[發明專利]操控噴油閥的電路布置

有效

• 申請號: 201080001937.0
• 申請日: 2010-01-18
• 公開（公告）號: CN102076946A
• 公開（公告）日: 2011-05-25
• 發明（設計）人: G.維雷爾
• 申請（專利權）人: 歐陸汽車有限責任公司
• 主分類號: F02D41/20
• 分類號: F02D41/20
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 張濤;盧江

技術領域

本發明涉及一種用于操控內燃機的至少一個噴油閥、尤其是磁力噴油閥的電路布置。

背景技術

為了達到最佳的燃燒過程，必須在預先規定的精確時刻迅速打開、隨后保持打開并然后閉合內燃機的噴油閥，即所謂的SDI閥。除了準確地和迅速地打開之外，每個脈沖燃料的最小和最大噴油量、以及最小和最大噴油量的互相之間的比例（所謂的擴展度（Spreizung））是相關的。在相繼跟隨的脈沖的情況下，還必須可以以高的精度實現可再現的噴油量。

最小可能的噴油量與燃料的靜流量以及可調節的燃料壓力范圍一起，限定了噴油量的可能的擴展度，并因此限定了在給定的最小量時—例如在空載運行中—的最大可能的功率或轉速。最小噴油量的降低使得尤其是在接近點火時刻實現噴油的這種噴油策略中能夠進行多次噴油。由此可以以有利的方式積極地影響排放性能。因此在平均負荷和高負荷的情況下可以避免炭黑。同樣可以通過對于催化器加熱所優化的噴油策略來改善催化器的響應性能。

通過采用對分配給噴油閥的汽缸線圈施加電流的預先規定的電流分布（Stromprofil）來進行對噴油閥的精確操控。為了打開閥，給汽缸線圈施加高的電流。為了將閥保持打開和使損耗功率最小化，用較小的電流將閥保持打開。在關斷電流并且在汽缸線圈中該電流盡可能迅速衰減之后，通過將在靜止狀態下的閥保持閉合的彈簧力來閉合該閥。按照閥的結構方式，可以由燃料壓力來輔助彈簧力。

為了減少最小的噴油量和噴油時間，必須盡可能迅速地實施閉合過程。為了不必提高在打開過程期間要克服的彈簧力，公知有用于有源閉合閥的解決方案。這些解決方案以“Rapid?Injector?Closing（迅速閥閉合）”（RIC）的名稱公知。在該方法中，在閥閉合過程期間，在汽缸線圈中短時間建立反向電流，以便將閥壓緊。

圖1中示出一種從現有技術中公知的用于操控兩個噴油閥的電路布置。給兩個噴油閥分別分配一個汽缸線圈L1，L2，這些汽缸線圈L1，L2可以用其第一線圈接頭SP1（L1），SP1（L2）互相連接，并可以分別通過一個可控制的半導體開關元件T2，T9與電源電位接頭VP2或電源電位接頭VP3相連接。在電源電位接頭VP2上施加有70?V的電源電壓，該電源電壓通過沒有示出的DC/DC轉換器從12?V的車載電壓中生成，并在兩個方向上實現迅速的電流建立。車載電壓（12?V）直接施加在電源電位接頭VP3上。汽缸線圈L1，L2以其第二線圈接頭SP2（L1），SP2（L2）分別通過可控制的半導體開關元件T1或T5與參考電位接頭BP耦合。通過操控半導體開關元件T1，T5中的一個來進行選擇，在給定的時刻應該操作汽缸線圈中的哪一個，并因此應該操作哪一個噴油元件。通過以導通方式連接相應的半導體開關元件T1，T5，而以截止方式連接另一個半導體開關元件，來進行選擇。通過借助半導體開關元件T2，T9之一的脈沖寬度調制來對流過所選出的汽缸線圈L1，L2的電流高度進行調節。

在噴油閥的打開過程期間，通過半導體開關元件T2，將位于電源電位接頭VP2上的70?V的工作電壓施加在所選出的噴油閥的第一線圈接頭SP1（L1）或SP1（L2）上。為了生成足夠高的電流和陡峭的電流上升需要高的電壓，以便在短的時間內可以克服噴油閥的閥力和慣性。在完全打開噴油閥之后，正如開始時所闡述的那樣，僅僅需要較小的電流，使得可以通過電源電位接頭VP3從車載電壓中供應相應的第一線圈接頭。

圖1示出實現噴油閥的有源閉合的一種擴展方案。為此目的，第二線圈接頭SP2（L1），SP2（L2）分別通過半導體開關元件T3，T4?與電源電位接頭VP2相連接。除此之外，第一線圈接頭SP1（L1），SP1（L2），通過另一半導體開關元件T8與參考電位接頭BP相連接。

只要在電路布置中沒有規定有源的閉合，半導體開關元件T3，T4，T8可由二極管代替。在圖1中示出的擴展方案中，當借助脈沖寬度調制的半導體開關元件T9中斷流過激活的汽缸線圈的電流時，構成為場效應晶體管的半導體開關元件T3，T4，T8的相應的體二極管（Body-Diode）承擔了作為空轉二極管（Freilaufdiode）的二極管功能。

所激活的汽缸線圈L1，L2的第一線圈接頭SP1（L1），SP1（L2）可以通過半導體開關元件T8與參考電位相連接，其中所激活的汽缸線圈L1，L2的第二線圈接頭SP2（L1），SP2（L2）同時通過所分配的半導體開關元件T3或T4與電源電位接頭VP2（70?V）相連接。由此可以生成流過汽缸線圈L1或L2的所希望的反向高電流。