用于对电磁喷射器的喷射过程进行控制的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于对电磁喷射器(Magnetinjektor)的喷射过程进行控制的方法。
【背景技术】
[0002]电磁喷射器或螺形管喷射器(Solenoidinjektoren)是已知的，并且用在许多方面。常见的电磁喷射器包括一密封元件(也称为阀针或者喷射器针)，该密封元件与阀座共同作用并且可以释放和阻止流体的流动路径。以电磁的方式来操纵所述密封元件。为此，所述电磁喷射器包括一电枢，该电枢与所述密封元件相耦合。通过阀弹簧来将所述电枢并且由此将所述密封元件挤压到无电流的终端位置(“正常位置”、“零位”)中。在该终端位置中，所述流体的流动路径要么被阻止(NC)，要么被打开(NO)。
[0003]通过比如借助于所谓的主通电或者主操控对所述电磁线圈进行的通电(所谓的操控)来产生电磁力，所述电磁力使具有密封元件的电枢克服所述阀弹簧的力而运动。这又引起以下结果:在使用NC喷射器的情况中释放所述流体的流动或在使用NO喷射器的情况中阻止所述流体的流动。
[0004]如果结束对于所述电磁喷射器的通电，那么就形成磁场，所述磁场将电枢保持在所述电磁喷射器的被操纵的位置中。此后对磁场进行抑制的阀弹簧的力占优势。这种力如此作用到所述电枢上，使得所述电枢远离所述电磁线圈运动。这又使得所述阀转换到未被操纵的终端位置中。
[0005]在此不仅在通电的开始与所述电枢的运动之间而且在所述通电的结束与所述电枢到达终端位置之间都出现延迟时间。所述电枢的精确的打开时刻和关闭时刻在此很难确定。这些延迟时间可能导致从所述电磁喷射器中流过的流体的量发生变化。
[0006]从DE 10 2007 045 575 Al中得知一种用于电磁喷射器的操控方法，对于该操控方法来说设置了在打开之前的预处理以及在关闭之后的逆流式消弧(Gegenstroml5schung)0
[0007]值得追求的是，提供一种用于电磁喷射器的通电方案，用该通电方案可以较精确地调节流经电磁喷射器的流量。
【发明内容】
[0008]按照本发明，建议一种具有权利要求1的特征的、用于对电磁喷射器的喷射过程进行控制的方法。有利的设计方案是从属权利要求的及以下说明的主题。
[0009]在按本发明的、用于对电磁喷射器的喷射过程进行控制的方法中，其中所述电磁喷射器具有用于将该电磁喷射器打开和关闭的线圈，在用于打开所述电磁喷射器的打开阶段中向所述线圈施加第一电流。在所谓的空转阶段中将所述线圈短路。在消弧阶段中为了关闭所述电磁喷射器而向所述线圈施加第二电流。所述第二电流在此具有与所述第一电流相反的方向。
[0010]本发明提供了一种尤其是用于直接转换的电磁喷射器的操控方法，用该操控方法可以特别快地操纵这些电磁喷射器。可以非常精确地调节流经所述电磁喷射器的流量。此夕卜，可以确定所述电磁嗔射器的实际打开时刻和关闭时刻，这进一步提尚了精确性。嗔射量控制变得更加精确，内燃机的燃烧特性变得更好并且更加对环境无害。
[0011]在打开阶段中，在所述线圈中通过所述第一电流产生第一磁场。由此在所述线圈中的磁力如此增大，从而将所述电枢从所座中、也就是从终端位置中提起来。在达到所述电枢的全升程之后，仅仅需要更小的保持电流，用于维持所述电枢升程。为此在空转阶段中将所述线圈短路，由此，所述线圈中的电流缓慢地减小。该减小的电流足以用于维持所述电枢升程，从而所述电磁喷射器在所述空转阶段中保持打开的状态。空转阶段的设置由于在那里所需的较大的磁力以及具有缓慢的电流减小的线圈的相应地较大的电感而尤其适合于直接转换的喷射器，对于所述直接转换的喷射器来说，阀针直接克服燃料压力来工作(也就是说在没有伺服阀功能的情况下工作)。
[0012]为了关闭所述阀设置了消弧阶段(L&chphase)，在该消弧阶段中通过所谓的逆流式消弧如此减弱在所述线圈中存在的剩余磁场，使得磁力小于由液压力和弹力构成的总和。所述电枢又运动到其终端位置中并且所述电磁喷射器被关闭。在所述消弧阶段中，由此借助于逆流式消弧、也就是借助于反向极化的第二电流来主动地消除在所述线圈中存在的磁场能量。因此，将所述逆流式消弧用于主动地关闭所述电磁喷射器。
[0013]在此有利地如此选择所述消弧阶段的持续时间，使得通过所述第二电流产生的第二磁场仅仅为减弱第一磁场作贡献。通常应该避免:将所述消弧阶段的持续时间选择得过长并且通过所述第二磁场又在所述电枢与所述线圈之间出现磁性的吸引力并且产生新的电枢升程。
[0014]通过消弧阶段来减少在所述电磁喷射器的理论上的关闭时刻与实际关闭时刻之间的延迟时间(转换时间)。在所述理论上的关闭时刻开始关闭所述电磁喷射器。在无消弧阶段进行传统的操控时，在理论上的关闭时刻切断所施加的电流。只有在一定的、受到磁场减弱和电枢运动的影响的延迟时间之后，所述电枢才到达其终端位置，并且所述喷射器在实际上被关闭。在按本发明的操控的情况下，在理论上的关闭时刻施加所述第二电流。按照本发明通过所述第二电流来主动地减弱磁场，由此所述电磁喷射器在短得多的延迟时间之后关闭。通过按本发明的操控，由此可以更加精确地调节所述喷射量并且提高不同喷射过程的喷射量的稳定性。此外，在喷射过程的消弧阶段中已经为接下来的喷射过程将执行机构又复位到原始状态中。
[0015]有利地在空转阶段中从在短路期间流过线圈的电流的时间曲线中确定所述电磁喷射器的实际打开时刻。所述电枢的运动在所述线圈中通过感应引起第一感应电流。因为所述线圈在空转阶段中短路，所以可以确定该第一感应电流。所述第一感应电流是打开电磁喷射器的明确的表征的特征并且是关于所述电磁喷射器的实际打开时刻的尺度。通过对于所述电磁喷射器的打开时刻的精确的探测，来知道所述喷射过程的精确的开始。
[0016]优选在消弧阶段中从第二感应电流中确定所述电磁喷射器的实际关闭时刻。与在所述电磁喷射器打开时所述电枢的运动相类似，在通过所述电枢的运动关闭所述电磁喷射器时在所述线圈中也通过感应引起第二感应电流。一旦结束所述消弧阶段，则可以在所述线圈短路的情况下确定因所述电枢的运动而感应引起的第二感应电流。如果在消弧阶段之后所述线圈没有短路，则可以确定相应的感应电压。所述第二感应电流或所述感应电压是关闭电磁喷射器的明确的表征的特征并且是关于所述电磁喷射器的实际关闭时刻的尺度。所述电磁喷射器的精确的并且能够再现的关闭以及对于所述关闭时刻的精确的探测能够通过在所述消弧阶段中借助于逆流式消弧来按照本发明主动地消除来自所述线圈的磁场能量这种方式得到实现。
[0017]有利地根据实际打开时刻和/或实际关闭时刻来调节通过所述电磁喷射器朝内燃机的燃烧室中进行喷射的喷射过程的持续时间。通过对于所述实际打开时刻或实际关闭时刻的精确的探测，可以精确地确定所述喷射过程的持续时间并且由此确定所述喷射量。所述实际的打开时刻和所述实际的关闭时刻可以比如在闭环校正的过程中用作调节机构的输入参量。在此比如对所述喷射过程的持续时间并且由此对所述喷射量进行调节，方法是:通过调整操控参数来使所述喷射过程的持续时间的特定的实际值与额定值相适应。作为操控参数，比如可以使用各电流的电流强度值或者各电压的电压值。此外，也可以调节所述实际打开时刻和/或所述实际关闭时刻。
[0018]在本发明的一种优选的设计方案中，所述第一电流通过预处理电压(Vorkondit1nierungsspannung)、增压电压(Boostspannung)和吸引电压(Anzugspannung)来产生。所述打开阶段在此划分为三个阶段，也就是划分为:预处理阶段、增压阶段和吸引阶段。在所述三个阶段中的每个阶段中，所述第一电流在此具有不同的电流强度和表征的时间曲线。
[0019]在预处理阶段中，将所述预处理电压施加到所述线圈上。所述电流在此比较缓慢地增大并且形成磁场。但是，电流强度值或作用于电枢的磁力不足以用于使所述电枢运动。执行机构在一定程度上“被预紧”。通过所述执行机构的“预紧”，可以减小在理论上的打开时刻与实际打开时刻之间的延迟时间，因为已经形成较弱的磁场，为了打开仅仅还必须增强所述较弱的磁场。
[0020]随后，在增压阶段中，将增压电压施加到所述线圈上，所述增压电压在量方面拥有比所述预处理电压更大的电压值。电流强度在此比较快地一直增大到最大值。磁力如此增大，使得所述电枢被从座中提升出来。在所述增压阶段中，在所述电枢上需要最大的力，因为必须克服在阀针上的压差，用于打开所述电磁喷射器。
[0021]预处理阶段与增压阶段之间的共同作用由此一方面减小了所述电磁喷射器的延迟时间或响应时间，也就是在所述增压电压的施加时刻与所述电磁喷射器的实际打开时刻之间的时间。另一方面降低了为了打开所述电磁喷射器所需要的能量需求。
[0022]比如可以根据轨压(Raildruck)、车载电源(Bordspannung)、电磁喷射器温度和/或线圈温度来调节所述