专利名称：用于运行至少一个压电制动器的末级的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于运行至少一个压电制动器的末级的方法、一种用于运行至少一个压电制动器的末级的装置、一种计算机程序和一种计算机程序产品。
背景技术：
在用于所谓的存储喷射或共轨或者CR压电系统(DS)和汽油直喷或BDE压电系统 (GS)(所述压电系统包括用于对气缸加载的压电制动器)的控制设备中，基于由系统决定的要求在充电或放电过程结束时的不同时刻关断气缸选择。在BDE压电系统中，准确地在充电或放电时间结束后关断气缸选择。这与在该时刻在压电末级的传输电感中是否仍存在能量无关地进行。在CR压电系统中，在达到由充电时的时间和放电时的电压确定的关断标准之后，在传输电感中几乎不再存在能量时才关断气缸选择。对于BDE压电系统，通常在控制时设置向压电制动器上线性地施加电荷。为此在达到关断标准(例如充电时间)后立即关断气缸选择，但这对于遵守控制设备的末级的电磁兼容性(EMV)方面的要求而言是不利的。从文献DE 10 2007 014 3 中已知用于对容性元件进行充电的方法和装置。
发明内容
本发明涉及一种用于运行至少一个压电制动器的末级的方法，所述压电制动器被分配给气缸并且被构造用于驱动该气缸的阀元件。在所述方法中，在运行阶段期间，在流过压电制动器的电流低于额定电流时检验低于的时刻位于时间窗以外还是以内。根据所述时刻在其位置和/或其开始方面是否位于通常定义的时间窗以内，提供针对运行阶段结束的标准。如果所述时刻位于时间窗以外，则继续所述运行阶段并且通过额定电流控制随后的电流脉冲。如果所述时刻位于所述时间窗以内，则替代地通过接通时间来控制随后的电流脉冲。在此情形中，结束当前运行阶段，从而可以开始新的运行阶段，在所述新的运行阶段中通常提供新的额定电流。电流脉冲的数量当然取决于所选择的工作点。与何时结束运行阶段无关地，利用电流向压电制动器线性地施加电荷。如果所述时刻位于时间窗以内并且在低于零电流极限时结束通常时间控制的电流脉冲，则也可以关断反馈信号。此外，与所述反馈信号类似地切换气缸选择开关。在此，也可以中断多个时间控制的电流脉冲，这些电流脉冲的数量可以被定义为固定的。此外，在随后的运行阶段中， 向分配给另一气缸的另一压电制动器通电。时间窗通常位于运行阶段的运行时间的结束处。时间窗根据运行阶段的长度具有 0至25 μ s的长度。接通时间在一个变型方案中取决于通过低于时间窗的时刻和时间窗的结束或者时间窗通常结束时的时刻确定的时间间隔。时间窗的长度通过串行外围接口被预给定给可以设置在控制设备内的专用集成电路。对于被构造为对压电制动器进行充电的充电阶段的运行阶段和/或对于被构造为对压电制动器进行放电的放电阶段的运行阶段，可以执行所述方法。此外，本发明涉及一种用于运行至少一个压电制动器的末级的装置。在此，所述装置被构造用于在末级的运行阶段期间测量提供给压电制动器的电流以及检验在哪个时刻电流低于额定电流和所述时刻位于时间窗以外还是以内。所述装置还被构造用于，如果所述时刻位于时间窗以外，则继续所述运行阶段并且通过额定电流来控制随后的电流脉冲。 此外，所述装置被构造用于，如果所述时刻位于时间窗以内，则替代地通过接通时间来控制随后的电流脉冲。所述装置可以具有至少一个用于测量电流的测量模块、至少一个用于检验所述时刻位于窗以内还是窗以外的检验模块以及至少一个用于电流控制地或者时间控制地切换电流并且因此切换电流脉冲的开关模块。所述装置被构造用于执行所提出方法的全部步骤。在此，所述方法的各个步骤也可以由所述装置的各个模块执行。此外，所述装置的功能或者所述装置的各个模块的功能可以转化为所述方法的步骤。此外，所述方法的步骤也可以实现为所述装置的各个模块的功能或者整个装置的功能。本发明还涉及一种具有程序代码段(Programmcodemittel)的计算机程序，用于当在计算机上或者在尤其是根据本发明装置中的相应计算单元上实施所述计算机程序时执行所述方法的所有步骤。根据本发明的具有存储在计算机可读的数据载体上的程序代码段的计算机程序产品被构造用于当在计算机上或者在尤其是根据本发明装置中的相应计算单元上实施所述计算机程序时执行所述方法的所有步骤。通过本发明组合了在存储喷射压电系统(DS)和汽油直喷压电系统(GS)中使用的处理方式，从而可以将气缸定时或者时间控制转用于利用压电制动器加载内燃机的气缸。 在此，尤其是可以提供将电荷线性地施加到压电制动器上，而不会在此由于压电制动器的例如构造为扼流装置的传输电感中的高剩余能量在电磁兼容性方面负面地影响性能。在所述方法的一个实施方式中，在至少一个可以是充电阶段和/或放电阶段的运行阶段期间，在每次低于额定电流Is。n的电流极限时检验所述时刻是否位于定义的时间窗“T_Fenster”内。所述时间窗通常位于充电或放电阶段的结束处并且通过串行外围接口(SPI)被预给定给末级的专用集成电路(ASIC，Application Specific Integrated Circuit (专用集成电路))。所述窗对于其长度例如可以具有0至25 μ s范围内的值，这通常相应于一般可以持续100 μ s…200 μ s之间的运行循环周期的整个长度的大约10%、 最多直到25%。通常，设置用于压电制动器的电流具有在很大程度上锯齿状的形状，从而电流在所述运行阶段之一期间可以必要时多次低于额定电流Is。n的极限，直到达到低于额定电流的时刻位于时间窗以内。如果在检验时刻仍未达到时间窗，则如之前实施的那样通过额定电流Is。n控制随后的电流脉冲。一旦检验时刻位于时间窗以内，则通过接通时间来控制随后的电流脉冲。接通时间尤其是取决于由开始低于额定电流Is。n的电流极限的时刻直到延续到时间窗结束 (这同时也相应于充电或放电边沿的结束)的持续时间。低于额定电流Is。n的时刻离时间窗 “T_Fenster”的结束越远，则接通时间越长，从而接通时间可以与所述持续时间成比例。通过该措施可以得出以更长或更短的充电时间或放电时间来调整压电制动器上的相应更多或更少的电荷，并且同时类似于反馈信号地总是在用于加载压电制动器的传输电感或扼流装置中具有定义的少的剩余能量时才关断气缸选择开关。在用于存储喷射压电系统的迄今为止的解决方案中，根据确定充电或放电时间的结束的时刻和电流变化过程、 通常根据低于额定电流Is。n并且仍未低于零电流极限的时刻得出所谓的停机时刻，在所述停机时刻期间不改变在之前的工作点时所施加的电荷，尽管延长或缩短了充电或放电时间。这导致充电或放电时间与所施加的或所引出的电荷之间的非线性关系。所述方法例如在用于DGS压电末级的电路(ASIC)中实现并且还用在存储喷射装置的所有DS压电设备和汽油直喷装置的GS压电设备中。本发明的其他优点和扩展方案从具体实施方式
和附图中得出。应当理解，以上所述的和以下仍需说明的特征不仅可用于分别说明的组合中而且也可用于其他组合和单独情况中，而不脱离本发明的范围。
图1以示意图示出具有在存储喷射压电装置(DS)运行时出现的运行参数的图表。图2以示意图示出具有在汽油直喷压电装置(GS)运行时得出的运行参数的图表。图3示出在将根据本发明方法的实施方式转换用于根据本发明装置的实施方式时得出的运行参数的图表。图4以示意图示出根据本发明的装置的实施方式。
具体实施例方式本发明根据实施方式在附图中示意性示出，并且以下参照附图详细描述本发明。关联地并且综合地描述附图，相同的附图标记表示相同的部件。图1以示意图关于额定电流4和零电流极限6示出具有针对存储喷射压电装置 (具有罗伯特博世有限责任公司的PCP2的CY 372)的示例的运行参数的图表，该图表对于电流2具有多个彼此重叠的曲线，这些曲线的最后的电流脉冲不同。此外，在图1中分别示出了反馈信号8和控制信号10的多个曲线。控制信号10可以具有不同的长度，其在图1 中的图表内通过对于控制信号10的可能结束12的不同虚线表示。在此，如果控制信号10 位于值1上，则向压电制动器提供电流2，在这种情况下相应的反馈信号8位于值0上。反馈信号8和控制信号10的方向也可以反过来。在此，反馈信号8是“低有效的”，这意味着， 当反馈信号8具有值0时其是有效的，而当反馈信号8具有值1时其使无效的。相反，控制信号10是“高有效的”，因此当控制信号10具有值1时其是有效的，而当控制信号10具有值0时其使无效的。随着控制信号10的下降边沿，充电阶段或者放电阶段并不立即结束。 仍执行最后的电流脉冲，直到低于零电流极限6为止，并且因此反馈信号8输出上升边沿。 由反馈信号8向控制器提供反馈。控制信号10定义运行阶段——通常充电阶段和/或放电阶段——的持续时间。反馈信号8向控制设备(控制器)反馈实际的持续时间。通过该措施，促进了电磁兼容性方面的特性，因为在电流2已经低于零电流极限6 并且因此已经几乎达到值0时才关断反馈信号8并且因此也关断气缸选择开关。此外，充电或放电时间与所施加或所引出的电荷之间的非线性关系由在最后的电流脉冲中低于额定电流4 Is。u并且还没有达到零电流极限6期间的停机时刻给出。停机时间的条件是低于额定电流4 13()11并且还没有低于零电流极限。在一些具有不同结束12的通过虚线表示的控制信号10中，电流变化过程不改变，也就是说，在这里不发生电荷变化。图2以示意图示出具有针对汽油直喷压电装置(GS压电末级和CJ 870)的示例的运行参数的图表，该图表具有关于额定电流42 Isoll的电流变化过程以及反馈信号44和控制信号46的曲线，其中如果控制信号46位于水平1上，则向压电制动器充电，并且其中如果控制信号46位于水平0上，则不进行充电。在这里示出的控制信号46在相同的时刻开始并且在不同的时刻结束。如果控制信号的曲线具有值1或0，则相对应的反馈信号44具有值0或1。在该图表中，表示出了反馈信号44的不同断开时刻48。在此，得到根据充电或放电时间的线性的电荷施加。在达到充电或放电时间之后在断开时刻48立即将反馈信号44置为非有效并且同时断开气缸选择开关。根据关断时刻， 在传输电感中仍可以存在剩余能量。这导致分配给喷射器的压电制动器的高边线路上的电压跳变，这对电磁兼容性造成不利影响。图3以示意图示出用于转换气缸的气缸定时或时间控制的根据本发明方法的可能实施方式的图表。在图3中的图表中重叠地示出了电压制动器的电流80关于额定电流Is。n 82和零电流极限84的在此情况下为脉冲式或节拍式变化过程的多个曲线。在此在该图表中，在第一过程(短控制信号88)时对于电流80的变化过程表示出五个电流脉冲101、102、103、104、 105，各个变化过程在电流脉冲105的长度方面不同(这由不同长度的接通时间控制接通时间随着控制信号88的长度增加而增加)。一旦电流脉冲105的检验时间93落到时间窗以外，则添加附加的电流脉冲106。在这里，这些过程现在由于最后的电流脉冲106而不同。 一旦电流脉冲106落到时间窗以外，则重复前面的过程添加另一电流脉冲。这一直重复， 直到控制信号结束该过程并且最后的时间控制的电流脉冲结束。电流脉冲的数量取决于控制信号88的长度和额定电流极限82。此外，图3中的图表包括反馈信号86和控制信号88的曲线。在此，一个控制信号 88分别对应于一个反馈信号86和一个电流80。如果控制信号88具有值1，则相对应的反馈信号86具有值0。如果反馈信号86具有值1，则相对应的控制信号88具有值0。反馈信号86和控制信号88的方向也可以反过来。在这里，反馈信号86是“低有效的”，这意味着 当反馈信号86具有值0时其是有效的而当反馈信号具有值1值其是无效的。相反，控制信号88是“高有效的”，因此当控制信号88具有值1时其是有效的，而当控制信号具有值0时其是无效的。此外，在图3中的图表中示出在不同的时刻开始的时间窗90(T_FenSter)，其中这些示出的时间窗90中分别仅仅有一个是有效的。在该图表中，相互重叠地示出时间窗 90的多个充电边沿。每个充电边沿具有一个时间窗90和不同长度的边沿持续时间。对于在这里为脉冲式或节拍式的电流变化过程80而言，在可以是压电制动器的充电和/或放电阶段的运行阶段期间，在多个时刻92、93、94低于额定电流Istjll 82。在每次低于额定电流Is。n 82时，检验所述时刻是否位于对于所述过程预给定的、具有通过第一双箭头96所表示的长度的时间窗90内。此外，通过第二双箭头98表示一时间间隔，由该时间间隔确定时间控制的电流脉冲的接通时间。在第一过程(五个电流脉冲，无电流脉冲106)中，前三个电流脉冲101、102、103在时间窗90外的前三个时刻92中的一个时低于额定电流82。在这些情形中，通过电流调节至额定电流Is。n 82来提供随后的第四电流脉冲104。该第四电流脉冲104在位于时间窗 90 (T_FenSter)内的第四时刻93低于额定电流Is。n 82，在此情形中时间控制地附加随后的第五电流脉冲105。对于该第五电流脉冲105，不再进行检验。在系统时钟是8 MHz时， 接通时间的分辨率是125 Hs。 在图4中示出根据本发明装置120的一个实施方式。该装置包括电流源122、构造为安培计的测量模块124、检验模块1 和开关模块128。在运行压电制动器130时，由电流源122向压电制动器提供电流。在可能是压电制动器的充电阶段和/或放电阶段的当前运行阶段中，通过测量模块1 测量所提供的电流的值并且将所测量的值提供给检验模块 126。通过该检验模块1 检验电流是否低于额定电流并且低于的时刻位于预给定的时间窗以外还是以内。根据低于的时刻位于时间窗以外还是以内，如果所述时刻位于时间窗以内，则附加时间控制的电流脉冲并且随后结束当前的运行阶段。此外，如果所述时刻位于时间窗以外，则通过额定电流控制所述电流并且因此控制随后的电流脉冲。在此情形中，继续当前的运行阶段。
权利要求
1.一种用于运行至少一个压电制动器(130)的末级的方法，其中在运行阶段期间在所述压电制动器(130)的电流(80)低于额定电流(82)时检验所述低于的时刻(92，93，94)位于时间窗(90)以外还是以内，其中如果所述时刻(92，93，94)位于时间窗(90)以外，则通过所述额定电流(82)控制随后的电流脉冲(101，102，103，104，105，106)，并且其中如果所述时刻(92，93，94)位于时间窗(90)以内，则通过接通时间控制随后的电流脉冲(101，102， 103，104，105，106)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中利用电流(80)线性地向所述压电制动器(130)施加电荷。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中如果所述时刻(92，93，94)位于所述时间窗 (90)以内并且在低于零电流极限(84)时结束时间控制的电流脉冲(101，102，103，104， 105，106)，则关断反馈信号(86)并且类似地关断气缸选择开关，其中也能够中断多个时间控制的电流脉冲，所述电流脉冲的数量被定义为固定的。
4.根据以上权利要求之一所述的方法，其中所述时间窗(90)位于所述运行阶段的运行时间的结束处。
5.根据以上权利要求之一所述的方法，其中所述接通时间取决于由低于所述额定电流 (82)的时刻(92，93，94)和所述时间窗(90)的结束确定的时间间隔(98)。
6.根据以上权利要求之一所述的方法，其中通过串行外围接口向专用集成电路预给定所述时间窗(90)的长度。
7.根据以上权利要求之一所述的方法，所述方法被执行用于被构造为充电阶段的运行阶段和/或用于被构造为放电阶段的运行阶段。
8.一种用于运行至少一个压电制动器(130)的末级的装置，该装置被构造用于，在所述末级的运行阶段期间测量所述压电制动器(130)的电流(80)并且检验在哪个时刻(92， 93，94)所述电流(80)低于额定电流(82)以及所述时刻(92，93，94)位于时间窗(90)以外还是以内，其中所述装置被构造用于，如果所述时刻(92，93，94)位于所述时间窗(90)以外， 则通过所述额定电流(82)控制随后的电流脉冲(101，102，103，104，105)，并且如果所述时刻(92，93，94)位于所述时间窗(90 )以内，则通过接通时间控制随后的电流脉冲(101，102， 103，104，105)。
9.一种具有程序代码段的计算机程序，用于当在计算机上或者在尤其是根据权利要求 8所述的装置(120)中的相应计算单元上实施所述计算机程序时执行根据权利要求1至7 之一所述的方法的所有步骤。
10.一种具有存储在计算机可读的数据载体上的程序代码段的计算机程序产品，用于当在计算机上或者在尤其是根据权利要求8所述的装置(120)中的相应计算单元上实施所述计算机程序时执行根据权利要求1至7之一所述的方法的所有步骤。
全文摘要
本发明涉及一种用于运行至少一个压电制动器的末级的方法，其中在运行阶段期间在所述压电制动器的电流(80)低于额定电流(82)时检验所述低于的时刻位于时间窗(90)以外还是以内，其中如果所述时刻(92，93，94)位于所述时间窗(90)以外，则通过所述额定电流(82)控制随后的电流脉冲，并且其中如果所述时刻位于所述时间窗(90)以内，则通过接通时间控制所述随后的电流脉冲。本发明还涉及一种用于运行压电制动器的末级的装置、一种计算机程序和一种计算机程序产品。
文档编号F02D41/20GK102325984SQ201080008661
公开日2012年1月18日 申请日期2010年1月5日 优先权日2009年2月23日
发明者格拉夫 M., 富赫斯 S. 申请人:罗伯特·博世有限公司