操控尤其外源点火的内燃机的喷射阀的方法和线路装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及按相应的独立权利要求的前序部分所述的、用于对尤其是外源点火的 内燃机的喷射阀进行操控的一种方法和一种线路装置。
【背景技术】
[0002] 对于机动车的汽油机来说，在燃料的进气管喷射的领域中多数使用成本低廉的磁 阀，其中喷射压力大约为几bar。对于操控的持续时间来说，在时间上同步的情况下将电源 电压、通常机动车的车用电路电压加载到相应的喷射阀的电磁线圈上，由此打开所述阀并 且释放喷射过程。在操控持续时间结束时，将所述电磁线圈与所述电源电压分开。从所述 电磁线圈中穿过的磁场借助于用作"保护性二极管"的、产生负的线圈电压(所谓的"淬灭电 压"）的齐纳尔二极管来快速地降低，由此又将由弹簧预紧的磁阀置于原始位置中并且结束 喷射过程。
[0003] 所述磁阀以本身熟知的方式借助于由所述电磁线圈驱动的电枢以及由所述电枢 驱动的阀针来工作，所述阀针在所述原始位置中具有密封座。在到达所述阀针的两个最终 位置时，所述电枢和所述阀针相应地引起高频的噪声污染，所述噪声污染比如被车辆驾驶 员感觉到降低舒适性。
[0004] 这种噪声污染的降低可以通过制动脉冲的产生来进行，其中在打开的情况下在所 述电枢到达其升程止挡处（Hubanschlag)之前短时间中断所述操控过程，由此流经所述电 磁线圈的电流以及由此磁力短暂地下降。相反，在关闭的情况中，在所述阀针到达其密封座 之前可以中断短暂的、附加的操控脉冲。
[0005] 这样的制动器的作用强烈地取决于对于所提到的制动脉冲的操控的、时间上的精 度并且取决于车用电路电压或者电池电压的大小、燃料温度或者电磁线圈温度。所述阀针 的运动此外比如在取决于关闭弹力或者阀升程的情况下经受取决于样本的偏差。如果错误 地或者不精确地操控制动脉冲的时间上的位置和持续时间，那就可能出现喷射中断或者额 外的喷射，这对机动车的行驶性能以及内燃机的由燃烧引起的有害物质排放有着巨大的影 响。
【发明内容】
[0006] 作为本发明的出发点，利用以下情况：如此设计这里有关的喷射阀，使得其也在操 控电压低于13V的常见的车用电路电压(下面也被称为"电池电压"或者"电源电压"）时比 如在大约10V时还具有完全的功能可靠性。本发明以特殊的认识为基础：在打开开头所描 述的磁阀时通过所述电枢的碰撞产生的噪声随着变小的操控电压尤其在作为最小电压来 规定的阀供给电压的运行中显著地降低。
[0007] 按照所述按本发明的、用于对这里相关的喷射阀进行操控的方法，至少在所述喷 射阀的打开阶段中用比车用电路电压低的、有效的操控电压值并且更确切地说通过时间上 的同步用特定的占空比来进行所述操控过程。这样的同步比如可以借助于开关元件、比如 晶体管或者MOSFETs(金属氧化物半导体场效应晶体管)来提供。所述操控电压的有效的电 压值由此优选处于所提到的最小电压的范围内，对于所述最小电压来说依然保证所述喷射 功能。在使用磁阀的情况下，所提到的打开阶段代表着所述电枢的吸引阶段。尤其一直同 步地运行所述用于对喷射阀进行操控的开关元件，直至所述喷射阀完全打开或者关闭。在 使用磁阀的情况下，一直进行同步，直至所述磁阀的电枢已经到达其升程止挡处。而后可以 在剩余的操控持续时间里持久导电地接通所述开关元件。
[0008] 所述按本发明的、比较容易地构成的并且因此能够成本低廉地实现的、用于相应 地对这里相关的喷射阀进行操控的线路装置，包括用于相应地在时间上受控制地、同步地 对至少一个喷射阀进行操控的机构。
[0009] 本发明能够以所定义的并且因此可靠的方式以显著降低的、由于所提到的开关噪 声引起的噪声污染、但是在没有麻烦的并且易于出错的、比如为了给所提到的制动脉冲设 定参数而需要的应用算法的情况下打开并且关闭这里有关的喷射阀。所述按本发明的方法 和所述线路装置不仅相对于外部的参数的、开头所提到的波动而且相对于所述阀的所提到 的样本偏差都比较稳健。本发明也没有要求附加的开销或者要求仅仅较小的测量技术的开 销。除此以外，显著地降低打开时刻的以及由此喷射量的、相对于车用电路电压或者电源电 压的敏感性，从而要么可以显著地简化要么甚至完全可以取消与此相关的补偿算法。
[0010] 可以如此设计所述按本发明的方法，从而在对于所述喷射阀的操控开始之后首先 在优选根据经验预先给定的时间间隔中持久导电地接通所述开关元件，并且仅仅在这个时 间间隔结束之后才同步地运行所述开关元件。在此可以如此选择所述时间间隔的持续时 间，使得所述喷射阀在所述时间间隔里关闭。
[0011] 作为对于所述至少一个喷射阀的、所提到的、在时间上同步的操控的补充，可以降 低开头所提到的淬灭电压的水平，借助于所述淬灭电压在打开的操控过程结束时尽快地减 小所述磁力。在优选的设计方案中，在此将所述淬灭电压降低到数值零。
[0012] 在使用通过电磁线圈驱动的喷射阀的情况下可以如此构成所述按本发明的线路 装置，从而通过以下方式来调节所述开关元件的开关状态：借助于低通滤波器来使加载在 所述电磁线圈上的电压滑顺并且将所滑顺的数值调节到额定值。
[0013] 本发明尤其在操控机动车的、外源点火的内燃机(汽油机）的进气管喷射阀时可以 用其中所描述的优点加以使用。不过，原则上本发明也可以用在其它使用内燃机的领域中， 只要所述内燃机具有喷射阀，所述喷射阀拥有阀针或者类似器件，通过所述阀针及类似器 件的运动产生所描述的噪声污染。
[0014] 本发明的其它优点和设计方案从说明书和附图中获得。
[0015] 不言而喻，前面所提到的和下面还要解释的特征不仅能够在相应所说明的组合中 使用，而且也能够在其它组合中或者单独地使用，而不离开本发明的范围。
【附图说明】
[0016] 图1是按照现有技术的、用于对四个进气管-喷射阀进行操控的输出级的线路装 置，对于该线路装置来说可以使用所述按本发明的方法； 图2是在进行按本发明的操控时在汽油机的喷射阀的电磁线圈上的电压曲线； 图3是所述按本发明的线路装置的第一种实施例，在该实施例中给在图1中示出的输 出级扩充了一个测量低通滤波器，该测量低通滤波器作为调节量提供电压UTP; 图4是在滞后带（Hystereseband)中进行按本发明的电压调节的情况下在按照图3的 线路装置上所测量的、加载在喷射阀的电磁线圈上的电压曲线； 图5是所述按本发明的线路装置的第二种实施例，在该第二种实施例中所述在图1中 示出的输出级额外地具有晶体管和自振荡二极管； 图6是在使附加的晶体管同步的情况下在按照图5的线路装置上所测量的、加载在喷 射阀的电磁线圈上的电压曲线； 图7是和在图6中相类似的、但是在滞后带中进行电压调节的情况中的电压曲线； 图8是所述按本发明的线路装置的第三种实施例，在该第三种实施例中所述在图1中 示出的输出级额外地具有线性的电压调节器；并且 图9是所述按本发明的线路装置的第四种实施例，在该第四种实施例中所述在图5中 示出的输出级额外地具有线性的电压调节器。
【具体实施方式】
[0017] 输出级的、在图1中示出的线路装置在当前的实施例中用于操控四个进气管-喷 射阀。不言而喻，本发明不取决于所述喷射阀的精确的数目。所述喷射阀是磁阀，也就是 说它们由电磁线圈100、105、