專利名稱：控制一種電磁用電器的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種控制電磁用電器的方法及一種裝置。由DE-04415361公知了用于控制一種電磁用電器的一種方法及一種裝置。這種電磁用電器尤其是用于內(nèi)燃機上動力燃料配給量的控制。這里由一個電磁閥確定噴射燃料的持續(xù)時間。
通常在電磁閥上在控制時間點及電磁閥反應時間點之間將經(jīng)過一定的時間間隔。該時間間隔通常被稱為電磁閥的開關(guān)時間。該開關(guān)時間取決于各種參數(shù)，例如線圈溫度及取決于線圈流通的電流。電磁閥的可變開關(guān)時間又將引起可變化的噴射燃料持續(xù)時間應由此引起噴入的動力燃料份額的變化。
本發(fā)明的任務在于提高在用于控制噴入動力燃料份額的方法及裝置中的精確度。該任務將通過在獨立權(quán)利要求特征部分的特征來解決。
利用根據(jù)本發(fā)明的方法及根據(jù)本發(fā)明的裝置可以使動力燃料配給量的精確度實質(zhì)性地改善。本發(fā)明的有利及合乎目的的構(gòu)造與進一步構(gòu)型被描述在從屬權(quán)利要求的特征部分。
以下將借助于在附圖中描繪的實施形式來解釋本發(fā)明。附圖為

圖1表示根據(jù)本發(fā)明的裝置的電路框圖；圖2是一個實施形式的詳細電路框圖；及圖3和4表示各種通過時間記錄的信號。
下面將通過用于控制內(nèi)燃機中待噴入的動力燃料份額的一個裝置例對本發(fā)明進行描述。但是本發(fā)明并局限于該應用。只要當需控制一種電磁用電器的控制持續(xù)時間時，總可應用本發(fā)明。這成其是指這樣的情況，即控制持續(xù)時間將確定一種量，例如通過該電磁閥流通的一種介質(zhì)的體積流量。
用標號100表示一個電磁閥。電磁閥線圈100的第一端子與供電電壓Ubac形成連接。該電磁閥線圈的第二端子通過開關(guān)裝置110及一個電流檢測裝置與地相連接。該開關(guān)裝置最好作為晶體三極管來實現(xiàn)。電流檢測裝置最好涉及一個歐姆電阻，這里在歐姆電阻上的電壓降用來對電流量求值。
開關(guān)裝置110用控制信號A驅(qū)動。只要該控制信號A具有一個高電平，則開關(guān)裝置110閉合并由此使電流流過用電器?？刂菩盘朅將由一個或門元件130來提供。該或門元件130與一個控制單元140的輸出信號B及一個延時部分150的輸出信號tv形成邏輯連接。對延時部分150輸入控制單元140的輸出信號B及一個電流求值部分160的輸出信號I。該電流求值部分160對電阻120上的電壓降進行估算。
該裝置現(xiàn)在如下地工作?？刂茊卧?40根據(jù)未表示出的信號計算出用于驅(qū)動開關(guān)裝置110的控制信號B。假定信號B具有一個高電平，則信號A同樣具有一個高電平，開關(guān)裝置110使電流流過用電器100。在電流流過電磁閥100后，該電磁閥將釋放動力燃料配量到內(nèi)燃機中。
如果信號B下降到其低電平且在延時部分150上未出現(xiàn)任何輸出信號，則信號A同樣地下降到低電平，這就導致開關(guān)裝置110的斷開并引起電流的中斷。其后果是電磁閥100重又關(guān)閉及結(jié)束動力燃料的配給。
電磁閥100的關(guān)斷性能主要是由關(guān)斷時間點的磁力來確定的。各種參數(shù)對該磁力有影響。這其中有電壓，電感的容差，線圈電阻及溫度的影響。開關(guān)時間實質(zhì)上與關(guān)斷時的瞬時電流值I1有關(guān)，這即為與信號A降到低電平時的瞬時電流值有關(guān)。在大電流值時得到比小電流時更長的開關(guān)時間。
通常電流不是恒定的量。電流與線圈的電阻有關(guān)并由此與線圈的溫度有關(guān)。此外可設(shè)置電流調(diào)節(jié)，在此情況下，電流將在兩個電流值之間來回擺動。在感性的情況下，電流在導通后根據(jù)一指數(shù)函數(shù)上升?？赡軙霈F(xiàn)這樣的情況，即閥關(guān)斷的時間點發(fā)生在電流還未達到其終值的時間點上。在此情況下開關(guān)時間將偏離對它預定的值。
根據(jù)本發(fā)明將檢測在由控制單元預定關(guān)斷時間點T1，即相應于控制結(jié)束的時間點上的電流值I1。延時部分150將根據(jù)該電流值I1來校正真實的關(guān)斷時間點T2，以使得電磁閥的有效控制持續(xù)時間調(diào)節(jié)到一個時間上，該時間是在關(guān)斷時使電流達到Imax而得到的。
從信號B下降到其低電平的時間點t1時的電流值I1出發(fā)，可求得作為關(guān)斷時間點上電流值I1的函數(shù)的校正時間△t。在該時間間隔△t上延時部分150給出一個具有高電平的信號tv。其后果是，或門元件130的輸出信號A在該時間間隔△t上保持在高電平上，并由此使電磁閥的控制持續(xù)時間延長時間△t。
作為電流測量電阻120的替換可使用另外的測量流過用電器電流的方法。例如可使用一個所謂的傳感場效應管(sensefet)。它涉及一個場效應晶體管，該管提供與流過用電器的電流成正比的部分電流作為輸出量。
在圖2中詳細地描繪了延時部分150的一種可能的實施形式。已在圖1中說明過的元件仍用相應的標號表示。在電流測量電阻120上降落的電壓通過開關(guān)裝置200到達一運算放大器210。開關(guān)裝置200將根據(jù)控制單元的信號B進行開關(guān)。在開關(guān)裝置200及運算放大器210之間對地連接著一個電阻220及一個電容230。運算放大器210的第二輸入端與由電阻240及245組成的分壓器的中間抽頭相連接。由電阻240及245組成的分壓器連接在地與電壓源Vcc之間。該運算放大器210的輸出端經(jīng)過一個電阻250反饋地連接到其第二輸入端。在該運算放大器的輸出端上輸出信號tv，該信號被輸送到或門元件130。
該裝置現(xiàn)在如下地工作。只要信號B具有一個高電位，開關(guān)200將處于其關(guān)閉狀態(tài)。其后果是電容230被充電到在電阻120上降落的電壓值，該電壓值正比于流過用電器的電流。如果信號B下降到其低信號電平，則開關(guān)200打開及電容器230將通過電阻220對地放電。一旦在電容上存有的電壓低于由電阻240及245組成的分壓器所預給定的值，運算放大器被轉(zhuǎn)換，其后果是運算入大器的輸出信號下降到0。該電路所起的作用是，使導通持續(xù)時間延長的延遲時間與流過用電器100的電流值I1有關(guān)。
在另一實施例中設(shè)計了延時部分150包括一個特性曲線區(qū)，在其中存儲了信號B下降時間點t1的電流瞬時值I1與控制延長的時間間隔△t之間的關(guān)系。此外該量值可從電流值I1出發(fā)根據(jù)一個預定函數(shù)f(I1)來計算。在這種情況下特性曲線區(qū)或函數(shù)f(I1)是這樣選擇的，即在力的電流值I1時得到大的時間間隔△t。而在大的電流值I1時得到小的時間間隔△t。閥的開關(guān)時間TS與關(guān)斷時間點時流過的電流I1有關(guān)。這種關(guān)系可通過理論上的考慮或通過實際測量來求得。對于每個電流值I1可賦予一個校正值△t，以使得開關(guān)時間非常接近地作到與電流值I1無關(guān)并由此與供電電壓的波動無關(guān)，而僅與控制時間有關(guān)。
在圖3中表示出當關(guān)斷時、即信號B下降到低信號電平時用電器上流過的電流達到其終值情況下出現(xiàn)的關(guān)系。在圖3a中記錄了控制信號B及控制信號A。在圖3b中記錄了流過閥的電流I及在圖3c中記錄了電磁閥的狀態(tài)。
在開始時控制信號B處于高電平，流過電磁閥的電流I具有其最大值Imax。電磁閥處于其開通位置。在時間點t1上控制單元140撤消了控制信號B。這使得電流I下降到0。電磁閥將在隨后段時間上保留其開通狀態(tài)。在到時間點toff的延遲時間期滿時電磁閥才到達其新位置即關(guān)閉位置，時間點t1及時間點toff之間的延遲時間被稱為開關(guān)時間TS。
在圖4中表示的是這種情況下的關(guān)系；關(guān)斷在時間點t1時發(fā)生，在此時，時間點t1時的電流值還未達到最大值Imax。如果在該同一時間點上發(fā)生關(guān)斷，則關(guān)斷時間實質(zhì)上縮短及燃料配給時間相應地縮短，這就造成較小的動力燃料份額的后果。
在圖4a中也記錄了控制單元140的信號B，在圖4b中記錄了使開關(guān)裝置110驅(qū)動的信號A，在圖4c中記錄了電流I及在圖4d中記錄了電磁閥的狀態(tài)。在開始時，信號A及信號B具有它們的高電平。其后果是電磁閥處于其開通狀態(tài)。在時間點t1上控制單元140使信號B從其高電平下降到其低信號電平。在時間點t1上的瞬時電流值I1小于電流值Imax。它的后果是開關(guān)時間將短于在圖3中所示的關(guān)斷過程中的開關(guān)時間。
為了使控制持續(xù)時間進行相應的校正，延時部分150產(chǎn)生一信號tv，它出現(xiàn)在時間間隔△t上。這又將起到使驅(qū)動開關(guān)裝置110的輸出信號A一直存在到時間點t2的作用。這引起了電流繼續(xù)上升并從時間點t2起才下降。電磁閥從時間點toff起才關(guān)閉動力燃料流。
信號tv或延遲時間△t將這樣預給定，即在信號B下降后再經(jīng)過一個固定開關(guān)時間TS后才關(guān)閉電磁閥。最好開關(guān)時間TS是在一個確定電流值Imax的情況下求得的，并且是由控制單元在求信號B時進行考慮的。在本發(fā)明的一個構(gòu)型中也可以設(shè)置使電流值Imax涉及任意的電流值。為了達到閥在時間點toff關(guān)閉，控制單元140輸出一個信號B，它在比時間點toff早一個開關(guān)時間TS時下降到其低電平。
如果在信號B下降到0時出現(xiàn)的電流值I1偏離值Imax，則延時部分校正控制信號使其延長一個時間間隔Δt，該時間間隔與關(guān)斷時間間隔與關(guān)斷時間點時的電流值I1有關(guān)。最好時間間隔△t與信號B下降時的電流值I1及電流值Imax之間的差有關(guān)，在電流值Imax時可預定地求得所需的開關(guān)時間TS。如果兩個電流值I1與Imax是相等的，則時間間隔△t為0。如果電流值I 1由于電流值Imax，則控制被延時，其中為了延長控制，使在兩個值差別大時的值△t大于在兩個值差別小時的值△t。
權(quán)利要求
1.控制一種電磁用電器的方法，尤其是用于控制影響內(nèi)燃機中待噴入的動力燃料份額的電磁閥，其中對電磁閥的控制持續(xù)時間用一延遲時間(△t)進行校正，其特征在于根據(jù)在關(guān)斷時間點(t1)上的電流瞬時值(I1)對延遲時間(△t)進行調(diào)節(jié)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于可根據(jù)電流瞬時值(I1)與一個電流值(Imax)之間的差值來預給定延遲時間(△t)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于延遲時間與電流瞬時值有關(guān)地存儲在一個特性曲線區(qū)中。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的方法，其特征在于在小的電流瞬時值(I1)時預給定較大的延遲時間(△t)的值。
5.根據(jù)權(quán)利要求2至4中一項所述的方法，其特征在于在大的電流瞬時值(I1)時預給定較小的延遲時間(△t)的值。
6.控制一種電磁用電器的裝置，尤其用于控制影響內(nèi)燃機中待噴入的動力燃料份額的電磁閥，具有對電磁閥的控制持續(xù)時間用一延遲時間(△t)進行校正的裝置，其特征在于設(shè)有根據(jù)在關(guān)斷時間點(t1)上的電流瞬時值(I1)對延遲時間(△t)進行調(diào)節(jié)的裝置。
全文摘要
用于控制一種電磁用電器的方法及裝置。尤其用于控制影響內(nèi)燃機中待噴入的動力燃料份額的電磁閥，其中對電磁閥的控制持續(xù)時間用一延遲時間(△t)進行校正，其特征在于根據(jù)在關(guān)斷時間點(t1)上的電流瞬時值對延遲時間(△t)進行調(diào)節(jié)。
文檔編號F02D41/34GK1150469SQ96190323
公開日1997年5月21日 申請日期1996年4月12日 優(yōu)先權(quán)日1995年4月12日
發(fā)明者于爾根·格拉斯, 漢斯-彼得·施特勒貝勒, 賴納·金茨勒, 阿爾弗雷德·康拉德, 沃爾夫?qū)な┟? 福爾克爾·甘德特, 馬蒂亞斯·克雷奇馬爾, 弗朗茨·特梅斯 申請人:羅伯特·博施有限公司