專利名稱：確定量的用于驅動內燃機的方法
技術領域：
本發明涉及一種根據權利要求1的前序部分所述的方法以及根據并列的專利權利要求所述的計算機程序和控制和/或調節設備。
背景技術：
從市場上公知用于確定磁閥的開關動作時間的測量方法，其中比較磁閥的線圈的電壓信號與事先確定的參考曲線。該參考曲線事先針對磁閥的確定的工作點已被采納并且已被存放在控制和/或調節設備的存儲器中。在運行時，通過檢測可比較的磁閥的線圈上的當前的電壓信號，確定該磁閥的開關動作時間。該檢測通常在時間上以量化方式進行。對于每個要研究的開關循環，現在在控制和/或調節設備內由該磁閥的當前的電壓曲線和參考曲線形成差。這樣獲得的電壓差根據與斷路時間相互關聯的特征來檢驗。
發明內容
本發明所基于的問題通過根據權利要求1的方法以及根據并列的權利要求的計算機程序和控制和/或調節設備來解決。有利的擴展方案在從屬權利要求中給出。此外， 對于本發明重要的特征在下面的描述和附圖中可找到，其中這些特征無論是單獨出現還是以不同的組合存在對于本發明都非常重要，而無須對此再次明確指出。本發明的優點在于，能夠在多個同類的磁閥中以簡單的方式確定表征一個磁閥的開關特性的量，其中所述確定特別少地要求計算效率。從下面的考慮出發即當相對參考來比較磁閥的電信號時，能夠特別準確地確定磁閥的開關特性。此外考慮，在內燃機中經常不是所有的磁閥(例如噴油閥)在同一循環中接通。根據本發明，因而通過在確定的循環中相對在該循環中不活動的磁閥(參考磁閥) 比較活動的磁閥(工作磁閥)來形成參考。為此形成存在于工作磁閥和參考磁閥的線圈上的信號的差。為了獲得可用的結果，參考磁閥在此同樣以電方式被激勵(ansteuern)，然而僅短時地被激勵，使得參考磁閥剛好尚未接通，并且由此銜鐵尚未運動，而且(在一個噴油閥中)未進行燃料的噴射。當磁閥(如已經提及的那樣)是內燃機的燃料系統的磁噴油閥時，本發明特別有意義地被應用。噴油閥的精確的作用對于內燃機的節省燃料的和低排出的(emissionsarm) 運行特別重要。根據本發明的方法由于它的簡單性和穩健性(Robustheit)允許一方面在運行時相對經常地而且即使在多種類型的內燃機中也能確定噴油閥的當前的開關特性并且這樣匹配激勵信號。此外，由于較小的花費，所以能夠節省成本。本方法特別是考慮信號是電壓和/或電流。電壓和電流可以作為電信號以簡單的方式在磁閥上被接受(abnehmen)并且被轉發給控制和/或調節設備，以進行分析。當要確定的量是工作磁閥的開關動作時間時，根據本發明的方法特別有說服力。 磁閥的開關過程經常被明顯地映射到在線圈上的電壓或者流過線圈的電流的時間變化過程上，并且因此可以容易地被檢測。
根據本發明的方法尤其是規定如果工作磁閥和/或參考磁閥的線圈的激勵電壓或者激勵電流被斷路，那么確定開關動作時間。在磁閥的該狀態下發生多個并且較快的過程，這些過程在時間上易于檢測。因為驅動磁閥的電壓或進行驅動的電流不再存在，所以在線圈上可測量的電壓或可測量的電流僅還與現存的剩余能量以及與銜鐵或閥元件的借助感應映射的運動有關。由此，該階段特別好地適于確定磁閥的開關動作時間并且尤其是斷路時間。當工作磁閥的線圈和/或參考磁閥的線圈借助快速消弧(Schnellloeschimg)斷路時，本方法更好地工作。以這種方式，在線圈中存在的剩余能量特別迅速地降低，使得銜鐵或閥元件的閉合運動能夠相對強烈地被映射到在線圈上的信號上。特別有幫助的是，工作磁閥和參考磁閥的快速消弧的開始基本上同時進行。由此能夠建立在工作磁閥和參考磁閥的閉合過程之間的統一的時間基準(Zeitbezug)，由此提高本方法的準確度。本方法的改進方案規定，通過分析工作磁閥的線圈和參考磁閥的線圈的電壓差和 /或電流差的時間函數的局部極值，分析該電壓差和/或電流差。由此實現，為分析磁閥的斷路時間或噴油閥的閉合時間而不必提供其它的參考量。替換地或者作為補充地，當通過關于工作磁閥的線圈和參考磁閥的線圈的電壓差和/或電流差的時間函數檢測閾值的超過或者不超過來分析該電壓差和/或電流差時，能夠簡單地研究電壓差的時間函數。借助閾值可以替換地或者作為補充地相對固定的參考量比較時間函數，使得能夠以相對簡單的并且由此節省資源的方式形成客觀的尺度，以便確定開關動作時間。
下面參考
本發明的示例性實施形式。在附圖中圖1示出具有用于形成在噴油閥的兩個線圈之間的電壓差的運算放大器的內燃機的簡化示意圖；以及圖2示出在噴油閥的兩個線圈之間的電流、電壓和電壓差的時間圖。對于所有附圖中的功能等效的元件和量，即使在不同的實施形式中也使用相同的附圖標記。
具體實施例方式圖1示出內燃機10的被簡化很多的用于確定磁閥的開關動作時間的示意圖。在本情況下，內燃機10包括四個氣缸1 至12d。這四個氣缸1 至12d中的每個氣缸都與一個噴油閥Ha至14d相關。每個噴油閥Ha至14d都具有用于未進一步示出的閥元件的同樣未示出的電磁操縱設備的勵磁線圈16a至16d。線圈16a至16d由控制和/或調節設備18來激勵。這通過圖1的圖畫中的線路20a至20d繪出。在線路20b和20d上連接有運算放大器22的輸入端。運算放大器22的輸出信號作為控制和/或調節設備18的電壓差M被輸送。計算機程序19與控制和/或調節設備18相關，并且該計算機程序19用于實施下面進一步在圖2中描述的方法。圖1的圖示示例性地示出如下情況其中通過噴油閥14b給氣缸12b供給燃料。同時在圖1中假定噴油閥14d當前不是活動的。因而，在本情況下，噴油閥14d被用作參考磁閥14d。也就是說，當前由控制和/或調節設備18向線路20b施加電壓，使得線圈16b被供電用于正常的噴射。在所示出的循環中，噴油閥14d大致同時借助線圈16d通過線路20d 上的電壓脈沖被操縱，但是這與在噴油閥14b的情況下的情形相比短得多。噴油閥14d的供電的持續時間被選擇來使得剛好尚未通過噴油閥14d噴射燃料，亦即電磁操縱設備的(未示出的)銜鐵以及與該銜鐵耦合的閥元件剛好尚未運動。如在圖1中所示，運算放大器22 檢測線路20b和20d上的電位差。應理解的是，圖1的圖示是示例性的，并且僅描述磁閥14b的開關動作時間的確定。未示出用于根據相同的方法確定其余的噴油閥14a、Hc和14d的開關動作時間的其余的運算放大器22。此外，在實際應用中有意義的是，以不同于圖1的圖畫中示出的方式進行錯接(Verschaltung)。例如，出于電磁兼容性的原因可以更好的是，線圈16b和16d上的電位各通過一條屏蔽的線路被接受、必要時被單獨放大并且緊接著才借助運算放大器22 被輸送給減法裝置(Differenzbildung)。圖2示出線圈16b和16d的電壓和電流的時間圖。在圖2中示出的坐標系的橫坐標上表示時間t。在該坐標系的在圖中左邊的縱坐標上表示線圈電壓的電壓范圍。在圖2 的圖中右邊的縱坐標上表示相關聯的線圈電流。從所示的時間標度的任意選擇的零點出發，在時刻tl，活動的噴油閥14b(工作磁閥)的線圈16b被置有值為Ul的激勵電壓30。在此，在線圈16b中得到激勵電流36。在時刻t2，切斷在工作磁閥14b的線圈16b上的激勵電壓30。曲線段32表明隨后的電壓變化過程。在大致相同的時刻t2，噴油閥14d(參考磁閥)的線圈16d被置有同樣為Ul的激勵電壓34。在此，在線圈16d中得到激勵電流37。在時刻t3，重新切斷在參考磁閥14d的線圈16d上的激勵電壓34。從時刻t2開始，激勵電流36持續不斷地被減小到保持電流38，該保持電流38在時刻t3對于兩個線圈16b和16d是大致相同的，由此針對隨后的電壓分析得到適當的輸出狀態。在時刻t3，對于兩個線圈16b和16d大致同時執行快速消弧。在緊接著的時間段內，線圈16b和16d上的電壓暫時大致采取為-U2的值。約在時刻t4，線圈16b和16d的激勵電流36和37近似地逐漸減小到零，并且快速消弧基本上結束。在時刻t3之后，工作磁閥14b的線圈16b上的電壓40的變化過程和參考磁閥14d 的線圈16d上的電壓42的變化過程具有特別的意義。通過從電壓40減去電壓42形成電壓差對，該電壓差M在圖2中為更好地說明被評價(bewerten)為大致為4的因子。可以看到，電壓差M大致在時間t5具有局部最大值(箭頭46)，而大致在時間t6 具有局部最小值(箭頭48)。在本情況下，局部最小值48對應于工作磁閥14b的閉合時刻。 相對應地可以把工作磁閥14b的斷路時間作為t6和t3之間的差來給出。作為補充地預給定為-U3的閾值50，借助該閾值50能夠判斷電壓差M不超過或者超過，由此同樣能夠建立工作磁閥14b的閉合時刻的時間基準。電壓差M的局部最小值是突出的，并且因而良好地適于確定噴油閥14b的閉合時刻。特別是，電壓差M在局部最小值的時刻t6較大，并且因此對于干擾影響不靈敏，使得本方法相對應地穩健。 根據噴油閥14a至14d的特定的結構方式，電壓和/或電流可具有與圖2不同的變化過程。然而，在這種情況下，借助通過閾值的評價和/或借助局部極值的分析也能夠找到電壓差M的系統特征，這些系統特征類似良好地適合于確定開關動作時間并且尤其是確定斷路時間。
權利要求
1.用于驅動內燃機(10)的方法，其中確定表征多個同類的磁閥(14a-d)中的一個磁閥的開關特性的量，其特征在于，激勵第一磁閥(14b)(工作磁閥)來使得所述第一磁閥(14b) (工作磁閥)接通，大致同時激勵第二磁閥(14d)(參考磁閥)來使得所述第二磁閥(14d) (參考磁閥)不接通，并且形成存在于工作磁閥(14b)的線圈(16b)上的信號與存在于參考磁閥(14d)的線圈(16d)上的信號之間的差(24) 0
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，磁閥(14a-d)是內燃機(10)的燃料系統的磁噴油閥。
3.根據上述權利要求之一所述的方法，其特征在于，信號是電壓(40,4 和/或電流。
4.根據至少一個上述權利要求所述的方法，其特征在于，要確定的量是工作磁閥 (14b)的開關動作時間。
5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，如果工作磁閥(14b)和/或參考磁閥 (14d)的線圈的激勵電壓(30，34)或者激勵電流(36，37)被斷路，那么確定開關動作時間。
6.根據權利要求4或5所述的方法，其特征在于，工作磁閥(14b)的線圈(16b)和/或參考磁閥(14d)的線圈(16d)借助快速消弧被斷路。
7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，工作磁閥(14b)和參考磁閥(14d)的快速消弧的開始基本上同時進行。
8.根據至少一個上述權利要求所述的方法，其特征在于，通過分析工作磁閥(14b)的線圈(16b)和參考磁閥(14d)的線圈(16d)的電壓差04)和/或電流差的時間函數的局部極值(46 ；48)，分析所述電壓差04)和/或電流差。
9.根據至少一個上述權利要求所述的方法，其特征在于，通過關于工作磁閥(14b)的線圈(16b)和參考磁閥(14d)的線圈(16d)的電壓差04)和/或電流差的時間函數檢測閾值(50)的超過或者不超過，分析所述電壓差04)和/或電流差。
10.一種計算機程序(19)，其特征在于，所述計算機程序(19)適于實施根據至少一個上述權利要求所述的方法。
11.一種控制和/或調節設備(18)，其特征在于，在所述控制和/或調節設備(18)上能運行根據權利要求10所述的計算機程序(19)。
全文摘要
本發明涉及確定量的用于驅動內燃機的方法。介紹了一種用于驅動內燃機(10)的方法，其中確定表征多個同類的磁閥(14a-d)中的一個磁閥的開關特性的量，其中，激勵第一磁閥(14b)(工作磁閥)來使得所述第一磁閥(14b)(工作磁閥)接通，大致同時激勵第二磁閥(14d)(參考磁閥)來使得所述第二磁閥(14d)(參考磁閥)不接通，并且形成存在于工作磁閥(14b)的線圈(16b)上的信號和存在于參考磁閥(14d)的線圈(16d)上的信號之間的差(24)。
文檔編號H01F7/18GK102306531SQ20111012854
公開日2012年1月4日 申請日期2011年4月14日 優先權日2010年4月15日
發明者A·希爾興海因, A-T·黃, B·維歇特, H·克默, H·哈梅多維克, H·拉普, J·科尼希, J·諾伊貝格, K·約斯, R·施呂特, T·德格勒 申請人:羅伯特·博世有限公司