用于操作尤其是用于蓄壓器噴射系統(tǒng)的閥的方法和裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于操作閥（10）的方法，所述閥尤其是用于蓄壓器噴射系統(tǒng)以及對(duì)應(yīng)的蓄壓器噴射系統(tǒng)的減壓閥，其中，閥（10）包括閥開口（12）和封閉元件（13），該封閉元件能夠借助于帶有能通電線圈（15）和磁性驅(qū)動(dòng)的銜鐵（14）的電磁驅(qū)動(dòng)器（14、15）克服復(fù)位彈簧元件（16）的力，在第一端部位置和第二端部位置之間被驅(qū)動(dòng)，在第一端部位置中封閉元件實(shí)現(xiàn)閥開口的封閉，在第二端部位置中封閉元件至少部分地開啟閥開口。選擇用于致動(dòng)閥的信號(hào)強(qiáng)度的問題，該信號(hào)強(qiáng)度實(shí)現(xiàn)低噪音發(fā)展以及低磨損，通過本發(fā)明的特征被解決，其特征在于線圈至少一次被供應(yīng)限定的電氣信號(hào)，以便克服復(fù)位彈簧元件（16）的力移動(dòng)銜鐵（14），在于在線圈（15）中電流強(qiáng)度分布（20、21、22）隨時(shí)間的變化由電流傳感器感測(cè)，并且在于根據(jù)電流強(qiáng)度分布隨時(shí)間的變化確定針對(duì)該限定的電流信號(hào)，尤其是打開或關(guān)閉時(shí)間，封閉元件（13）的運(yùn)動(dòng)分布。
【專利說明】用于操作尤其是用于蓄壓器噴射系統(tǒng)的閥的方法和裝置
[0001]本發(fā)明在于機(jī)電領(lǐng)域，具體地高壓閥的技術(shù)。其涉及用于操作閥的方法，具體地涉及閥的致動(dòng)，并且其涉及用于致動(dòng)的裝置，該裝置能夠在汽車技術(shù)中的共軌噴射系統(tǒng)領(lǐng)域中的高壓閥中以特定優(yōu)點(diǎn)被使用。
[0002]在下文中，共軌噴射技術(shù)領(lǐng)域?qū)⒆鳛楸景l(fā)明的用途的尤其有吸引力的領(lǐng)域被簡(jiǎn)要概述。然而，本發(fā)明還能夠有利地用在其他技術(shù)領(lǐng)域中，在這些領(lǐng)域中，最有效的致動(dòng)是重要的。
[0003]用于內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射裝置從汽車技術(shù)被廣泛地公知。帶有蓄壓器的高壓噴射系統(tǒng)已經(jīng)證明是尤其高效的，其中，待噴射的燃料在數(shù)百巴的壓力下被積蓄并且經(jīng)由噴射閥被引入至燃燒室中。
[0004]為了操作這樣的高壓噴射系統(tǒng)，需要對(duì)高壓蓄壓器中的壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)，高壓蓄壓器通常尤其利用操縱變量來致動(dòng)高壓栗。從文獻(xiàn)中額外地已知的是所謂的減壓閥，其或者被整合至單獨(dú)的噴射閥中(例如，DE 101 11 293 Al)或者通常在用于蓄壓器噴射系統(tǒng)的控制系統(tǒng)的描述中提及(例如，DE 10 2007 059 116 Al)。還從DE 10 2012 204 252 B3中已知的是整合在噴射閥中的減壓閥。
[0005]這樣的減壓閥對(duì)于高效調(diào)節(jié)蓄壓器中的壓力非常有用，因?yàn)楦邏豪跄軌驅(qū)Ｓ糜趬毫Ψe聚，并且因?yàn)槿绻麉⒖甲兞扛淖?，例如如果?nèi)燃機(jī)的操作改變，則有時(shí)需要快速減壓，但這經(jīng)由僅噴射閥可能并不有利。結(jié)果將是所謂的硬燃燒，這在內(nèi)燃機(jī)的操作期間是非期望的。
[0006]為了以這個(gè)方式允許高效壓力降低，已知在這樣的控制系統(tǒng)中還設(shè)置能夠電氣致動(dòng)的磁性控制的減壓閥。當(dāng)致動(dòng)這樣的閥時(shí)，重要的是允許通過的液體的體積能夠精確地被控制，這是因?yàn)樵撻y能夠以非常好地限定的方式打開和關(guān)閉。這通常被實(shí)現(xiàn)，因?yàn)榻柚陔姶膨?qū)動(dòng)器，能實(shí)現(xiàn)非常快速的打開和關(guān)閉，使得該閥實(shí)際上能夠在打開和關(guān)閉位置之間數(shù)字地切換，使得僅僅打開的時(shí)間段決定允許通過的液體的體積。這樣的驅(qū)動(dòng)器進(jìn)而導(dǎo)致閥的機(jī)械部分(即，尤其是打開和關(guān)閉閥開口的封閉元件)的高的加速度數(shù)值。這樣的高加速度進(jìn)而首先產(chǎn)生能夠令人煩惱的噪音，并且在密封面的區(qū)域中產(chǎn)生磨損。
[0007]因此，本發(fā)明基于設(shè)計(jì)用于操作閥的方法的目標(biāo)，該閥允許低噪音操作并且此外還允許閥的最低可能的機(jī)械磨損。
[0008]該目標(biāo)利用本發(fā)明的特征通過如在專利權(quán)利要求1中所要求保護(hù)的方法，以及通過如在專利權(quán)利要求11中所要求保護(hù)的裝置實(shí)現(xiàn)。從屬權(quán)利要求表示本發(fā)明的有利改進(jìn)方案。
[0009]因此，本發(fā)明涉及用于操作閥的方法，該閥尤其是用于蓄壓器噴射系統(tǒng)的減壓閥，其中，該閥具有閥開口以及封閉元件，該封閉元件能夠借助于帶有能通電線圈和能磁性驅(qū)動(dòng)的電樞的電磁驅(qū)動(dòng)器在第一端部位置和第二端部位置之間抵抗復(fù)位彈簧元件的力被驅(qū)動(dòng)，在第一端部位置中封閉元件實(shí)現(xiàn)閥開口的封閉，在第二端部位置中封閉元件使閥開口至少部分地開啟。
[0010]該目標(biāo)利用本發(fā)明的特征實(shí)現(xiàn)，特征在于線圈至少一次被供應(yīng)有限定的電氣信號(hào)，以便克服復(fù)位彈簧元件的力移動(dòng)電樞，特征在于在線圈中隨時(shí)間變化的電流強(qiáng)度分布由電流傳感器感測(cè)，并且特征在于從隨時(shí)間變化的電流強(qiáng)度分布確定針對(duì)限定的電流信號(hào)，尤其是打開或關(guān)閉時(shí)間，的封閉元件的運(yùn)動(dòng)分布。
[0011]這樣的電樞的驅(qū)動(dòng)通常由限定的電氣信號(hào)(例如，電壓脈沖)實(shí)現(xiàn)，該電樞連接至閥的封閉元件或能夠與該封閉元件至少部分地相同。利用脈沖寬度調(diào)制信號(hào)致動(dòng)這樣的驅(qū)動(dòng)器也是常見的。
[0012]結(jié)果是，強(qiáng)的致動(dòng)信號(hào)允許快速切換，但是至今這樣的信號(hào)關(guān)于所要求的加速度和整體機(jī)械/磁性系統(tǒng)也不是最佳的。從某點(diǎn)開始，增加信號(hào)強(qiáng)度幾乎不再導(dǎo)致閥的運(yùn)動(dòng)部分的進(jìn)一步加速，但是導(dǎo)致到驅(qū)動(dòng)線圈的磁場(chǎng)中的能量輸入具有下述公知效應(yīng):電流上升由于驅(qū)動(dòng)線圈的電感被減慢。另一方面，信號(hào)強(qiáng)度的減小首先不導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)器的任何減慢，而僅僅導(dǎo)致輸入至驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的磁性能量減小。對(duì)于任何電氣信號(hào)，對(duì)驅(qū)動(dòng)線圈中所產(chǎn)生的電流的詳細(xì)考慮得到下述事實(shí):首先，實(shí)現(xiàn)電流上升，其斜率由線圈的電感確定;在閥的打開期間或當(dāng)運(yùn)動(dòng)的電樞或封閉元件撞擊閥座時(shí)，在經(jīng)過電流強(qiáng)度的上沖/最大值之后，經(jīng)過電流最小值，并且在此之后，流動(dòng)通過驅(qū)動(dòng)線圈的電流僅再次上升少許，以便以準(zhǔn)恒定電流分布結(jié)束。
[0013]在下文中，將經(jīng)常考慮閥的打開操作被驅(qū)動(dòng)輔助的情況。在某些時(shí)候，將明確地對(duì)關(guān)閉操作進(jìn)行參考，該關(guān)閉操作能夠類似地被驅(qū)動(dòng)輔助。在這種情況中，復(fù)位彈簧能夠在沒有驅(qū)動(dòng)器的影響下可選地將閥保持在關(guān)閉位置中。在每一種情況中，本發(fā)明均能夠應(yīng)用于打開運(yùn)動(dòng)和關(guān)閉運(yùn)動(dòng)。
[0014]在操作期間，根據(jù)諸如溫度、摩擦等等環(huán)境條件，針對(duì)閥的操作得到變量條件并且因此針對(duì)信號(hào)強(qiáng)度得到相應(yīng)不同的最小值條件，該信號(hào)強(qiáng)度對(duì)于可靠且快速關(guān)閉/打開閥是需要的。借助于根據(jù)本發(fā)明的方法，對(duì)于指定的電致動(dòng)信號(hào)的閥的電流行為能夠通過監(jiān)測(cè)在驅(qū)動(dòng)線圈中的電流強(qiáng)度來確定。
[0015]因此，例如，借助于與預(yù)期時(shí)間的比較，可能能夠確定在所使用的信號(hào)的情況下，閥是否足夠快地關(guān)閉。如果確定的反應(yīng)時(shí)間太短，還能夠得出的結(jié)論是，加速度太高并且封閉元件撞擊太猛烈。在這個(gè)情況中，信號(hào)可以被減弱限定的量以用于閥的進(jìn)一步操作。如果打開時(shí)間(即，從打開信號(hào)的開始直到封閉元件的沖擊)位于預(yù)限定窗內(nèi)，那么該信號(hào)能夠被維持用于進(jìn)一步操作。
[0016]然而，經(jīng)常，識(shí)別過高的信號(hào)強(qiáng)度是尤其困難的，因?yàn)?，在過強(qiáng)的信號(hào)(其導(dǎo)致非期望的噪音和磨損)的情況中，打開時(shí)間幾乎不能夠被進(jìn)一步縮短。在這個(gè)情況中，根據(jù)本發(fā)明有利的是規(guī)定利用多個(gè)不同的電氣信號(hào)連續(xù)地供應(yīng)線圈，并且規(guī)定評(píng)估電流時(shí)間分布中的差別和從其確定的電樞的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)。因此，目前在閥的操作期間，能夠測(cè)試在不同強(qiáng)度下的一系列不同信號(hào)，以便找出哪個(gè)是最低的信號(hào)強(qiáng)度，利用該最低的信號(hào)強(qiáng)度，帶有最小沖擊速度的閥的非延遲致動(dòng)仍然是可能的。
[0017]信號(hào)能夠被改變，例如，由于所施加的電壓信號(hào)的電壓水平被不同地選擇。通常，當(dāng)使用脈沖寬度調(diào)制信號(hào)(PWM信號(hào))時(shí)，時(shí)鐘周期，也就是說在高信號(hào)水平和低信號(hào)水平之間的切換時(shí)間的比率，被適當(dāng)?shù)乜刂啤＠?，利用PWM信號(hào)，可以用100%的時(shí)鐘周期(S卩，連續(xù)的完整信號(hào))作為開始，并且這能夠從信號(hào)到信號(hào)逐步地降低幾個(gè)百分點(diǎn)。這樣的脈沖寬度調(diào)制信號(hào)通常是高頻的，并且以矩形波脈沖的形式產(chǎn)生。另外的可能性將是持續(xù)地縮短100% PffM相位的持續(xù)時(shí)間，直到打開時(shí)間被改變。
[0018]在測(cè)試不同的電氣信號(hào)期間，閥的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)能夠以多種方式被確定。例如，如果致動(dòng)信號(hào)的按時(shí)間順序的位置被精確已知的話，那么直到封閉元件撞擊的時(shí)間能夠用聲學(xué)方式或光學(xué)方式被測(cè)量。然而，這要求在測(cè)量上的支出，其并不總是實(shí)際的，特別是在內(nèi)燃機(jī)的日常操作中。
[0019 ]因此，本發(fā)明的一個(gè)有利的改進(jìn)方案規(guī)定將確定流動(dòng)通過線圈的電流的電流強(qiáng)度在時(shí)間順序上的第一最小值。此處，能夠進(jìn)一步有利地作出規(guī)定:確定在對(duì)線圈的供應(yīng)電氣信號(hào)的開始和流動(dòng)通過線圈的電流的電流強(qiáng)度的第一最小值的出現(xiàn)之間的時(shí)間段。
[0020]因此，比較不同電氣信號(hào)的電流分布是可能的，并且可能的是確定哪個(gè)信號(hào)強(qiáng)度導(dǎo)致沖擊的大幅時(shí)間延遲，通過使用在驅(qū)動(dòng)線圈中的電流最小值的位置被測(cè)量。然后可能的是，選擇相應(yīng)的下一個(gè)更強(qiáng)烈/更有力的信號(hào)用于致動(dòng)閥，以便在封閉元件的沖擊期間，在動(dòng)能最小增加的情況下實(shí)現(xiàn)閥的期望反應(yīng)時(shí)間。因此，使得閥能夠低噪音且低磨損的操作。
[0021]通常，能夠相應(yīng)地作出規(guī)定:利用不同強(qiáng)度的電氣信號(hào)連續(xù)地供應(yīng)線圈，并且規(guī)定獲得電樞的相應(yīng)運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)。
[0022]本發(fā)明的尤其有利的改進(jìn)方案規(guī)定從信號(hào)供應(yīng)到信號(hào)供應(yīng)的電氣信號(hào)的強(qiáng)度單調(diào)地上升或下降，并且規(guī)定測(cè)量每一個(gè)情況中從信號(hào)供應(yīng)的開始直到經(jīng)過流動(dòng)通過線圈的電流的電流強(qiáng)度的第一最小值的時(shí)間段，并且彼此相比較。
[0023]為了利用盡可能少的測(cè)試信號(hào)管理但又達(dá)到優(yōu)化的致動(dòng)信號(hào)，能夠進(jìn)一步有利地作出規(guī)定:在信號(hào)強(qiáng)度系列中緊接著彼此和/或立即鄰接于彼此的電氣信號(hào)之間的強(qiáng)度差別基本上相同。
[0024]本發(fā)明的另外的有利改進(jìn)方案規(guī)定:在信號(hào)強(qiáng)度系列中立即鄰接著的相應(yīng)信號(hào)對(duì)關(guān)于電樞所實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)(尤其是經(jīng)過第一電流最小值的時(shí)間段)彼此相比較，并且規(guī)定確定展現(xiàn)出電樞運(yùn)動(dòng)中的最大差別的信號(hào)對(duì)，并且規(guī)定在兩個(gè)電氣信號(hào)中選擇導(dǎo)致在達(dá)到電流最小值之前在時(shí)間順序上更短的時(shí)間段的一個(gè)。
[0025]當(dāng)考慮閥的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)時(shí)，有利的是根據(jù)所施加的信號(hào)強(qiáng)度排序不同的轉(zhuǎn)變。結(jié)果是，在指定的信號(hào)強(qiáng)度以上，不能檢測(cè)到閥速度(即，在封閉元件的沖擊處的沖擊速度)以及在致動(dòng)信號(hào)的開始和閥的封閉之間的時(shí)間的進(jìn)一步顯著變化。僅當(dāng)信號(hào)下降至指定的信號(hào)閾值以下時(shí)，結(jié)果是，封閉元件僅在延遲情況下到達(dá)打開位置或關(guān)閉位置，即，最大可能打開的位置。信號(hào)強(qiáng)度的進(jìn)一步降低導(dǎo)致閥不再可靠地打開或關(guān)閉。如果可能的話，必要的是在根據(jù)信號(hào)強(qiáng)度排序的信號(hào)分布系列中識(shí)別兩個(gè)信號(hào)分布，在這兩個(gè)信號(hào)之間閥的反應(yīng)存在最大差別。這兩個(gè)信號(hào)標(biāo)記正好仍然導(dǎo)致閥平穩(wěn)打開或關(guān)閉，而不達(dá)到非必要的高沖擊速度的信號(hào)強(qiáng)度。這兩個(gè)信號(hào)中較強(qiáng)的一個(gè)應(yīng)該被選擇用于閥的進(jìn)一步操作，因?yàn)檫@兩個(gè)信號(hào)中較弱的一個(gè)已經(jīng)導(dǎo)致系統(tǒng)響應(yīng)的延遲。
[0026]因此，在閥的操作期間，時(shí)常，例如周期性地，閥被供應(yīng)測(cè)試信號(hào)，以便在每一個(gè)情況中確定當(dāng)前最佳的致動(dòng)信號(hào)。還能夠作出規(guī)定:在操作期間，在閥的每一次致動(dòng)時(shí)經(jīng)由電流測(cè)量值進(jìn)行打開時(shí)間或關(guān)閉時(shí)間的監(jiān)測(cè)，并且如果發(fā)生相應(yīng)時(shí)間的改變，則施加用于追蹤最佳信號(hào)強(qiáng)度的適當(dāng)測(cè)試信號(hào)。
[0027]根據(jù)本發(fā)明的方法能夠針對(duì)打開運(yùn)動(dòng)能夠以簡(jiǎn)化的形式被概述，其在于閥通過彈簧保持在關(guān)閉位置中，并且借助于能通過能通電線圈驅(qū)動(dòng)的電樞打開，在于利用不同電氣信號(hào)連續(xù)地供應(yīng)線圈，電氣信號(hào)的強(qiáng)度從信號(hào)到信號(hào)降低，在于對(duì)于每一個(gè)信號(hào)，借助于流動(dòng)通過線圈的電流的測(cè)量值，確定直到在打開位置中封閉元件的沖擊的時(shí)間段，以及在于，通過使用該時(shí)間段的顯著增加，確定由于其不足的強(qiáng)度導(dǎo)致閥的延遲打開操作的第一信號(hào)。對(duì)應(yīng)的方法還能夠用于優(yōu)化閥封閉。
[0028]此處，能夠額外地有利地作出規(guī)定:相對(duì)于直到封閉元件的沖擊所達(dá)到的時(shí)間段確定足以被再現(xiàn)用于進(jìn)一步的閥打開和/或關(guān)閉操作的最弱的信號(hào)。
[0029]本發(fā)明還涉及用于以上面所解釋的方式并也在蓄壓器噴射系統(tǒng)上操作閥的方法，在蓄壓器噴射系統(tǒng)中上面描述的方法能夠有利地應(yīng)用，蓄壓器噴射系統(tǒng)具有壓力生成高壓栗(其在高壓下將噴射液體遞送至高壓室中)；并且具有減壓閥，其連接至高壓室并且借助于能通電的電磁體能夠克服復(fù)位彈簧元件的力打開和/或關(guān)閉；具有連續(xù)地實(shí)現(xiàn)帶有不同強(qiáng)度的不同電氣信號(hào)的發(fā)生的信號(hào)發(fā)生裝置;并且具有電流傳感器，用于感測(cè)流動(dòng)通過電磁體線圈的電流的電流強(qiáng)度分布。
[0030]在這樣的蓄壓器噴射系統(tǒng)中，額外有利地作出規(guī)定:在確定電流強(qiáng)度最小值在時(shí)間順序上的位置的基礎(chǔ)上評(píng)估裝置利用彼此不同強(qiáng)度的電氣信號(hào)比較閥的打開時(shí)間和/或關(guān)閉時(shí)間。
[0031]在下面的內(nèi)容中，將通過使用示例性實(shí)施例在多個(gè)附圖中示出本發(fā)明并且然后解釋本發(fā)明。在附圖中:
圖1以示意形式示出帶有減壓閥的蓄壓器噴射系統(tǒng)的一般圖示；
圖2示意性地示出減壓閥的結(jié)構(gòu)；
圖3示出示曲線圖，其中，相對(duì)于時(shí)間繪制了在減壓閥的驅(qū)動(dòng)線圈中的線圈電流;以及圖4示出示曲線圖，其中，相對(duì)于時(shí)間繪制了減壓閥的行程。
[0032]圖1示出用于四缸內(nèi)燃機(jī)(其未詳細(xì)圖示)的高壓噴射系統(tǒng)。該噴射系統(tǒng)具有高壓蓄壓器1，其連接至四個(gè)噴射器2、3、4、5。單獨(dú)的噴射器2、3、4、5各種具有噴射閥，其在圖1中僅示意性地指示。
[0033]高壓蓄壓器I借助于高壓栗6在數(shù)百巴的范圍內(nèi)的高壓下被供給來自燃料儲(chǔ)存器7的燃料。燃料經(jīng)由燃料管道8和過濾器9被供給至高壓栗6。由于在低壓側(cè)上供給至高壓栗的燃料的體積被調(diào)節(jié)，所以在高壓蓄壓器I中的液壓壓力的調(diào)節(jié)(沒有詳細(xì)地具體圖示)被執(zhí)行。
[0034]為了允許高壓蓄壓器中壓力的改進(jìn)調(diào)節(jié)，尤其是在下降的燃料需求的情況下，設(shè)置減壓閥10，其將高壓蓄壓器I連接至低壓系統(tǒng)，尤其是燃料儲(chǔ)存器7。當(dāng)減壓閥10打開時(shí)，因此能夠高效且快速地降低高壓蓄壓器I中的壓力。
[0035]減壓閥10和控制燃料供給至高壓栗6的元件有利地與壓力傳感器25—起連接至共同的控制系統(tǒng)11。
[0036]圖2通過示例示意性地示出減壓閥10的結(jié)構(gòu)。此處，連接至減壓閥10的開口12的高壓蓄壓器由標(biāo)記I圖示在左手側(cè)。開口 12能夠借助于封閉元件13關(guān)閉。封閉元件13連接至磁性驅(qū)動(dòng)器的電樞14，其中，在磁性驅(qū)動(dòng)器的環(huán)境下電樞14與環(huán)繞電樞14的線圈15相互作用。在靜止?fàn)顟B(tài)下(即，當(dāng)線圈15沒有被供應(yīng)電流時(shí))，借助于在彈簧引導(dǎo)件17中被引導(dǎo)的彈簧16以及對(duì)應(yīng)作用的彈簧力，電樞14及與后者封閉元件13被推動(dòng)抵靠開口 12處閥座，并且因此減壓閥克服高壓蓄壓器I中的液壓壓力26關(guān)閉。因此對(duì)于任何燃料而言，均不能從高壓蓄壓器I中出來。
[0037]如果線圈15被供應(yīng)電氣信號(hào)，使得電流流動(dòng)，然后電樞14通過磁力被拉動(dòng)至線圈15中并且因此封閉元件13克服彈簧16的力運(yùn)動(dòng)遠(yuǎn)離開口 12。然后可能的是引導(dǎo)燃料從高壓蓄壓器I通過開口 12離開進(jìn)入閥室18中，并且從閥室18經(jīng)由出口管道19進(jìn)入燃料儲(chǔ)存器7中。減壓閥10以使得其能夠有利地被操作為所謂的數(shù)字閥的方式被構(gòu)建。這意味著該閥基本上僅在打開位置和關(guān)閉位置中操作，其中，開口 12能夠通過封閉元件13的運(yùn)動(dòng)非?？焖俚仃P(guān)閉和開啟。此處，驅(qū)動(dòng)器必須以這樣的方式構(gòu)造:即使得在考慮和計(jì)算流速期間，能夠忽略在其中閥開口 12僅部分打開的中間位置。
[0038]因此，用于致動(dòng)線圈15的電氣信號(hào)(借助于其驅(qū)動(dòng)封閉元件13)應(yīng)該以這樣的方式選擇或構(gòu)造:即使得電樞14盡可能快地運(yùn)動(dòng)。另一方面，考慮下述事實(shí)是必要的:封閉元件13對(duì)開口 12的區(qū)域中的閥座的沖擊和/或在打開位置中對(duì)止動(dòng)件29的沖擊首先引起機(jī)械磨損，并且其次產(chǎn)生可能非期望的噪音。
[0039]因此，本發(fā)明涉及確定用于線圈15的電致動(dòng)信號(hào)的適合的信號(hào)強(qiáng)度。為了這個(gè)目的，在每一個(gè)情況中，在操作開始時(shí)或在操作期間，一系列測(cè)試信號(hào)被施加至線圈15，并且在每一個(gè)情況中確定閥的行為。為此，實(shí)際上，確定響應(yīng)時(shí)間，S卩，從電氣信號(hào)的開始直至閥的完全封閉或直至完全打開的時(shí)間。這是通過觀察線圈電流來完成，更精確地通過線圈電流的時(shí)間分布來完成。線圈電流的時(shí)間分布首先取決于電氣信號(hào)的形狀和強(qiáng)度，其次取決于線圈的電感和電樞14的位置，并且取決于彈簧16的剛度和作用方向。
[0040]通過使用圖3，下面將更詳細(xì)地考慮電流行為。
[0041 ]圖3圖示三個(gè)電流曲線20、21、22，其在對(duì)線圈15施加不同強(qiáng)度的電氣信號(hào)的情況下獲得，并且其各自再現(xiàn)線圈15中的電流分布。結(jié)果是，在開始時(shí)，當(dāng)電氣信號(hào)在時(shí)間^處施加至線圈時(shí)，發(fā)生電流上升，其初始地由包括線圈、電樞以及電樞質(zhì)量的系統(tǒng)的電感單獨(dú)地決定。僅在時(shí)間^處確實(shí)導(dǎo)致差別，這是由于在更強(qiáng)的信號(hào)的情況中(通過使用曲線20的示例示出)，相比在較弱的電氣信號(hào)的情況中，獲得更高的最大電流強(qiáng)度。倘若更仔細(xì)地考慮耦合的電氣和機(jī)械系統(tǒng)以及描述該系統(tǒng)的微分方程，結(jié)果是，在電流強(qiáng)度的上沖以及當(dāng)電樞撞擊閥座時(shí)達(dá)到電樞的最大速度之后，經(jīng)過電流強(qiáng)度的相對(duì)最小值。電流強(qiáng)度最小值在曲線20中由標(biāo)記20a標(biāo)示，在曲線21中由標(biāo)記21a標(biāo)示以及在曲線22中由標(biāo)記22a標(biāo)示。倘若比較電流曲線20和21，則結(jié)果是，如果減小施加至線圈15的信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度，則首先所達(dá)到的最大電流強(qiáng)度下降，但是達(dá)到電流最小值20a、21a的時(shí)間實(shí)際上沒有位移。這將解釋為是因?yàn)樵谥付ǖ男盘?hào)強(qiáng)度以上封閉元件的機(jī)械加速度沒有進(jìn)一步改變，并且因?yàn)楦鼜?qiáng)的電氣信號(hào)僅僅導(dǎo)致到線圈的磁場(chǎng)中的更強(qiáng)的能量輸入，而沒有導(dǎo)致電樞的動(dòng)能的任何增加或?qū)е麻y的打開/關(guān)閉時(shí)間的縮短。因此，信號(hào)強(qiáng)度能夠被進(jìn)一步降低一些而不引起封閉時(shí)間t3的變化，或在信號(hào)的開始t和到達(dá)封閉元件的端部位置t3之間的時(shí)間段的變化。
[0042]然后，如果從指定的信號(hào)強(qiáng)度向下繼續(xù)進(jìn)一步降低信號(hào)強(qiáng)度，那么總的能量輸入就不再足以最大地加速封閉元件13。這在考慮曲線22時(shí)示出，其中，最小值22a向右側(cè)大幅地移動(dòng)。這意味著，封閉元件13以大幅減慢的方式撞擊在端部位置中，例如在閥座上。因此結(jié)果是，嚴(yán)格地講，閥不再能夠被視為數(shù)字閥，因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)封閉元件在不允許的長(zhǎng)時(shí)間段內(nèi)處于在其中部分關(guān)閉閥開口的位置中。另一方面，封閉元件13對(duì)閥座的沖擊非常輕柔，使得閥的關(guān)閉帶有很少噪音和很少磨損。
[0043]如果利用三個(gè)不同的信號(hào)強(qiáng)度執(zhí)行測(cè)試系列，如在圖3中所圖示的，那么可能得出下述結(jié)論:曲線22再現(xiàn)不足以用于減壓閥的目的的強(qiáng)信號(hào)，使得在測(cè)試系列已經(jīng)運(yùn)行完之后，與曲線21相關(guān)聯(lián)的下一個(gè)更強(qiáng)的電氣信號(hào)被選擇用于進(jìn)一步操作。
[0044]在測(cè)試系列中，還能夠施加并測(cè)試更多數(shù)量的電氣信號(hào)，其中，信號(hào)強(qiáng)度之間的差別應(yīng)該根據(jù)對(duì)于減壓閥的操作所期望的精度來選擇。
[0045]所施加的電氣信號(hào)的強(qiáng)度通常由所施加的電壓確定，該電壓借助于脈沖寬度調(diào)制經(jīng)由可調(diào)整的時(shí)鐘頻率，能夠以經(jīng)過的信號(hào)時(shí)間的能對(duì)應(yīng)調(diào)整的百分比被施加。測(cè)試系列能夠，例如，始于100%接通脈沖寬度調(diào)制信號(hào)，并且然后按百分比降低，或以百分之幾逐步降低，因?yàn)椋?，在測(cè)試經(jīng)過期間，接通經(jīng)過時(shí)間的95%或90%的信號(hào)。
[0046]在圖4中，在與圖3中的時(shí)間軸相同的時(shí)間軸上，在不同信號(hào)的情況下相對(duì)時(shí)間t繪制了封閉元件13的行程S。此處，在位移曲線23中，圖示與圖3中的曲線21相關(guān)聯(lián)的行程分布，同時(shí)在位移曲線24中，圖示與在圖3中的曲線22相關(guān)聯(lián)的行程分布。其揭示的是，在位移曲線23的情況中，遠(yuǎn)至閥開口 12的封閉或直到到達(dá)端部位置的位移在時(shí)間t3處已經(jīng)經(jīng)過，這意味著閥在時(shí)間t3時(shí)關(guān)閉。根據(jù)位移曲線24(其再現(xiàn)被分類為過低的信號(hào)強(qiáng)度)，該閥僅到時(shí)間t4時(shí)才關(guān)閉。
[0047]在經(jīng)過適當(dāng)?shù)臏y(cè)試系列之后，因此在減壓閥中設(shè)定信號(hào)強(qiáng)度是可能的，該信號(hào)強(qiáng)度在維持閥的優(yōu)化的封閉時(shí)間的同時(shí)，確保在操作期間的最小噪音水平以及同樣地最小磨損。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于操作閥(10)的方法，所述閥尤其是用于蓄壓器噴射系統(tǒng)的減壓閥，其中，所述閥(1 )具有閥開口( 12 )和封閉元件(13)，所述封閉元件能夠借助于帶有能通電線圈(15 )和能磁性驅(qū)動(dòng)的電樞(14)的電磁驅(qū)動(dòng)器(14、15)克服復(fù)位彈簧元件(16)的力在第一端部位置(關(guān)閉位置)和第二端部位置(打開位置)之間被驅(qū)動(dòng)，在所述第一端部位置中所述封閉元件實(shí)現(xiàn)所述閥開口(12)的封閉，在所述第二端部位置中所述封閉元件至少部分地開啟所述閥開口，其特征在于，所述線圈(15)至少一次被供應(yīng)限定的電氣信號(hào)，以便在所述復(fù)位彈簧的影響下，尤其克服所述復(fù)位彈簧元件(16)的所述力，移動(dòng)所述電樞(14)，其特征在于，在所述線圈(15)中電流強(qiáng)度分布隨時(shí)間的變化(20、21、22)由電流傳感器感測(cè)，以及其特征在于，通過所述電流強(qiáng)度分布隨時(shí)間的變化針對(duì)所述限定的電流信號(hào)，尤其是打開或關(guān)閉時(shí)間，確定所述封閉元件(13)的運(yùn)動(dòng)分布。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述線圈(15)被連續(xù)地供應(yīng)多個(gè)不同的電氣信號(hào)，并且在所述電流時(shí)間分布(20、21、22)中的差別以及由其確定的所述電樞(14)的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)被評(píng)估。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，確定流動(dòng)通過所述線圈(15)的電流的所述電流強(qiáng)度在時(shí)間順序上的第一最小值(20a、21a、22a)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，確定對(duì)所述線圈(15)供應(yīng)電氣信號(hào)的開始和流動(dòng)通過所述線圈(15)的所述電流的所述電流強(qiáng)度的所述第一最小值(20a、21a、22a)的出現(xiàn)之間的時(shí)間段。5.根據(jù)權(quán)利要求2，3或4所述的方法，其特征在于，對(duì)所述線圈(15)連續(xù)地供應(yīng)不同強(qiáng)度的電氣信號(hào)，并且獲得所述電樞(14)的相應(yīng)運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，從信號(hào)供應(yīng)到信號(hào)供應(yīng)的所述電氣信號(hào)的所述強(qiáng)度單調(diào)地上升或下降，并且其特征在于，測(cè)量在每一個(gè)情況中從所述信號(hào)供應(yīng)的開始直到經(jīng)過流動(dòng)通過所述線圈(15)的所述電流的所述電流強(qiáng)度的所述第一最小值(20a、21a、22a )的所述時(shí)間段并且彼此相比較。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，在信號(hào)強(qiáng)度的系列中接著彼此和/或立即鄰接至彼此的電氣信號(hào)之間的強(qiáng)度差別基本上相同。8.根據(jù)權(quán)利要求5、6或7所述的方法，其特征在于，在所述信號(hào)強(qiáng)度的系列中立即鄰接的相應(yīng)的信號(hào)對(duì)關(guān)于所述電樞(14)的所實(shí)現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)，尤其是到經(jīng)過所述第一電流最小值(20a、21a、22a)的所述時(shí)間段，彼此相比較，并且其特征在于，確定展現(xiàn)出所述電樞運(yùn)動(dòng)的最大差別的信號(hào)對(duì)，并且其特征在于，在兩個(gè)電氣信號(hào)中選擇在達(dá)到所述電流最小值之前導(dǎo)致在時(shí)間順序上更短的時(shí)間段的一個(gè)。9.根據(jù)權(quán)利要求1或后續(xù)之一所述的方法，其特征在于，所述閥(10)通過彈簧(16)被保持在關(guān)閉位置，并且借助于能通過能通電線圈(15)驅(qū)動(dòng)的電樞(14)打開，其特征在于，所述線圈(15)被連續(xù)地供應(yīng)各種電氣信號(hào)，所述各種電氣信號(hào)的強(qiáng)度從信號(hào)到信號(hào)降低，其特征在于，對(duì)于每一個(gè)信號(hào)，借助于測(cè)量流動(dòng)通過所述線圈的電流，確定直到在打開位置中所述封閉元件(13)的所述沖擊的時(shí)間段，并且其特征在于，通過使用顯著延長(zhǎng)的所述時(shí)間段，確定由于其不足的強(qiáng)度而導(dǎo)致所述閥的延遲打開操作的第一信號(hào)。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在相對(duì)于直到所述封閉元件(13)的所述沖擊所達(dá)到的所述時(shí)間段，被確定為足夠的最弱信號(hào)被再現(xiàn)以用于進(jìn)一步致動(dòng)操作。11.一種蓄壓器噴射系統(tǒng)，其具在高壓下遞送噴射液體至高壓蓄壓器(I)中的高壓栗(6)，并且其具有減壓閥(10)，所述減壓閥被連接至所述高壓蓄壓器(1)，并且借助于能通電電磁體(14、15)，所述減壓閥能夠克服復(fù)位彈簧元件(16)的力打開和/或關(guān)閉，其具有連續(xù)地實(shí)現(xiàn)帶有不同強(qiáng)度的不同電氣信號(hào)的發(fā)生的信號(hào)發(fā)生裝置，并且其具有用于感測(cè)流動(dòng)通過所述電磁體的線圈(15 )的電流的電流強(qiáng)度分布(20、21、22)的電流傳感器。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的蓄壓器噴射系統(tǒng)，其特征在于評(píng)估裝置，所述評(píng)估裝置在確定流動(dòng)通過所述電磁體(14、15)的所述線圈(15)的所述電流的電流強(qiáng)度最小值(20a、21a、22a)在時(shí)間順序上的位置的基礎(chǔ)上，針對(duì)彼此不同強(qiáng)度的電氣信號(hào)，比較所述閥的所述關(guān)閉時(shí)間和/或打開時(shí)間。
【文檔編號(hào)】F02D41/20GK106030096SQ201580010529
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2015年2月10日
【發(fā)明人】D.阿內(nèi)茨貝格爾, T.K.B.謝, W.薩斯勒
【申請(qǐng)人】大陸汽車有限公司