了所測(cè)量的最大電壓，虛線(xiàn)分別示出了所測(cè)量的最大電壓的上誤差極限或下誤差極限。所使用的噴射閥的彈道運(yùn)行范圍(該彈道運(yùn)行范圍通過(guò)閥針的僅僅部分偏轉(zhuǎn)來(lái)表征)在p=60巴時(shí)從Omg延伸至大約4mg,在p=110巴時(shí)從Omg延伸至大約5mg,在p=160巴時(shí)從Omg延伸至大約5.5mg,以及在p=210巴時(shí)從Omg延伸至大約8mg。從所示的曲線(xiàn)中明顯可看出的是，在噴射閥的彈道運(yùn)行中，特征電壓的最大幅度也與相應(yīng)的噴射量有關(guān)，該噴射量又與要噴射的燃料的壓力有關(guān)。這表明了，由于最大電樞速度而在閉合時(shí)刻或在緊靠閉合時(shí)刻之前是最大的特征電壓的變化過(guò)程的最大幅度與在閉合時(shí)刻的電樞速度成比例。該關(guān)系直至實(shí)現(xiàn)完全止動(dòng)(彈道運(yùn)行范圍結(jié)束)而保持存在。在本文獻(xiàn)中所描述的用于確定具有線(xiàn)圈的執(zhí)行器的以電磁方式被驅(qū)動(dòng)的電樞的時(shí)間運(yùn)動(dòng)變化過(guò)程的方法的核心思想是，基于(a)噴射閥的閉合時(shí)刻和(b)關(guān)于電樞的在閉合時(shí)刻的速度的信息確定在彈道運(yùn)行范圍中的拋物線(xiàn)狀的時(shí)間運(yùn)動(dòng)變化過(guò)程。根據(jù)這里所描述的實(shí)施例，附加地還直接在電樞又達(dá)到其初始位置之前一同考慮電樞的速度的變化，以便特別精確地確定拋物線(xiàn)或拋物線(xiàn)的參數(shù)。A)確定閉合時(shí)刻:
閉合的時(shí)刻例如可以通過(guò)特征電壓的值是最大的時(shí)刻被確定。B)確定閉合速度:
閉合過(guò)程的速度根據(jù)這里所描述的實(shí)施例通過(guò)特征電壓在閉合時(shí)刻的幅度來(lái)確定。為了減小速度確定中的誤差，這通過(guò)如下方式以差分方法被執(zhí)行:在至少兩個(gè)不同的比率的情況下分析電壓變化。由此可以非常精確地檢測(cè)在閉合時(shí)刻的速度變化。C)確定速度變化:
在緊靠閉合過(guò)程之前的速度變化按照這里所示的本發(fā)明的實(shí)施例根據(jù)特征電壓的在緊靠閉合過(guò)程之前的時(shí)間變化(對(duì)應(yīng)于時(shí)間導(dǎo)數(shù))而被確定。特征電壓的時(shí)間變化至少以良好近似地與閥針的在緊靠閉合時(shí)刻之前的加速度或制動(dòng)成比例。如以下所詳細(xì)描述的那樣，這三個(gè)值A(chǔ))、B)和C)明確地且完整地確定了噴射閥的電樞或固定在其上的閥針的彈道軌跡的軌道。根據(jù)對(duì)拋物線(xiàn)的形狀和變量的精確認(rèn)知，那么可以計(jì)算以前噴射脈沖的精確噴射量。以前的噴射量的精確認(rèn)知接著可以被用于測(cè)定(bemessen)隨后噴射脈沖的電激勵(lì)，使得精確限定的燃料量被噴射。以下依據(jù)圖2描述了拋物線(xiàn)或拋物線(xiàn)的參數(shù)的數(shù)學(xué)確定的原理，該拋物線(xiàn)描述了電樞或固定在其上的閥針的彈道軌跡。用“電流I”標(biāo)明的曲線(xiàn)在此作為時(shí)間t的函數(shù)描述了在t=0時(shí)開(kāi)始的電流脈沖，給噴射閥的線(xiàn)圈加載該電流脈沖，使得產(chǎn)生短時(shí)磁場(chǎng)，該短時(shí)磁場(chǎng)由于磁交互作用而碰撞電樞，使得電樞從其初始位置偏轉(zhuǎn)。但是，由于線(xiàn)圈的電感，線(xiàn)圈電流沒(méi)有以階梯形式、而是以斜坡形式升高直到尤其是通過(guò)升壓電壓所確定的電流1_max。在此，斜坡以良好近似地通過(guò)直線(xiàn)來(lái)表示，該直線(xiàn)的斜率基本上與線(xiàn)圈的電感有關(guān)。根據(jù)這里所示出的實(shí)施例，在達(dá)到I_max之后，首先在線(xiàn)圈在稍晚的時(shí)刻(該時(shí)刻對(duì)于另外的觀察不再是相關(guān)的)被完全關(guān)斷之前，電流被減小直到維持電流I_hold。該線(xiàn)圈從那時(shí)起處于無(wú)電流的狀態(tài)下。尤其是，由于電樞或固定在其上的閥針的機(jī)械慣性，電樞偏轉(zhuǎn)并不直接與電流脈沖一起開(kāi)始。更確切地說(shuō)，電樞偏轉(zhuǎn)的開(kāi)始以一定的時(shí)間延遲在時(shí)刻tl進(jìn)行。由于線(xiàn)圈已在電樞偏轉(zhuǎn)開(kāi)始時(shí)處于無(wú)電流狀態(tài)，所以在圖2中用“偏轉(zhuǎn)ζ”表征的偏轉(zhuǎn)曲線(xiàn)以非常良好近似地通過(guò)拋物線(xiàn)來(lái)描述。拋物線(xiàn)的最大值z(mì)_max在此通過(guò)偏轉(zhuǎn)撞擊的強(qiáng)度以及通過(guò)彈簧的彈性常數(shù)來(lái)確定，該彈簧將電樞壓入其初始位置中。圖2中所示的拋物線(xiàn)對(duì)于時(shí)間范圍
權(quán)利要求
1.一種用于確定具有線(xiàn)圈的執(zhí)行器的以電磁方式被驅(qū)動(dòng)的電樞的時(shí)間運(yùn)動(dòng)變化過(guò)程的方法，該方法具有: 給線(xiàn)圈加載激勵(lì)信號(hào)，該激勵(lì)信號(hào)被確定大小為使得電樞: -僅經(jīng)歷從該電樞的初始位置的部分偏轉(zhuǎn)，而沒(méi)有達(dá)到通過(guò)止擋限定的最終位置，以及-在達(dá)到反轉(zhuǎn)位置之后又達(dá)到該電樞的初始位置，其中至少在反轉(zhuǎn)位置與初始位置之間至少近似地通過(guò)一段拋物線(xiàn)來(lái)描述電樞的作為時(shí)間的函數(shù)的偏轉(zhuǎn)， 確定電樞又達(dá)到該電樞的初始位置的時(shí)刻， 確定電樞用來(lái)又達(dá)到該電樞的初始位置的速度，以及 在使用描述拋物線(xiàn)的數(shù)學(xué)方程式的情況下基于所檢測(cè)到的時(shí)刻和所檢測(cè)到的速度來(lái)確定電樞的時(shí)間運(yùn)動(dòng)變化過(guò)程。
2.根據(jù)上一權(quán)利要求所述的方法，其中，確定時(shí)刻具有: 檢測(cè)在無(wú)電流的線(xiàn)圈中感生的特征電壓的時(shí)間變化過(guò)程,其中所感生的特征電壓至少部分地通過(guò)磁鐵軛相對(duì)于線(xiàn)圈的運(yùn)動(dòng)而被產(chǎn)生， 分析在線(xiàn)圈中感生的特征電壓的所檢測(cè)到的時(shí)間變化過(guò)程，其中分析包括對(duì)在無(wú)電流的線(xiàn)圈中感生的特征電壓的所檢測(cè)到的時(shí)間變化過(guò)程與在控制單元中寄存的特征參考電壓變化過(guò)程的比較，以及 基于所分析的時(shí)間變化過(guò)程確定電樞又達(dá)到該電樞的初始位置的時(shí)刻。
3.根據(jù)上一權(quán)利要求所述的方法，其中，確定速度具有: 在緊靠電樞又達(dá)到該電樞的初始位置的所確定的時(shí)刻之前，檢測(cè)在無(wú)電流的線(xiàn)圈中感生的特征電壓的所檢測(cè)到的時(shí)間變化過(guò)程的電壓電平。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，此外還具有: 直接在電樞又達(dá)到該電樞的初始位置之前確定電樞的速度的變化， 其中在使用描述拋物線(xiàn)的數(shù)學(xué)方程式的情況下此外還基于所檢測(cè)到的速度的變化來(lái)確定電樞的時(shí)間運(yùn)動(dòng)變化過(guò)程。
5.根據(jù)上一權(quán)利要求所述的方法，其中，確定速度的變化具有: 在緊靠電樞又達(dá)到該電樞的初始位置的所確定的時(shí)刻之前，檢測(cè)在無(wú)電流的線(xiàn)圈中感生的特征電壓的所檢測(cè)到的時(shí)間變化過(guò)程的電壓電平的變化。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其中，執(zhí)行器是尤其是用于內(nèi)燃機(jī)的噴射閥。
7.一種用于以調(diào)節(jié)的方式使執(zhí)行器運(yùn)行的方法，該執(zhí)行器具有線(xiàn)圈和相對(duì)于線(xiàn)圈可移動(dòng)地安置的可以電磁方式被驅(qū)動(dòng)的電樞，該方法具有: 借助根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法確定以電磁方式被驅(qū)動(dòng)的電樞的運(yùn)動(dòng)變化過(guò)程， 給線(xiàn)圈加載另外的激勵(lì)信號(hào)，其中，所述另外的激勵(lì)信號(hào)與電樞的作為對(duì)激勵(lì)信號(hào)的響應(yīng)的所確定的時(shí)間運(yùn)動(dòng)變化過(guò)程有關(guān)，使得由于另外的激勵(lì)信號(hào)引起的另外的運(yùn)動(dòng)序列至少近似地對(duì)應(yīng)于預(yù)給定的期望運(yùn)動(dòng)變化過(guò)程。
8.一種用于確定具有線(xiàn)圈的執(zhí)行器的以電磁方式被驅(qū)動(dòng)的電樞的時(shí)間運(yùn)動(dòng)變化過(guò)程的設(shè)備，該設(shè)備具有: 用于給線(xiàn)圈加載激勵(lì)信號(hào) 的激勵(lì)單元，該激勵(lì)信號(hào)被確定大小為使得電樞 -僅經(jīng)歷從該電樞的初始位置的部分偏轉(zhuǎn)，而沒(méi)有達(dá)到通過(guò)止擋限定的最終位置，以及-在達(dá)到反轉(zhuǎn)位置之后又達(dá)到該電樞的初始位置，其中至少在反轉(zhuǎn)位置與初始位置之間至少近似地通過(guò)一段拋物線(xiàn)來(lái)描述電樞的作為時(shí)間的函數(shù)的偏轉(zhuǎn)， 單元: 用于確定電樞又達(dá)到該電樞的初始位置的時(shí)刻，以及 用于確定電樞用來(lái)又達(dá)到該電樞的初始位置的速度，以及 用于在使用描述拋物線(xiàn)的數(shù)學(xué)方程式的情況下基于所檢測(cè)到的時(shí)刻和所檢測(cè)到的速度來(lái)確定電樞的時(shí)間運(yùn)動(dòng)變化過(guò)程的分析單元。
9.一種用于確定具有線(xiàn)圈的執(zhí)行器的以電磁方式被驅(qū)動(dòng)的電樞的時(shí)間運(yùn)動(dòng)變化過(guò)程的計(jì)算機(jī)程序，所述執(zhí)行器尤其是用于汽車(chē)的內(nèi)燃機(jī)的直噴閥，其中該計(jì)算機(jī)程序在被處理器實(shí)施時(shí)被設(shè)立用于控制根據(jù)權(quán)利要 求1至7之一所述的方法。
全文摘要
描述了一種用于確定具有線(xiàn)圈的執(zhí)行器的以電磁方式被驅(qū)動(dòng)的電樞的時(shí)間運(yùn)動(dòng)變化過(guò)程的方法。所述方法具有(a)給線(xiàn)圈加載激勵(lì)信號(hào)，該激勵(lì)信號(hào)被確定大小為使得電樞(a1)僅經(jīng)歷從其初始位置的部分偏轉(zhuǎn)，而沒(méi)有達(dá)到通過(guò)止擋限定的最終位置，并且(a2)在達(dá)到反轉(zhuǎn)位置之后又達(dá)到其初始位置，其中至少在反轉(zhuǎn)位置與初始位置之間至少近似地通過(guò)一段拋物線(xiàn)來(lái)描述電樞的作為時(shí)間的函數(shù)的偏轉(zhuǎn)，(b)確定電樞又達(dá)到其初始位置的時(shí)刻，(c)確定電樞用來(lái)又達(dá)到其初始位置的速度，以及(d)在使用描述拋物線(xiàn)的數(shù)學(xué)方程式的情況下，基于所檢測(cè)到的時(shí)刻和所檢測(cè)到的速度來(lái)確定電樞的時(shí)間運(yùn)動(dòng)變化過(guò)程。此外，描述了一種相對(duì)應(yīng)的用于確定具有線(xiàn)圈的執(zhí)行器的以電磁方式被驅(qū)動(dòng)的電樞的拋物線(xiàn)狀的(彈道的)軌跡的設(shè)備以及一種用于控制上述方法的計(jì)算機(jī)程序。
文檔編號(hào)F02D41/20GK103119271SQ201180047706
公開(kāi)日2013年5月22日 申請(qǐng)日期2011年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月1日
發(fā)明者G.勒澤爾 申請(qǐng)人:大陸汽車(chē)有限公司