專利名稱：用于驅(qū)動閥門的方法和控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于驅(qū)動借助于執(zhí)行器操作的閥門、尤其是機動車內(nèi)燃機的噴射閥的方法，其中利用以該閥門的期望的開啟持續(xù)時間為特征的操控信號來操控該執(zhí)行器。此外，本發(fā)明還涉及一種用于執(zhí)行這種方法的控制器。
背景技術(shù)：
前述類型的以執(zhí)行器來操作的閥門例如作為帶有共軌式噴射系統(tǒng)(Common-Rail Einspritzsystemen)的內(nèi)燃機的燃料噴射閥而得以應(yīng)用，例如應(yīng)用在機動車中。在優(yōu)選的實施例中，這種燃料噴射閥具有控制閥，該控制閥由執(zhí)行器來操控。在此，控制閥的開啟引起諸如燃料噴射閥的閥針的開啟，其中，所述閥針的針沖程優(yōu)選地遵循主要依賴于燃料壓力的沖程-時間曲線。與此相應(yīng)地，通過執(zhí)行器相應(yīng)的操控而使控制閥閉合引起噴射閥的閥針的運動方向的逆轉(zhuǎn)，并因此進入閉合過程。在閉合過程中，閥針在其運動中同樣遵循預(yù)先給定的沖程-時間曲線，其基本上由燃料壓力確定。因此，燃料噴射閥操作期間的噴油持續(xù)時間基本上由控制閥的開啟持續(xù)時間來確定。尤其在現(xiàn)代的壓力均衡的控制閥中，閥座很大程度上的降低節(jié)流(Entdrosselimg)已經(jīng)在非常小的沖程時就實現(xiàn)了，從而能夠?qū)⒖刂崎y的閥元件從其底座中離開直到該閥元件再次回到其底座中的時間間隔定義為控制閥的有效開啟持續(xù)時間。但是，在傳統(tǒng)的系統(tǒng)中，包含在燃料噴射閥中的控制閥的實際開啟持續(xù)時間仍是未知的，而只有如下操控持續(xù)時間是已知的，在該時間內(nèi)，操控燃料噴射閥的執(zhí)行器以操作控制閥。在開始操控執(zhí)行器與燃料噴射閥的實際開啟之間以及在結(jié)束對執(zhí)行器的操控與燃料噴射閥的實際閉合時間之間通常會出現(xiàn)所謂的閥門延遲時間，該閥門延遲時間通常不是恒定的，并且該閥門延遲時間在傳統(tǒng)的系統(tǒng)中降低了燃料配量時的精確度。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的任務(wù)在于，以如下方式改善開頭所提及的類型的方法和控制器， 即實現(xiàn)在噴射方面的提高的精確度。根據(jù)本發(fā)明，在開頭所提及的類型的方法中，該任務(wù)通過如下方式得以解決，即 以期望的開啟持續(xù)時間為特征的操控信號依賴于閥門延遲時間得以修正，以便獲取經(jīng)修正的用于操控執(zhí)行器的操控信號，其中，該閥門延遲時間表示操控信號與閥門的至少一個部件、尤其是閥針的運行狀態(tài)的實際變化之間的時間偏差。通過根據(jù)本發(fā)明的對閥門延遲時間的考慮，能夠具有的優(yōu)點是，如此地修正用于操控執(zhí)行器的操控信號，尤其針對后續(xù)的操控，使得閥門的實際開啟持續(xù)時間更好地與期望的開啟持續(xù)時間相一致。如此設(shè)置根據(jù)本發(fā)明的方法的特別優(yōu)選的實施例該操控信號依賴于閥門的、尤其以測量技術(shù)和/或基于模型而獲得的實際閉合延遲時間來得以修正，該實際閉合延遲時間相應(yīng)于由操控信號限定的操控持續(xù)時間的終點與實際閉合時間點之間的時間差。由此，也可以優(yōu)選地考慮波動的閉合延遲時間，該波動的閉合延遲時間例如由于閥部件的老化效應(yīng)和易變的周圍環(huán)境條件(軌壓力(Raildruck)、溫度、反轉(zhuǎn)背壓力)而出現(xiàn)。在根據(jù)本發(fā)明的方法的范圍內(nèi)，只要根據(jù)本發(fā)明驅(qū)動的噴射閥具有控制閥，就能夠在形成閉合延遲時間時同樣優(yōu)選地考慮控制閥的閉合時間點。優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的方法的精確度的另一提高方式通過如下方式給出，S卩在獲得實際閉合延遲時間時，考慮閥門的閥針和/或其他閥部件的彈跳(Prellen)。在了獲知以彈跳過程為特征的參數(shù)(例如彈跳期間的開啟持續(xù)時間、每個操控周期內(nèi)的彈跳過程的數(shù)量)的情況下，能夠例如將例行的閉合延遲時間提高相應(yīng)的系數(shù)。類似于根據(jù)本發(fā)明的對實際閉合延遲時間的考慮，在根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動方法的另一優(yōu)選的實施例中，操控信號還依賴于閥門的實際開啟延遲時間得以修正，該實際開啟延遲時間相應(yīng)于由操控信號限定的操控持續(xù)時間的起點與實際開啟時間點之間的時間差。該實際開啟延遲時間也能夠以測量技術(shù)和/或基于模型而獲得，從而還能夠優(yōu)選地考慮波動的開啟延遲時間。在根據(jù)本發(fā)明的方法的范圍內(nèi)，只要根據(jù)本發(fā)明驅(qū)動的噴射閥具有控制閥，就能夠在形成所述開啟延遲時間時同樣優(yōu)選地考慮所述控制閥的開啟時間點。在根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動方法的另一非常優(yōu)選的實施例中如此設(shè)置依賴于內(nèi)燃機的運行參數(shù)、尤其依賴于有待通過閥門噴射的理論量和/或燃料壓力、優(yōu)選借助于第一特性曲線來獲得未經(jīng)修正的操控持續(xù)時間，并且，借助于閉合延遲時間-修正值來修正未經(jīng)修正的操控持續(xù)時間，依賴于實際閉合延遲時間來獲得閉合延遲時間-修正值。同樣能夠?qū)崿F(xiàn)的是，借助于針對開啟延遲時間的修正值來對當(dāng)前尚未修正的操控持續(xù)時間進行相應(yīng)的修正。作為本發(fā)明的任務(wù)的另一種解決方案，給出根據(jù)權(quán)利要求10所述的控制器。具有特別意義的是，本發(fā)明能夠以計算機程序的形式實現(xiàn)，該計算機程序能夠在控制器的計算單元上運行。本發(fā)明的優(yōu)選的設(shè)計方案是從屬權(quán)利要求的主題。本發(fā)明的其他特征、應(yīng)用方案和優(yōu)點由下面對本發(fā)明實施例的描述得出，所描述的實施例在附圖的圖中示出。在此，所有描述或示出的特征本身或者以任意組合的形式構(gòu)成本發(fā)明的主題，而不依賴于其在權(quán)利要求中的概括或者其引用關(guān)系(RUclAeziehimg)，且不依賴于其在說明書或者附圖中的表達或描述。


在附圖中圖la、圖lb、圖Ic示出了根據(jù)本發(fā)明驅(qū)動的噴射閥的不同的運行狀態(tài)；圖2示出了圖Ia至圖Ic中的噴射閥的運行參數(shù)的時間曲線；圖3示出了現(xiàn)有技術(shù)中的驅(qū)動方法的簡化的功能圖；圖^、4b、k示出了根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動方法的各個不同實施例；圖5ajb示出了根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動方法的其他實施例；以及圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動方法的其他實施例的狀態(tài)具體實施例方式圖Ia至圖Ic示出了在一個噴射周期內(nèi)的不同的運行狀態(tài)內(nèi)的、燃機的共軌式燃料噴射系統(tǒng)的為了燃料噴射而設(shè)置的噴射閥100的實施例。圖Ia示出處于靜止?fàn)顟B(tài)的噴射閥100，在靜止?fàn)顟B(tài)中，該噴射閥不通過與其關(guān)聯(lián)的控制器200來操控。在這種情況下，磁閥彈簧111將閥球105壓入輸出節(jié)流閥 (Ablaufdrossel) 112為此而設(shè)置的底座中，從而能夠在閥控制腔106中建立與軌壓力相對應(yīng)的燃料壓力，就像在高壓接口 113的區(qū)域內(nèi)形成的那樣。軌壓力還出現(xiàn)在室容積(Kammervolumen) 109中，該室容積包圍了噴射閥100的閥針116。通過軌壓力施加到控制活塞115的端面上的力以及噴嘴彈簧107的力使閥針116對抗如下打開的力而保持閉合，該打開的力作用于閥針116的壓力凸肩(Druckschulter) 108 之上。圖Ib示出了處于打開狀態(tài)的噴射閥100，該噴射閥在通過控制器200進行控制的條件下以如下方式從圖Ia中所示出的靜止?fàn)顟B(tài)出發(fā)而達到該打開的狀態(tài)通過控制器200 向由圖Ia中所示的磁線圈102和與磁線圈102共同作用的磁銜鐵104所形成的電磁執(zhí)行器施加構(gòu)成操控信號的、根據(jù)本發(fā)明地得以修正的操控電流Uorr，以便使得作為控制閥工作的電磁閥104、105、112快速開啟。在這種情況下，電磁執(zhí)行器102、104的磁力超過了閥彈簧111的彈簧力(圖la)，使得磁銜鐵104將閥球105從其閥座上移開并借此打開所述輸出節(jié)流閥112。隨著輸出節(jié)流閥112的打開，燃料能夠從閥控制腔106流出至根據(jù)圖1所示位于其上的空心腔中，參考箭頭，并且通過燃料回路101流回至未示出的燃料容器中。輸入節(jié)流閥(Zulaufdrossel) 114妨礙了處于高壓接口 113的區(qū)域中的軌壓力與閥控制腔106中的壓力之間的完全的壓力平衡，從而使得閥控制腔106中的壓力下降。這導(dǎo)致閥控制腔106 中的壓力小于室容積109中的壓力，室容積中的壓力始終與軌壓力相對應(yīng)。閥控制腔106 中壓力的減小引起控制活塞115上的力相應(yīng)地減小，并由此引起噴射閥100的開啟，也就是說引起閥針116在噴射孔110的區(qū)域內(nèi)從其閥針底座中被移開。該運行狀態(tài)在圖Ib中示出ο接下來，即在從閥針底座上移開之后，閥針116主要在室容積109中和閥控制腔 106中液壓力的影響下完成基本上彈道的(ballistische)軌道。只要不再通過控制器200來操控電磁執(zhí)行器102、104(圖la)，那么閥彈簧111就將磁銜鐵104如圖Ic中所示地向下壓住，從而閥球105因此封閉輸出節(jié)流閥112。通過進一步經(jīng)由輸入節(jié)流閥114流到閥控制腔106中的燃料，閥針116現(xiàn)向下運動，其中，閥針遵循基本上彈道的軌道，直到該閥針再次到達其閉合位置。該狀態(tài)在圖Ic中示出。只要閥針116到達在其噴射孔110的區(qū)域中的閥針底座并且將該閥針底座鎖閉， 那么燃料噴射結(jié)束?？偟膩碚f，由噴油閥100引起的燃料噴射基本上由控制閥104、105、112的開啟持續(xù)時間來確定。圖2示意性地示出運行參數(shù)操控電流I、控制閥的閥球105(圖la)的閥沖程h的時間曲線，如其在操控周期內(nèi)在燃料噴射的范圍內(nèi)所出現(xiàn)的那樣。首先，在時間點eETO上，給噴射閥100的電磁執(zhí)行器102、104(圖la)通電流，以便將閥球105從其在輸出節(jié)流閥112的區(qū)域中的靜止位置中移開，借此打開控制閥。因此， 時間點eETO標(biāo)記電磁執(zhí)行器102、104的由操控信號I限定的操控持續(xù)時間ET的起點，并因此還標(biāo)記噴射閥100的控制閥104、105、112的由操控信號I限定的操控持續(xù)時間ET的起點。由于存在開啟延遲時間tll，閥球105從實際開啟時間點t0ff開始才從其在輸出節(jié)流閥112的區(qū)域的閉合位置中移開。該開啟延遲時間tll例如通過噴射閥100或者控制閥的機械的和液壓的構(gòu)造來確定。根據(jù)圖2中示出的曲線圖，給電磁執(zhí)行器102、104通電流持續(xù)至操控持續(xù)時間ET 的終點tETl，并且能夠超過操控持續(xù)時間ET，如圖2所示，還能夠包含不同的電流值。在此，為操控持續(xù)時間ET的前半段選擇比后半段更大的電流等級，以便能夠?qū)崿F(xiàn)特別快速地開啟控制閥。根據(jù)圖2中示出的、描述閥球105的閥沖程h的曲線圖，控制閥在時間tl之后達到其完全開啟的狀態(tài)，時間tl除了已經(jīng)描述過的開啟延遲時間tll之外還包括如下的時間 tl2，該時間tl2是閥球105從其閉合位置運動到其閉合位置所需要的時間。根據(jù)圖2，緊接著操控持續(xù)時間ET的終點tETl出現(xiàn)閉合延遲時間t2。在噴射閥 100的根據(jù)圖la、圖lb、圖Ic的構(gòu)造中，閉合延遲時間t2由保持延遲時間t21和緊接著的閉合行程時間t22得出。直到實際閉合時間點ts = tETl+t2，噴射閥100的控制閥才再次具有其閉合的狀態(tài)。只要控制閥的閥球105在其閉合過程中還顯示彈跳特性，由此視情況而定地也在實際閉合時間點ts之后出現(xiàn)其他相對持續(xù)較短時間的時間區(qū)域，在該時間區(qū)域內(nèi)，控制閥不完全閉合，并且在此期間，相應(yīng)地，燃料從閥控制腔106中通過輸出節(jié)流閥112流出。這種彈跳時間tprell視為閉合延遲時間t2的實際延長，對其的考慮能夠以稍后詳細描述的方式實現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明，以閥門100的期望的開啟持續(xù)時間為特征的操控信號I (在此為操控電流)依賴于至少一個閥門延遲時間得以修正，以便獲取經(jīng)修正的用于操控所述電磁執(zhí)行器102、104的操控信號Ikorr (圖la)。也就是說，在根據(jù)本發(fā)明的方法的實施例中，操控信號I，尤其是其以操控持續(xù)時間ET(圖2)為特征的參數(shù)，依賴于至少一個閥門延遲時間得以修正。這樣的方式使得對控制閥尤其在其開啟持續(xù)時間方面的更為精確的操控成為可能，由此還可以更加精確地調(diào)整噴射閥100的噴射持續(xù)時間并因此改善燃料測量時的精確度。下面參考根據(jù)圖3的功能圖首先描述噴射閥100的傳統(tǒng)的運行方法，該傳統(tǒng)的運行方法不執(zhí)行對操控信號I或其參數(shù)ET的根據(jù)本發(fā)明的修正。在傳統(tǒng)的運行方法中，在例如借助于特性曲線實現(xiàn)的第一功能塊201中，依賴于運行參數(shù)待噴射的燃料量Qsoll、燃料壓力pist、利用相應(yīng)的電流I (圖2)獲得用于操控控制閥的電磁執(zhí)行器102、104的操控持續(xù)時間ET。似乎作為干擾量，在利用所述以傳統(tǒng)的方式獲得的、表示操控持續(xù)時間ET的信號對控制閥進行操控時，將前面已經(jīng)描述過的、在時間上可變的延遲時間tll、t2附加到常規(guī)獲得的操控持續(xù)時間ET上，從而噴射閥100的控制腔106實際上利用經(jīng)修改的操控參數(shù) Top = ET-tll+t2來操控。同樣，在噴射閥100的高壓液壓中出現(xiàn)的公差在圖3中通過功能塊130表示?；谇懊婷枋鲞^的、利用操控信號Top進行的操控和在所給出的燃料壓力 Pist的情況下，在常規(guī)系統(tǒng)中，在功能塊130的輸出端上出現(xiàn)實際噴射的燃料量Qist。由于本身不期望的延遲時間til、t2的前面已經(jīng)描述過的影響，實際噴射的燃料量Qist —般不是待噴射的燃料理論量Qsoll，該待噴射的燃料理論量基于對控制器200 (圖 la)中的操控持續(xù)時間ET的計算。相應(yīng)地，根據(jù)本發(fā)明的方法優(yōu)選地設(shè)置依賴于噴射閥100或者其控制閥的至少一個閥門延遲時間對操控持續(xù)時間ET進行修正。下面，參考根據(jù)圖如的功能圖對根據(jù)本發(fā)明的運行方法的第一實施例加以描述。 在此，基于以測量技術(shù)獲取的閉合延遲時間t2ist來設(shè)計對先前未經(jīng)修正的操控持續(xù)時間 ET*的修正。此時，未經(jīng)修正的操控持續(xù)時間Ef通過第一特性曲線KFl依賴于運行參數(shù) QsolUpist而形成。第一特性曲線優(yōu)先是靜態(tài)曲線，其在控制器200或者噴射閥100的整個使用壽命期間保持不變。通過同樣在控制器200中實現(xiàn)的第二特性曲線KF2，從理論量Qsoll和軌道壓力 Pist中獲得理論閉合延遲時間t2*，在第一加法器a_l中，將所述理論閉合延遲時間從根據(jù)本發(fā)明以測量技術(shù)獲取的實際閉合延遲時間t2ist中減掉。在第一加法器a_l的輸出側(cè)， 相應(yīng)地得出閉合延遲時間-匹配值t2adap = t2ist-t2*0由特性曲線KF2提供的理論閉合延遲時間t2*示出如下閉合延遲時間t2，控制閥必須具有該閉合延遲時間，因此未經(jīng)修正的操控持續(xù)時間ET*在前面描述過的干擾影響 tll、t2的條件下導(dǎo)致控制閥的期望的閥門開啟持續(xù)時間并因此導(dǎo)致所期望噴射量。將根據(jù)本發(fā)明獲得的閉合延遲時間-匹配值t2adap提供給第三特性曲線KF3。第三特性曲線KF3從輸入量Qsoll、pist中獲得閉合延遲時間-修正值A(chǔ)t2，根據(jù)本發(fā)明，該閉合延遲時間-修正值用于修正未經(jīng)修正的操控持續(xù)時間值，這在計算上通過借助于第二加法器a_2從未經(jīng)修正的操控持續(xù)時間ET*中減去該閉合延遲時間-修正值 At2 得出:ET = ET*-At20閉合延遲時間-匹配值t2adap優(yōu)選地對適應(yīng)性設(shè)計的第三特性曲線KF3產(chǎn)生影響并且以此依賴于實際閉合延遲時間t2ist影響該閉合延遲時間-修正值Δ t2的根據(jù)本發(fā)明的形成。通過適當(dāng)?shù)貙⒌谌匦郧€KF3錄為數(shù)據(jù)(bedatet)和通過閉合延遲時間-匹配值t2adap適當(dāng)?shù)匦薷倪m應(yīng)性特性曲線KF3，以這種方式優(yōu)選地確保在實際閉合延遲時間t2ist變化時還優(yōu)選地給出該閉合延遲時間-修正值Δ t2的相應(yīng)的變化。對實際閉合延遲時間t2ist的根據(jù)本發(fā)明的測量能夠依據(jù)實施例長期地進行或周期性地實施。替代地，只有當(dāng)預(yù)先給定的、例如可使用的、使能條件(Freigabebedingung) 存在的時候，才以測量技術(shù)獲取或者基于模型而獲得實際閉合延遲時間t2ist。該閉合延遲時間-匹配值t2adap如何對適應(yīng)性的第三特性曲線施加影響的方式和方法也能夠以專業(yè)人員已知的方式不同地得以實現(xiàn)，例如包括濾波、考慮對第三特性曲線KF3的附近采樣點的影響等等。針對閉合延遲時間的測量原則例如由DE38431138已知。因此，根據(jù)本發(fā)明，通過圖如中示出的方法從用于第二加法器a_2的輸出端上的操控持續(xù)時間的未經(jīng)修正的值ET*中得到用于操控持續(xù)時間的經(jīng)修正的值ET，該經(jīng)修正的值用于操控噴射閥100或其電磁執(zhí)行器102、104。視原理而定地出現(xiàn)的延遲時間tll、t2通過其他加法器a_3、a_4符號正確地附加到根據(jù)本發(fā)明得以修正的操控值ET上，從而將用于操控持續(xù)時間的參數(shù)Topist = ET-tll+t2以及實際燃料壓力Pist在輸入側(cè)提供給表示液壓的高壓部件的特性的功能塊130，由此，在功能塊130的輸出端上以已知的方式得出實際噴射的燃料量Qi st。相對于在圖3中示意性示出的傳統(tǒng)的方法，由于依賴于當(dāng)前以測量技術(shù)而獲取的閉合延遲時間t2對操控持續(xù)時間ET進行了根據(jù)本發(fā)明的修正，在實際噴射燃料量Qist與期望燃料噴射量Qsoll之間達到更好的一致。閥門延遲時間對噴射量的干擾影響能夠在應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的原理的情況下得以明顯減少。下面參考圖4b加以描述的功能圖表示根據(jù)本發(fā)明的運行方法的另一實施例，在所述實施例中，除了閉合延遲時間t2，還考慮控制閥的開啟延遲時間tll，以便修正操控持續(xù)時間ET。前面參考圖如加以描述的、在控制器200中實現(xiàn)的功能塊在圖4b中被整合成功能塊210，像已經(jīng)描述過的那樣的、在輸入側(cè)將根據(jù)本發(fā)明加以考慮的實際閉合延遲時間 t2ist提供給所述功能塊210，并且所述功能塊210根據(jù)圖如的詳細描述在其輸出端上輸出以閉合延遲時間-修正值Δ t2修正了的針對操控持續(xù)時間的值ET。根據(jù)本發(fā)明，在圖4b中還設(shè)置有其他功能塊220以考慮開啟延遲時間tll。類似于根據(jù)圖如的第二特性曲線KF2的功能，圖4b中的第二功能塊220具有第四特性曲線KF4，該第四特性曲線從運行參數(shù)Qs0ll、pist中形成理論開啟延遲時間tll*。理論開啟延遲時間tlf同樣像參數(shù)t2*那樣是指延遲時間，就如其依賴于運行參數(shù)針對基準(zhǔn)噴油閥、例如具有新狀態(tài)的噴射閥100而形成的那樣。因此，為了初始化特性曲線KF2、KF4，能夠例如通過在基準(zhǔn)閥門上對所有感興趣的運行點0iSOll、piSt)進行測量來獲得參數(shù)t2*、tlf。根據(jù)本發(fā)明，開啟延遲時間-匹配值tlladap通過從以測量技術(shù)獲取的實際開啟延遲時間tll中減去理論開啟延遲時間tll*而形成，這在計算上能夠通過加法器&_6來實現(xiàn)。將開啟延遲時間-匹配值tlladap提供給第五特性曲線KF5，該第五特性曲線是適應(yīng)性特性曲線，并且該第五特性曲線能夠類似于根據(jù)圖如的第三特性曲線KF3地修改開啟延遲時間-修正值A(chǔ)tll與在輸入側(cè)提供的運行參數(shù)Qsoll、pist和開啟延遲時間-匹配值tlladap之間的功能聯(lián)系。通過這種方式，能夠在噴射閥100的整個運行上形成開啟延遲時間-修正值 Δ tll，其中，依賴于實際延遲時間tllist和理論開啟延遲時間tlf動態(tài)地獲取該開啟延遲時間-修正值Δ tll。經(jīng)由加法器a_5，開啟延遲時間-修正值Δ tll與用于操控持續(xù)時間的值ET相結(jié)合，如其通過已經(jīng)參考圖如加以描述的功能塊210所獲取的那樣。將根據(jù)本發(fā)明以兩個閥門延遲時間tll、t2修正了的用于操控持續(xù)時間的值ET’ 提供給噴射閥100，在那里，該噴油閥首先像已經(jīng)參考圖如描述過的那樣受到真實的閥門延遲時間tll、t2的影響，從而為了在輸入側(cè)施加給功能塊130而又獲取參數(shù)Topist = ET，-tll+t2 以及 Pist。在根據(jù)本發(fā)明的運行方法的在圖4b中示出的實施例中，由于根據(jù)本發(fā)明地考慮了兩個閥門延遲時間til、t2，因此得到實際噴射燃料量Qist與理論量Qsoll的特別好的一致。在圖如中示出了用于依賴于兩個閥門延遲時間tll、t2對操控信號或者操控持續(xù)時間ET進行修正的簡化的功能結(jié)構(gòu)。在根據(jù)圖如的實施例中，代替圖如中示出的第二特性曲線KF2，設(shè)置有修改過的第二特性曲線KF2’，該修改過的第二特性曲線KF2’依賴于輸入量Qs0ll、pist輸出差值 t2*-tlf。根據(jù)本發(fā)明，該差值通過加法器a_l從實際閥門延遲時間tllist、t2ist的差值中減掉，從而在第一加法器a_l的輸出端上獲得另一個匹配信號t21adap。該另一匹配信號t21adap作用于特性曲線KF6，該特性曲線KF6代替自那以后受到關(guān)注的修正值Δ til、 Δ t2，更確切地說是依賴于運行參數(shù)Qsoll、pist和該另一個匹配值t21adap，來輸出用于開啟時間的修正值Δ Top。用于開啟時間的修正值八1~0 通過第二加法器&_2附加到未經(jīng)修正的操控持續(xù)時間值Ef上，從而在第二加法器3_2的輸出端上存在根據(jù)本發(fā)明得以修正的用于輸出到噴射閥100上的操控值ET。也就是說，在根據(jù)圖如的實施例中，對閥門延遲時間til、t2的根據(jù)本發(fā)明的考慮是通過特性曲線KF2，、KF6來實現(xiàn)的，并且未分到特性曲線KF2、KF3 (圖4a)以及KF4、 KF5(圖4b)上。功能210’又在控制器200(圖la)或者其中包含的計算單元例如微控制器或者數(shù)字信號處理器(DSP)中實現(xiàn)。代替燃料理論量Qsol 1，在特性曲線KF2、KF2，、KF3、KF4、KF5、KF6中也將未經(jīng)修
正的操控持續(xù)時間Ef用作輸入量。閥球105(圖la)在控制閥閉合時的彈跳的、已經(jīng)參考圖2進行過描述的情況能夠依據(jù)根據(jù)本發(fā)明的運行方法的另一個實施例通過如下方式加以考慮，即代替閉合延遲時間t2(圖幻而考慮擴大了一個虛擬的閉合持續(xù)時間延長t2p，eff的閉合延遲時間t2+t2p， eff。在這種情況下，該虛擬的閉合持續(xù)時間延遲t2p，eff指出可以將哪個時間附加到閉合延遲時間t2上，以便在噴射燃料時相應(yīng)地考慮由于彈跳而包含的多余量。該虛擬的閉合持續(xù)時間延遲能夠例如依賴于存儲在控制器200中的特性曲線或者特征曲線來獲得。于是，擴大了的閉合延遲時間可以代替先前的值t2或t2ist而用于根據(jù)本發(fā)明地修正用于操控持續(xù)時間ET的值。依據(jù)特別優(yōu)選的本發(fā)明的變化例，理論值-特性曲線KF2、KF2’、KF4能夠在噴射閥100的運行時間開始時就針對限定的運行持續(xù)時間-運行功率區(qū)間是適應(yīng)性地可變的。 在該變化例中，理論值-特性曲線首先利用具有其新狀態(tài)的噴射閥100的相應(yīng)的實際值來加以描述。這樣的結(jié)果是，在其使用壽命的過程中，僅僅是噴射閥100的閥門延遲時間的變化、而不是其閥門延遲時間在新狀態(tài)中與預(yù)先給定的理論值的偏差得到修正。圖fe示出了用于實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的運行方法的另一實施例的功能圖。首先，代替操控持續(xù)時間ET，為了借助操控電流I而作用于噴射閥100或其電磁執(zhí)行器102、104，通過特性曲線KF7從運行參數(shù)Qs0ll、pist獲得噴射閥100的控制閥的理論開啟持續(xù)時間Top*。該特性曲線KF7優(yōu)選在噴射閥100的整個使用壽命中都保持不變，也就是說，該特性曲線KF7是靜態(tài)特性曲線。根據(jù)本發(fā)明，借助于加法器a_8將預(yù)期的開啟延遲時間til*加到理論開啟持續(xù)時間Top*上。根據(jù)控制閥的開啟特性，該預(yù)期的開啟延遲時間til*能夠是一個固定的值或也能夠是一個借助于優(yōu)選靜態(tài)的特性曲線而獲得的作為理論量Qsoll和燃料壓力Pist的函數(shù)的值。在圖如中示出的根據(jù)本發(fā)明的運行方法的實施例還設(shè)置有修正值t2b的形成，該修正值t2b借助于適應(yīng)性特性曲線KF8、依賴于運行參數(shù)Qsoll、pist來獲取。特性曲線KF8 是適應(yīng)性地構(gòu)成的，并且能夠相應(yīng)地實現(xiàn)依賴于實際閉合延遲時間t2ist而可變地產(chǎn)生修正值t2b，該實際閉合延遲時間在此就如同已經(jīng)多次描述過的那樣以測量技術(shù)而獲取。通過加法器a_7，在形成操控持續(xù)時間ET時根據(jù)ET = Top*+tll*-t2b考慮修正值 t2b。因此，真實的閉合延遲時間t2對噴射量的影響能夠通過相應(yīng)地匹配操控延遲時間ET 而得以補償。圖fe中對噴射閥100內(nèi)的操控持續(xù)時間ET的其他“處理”的實現(xiàn)類似于本發(fā)明的前面描述過的實施例，其中，通過加法器a_9和a_10考慮形成干擾量的真實的閥門延遲時間tll、t2。在圖恥中示出了相對于前面參考圖5描述過的發(fā)明變化例的、另一個表示根據(jù)本發(fā)明方法的功能圖的經(jīng)簡化的結(jié)構(gòu)。此處，代替通過特性曲線KF7得到的理論開啟持續(xù)時間Top*，依賴于運行參數(shù) Qsoll, pist獲取由理論開啟延遲時間Top*和依賴特性曲線KF9的預(yù)期的開啟延遲時間 til*組成的總和。修正值t2b以類似于參考圖如描述過的方法變化例來獲取，并且通過加法器a_7被附加以總和Top*+tlf。在加法器a_7的輸出端上因此又獲得用于操控持續(xù)時間ET的經(jīng)過修正的值，該用于操控持續(xù)時間ET的經(jīng)過修正的值根據(jù)本發(fā)明被提供給噴射閥 100。針對如下情況，即對于開啟延遲時間til也存在測量值或基于模型獲得的值，在參考圖5ajb描述過的發(fā)明變化例中，能夠代替預(yù)期的開啟延遲時間til*而使用真實測量的實際開啟延遲時間tllist或者基于模型獲得的開啟延遲時間。為此，能夠設(shè)置單獨的計算步驟，在該單獨的計算步驟中，將實際開啟延遲時間tllist以與根據(jù)圖4b的功能塊220 類似的方式進行處理，并且將其用于修改用于相應(yīng)的修正值til的適應(yīng)性特性曲線。圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的運行方法的另一優(yōu)選實施例的狀態(tài)圖，該狀態(tài)圖描述了學(xué)習(xí)過程，在該學(xué)習(xí)過程的范圍內(nèi)，利用特性曲線值來對用于執(zhí)行操控信號I或者ET的根據(jù)本發(fā)明的修正的特性曲線錄入數(shù)據(jù)，該特性曲線值相應(yīng)于所使用的噴射閥100。例如，圖 4a中的特性曲線KF2能夠通過后面參考圖6描述的方式錄入數(shù)據(jù)。狀態(tài)Z_0相應(yīng)于控制器200(圖la)的交付狀態(tài)，在該交付狀態(tài)中，特性曲線KF2 例如利用零值來初始化。在下一狀態(tài)Z_1中，首先利用被視為理想的噴射閥的平均閉合持續(xù)時間值或者閉合延遲時間t2*來向特性曲線KF2錄入數(shù)據(jù)，該平均閉合持續(xù)時間值或者閉合延遲時間例如在測量序列(Messreihe)的范圍內(nèi)通過多個噴射閥來獲取并且為了該目的在噴射閥100 的制造過程結(jié)束時提供。與此并行的是，利用零值來初始化與特性曲線KF2關(guān)聯(lián)的、也被稱為修正特性曲線的另一曲線KF3(圖4a)。緊跟著狀態(tài)Z_1的是也被稱為新狀態(tài)-學(xué)習(xí)階段的狀態(tài)2_2，在狀態(tài)Z_2中，例如以測量技術(shù)獲取噴射閥100的實際出現(xiàn)的閉合延遲時間t2*并且依賴于工作點地記錄在特性曲線KF2中。狀態(tài)Z_2相對于前續(xù)狀態(tài)Z_0、Z_1的特征在于，只有在噴射閥100開始其在內(nèi)燃機噴射系統(tǒng)中的運行的時候，才能具有狀態(tài)2_2。以依據(jù)目的的方式，針對內(nèi)燃機的每個噴射閥100都設(shè)置有自己的特性曲線KF2、KF3，此外還以便考慮個體偏差 (Stiickstreuungen)。新狀態(tài)-學(xué)習(xí)階段2_2也能夠優(yōu)選地設(shè)置對有待學(xué)習(xí)的閉合延遲時間t2*進行低通濾波，以便將離群值(Ausreiiiern)對學(xué)習(xí)過程的負面影響降至最小。因為特性曲線KF2通常由預(yù)先給定的值對Oisoll，pist)的網(wǎng)格形成，其分別與一個閉合延遲時間值t2*相關(guān)聯(lián))，所以也能夠使用插值或者濾波方法，以便從噴射閥100 運行期間針對Qsoll、pist實際出現(xiàn)的值出發(fā)來確定特性曲線KF2的哪個值對(Qsoll， pist)與有待學(xué)習(xí)的值相關(guān)聯(lián)，或者可以在何種程度上例如依賴于特性曲線KF2的相鄰的、 已經(jīng)學(xué)會的值來修改有待學(xué)習(xí)的值，以便考慮Qs0ll、pist的實際值與特性曲線KF2網(wǎng)格之間的差別。在狀態(tài)為2_2期間，還是利用零值來初始化修正特性曲線KF3的值。特性曲線KF2 的在狀態(tài)Z_2期間學(xué)會的值在每個運行周期之后都持久地得以保存，從而在狀態(tài)Z_2期間學(xué)會的值充當(dāng)下一運轉(zhuǎn)周期的出發(fā)點。新狀態(tài)-學(xué)習(xí)階段2_2優(yōu)選由每個工作點、也就是每個值對Oisoll，pist)的、能預(yù)先給定的學(xué)習(xí)周期的最大數(shù)量和/或能預(yù)先給定的持續(xù)時間來限定。作為學(xué)習(xí)階段成功結(jié)束的其他標(biāo)準(zhǔn)，能夠使用不超過最低要求的學(xué)習(xí)變化，也就是說，只要學(xué)習(xí)過程導(dǎo)致對已經(jīng)學(xué)過的值的僅僅稍微的修改，就將該學(xué)習(xí)過程視為結(jié)束。只要滿足這些標(biāo)準(zhǔn)，該特性曲線KF2就被視為充分適合相關(guān)的噴射閥100，因此被視為“已學(xué)習(xí)過”。學(xué)習(xí)過程的結(jié)束通過從2_2至2_4的狀態(tài)轉(zhuǎn)變來表示。緊接著狀態(tài)Z_4 的是稍后詳述的修正階段。但首先描述的是根據(jù)圖6的依據(jù)本發(fā)明的學(xué)習(xí)過程的其他狀態(tài)。從新狀態(tài)-學(xué)習(xí)階段Z_2出發(fā)可能出現(xiàn)如下情況例如由于故障而調(diào)換控制器 200(圖la)。在這種情況下，從狀態(tài)2_2中分支成狀態(tài)Z_3，在狀態(tài)Z_3中，調(diào)換設(shè)備的先前為空的特性曲線KF2借助被視為理想的噴射閥的平均閉合延遲時間值t2*來錄入數(shù)據(jù)(參考狀態(tài)Z_l)，以及接著又進行新狀態(tài)-學(xué)習(xí)階段，以便最后能夠具有狀態(tài)Z_4。從新狀態(tài)-學(xué)習(xí)階段Z_2出發(fā)，單個噴射閥的調(diào)換導(dǎo)致狀態(tài)轉(zhuǎn)變到狀態(tài)Z_6中，在狀態(tài)Z_6中，只有與所調(diào)換的噴射閥相關(guān)聯(lián)的特性曲線KF2首先借助被視為理想的噴射閥的平均閉合延遲時間值t2*來錄入數(shù)據(jù)。所有噴射閥的調(diào)換導(dǎo)致狀態(tài)Z_5，狀態(tài)Z_5具有可與狀態(tài)Z_1類似的功能。只要達到狀態(tài)Z_3，針對單個噴射閥100的特性曲線KF2或者所有特性曲線的學(xué)習(xí)過程必然結(jié)束，因此就會進入修正階段。在修正階段期間，獲取實際出現(xiàn)的閉合延遲時間值 t2*并將其從特性曲線KF2的特性曲線值中減掉。在這種情況下，獲得的差值或者從中導(dǎo)出的值(參見圖如中的參數(shù)t2adap)針對修正特性曲線KF3中的相應(yīng)的工作點而被記錄，其中該修正特性曲線KF3曾以零值初始化。差值在修正特性曲線KF3中的存儲能夠同樣像前面針對特性曲線KF2中的值的存儲那樣實現(xiàn)，也就是說在使用差值和/或濾波方法等的條件下實現(xiàn)。在每個運行周期之后，都持久地將修正特性曲線KF3存儲為下一個運行周期的出發(fā)點。在修正階段期間不對已經(jīng)學(xué)過的特性曲線KF2進行進一步更改。
補充地，還能夠設(shè)置加權(quán)特性曲線，該加權(quán)特性曲線以依賴于工作點的方式考慮操控持續(xù)時間ET的變化對閉合持續(xù)時間變化的偏差和放大作用。加權(quán)特性曲線的輸出參數(shù)能夠優(yōu)選地與修正特性曲線KF3的輸出參數(shù)相組合，以便影響操控信號或者操控持續(xù)時間ET。代替噴射閥100的在特性曲線KF2(圖4a)中的直接存儲的值，還能夠設(shè)想的是， 將所學(xué)會的值直接存儲在與噴射閥100相關(guān)聯(lián)的或者甚至集成在噴射閥中的存儲器內(nèi)。由此，噴射閥100在其制造期間就已經(jīng)在形成特性曲線KF2的意義上“學(xué)習(xí)”過了，并且在稍后相對于噴射閥100調(diào)換例如發(fā)生故障的組成閥門(Bestandsventils)時，控制器200能夠?qū)ⅰ靶碌摹眹娚溟y100的特性曲線值直接從存儲器中取出，從而優(yōu)選地在調(diào)換閥門之后省去針對特性曲線KF2的學(xué)習(xí)過程，新的噴射閥因此能夠直接根據(jù)本發(fā)明地得以驅(qū)動，以便實現(xiàn)特別精確的燃料噴射。根據(jù)本發(fā)明的方法也可以優(yōu)選地應(yīng)用在作為內(nèi)燃機燃料噴射閥的、其他由執(zhí)行器操縱的閥門上，在由執(zhí)行器操縱的閥門中出現(xiàn)有所描述類型的閥門延遲時間。一般情況下， 根據(jù)本發(fā)明的方法能夠應(yīng)用在所有由執(zhí)行器操縱的閥門上，該由執(zhí)行器操縱的閥門在執(zhí)行器操控與閥門操縱之間具有延遲的作用鏈。延遲有各種原因，例如液壓部件的公差、機械間隙、電操控信號的例如基于寄生電感等的上升時間，這對根據(jù)本發(fā)明的原理的功能來說不重要。根據(jù)本發(fā)明的方法也能夠尤其應(yīng)用在“直接”操作的閥門上，也就是以下這種閥門上，即在該閥門中，執(zhí)行器102、104(圖la)直接作用于例如閥針116，并且如果能夠獲得或者以測量技術(shù)獲取相應(yīng)的延遲時間，執(zhí)行器102、104與閥針116之間的作用鏈不具有控制閥 104、105、112。
權(quán)利要求
1.一種用于驅(qū)動借助于執(zhí)行器(102、104)操作的閥門(100)、尤其是機動車內(nèi)燃機的噴射閥(100)的方法，其中利用以所述閥門(100)的期望的開啟持續(xù)時間(Top*)為特征的操控信號(I)來操控所述執(zhí)行器(102、104)，其特征在于，以所述期望的開啟持續(xù)時間 (Top*)為特征的所述操控信號(I)依賴于閥門延遲時間(tll、t2)得以修正，以便獲取經(jīng)修正的用于操控所述執(zhí)行器(102、104)的操控信號(Ikorr)，其中，所述閥門延遲時間(til、 t2)表示所述操控信號⑴與所述閥門(100)的至少一個部件、尤其是閥針(116)的運行狀態(tài)的實際變化之間的時間偏差。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述操控信號(I)依賴于所述閥門(100) 的尤其以測量技術(shù)和/或基于模型而獲得的實際閉合延遲時間(t2ist)得以修正，所述實際閉合延遲時間相應(yīng)于由所述操控信號⑴限定的操控持續(xù)時間(ET)的終點(tETl)與實際閉合時間點(ts)之間的時間差。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，在獲得所述實際閉合延遲時間(t2ist) 時，考慮所述閥門(100)的閥針(116)和/或其他閥部件(104)的彈跳。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于所述操控信號(I)依賴于所述閥門(100)的尤其以測量技術(shù)和/或基于模型而獲得的實際開啟延遲時間(til)得以修正，所述實際開啟延遲時間相應(yīng)于由所述操控信號(I)限定的操控持續(xù)時間(ET)的起點 (tETO)與實際開啟時間點(t0ff )之間的時間差。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于依賴于所述內(nèi)燃機的運行參數(shù)、 尤其依賴于有待通過所述閥門(100)噴射的理論量Oisoll)和/或燃料壓力(PiSt)、優(yōu)選借助于第一特性曲線(KFl)來獲得未經(jīng)修正的操控持續(xù)時間(ET)；以及借助于閉合延遲時間-修正值來修正所述未經(jīng)修正的操控持續(xù)時間(Ef)，所述閉合延遲時間-修正值依賴于所述實際閉合延遲時間(t2)來獲得。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于依賴于所述內(nèi)燃機的運行參數(shù)、尤其依賴于有待通過所述閥門(100)噴射的理論量Oisoll)和/或燃料壓力(PiSt)、優(yōu)選借助于第二特性曲線(KF2)來獲得理論閉合延遲時間(t2)；依賴于所述實際閉合延遲時間(t2ist) 與理論閉合延遲時間(t2*)之間的偏差來獲得閉合延遲時間-匹配值(t2adap)；以及依賴于所述內(nèi)燃機的運行參數(shù)、尤其依賴于所述理論量(Qsoll)和/或所述燃料壓力(pist)、及依賴于所述閉合延遲時間-匹配值(t2adap)來獲得所述閉合延遲時間-修正值(Δ t2)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述閉合延遲時間-修正值(At2)借助于優(yōu)選為適應(yīng)性的第三特性曲線(KF!3)來獲得，其中，在輸入側(cè)向所述第三特性曲線(KF3) 提供所述內(nèi)燃機的運行參數(shù)、尤其是所述理論量(Qsoll)和/或所述燃料壓力(pist)，并且其中，依賴于所述閉合延遲時間-匹配值(t2adap)來修改所述第三特性曲線(KF3)。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，周期性地和/或在存在至少一個預(yù)先給定的使能條件時進行a)對所述實際閉合延遲時間(t2ist)的獲得和/或b)所述閉合延遲時間-修正值(At2)的形成。
9.根據(jù)權(quán)利要求5至8之一所述的方法，其特征在于，將所述閉合延遲時間-修正值 (At2)從所述未經(jīng)修正的操控持續(xù)時間(Ef)中減掉。
10.一種用于驅(qū)動借助于執(zhí)行器(102、104)操作的閥門(100)、尤其是機動車內(nèi)燃機的噴射閥(100)的控制器(200)，其中利用以所述閥門(100)的期望的開啟持續(xù)時間(Top*)為特征的操控信號(I)，所述執(zhí)行器(102、104)是可操控的，其特征在于，以所述期望的開啟持續(xù)時間(Top*)為特征的所述操控信號(I)是依賴于閥門延遲時間(tll、t2)而可修正的，以便獲取經(jīng)修正的用于操控所述執(zhí)行器(102、104)的操控信號(Ikorr)，其中，所述閥門延遲時間(tll、t2)表示所述操控信號(I)與所述閥門(100)的至少一個部件、尤其是閥針(116)的運行狀態(tài)的實際變化之間的時間偏差。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的控制器000)，其特征在于，所述控制器被構(gòu)造為用于實施根據(jù)權(quán)利要求1至9之一所述的方法。
12.—種帶有程序代碼的計算機程序，當(dāng)所述計算機程序在計算機或者相應(yīng)的計算單元上、尤其是在根據(jù)權(quán)利要求10所述的控制器(200)中運行時用于執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1至 9之一所述的方法的所有步驟。
13.一種帶有程序代碼的計算機程序產(chǎn)品，其存儲在計算機可讀的數(shù)據(jù)載體上，當(dāng)所述計算機程序在計算機或者相應(yīng)的計算單元上、尤其是在根據(jù)權(quán)利要求10所述的控制器 (200)中運行時用于執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1至9之一所述的方法的所有步驟。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于驅(qū)動借助于執(zhí)行器(102、104)操作的閥門(100)、尤其是機動車內(nèi)燃機的噴射閥(100)的方法，其中利用以所述閥門(100)的期望的開啟持續(xù)時間(Top*)為特征的操控信號(I)來操控所述執(zhí)行器(102、104)。根據(jù)本發(fā)明，該以期望的開啟持續(xù)時間(Top*)為特征的操控信號(I)依賴于閥門延遲時間(t11、t2)得以修正，以便獲取經(jīng)修正的用于操控執(zhí)行器(102、104)的操控信號(Ikorr)，其中，所述閥門延遲時間(t11、t2)表示所述操控信號(I)與所述閥門(100)的至少一個部件、尤其是電磁執(zhí)行器的閥門元件(104)或者閥針(116)的運行狀態(tài)的實際變化之間的時間偏差。
文檔編號F02D41/20GK102498276SQ201080041304
公開日2012年6月13日 申請日期2010年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月18日
發(fā)明者E·富克斯, F·蘭德霍伊瑟爾, H·拉普, R·科貝爾, T·甘, T·貝克爾 申請人:羅伯特·博世有限公司