CN106907256A - 操作数字入口阀的方法 - Google Patents

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Abstract

本文公开了一种操作设置有闸板的数字入口阀的方法和电路，所述闸板在闭合位置和打开位置之间可移动，并且通过线性电磁致动器所致动，所述线性电磁致动器包括位于线圈绕组内的可移动的针状件，所述线圈绕组通过第一电子开关而连接至电源，所述方法提供了：将电流供给至线圈绕组，监测指示所述针状件的移动的参数，当所监测的参数超过预定值时，调节电流供给。

Description

操作数字入口阀的方法
技术领域
本发明涉及一种用于操作数字入口阀的电路和方法，所述数字入口阀与设置在内燃机(特别是柴油机)中的高压泵相关联。
背景技术
现代柴油机设置有燃料喷射***，其配置为在发动机的燃烧室中分配定量的燃料。
燃料喷射***包括高压燃料泵，其将从与燃料箱流体连通的低压泵接收的燃料的压力提高，并且将燃料传送到燃料轨，该燃料轨与设置在发动机的燃烧室中的燃料喷射器流体连通。
高压泵设置有数字入口阀，其选择性地允许燃料进入高压泵的入口管道。
一种已知的数字入口阀包括与设置在高压泵的入口管道中的闸板座相关联的闸板。该闸板可以相反于压缩弹簧的动作而从闭合位置平移到打开位置。该闸板的平移通过线性的电磁致动器而操作的，其中线性的电磁致动器也被称为线性螺线管，其包括位于线圈绕组内部的针状件。该针状件通过压缩(回位)弹簧朝向下方位置的动作而被偏压，在该位置处，该针状件接触闸板并且将其保持在打开位置。
当电流流过线圈绕组时，其产生磁场，该磁场相反于回位弹簧操作针状件的平移。以这种方式，针状件从闸板分离，允许该闸板移动到闭合位置，在该位置，该闸板被接收在闸板座中，防止燃料的流动。
所公开的数字入口阀的缺点是由于在其操作过程中产生的噪声。更详细地，该噪声是由于在该入口阀的闭合和打开阶段期间、闸板和针状件的操作而导致的。
综上，本发明的实施例的一个目的在于：降低数字入口阀的操作噪声。
另一目的是通过一种简单的、合理的、并且相当廉价的解决方法来实现上述目标。
发明内容
这些目的及其他目的由如独立权利要求所限定的本发明的实施例来实现。从属权利要求包括所述实施例的优选的和/或有利的方面。
更特别地，本发明的一个实施例提供了操作设置有闸板的数字入口阀，所述闸板在闭合位置和打开位置之间可移动，并且通过线性电磁致动器所致动，所述线性电磁致动器包括位于线圈绕组内的可移动的针状件，所述线圈绕组通过第一电气开关而连接至电源，所述方法提供了：
a)将电流供给至线圈绕组，
b)监测指示所述针状件的移动的参数，
c)当监测的参数超过预定值时，调节电流供给。
由于该解决方案，能够调节针状件和闸板的平移速度，在靠近端部止动件时减缓平移速度。缓慢的速度可以减少由针状件或闸板抵靠端部止动件的冲击而产生的噪声。
根据本发明的一个方面，指示所述针状件的移动的参数是第一电子开关的导通时间间隔。
本发明的这一方面提供了一种可靠而容易的方式来确定针状件的移动。
根据本发明的一个方面，电流的调节提供了：
d)中断电流供给，
e)将线圈绕组连接至损耗性的两级件，用于从线圈绕组放电。
本发明的这一方面允许针状件的速度的更快地减缓。
根据本发明的一个方面，在闸板的闭合情况中，将电流供给至线圈绕组提供了：
f)第一电子开关的转换，用于将一电流供给至绕组，该电流的电流值等于预定的低电流值和高电流值的平均值，
g)调节流过绕组的电流和预定的低电流值和高电流值，直到在第一电子开关的预定的打开/闭合周期期间检测到针状件的平移。
本发明的这一方面具有这样的优势，能够降低针状件的平移速度，使得数字入口阀的操作噪音进一步地降低。
根据本发明的又一方面，如果在预定的打开/闭合周期之后检测到针状件的平移，则流过绕组的电流和预定的低电流值和高电流值的调节提供了：将流过绕组的电流和预定的低电流值和高电流值增加一预定的量，直到在预定的打开/闭合周期期间检测到针状件的平移。
根据本发明的又一方面，如果在预定的打开/闭合周期之前检测到针状件的平移，则流过绕组的电流的调节和预定的低电流值和高电流值的调节提供了：将流过绕组的电流和预定的低电流值和高电流值减小一预定的量，直到在预定的打开/闭合周期期间检测到针状件的平移。
本发明的最后这两个方面具有这样的优势，能够允许在将产品传播和弹簧老化的因素持续地考虑在内的情况下，对流过绕组的电流进行调节。
根据本发明的一个方面，指示所述针状件的移动的参数是电子开关的阻断时间。
本发明的这一方面提供了一种可靠而容易的方式来确定针状件的移动。
根据本发明的一个方面，电流的调节提供了：增加供给的电流值。
本发明的这一方面允许闸板的速度的更快地减缓。
根据本发明的一个方面，在闸板的打开情况中，将电流供给至线圈绕组提供了：
h)激活第一电子开关的转换，用于将一电流供给至绕组，该电流的电流值等于预定的低电流值和高电流值的平均值，
i)在第一电子开关的预定数量的打开/闭合周期期间监测阻断时间，
j)存储所有监测的阻断时间中的阻断时间的最大值，
k)调节流过绕组的电流和预定的低电流值和高电流值，直到阻断时间的最大值等于预定参考值。
本发明的这一方面具有这样的优势，能够降低针状件的平移速度，使得数字入口阀的操作噪音进一步地降低。
根据本发明的又一方面，如果阻断时间的最大值大于参考预定值，则流过绕组的电流和预定的低电流值和高电流值的调节提供了：将流过绕组的电流增加一预定的量，直到阻断时间的最大值等于参考预定值。
根据本发明的又一方面，如果阻断时间的最大值小于参考预定值，则流过绕组的电流和预定的低电流值和高电流值的调节提供了：将流过绕组的电流减小一预定的量，直到阻断时间的最大值等于参考预定值。
本发明的最后这两个方面具有这样的优势，能够允许在将产品传播和弹簧老化的因素持续地考虑在内的情况下，对流过绕组的电流进行调节。
根据本发明的一个方面，将电流供给至线圈绕组提供了：
l)设置第一和第二电流值(IMIN、IMAX)，以及
m)通过转换第一电子开关(610)而将第二电流值(IMAX)供给至线圈绕组(545)，
n)监测针状件(540)的平移，
o)如果没有检测到针状件(540)的平移，则将第二电流值(IMAX)减小一预定的量(δi)，
p)重复步骤m)和o)直到检测到针状件(540)的平移或者减小后的第二电流值(IMAX)小于第一电流值(IMIN)。
本发明的这一方面具有这样的优势，能够降低针状件的平移速度，使得数字入口阀的操作噪音进一步地降低。
根据本发明的另一方面，将电流供给至线圈绕组提供了：通过峰谷控制信号转换电子开关。
根据本发明的又一方面，将电流供给至线圈绕组提供了：通过将功率宽度调制信号叠加到峰谷控制信号来转换电子开关。
该解决方案允许了一种对针状件的平移速度的更精确的控制，从而允许由针状件抵靠上端部止动件的冲击导致的冲击噪声进一步地减小。
本发明的不同的实施例提供了一种数字入口阀，包括：
q)闸板，在闭合位置和打开位置之间可移动，
r)线性电磁致动器，用于致动该闸板，包括位于线圈绕组内的可移动的针状件，所述线圈绕组具有第一和第二端部端子，
s)连接到第一和第二端部端子的控制电路，所述控制电路包括第一、第二和第三电子开关，
其中，第一端部端子通过第一电子开关电连接至电源、并且通过第二电子开关电连接至接地极，并且所述第二端部端子电连接至第三电子开关，其可以在三个不同的位置之间转换，在第一位置中，第二端部端子直接连接至接地极，在第二位置中，第二端部端子通过耗散性的两级件而连接至接地极，以及在第三位置中，第二端部端子不连接到接地极，第一和第三电子开关被连接到电子控制单元，该电子控制单元配置为：当第一电子开关的导通时间超过预定值时，命令第一电子开关至断开电源的打开位置，以及命令第三电子开关至第二位置中。
该实施例具有这样的优势，能够提供一种可靠且廉价的控制电路。
根据本发明的一个方面，该闸板和针状件制成单个本体。
本发明的这一方面是前述实施例的经济的替代方式。
本发明的不同的实施例提供了包括根据本发明的前述方面的数字入口阀的一种高压泵，其用于将燃料供给到内燃机的轨道中。
本发明的另一实施例提供了操作设置有闸板的数字入口阀的设备，所述闸板在闭合位置和打开位置之间可移动，并且通过线性电磁致动器所致动，所述线性电磁致动器包括位于线圈绕组内的可移动的针状件，所述线圈绕组通过第一电气开关而连接至电源，所述设备包括：
a)用于将电流供给至线圈绕组的装置，
b)用于监测指示所述针状件的移动的参数的装置，
c)当监测的参数超过预定值时、用于调节电流供给的装置。
该设备可被配置为使得，指示所述针状件的移动的参数是第一电子开关的导通时间。
在另一实施例中，该设备被配置为使得：电流的调节提供了：
d)中断电流供给，
e)将线圈绕组连接至损耗性的两级件，用于从线圈绕组放电。
该设备可被配置为使得，在闸板的闭合情况中，将电流供给至线圈绕组提供了：
f)激活第一电子开关的转换，用于将一电流供给至绕组，该电流的电流值等于预定的低电流值IL和高电流值IH的平均值IAVG，
g)调节流过绕组的电流和预定的低电流值IL和高电流值IH，直到在第一电子开关的预定的打开/闭合周期期间检测到针状件的平移。
该设备可被配置为使得，在闸板的闭合情况中，将电流供给至线圈绕组提供了：
h)激活第一电子开关的转换，用于将一电流供给至绕组，该电流的电流值等于预定的低电流值IL和高电流值IH的平均值IAVG，
i)调节流过绕组的电流和预定的低电流值IL和高电流值IH，直到在第一电子开关的预定的打开/闭合周期期间检测到针状件的平移。
进一步地，在该设备的一个实施例中，在闸板的闭合情况中，将电流供给至线圈绕组提供了：
j)激活第一电子开关的转换，用于将一电流供给至绕组，该电流的电流值等于预定的低电流值IL和高电流值IH的平均值IAVG，
k)调节流过绕组的电流和预定的低电流值IL和高电流值IH，直到在第一电子开关的预定的打开/闭合周期期间检测到针状件的平移。
在另一实施例中，该设备被配置为使得，如果在预定的打开/闭合周期之后检测到针状件的平移，则流过绕组的电流的调节和预定的低电流值IL和高电流值IH的调节提供了：将流过绕组的电流和预定的低电流值IL和高电流值IH增加一预定的量，直到在预定的打开/闭合周期期间检测到针状件的平移。
该设备可被进一步配置为使得，如果在预定的打开/闭合周期之前检测到针状件的平移，则流过绕组的电流的调节和预定的低电流值IL和高电流值IH的调节提供了：将流过绕组的电流和预定的低电流值IL和高电流值IH降低一预定的量，直到在预定的打开/闭合周期期间检测到针状件的平移。
在一个实施例中，指示所述针状件的移动的参数是第一电子开关的阻断时间。
该设备可被配置为使得，电流的调节提供了：增加供给的电流值。
在一个实施例中，在闸板的打开情况中，将电流供给至线圈绕组提供了：
h)第一电子开关的转换，用于将一电流供给至绕组，该电流的电流值等于预定的低电流值IL和高电流值IH的平均值IAVG，
i)在第一电子开关的预定数量的打开/闭合周期期间监测阻断时间(TOFF)，
j)存储所有监测的阻断时间中的阻断时间的最大值(TOFF,MAX)，
k)调节流过绕组的电流和预定的低电流值IL和高电流值IH，直到阻断时间的最大值(TOFF,MAX)等于预定参考值
该装置的另一构造提供了：如果阻断时间的最大值(TOFF,MAX)大于参考预定值则流过绕组的电流和预定的低电流值IL和高电流值IH的调节提供了：将流过绕组的电流增加一预定的量，直到阻断时间的最大值等于参考预定值
该装置的另一构造提供了：如果阻断时间的最大值(TOFF,MAX)小于参考预定值则流过绕组的电流和预定的低电流值IL和高电流值IH的调节提供了：将流过绕组的电流减小一预定的量，直到阻断时间的最大值等于参考预定值
在该装置的另一配置中，将电流供给至线圈绕组提供了：
l)设置第一和第二电流值(IMIN、IMAX)，以及
m)通过转换第一电子开关而将第二电流值(IMAX)供给至线圈绕组(545)，
n)监测针状件的平移，
o)如果检测到没有针状件的平移，则将第二电流值(IMAX)减小一预定的量(δi)，
p)重复步骤m)和o)直到检测到针状件的平移或者减小后的第二电流值(IMAX)小于第一电流值(IMIN)。
可以选择装置的另一中构造，其中将电流供给至线圈绕组提供了：通过峰谷控制信号(rP&V)转换电子开关。
在该装置的另一实施例中，将电流供给至线圈绕组提供了：通过将具有调制信号(rPWM)的功率叠加在峰谷控制信号(rP&V)上来转换电子开关。
本发明的方法可以借助于计包括计算机程序代码的计算机程序来进行，所述计算机程序代码用于进行上文描述的方法的所有步骤，并且是包括计算机程序的计算机程序产品的形式。该方法还可以被采用作为电磁信号，所述信号被调制以运送代表进行该方法的所有步骤的计算机程序的一序列数据位。
附图说明
现将通过示例的方式、参照附图来描述本发明。
图1示意性地示出了属于机动车辆的汽车***。
图2为属于图1所示汽车***的内燃发动机的截面A-A。
图3、3a、3b、3c是处于不同操作位置的高压泵和数字入口阀的根据竖直平面的示意性截面。
图4a、4b示出了根据本发明的一个实施例的控制电路。
图5a、5b、6a、6b示出了用于本发明的实施例的一些信号随时间的变化。
图7是本发明的一个不同的实施例的、处于不同操作位置的高压泵和输入入口阀的根据竖直平面的示意性视图。
图8a、8b、8c、8d示出了用于本发明的实施例的一些信号随时间的变化。
图9是详细示出了操作数字入口阀的方法的实施例的一个方面的流程图。
图10是详细示出了操作数字入口阀的方法的实施例的一个方面的流程图。
图11是详细示出了操作数字入口阀的方法的实施例的一个方面的流程图。
具体实施方式
一些实施例可包括图1和图2所示的汽车***100，其具有发动机缸体120的内燃发动机(ICE)110，发动机缸体限定至少一个气缸125，气缸具有联接以旋转曲轴145的活塞140。气缸盖130与活塞140协同合作以限定燃烧室150。
燃料和空气混合物(未示出)置于燃烧室150中并被点燃，导致引起活塞140的往复运动的热膨胀排气气体。燃料由至少一个燃料喷射器160提供，并且空气通过至少一个进气口210。在高压下将燃料从与高压燃料泵180流体连通的燃料轨170提供至燃料喷射器160，该高压燃料泵增加从燃料源190接收的燃料的压力。气缸125的每个具有至少两个阀215，它们由与曲轴145同时旋转的凸轮轴135促动。阀215选择性地允许空气从端口210进入燃烧室150内，并且交替地允许排气气体通过端口220排出。在一些示例中，凸轮相位器155可选择性地改变在凸轮轴135和曲轴145之间的正时。
电热塞360位于燃烧室150中，该电热塞是一个加热元件，其被电激活以用于发动机的冷启动、并且用于改善燃烧室内的燃烧性能。
空气可通过进气歧管200分配到(多个)进气口210。空气进气管道205可从周围环境向进气歧管200提供空气。在其它实施例中，可提供节流阀330以调节进气歧管200的空气质量流量。仍在其它实施例中，可设置有一种强制空气***，如具有旋转地联接至涡轮机250的压缩机240的涡轮增压器230。压缩机240的旋转增加了在管道205和歧管200中的空气的压力和温度。置于管道205中的中间冷却器260可降低空气的温度。涡轮机250通过接收来自排气歧管225的排气气体而旋转，该排气歧管引导排气气体从排气口220，并且通过一系列叶片，在膨胀之前通过涡轮机250。该示例示出了一种可变几何涡轮机(VGT)，该涡轮机带有布置为移动叶片来改变通过涡轮机250的排气气体流量的VGT促动器290。在其他实施例中，涡轮增压器230可以是固定几何的和/或包括废气门。
排气气体排出涡轮机250并且被引入排气气体***270中。排气***270可包括具有一个或多个排气后处理装置280的排气管275。后处理装置可为任何被配置为改变排气气体组成的装置。后处理装置280的一些示例包括，但不限于，催化转化器(两元或三元)、氧化催化剂、氮氧化物捕集器、碳氢化合物吸收器、选择性催化还原(SCR)***、和微粒过滤器。其它实施例可包括联接在排气歧管225和进气歧管200之间的排气再循环(EGR)***300。EGR***300可包括以降低EGR***300中的排气气体的温度的EGR冷却器310。EGR阀320调节在EGR***300中排气气体流量。
汽车***100还可包括电子控制单元(ECU)450，该电子控制单元与一个或多个与ICE100相关联的传感器和/或装置通信。ECU 450可接收来自各种传感器的输入信号，所述传感器被配置用于产生与ICE 110相关联的各种物理参数成比例的信号。传感器包括，但不限于，空气质量流量和温度传感器340、歧管压力和温度传感器350、可集成在电热塞360中的燃烧压力传感器、冷却剂和油温度和水平传感器380、燃料轨压力传感器400、凸轮位置传感器410、曲轴位置传感器420、排气压力和温度传感器430、EGR温度传感器440、以及加速踏板位置传感器445。此外，ECU 450可产生输出信号至被布置为控制ICE 110操作的各种控制装置，包括但不限于，燃料喷射器160、节气门体330、EGR阀320、VGT促动器290、以及凸轮相位器155和电热塞360。注意的是，虚线用于表示在ECU 450与各种传感器与和装置之间的通信，但为了清楚起见省略了一些。
现在转到ECU 450，该设备可包括数字中央处理单元(CPU)，它与存储器***和接口总线通信。CPU被配置用来执行作为程序存储在存储器***中的指令，以及发送和接收信号至/自接口总线。该存储器***可包括各种存储类型，存储类型包括光学存储、磁性存储、固态存储，以及其它非易失性(non-volatile)记忆。接口总线可被配置为发送、接收和调制模拟和/或数字信号至/自各种传感器和控制装置。该程序可实施在本文中公开的方法，允许CPU进行该方法的步骤并控制ICE 110。
存储在存储器***460中的程序是从外部经由电缆或以无线方式被传输的。在汽车***100的外部，其作为计算机程序产品通常是可见的，该计算机程序产品在本领域又被称为计算机可读介质或机器可读介质，并且应被理解为存储在载体中的计算机程序代码，该载体本质上是暂时的或非暂时的，结果便是计算机程序产品本质上也可以被认为是暂时或非暂时的。
暂时的计算机程序产品的示例是信号，例如电磁信号，如光学信号，该信号是用于计算机程序代码的暂时载体。承载这样的计算机程序代码可通过调制信号由用于数字数据的传统调制技术(如QPSK)来达到，使得代表该计算机程序代码的二进制数据被施加到暂时电磁信号。这种信号例如当以无线方式经由WiFi连接，将计算机程序代码传送至笔记本电脑时被使用。
在非暂时计算机程序产品的情况下，该计算机程序代码被实施在有形存储介质中。继而，存储介质是上面提到的非暂时载体，使得计算机程序代码被永久地或非永久地以可检索的方式存储在此存储介质内或上。所述存储介质可为在计算机技术中已知的传统类型，如闪存、Asic(特定用途集成电路)、CD等。
高压泵180(图3)在汽缸181中包括柱塞182，该柱塞能够沿轴向方向通过被凸轮183致动而平移。根据本发明的该实施例，凸轮183与凸轮轴135相关联，该凸轮轴跟随曲轴145的正时旋转。
缸盖184与汽缸181和柱塞协作，以限定燃料泵送腔185，其设置有位于缸盖184中的燃料入口186和位于汽缸181中的燃料出口187。燃料入口186与燃料源190流体连通，并且燃油出口187与燃料轨170流体连通。
数字入口阀500与高压泵180协作，用于将燃料供给到泵送腔185中。
数字入口阀500包括闸板505，其与设置在缸盖184中的闸板座188相关联，并且与高压泵180的入口管道186流体连通。闸板505设置有轴510，该轴510接收在位于阀壳体525的底壁520中的中心孔515中。
闸板505可以在闭合位置和打开位置之间轴向地平移，在闭合位置中，闸板被接收在闸板座188中、防止燃料流动，在打开位置中，闸板从闸板座188分隔开，允许燃料流动。
闸板505从闭合位置到打开位置的轴向平移相反于与轴510关联的第一压缩弹簧535的动作、通过线性的电磁致动器530来操作，该电磁致动器也被称为线性螺线管。
详细地说，第一压缩弹簧535在底壁520和连接至轴510的弹簧引导件536之间动作。
线性电磁致动器530位于阀壳体525内，并且其包括位于线圈绕组545中的针状件540，该针状件能够相反于第二压缩弹簧550的动作而平移。
根据本发明的当前实施例，第二压缩弹簧550外部地且同轴地***在针状件540上，并且其在线圈弹簧545的支撑本体555和连接至针状件540的弹簧引导件560之间动作。
此外，阀壳体525设置有阀燃料入口565，该阀燃料入口与缸盖184上的流体入口186流体连通。
本发明的第二实施例提供了这样的方案，其中闸板505和针状件540制成为单个本体700，如图7所示，其中，相同的附图标记用于指示已经在本发明的前述实施例中公开的相同的部件。该第二实施例提供了这样的方案，其中仅第二压缩弹簧705外部地且同轴地***在针状件540上，并且在线圈弹簧545的支撑本体555和连接至针状件540的弹簧引导件560之间动作。
数字入口阀500还包括线性致动器530的控制电路600，其连接到线圈绕组545的第一和第二端部端子575、580。
控制电路600包括第一电子开关610、第二电子开关620和第三电子开关630，其中，第一和第二电子开关电连接到线圈绕组545的第一端部端子575，第三电子开关电连接到线圈绕组545的第二端部端子580。
详细地，第一端部端子575通过第一电子开关610电连接至电源605、并且通过第二电子开关620电连接至接地极640，而第二端部端子530连接到第三电子开关630。
第一电子开关610可以在闭合位置和打开位置之间转换，在闭合位置，第一端部端子575电连接到电源605，而在打开位置，第一端部端子575没有电连接到电源605。
第三电子开关630可以在三个不同的位置之间转换，在第一位置630a中，第二端部端子580直接连接至接地极640，在第二位置630b中，第二端部端子通过耗散性的两级件650而连接至接地极640，以及在第三位置630c中，第二端部端子580不连接到接地极640。
根据本发明的当前实施例，第一和第三电子开关610、630是金属氧化物半导体场效应(MOS-FET)晶体管，而第二电子开关620是二极管。耗散性两级件650通过在饱和区操作第三电子开关630而实现。
第一和第三电子开关610、630连接至电子控制单元450、并且被电子控制单元控制，该电子控制单元配置为借助于控制电路600而操作竖直入口阀500，如将在下文中公开的。
更详细地，ECU 450使用峰谷电流控制，用于驱动第一电子开关610的转换。
根据峰谷电流控制，当流过控制电路600的电流值等于预定的高电流值IH时，ECU450通过波谷控制信号rP&来驱动第一电子开关610从闭合位置到打开位置的转换，并且当流过电路的电流值等于预定的低电流值IL时，ECU 450驱动第一电子开关610从打开位置到闭合位置的转换。
根据本发明的一个方面，ECU将要被供给至线圈绕组545的电流值设定为预定的低电流值IL和预定的高电流值IH之间的平均电流值IAVG，其中预定的低电流值和预定的高电流值通过下列公式确定。
预定的高电流值IH和预定的低电流值IL通过ECU、根据凸轮轴135的角度位置而被调整。
根据本发明的一个实施例，ECU 450被配置为，作为发动机的实际运行条件的函数，确定将由高压泵180被传输到轨道170的燃料的量，以及，基于计算的所需的燃料的量、作为凸轮轴135的角度位置的函数，确定数字入口阀500的打开和闭合状态。
图3示出了高压泵180的燃油抽吸阶段中的数字入口阀500，其中闸板是不运动的。在燃油抽吸阶段，柱塞182的轴向平移在泵送腔185中产生了低压，该低压有助于燃料流入泵送腔185中。在该情况下，ECU命令第三电子开关630保持在第三位置630c，其中第二端部端子580没有连接到接地极640，并且ECU命令第一电子开关610保持在打开位置，使得致动器未被激活并且第二压缩弹簧550的弹性力同时将闸板505保持在打开位置。
当凸轮轴135的角度位置对应于数字入口阀500的预定的闭合情况时，为了允许闸板从打开位置平移到闭合位置，ECU 450命令第三电子开关630从第三位置630c到第一位置630a的周期性地转换，其中第二端部端子580直接连接到接地极640，并且ECU命令第一电子开关610在打开和闭合位置之间的转换，将线圈绕组545连接到电源605。
如上文所述，当流过控制电路600的电流值等于预定的高电流值IH时，ECU 450驱动第一电子开关610从闭合位置到打开位置的转换，并且当流过电路的电流值等于预定的低电流值IL时，ECU 450驱动第一电子开关610从打开位置到闭合位置的转换。
第一和第三开关610、630的驱动允许电流流过电路600，其中该电流值借助于分流电阻750由ECU 450监测。
在该情况下，其中闸板505仍然是未移动的，线圈绕组545可借助于电感546与电阻547的串联而表示，该电感具有L的电感值，而电阻具有R的电阻值，如图4a所示。
流过电路的电流具有如图5a的部分A中示出的波形。
通过线圈绕组545的电流的流动产生了磁场，该磁场在致动器530的针状件上感应出相反于由第二压缩弹簧550产生的弹性力的磁力。
作用在针状件540上的磁力的值是流过线圈绕组545的电流值的函数，从而在闸板505的闭合期间，ECU调节将预定的高电流和预定的低电流调节为数值IH、IL，其保证了，流过绕组545的电流产生的磁场在针状件540上感应出的磁力足够赢过由第二压缩弹簧550产生的弹性力，从而以允许针状件的向上平移，如图3a所示。
针状件540的向上平移产生了与针状件的平移相反的电磁力。
在该情况下，线圈绕组545可以借助于与电阻547串联的电感546和相反电磁力生成器548而表示，如图4b所示。
该相反的电磁力改变第一电子开关610的导通时间(图5a部分B)，即电流从低电流值IL到高电流值IH所花费的时间间隔，在本发明的该实施例中，该时间间隔等于第一电子开关610处于闭合位置中的时间间隔，该时间间隔可以根据以下公式进行计算：
其中，L和R分别是线圈绕组的电感和电阻值，V是电源的电压值，IL和IH分别是两个预定的低电流和高电流，以及E是由针状件540的移动产生的反向电动势。
根据本发明的当前实施例，ECU 450监测流过控制电路600的电路随时间的变化，并且还确定第一电子开关610的导体时间值T* ON，并且将该导通时间值T* ON用作指示针状件540的移动的参数。
一旦导通时间值超过预定时间值TON，则ECU 450命令第一电子开关610从闭合位置到打开位置的转换，中断线圈绕组540与电源605的电连接，并且ECU还命令第三开关630从第一位置630a到第二位置630b的转换，在第二位置，第二端部端子580通过耗散性的两级件650而连接到接地极640。
根据本发明的一个方面，预定的值TON等于当针状件不移动时第一电子开关610的导通时间，并且由ECU 450监测流过控制电路600的电流随时间的变化而确定。
参考图5a的控制电路600，当针状件不移动时第一电子开关610的导通时间可以根据以下公式进行计算：
其中，L和R分别是线圈绕组的电感和电阻值，V是电源的电压值，IL和IH分别是两个预定的低电流和高电流。
由于该耗散性两级件650，流过线圈绕组545的电流迅速地耗尽，作用在针状件上的电磁力也迅速地耗尽。以这种方式，针状件的平移速度减缓，并且由针状件抵靠上端部止动件590的冲击而导致的噪音也降低。
同时，由于第一压缩弹簧530的作用和由于在燃料泵送腔185(图3b)中的增大的压力导致的压缩力的作用，闸板505平移到闭合位置。
之后，ECU 450命令第三电子开关630从第二位置630b到第一位置630a的转换，在第一位置中，第二端部端子580直接地连接到接地极640，并且ECU命令第一电子开关610在打开位置和闭合位置之间的转换，其中闭合位置将线圈绕组545连接到电源605。ECU 540还将预定的高电流和预定的低电流调节到数值IH、IL，该数值确保流过线圈绕组545的电流产生这样的磁场，该磁场在针状件540上感应出的机械力的值小于由第二压缩弹簧550产生的弹性力的值，允许针状件540以低速朝向闸板505的向下平移，从而以降低由针状件540抵靠闸板505的冲击而产生的噪声(图3c)。
一旦针状件540抵靠闸板505，则ECU 450命令第三电子开关630转换到第三位置630c中，在第三位置中，第二端部端子580没有连接到接地极640，并且ECU命令第一电子开关610转换到打开位置中，使得线性的致动器630未被激活。
当凸轮轴135的角度位置对应于数字入口阀500的预定的打开情况时，ECU 450命令第三电子开关630从第三位置630c到第一位置630a的周期性地转换，其中第二端部端子580直接连接到接地极640，并且ECU命令第一电子开关610在打开和闭合位置之间的转换，将线圈绕组连接到电源605。
ECU 450还将预定的高电流IH和预定的低电流IL调节为这样的数值，该数值确保流过线圈绕组545的电流产生这样的磁场，该磁场在针状件540上感应出的机械力的值小于由第二压缩弹簧550产生的弹性力的值，从而以在针状件540上作用支持闸板从闭合位置平移到打开位置的力。
一旦闸板505和针状件540平移，将产生相反于针状件的平移的相反的电磁力。
该相反的电磁力随着第一电子开关610的阻断时间值而变化，一旦阻断时间值超过预定值，ECU 450以增大的方式将预定的高电流和预定的低电流调节为数值IH、IL，该数值确保流过线圈绕组的电流产生的电磁力在针状件540上感应出的机械力足以抵消由第二压缩弹簧550产生的弹性力。
以这种方式，闸板505的平移速度减缓，并且由弹簧引导件536抵靠阀本体525的底壁520的冲击而导致的噪音也降低。
参考图4b的电路，第一电子开关610的阻断时间，即第一电子开关处于打开位置的时间间隔，可以通过以下的公式来确定：
其中，L和R分别是线圈绕组545的电感和电阻值，IL和IH分别是两个预定的低电流和高电流，以及E是由针状件的移动产生的反向电动势。
一旦阻断时间值超过预定时间TOFF，则ECU根据以上公开内容操作控制电路600。
根据本发明的一个方面，预定的值TOFF等于当针状件不移动时第一电子开关610的阻断时间，并且由ECU 450监测流过控制电路600的电流随时间的变化而确定。
参考图5a的控制电路600，当针状件不移动时第一电子开关610的阻断时间可以根据以下公式进行计算：
其中，L和R分别是线圈绕组545的电感和电阻值，IL和IH分别是预定的低电流和高电流。本发明提供了一种不同的实施例，其中当电流从低电流值IL变化到高电流值IH时，ECU450通过具有调制信号(PMW)控制信号rPWM的功率来控制第一电子开关610从闭合位置到打开位置的转换，其中该功率被叠加在峰谷控制信号rP&V(图8)上。
相应地，第一电子开关610的导通时间，即电流从低电流值IL到高电流值IH所耗费的时间间隔可通过以下公式进行计算：
其中，L和R分别是线圈绕组的电感和电阻值，V是电源的电压值，IL和IH分别是两个预定的低电流和高电流，E是由针状件540的移动产生的反向电动势，以及DPWM是PWM控制信号rPWM的工作周期。
PWM控制信号rPWM的工作周期可通过以下公式进行计算：
其中，TPWM是PWM控制信号rPWM的周期。
当针状件不移动时，第一电子开关610的导通时间可以根据以下公式进行计算：
其中，L和R分别是线圈绕组的电感和电阻值，V是电源的电压值，IL和IH分别是两个预定的低电流和高电流，DPWM是PWM信号rPWM的工作周期。
该解决方案允许了一种对针状件540的平移速度的更精确的控制，从而允许由针状件抵靠上端部止动件590的冲击导致的冲击噪声进一步地减小。
根据本发明的一个优选的方面，供给到线圈绕组545的电流由ECU 450根据自动校准策略(图9)而设定。
该自动校准策略提供了：(方框800)设定第一电流值IMIN和第二电流值IMAX，其中第一电流值确保数字入口阀500的闭合，而第二电流值大于第一电流值并且确保在流过线圈绕组545的电流的第一上升阶段期间数字入口阀500的闭合。
然后，首先ECU激活第一电子开关600的转换，用于将第二电流值IMAX供给到线圈绕组545，并且其通过监测指示针状件540的移动的参数(诸如例如，导通或阻断时间值T* ON或T* OFF)来监测针状件540的平移(方框801)。
如果没有检测到针状件540的平移，则ECU 450将第二电流值IMAX与第一电流值IMIN比较(方框802)。
如果第二电流值IMAX小于第一电流值IMIN，则ECU 450存储第二电流值IMAX并且驱动电子开关610的转换用于将第二电流值IMAX供给到线圈绕组545(方框804)。
如果第二电流值IMAX等于或大于第一电流值IMIN，则ECU 450设定新的降低的电流值(方框803)，将施加的电流值降低一预定的量δi。
接着ECU 450驱动电子开关610的转换，用于将新的降低的电流值供给到线圈绕组545。
EUC 450重复该策略，直到检测到针状件540的平移。
当检测到针状件540的平移，则ECU 450存储该降低的第二电流值IMAX并且驱动电子开关610的转换用于将新的降低的电流值供给到线圈绕组545。
该自动校准策略允许调节将供给到线圈绕组545的电流作为弹簧公差和老化的函数。
根据本发明的一个不同的优选的方面，在闸板505的闭合情况期间，ECU 450根据下列步骤调节供给到线圈绕组545的电流。
ECU 450将电流值IAVG设定为等于预定的低电流值和高电流值IL、IH之间的平均值，所述平均值根据下列公式而确定：
接着ECU 450通过峰谷电流控制来激活第一电子开关610的转换(方框805)，该峰谷电流控制，如上文所述，提供了：当流过线圈绕组545的电流值等于预定的高电流值IH时，将第一电子开关610从闭合位置转换到打开位置，并且当流过电路的电流值等于预定的低电流值IL时，将第一电子开关610从打开位置转换到闭合位置。
接着，ECU 450监测在检测到针状件540的平移之间有第一电子开关610的多少个打开/闭合周期(方框806)。如上所述，针状件540的平移通过监测指示针状件540的移动的参数(诸如例如导体时间值T* ON或T* OFF)由ECU 450而检测。
如果针状件的移动发生在第一电子开关610的预定的打开/闭合周期之后，则ECU450将平均电流值IAVG增加一预定的量(方框807)，从而以允许增加的电流值流过线圈绕组545。
ECU 450还分别调节预定的低电流值和高电流值IL和IH，其通过以下公式而确定：
IH＝(IAVG+δi+Δi)
IL＝(IAVG+δi-Δi)
其中，ΔI是预定的电流量，其值由电子开关610的制造商而提供。
如果针状件的移动发生在第一电子开关610的预定的打开/闭合周期之前，则ECU450将平均电流值IAVG减少一预定的量(方框808)，从而以允许减少的电流值流过线圈绕组545。
在该情况下，ECU 450还分别调节预定的低电流值和高电流值IL和IH，其通过以下公式而确定：
IH＝(IAVG-δi+ΔI)
IL＝(IAVG-δi-ΔI)
其中，ΔI是预定的电流量，其值由电子开关610的制造商而提供。
如果针状件的移动发生在第一电子开关610的预定的打开/闭合周期内，则ECU450使得平均电流值IAVG以及预定的低电流值和高电流值IL、IH保持不变。
根据本发明的当前方面，第一电子开关610的预定的打开/闭合周期被设定为第三打开/闭合周期。
根据本发明的第二优选的方面，在闸板505的打开情况期间，ECU 450根据下列步骤调节到线圈绕组545的电流。
ECU 450将具有数值IAVG的电流设定为等于预定的低电流值和高电流值IL、IH之间的平均值(方框809)，所述平均值根据下列公式而确定：
ECU 450通过峰谷电流控制来激活第一电子开关610的转换(方框810)，该峰谷电流控制，如上文所述，提供了：当流过线圈绕组545的电流值等于预定的高电流值IH时，将第一电子开关610从闭合位置转换到打开位置，并且当流过电路的电流值等于预定的低电流值IL时，将第一电子开关610从打开位置转换到闭合位置。
接着，ECU监测在第一电子开关610的预定数量的打开/闭合周期期间的阻断时间TOFF，并且存储所监测的这些阻断时间中的阻断时间的最大值TOFF,MAX(方框811)。
ECU 450将阻断时间的最大值TOFF,MAX与参考预定时间相比较(方框812)。
如果阻断时间的最大值TOFF,MAX大于参考预定值则ECU 450将平均电流值IAVG增加一预定的量(方框813)，从而以允许增加的电流值流过线圈绕组545(方框810)。
还在该情况下，ECU 450分别调节预定的低电流值和高电流值IL和IH，其通过以下公式而确定：
IH＝(IAVG+δi+ΔI)
IL＝(IAVG+δi-ΔI)
其中，ΔI是预定的电流量，其值由电子开关610的制造商而提供。
如果阻断时间的最大值小于参考预定值则ECU 450将平均电流值IAVG降低一预定的量(方框814)，从而以允许降低的电流值流过线圈绕组545(方框810)。
ECU 450还分别调节预定的低电流值和高电流值IL和IH，其通过以下公式而确定：
IH＝(IAVG-δi+ΔI)
IL＝(IAVG-δi-ΔI)
其中，ΔI是预定的电流量，其值由电子开关610的制造商而提供。
如果阻断时间的最大值等于参考预定值则ECU 450使得平均电流值IAVG以及预定的低电流值和高电流值IL、IH保持不变。
虽然前面概述和细节描述中展示出了至少一个示例性实施例，但是应当意识到的是有大量的变化存在。还应意识到的是，一个或多个示例性实施例仅为示例，并且非意图为以任何方式限制范围、应用或配置。然而，前述的概述和细节描述将为本领域技术人员提供用于实施至少一个示例性实施例的便捷路线图，应理解是在所描述的实施例中的功能和布置可具有各种变化而非背离附属权利要求及其法律等价物所陈述的范围。
附图标记
100 机动车辆
105 汽车***
110 内燃机
120 发动机缸体
125 气缸
130 气缸盖
135 凸轮轴
140 活塞
145 曲轴
147 齿轮箱
148 离合器
150 燃烧室
155 凸轮相位器
160 燃料喷射器
170 燃料轨
180 燃料泵
181 汽缸
182 柱塞
183 凸轮
184 缸盖
185 燃料泵送腔
186 燃料入口
187 燃料出口
188 闸板座
190 燃料源
200 进气歧管
205 进气管
210 进气口
215 阀
220 排气口
225 排气歧管
230 涡轮增压器
240 压缩机
250 涡轮
260 中间冷却器
270 后处理***
275 排气管
290 VGT致动器
300 排气再循环***
305 EGR导管
310 EGR冷却器
320 EGR阀
330 节气门体
340 空气质量流量和温度传感器
350 歧管压力和温度传感器
360 电热塞
365 电热塞自由端
370 接地极
380 冷却剂和油温度和水平传感器
400 燃料轨压力传感器
410 凸轮位置传感器
420 曲轴位置传感器
430 车速计
440 EGR温度传感器
445 加速踏板位置传感器
450 ECU
460 存储器***
500 数字入口阀
505 闸板
510 轴
515 中心孔
520 底壁
525 阀壳体
530 线性电磁致动器
535 压缩弹簧
536 弹簧引导件
540 针状件
545 线圈绕组
550 压缩弹簧
555 支撑本体
560 弹簧引导件
565 燃料入口
575 端子
580 端子
600 控制电路
605 电源
610 电子开关
620 电子开关
630 电子开关
630a 第一位置
630b 第二位置
630c 第三位置
640 接地极
650 耗散性两级件
700 单个本体
705 压缩弹簧
750 分流电阻
800 方框
801 方框
802 方框
803 方框
804 方框
805 方框
806 方框
807 方框
808 方框
809 方框
810 方框
811 方框
812 方框
813 方框
814 方框

Claims (15)

1.一种操作设置有闸板(505)的数字入口阀(500)的方法，所述闸板在闭合位置和打开位置之间可移动，并且通过线性电磁致动器(530)所致动，所述线性电磁致动器包括位于线圈绕组(545)内的可移动的针状件(540)，所述线圈绕组通过第一电子开关(610)而连接至电源(605)，所述方法提供了：
a)将电流供给至线圈绕组(545)，
b)监测指示所述针状件(540)的移动的参数，
c)当所监测的参数超过预定值时，调节电流供给。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，指示所述针状件(540)的移动的参数是所述第一电子开关(610)的导通时间。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，电流的调节提供了：
d)中断电流供给，
e)将线圈绕组(545)连接至损耗性的两级件(650)，其用于从所述线圈绕组(545)放电。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述闸板(505)的闭合情况中，将电流供给至线圈绕组(545)提供了：
f)激活第一电子开关(610)的转换，用于将一电流供给至绕组(545)，所述电流的电流值等于预定的低电流值IL和高电流值IH的平均值IAVG，
g)调节流过绕组(545)的电流和预定的低电流值IL和高电流值IH，直到在第一电子开关(610)的预定的打开/闭合周期期间检测到所述针状件(540)的平移。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，如果在预定的打开/闭合周期之后检测到所述针状件的平移，则流过绕组(545)的电流的调节和预定的低电流值IL和高电流值IH的调节提供了：
将流过绕组(545)的电流和预定的低电流值IL和高电流值IH增加一预定的量，直到在预定的打开/闭合周期期间检测到所述针状件(540)的平移。
6.根据权利要求4所述的方法，其中，如果在预定的打开/闭合周期之前检测到所述针状件(540)的平移，则流过绕组(545)的电流的调节和预定的低电流值IL和高电流值IH的调节提供了：
将流过绕组(545)的电流和预定的低电流值IL和高电流值IH降低一预定的量，直到在预定的打开/闭合周期期间检测到所述针状件(540)的平移。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，指示所述针状件的移动的参数是所述第一电子开关(610)的阻断时间。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，电流的调节提供用于增加所供给的电流值。
9.根据权利要求7所述的方法，其中，在所述闸板(505)的打开情况中，将电流供给至线圈绕组(545)提供了：
h)第一电子开关(610)的转换，用于将一电流供给至绕组(545)，所述电流的电流值等于预定的低电流值IL和高电流值IH的平均值IAVG，
i)在第一电子开关(610)的预定数量的打开/闭合周期期间监测阻断时间(TOFF)，
j)存储所有监测的阻断时间中的阻断时间的最大值(TOFF,MAX)，
k)调节流过绕组(545)的电流和预定的低电流值IL和高电流值IH，直到阻断时间的最大值(TOFF,MAX)等于预定参考值
10.根据权利要求9所述的方法，其中，如果阻断时间的最大值(TOFF,MAX)大于参考预定值则流过绕组(545)的电流和预定的低电流值IL和高电流值IH的调节提供了：
将流过绕组(545)的电流增加一预定的量，直到阻断时间的最大值等于参考预定值
11.根据权利要求9所述的方法，其中，如果阻断时间的最大值(TOFF,MAX)小于参考预定值则流过绕组(545)的电流和预定的低电流值IL和高电流值IH的调节提供了：
将流过绕组(545)的电流减小一预定的量，直到阻断时间的最大值等于参考预定值
12.根据权利要求1所述的方法，其中，将电流供给至线圈绕组(545)提供了：
l)设置第一电流值和第二电流值(IMIN、IMAX)，以及
m)通过转换第一电子开关(610)而将第二电流值(IMAX)供给至线圈绕组(545)，
n)监测所述针状件(540)的平移，
o)如果检测到没有所述针状件(540)的平移，则将第二电流值(IMAX)减小一预定的量(δi)，
p)重复步骤m)和o)，直到检测到所述针状件(540)的平移或者减小后的第二电流值(IMAX)小于第一电流值(IMIN)。
13.根据权利要求1所述的方法，其中，将电流供给至线圈绕组(545)提供了：通过峰谷的控制信号(rP&V)转换电子开关(610)。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，将电流供给至线圈绕组(545)提供了：通过将具有调制信号(rPWM)的功率叠加在峰谷控制信号(rP&V)上来转换电子开关(610)。
15.一种数字入口阀，包括：
q)闸板(505)，在闭合位置和打开位置之间可移动，
r)线性电磁致动器(530)，用于致动该闸板(505)，包括位于线圈绕组(545)内的可移动的针状件(540)，所述线圈绕组具有第一端部端子和第二端部端子(575、580)，
s)连接到第一端部端子和第二端部端子(575、580)的控制电路(600)，所述控制电路包括第一、第二和第三电子开关(610、620、630)，
其中，第一端部端子(575)通过第一电子开关(610)电连接至电源(605)、并且通过第二电子开关(620)电连接至接地极(640)，并且所述第二端部端子(580)电连接至第三电子开关(630)，其能够在三个不同的位置之间转换，其中在第一位置(630a)中，第二端部端子直接连接至接地极(640)，其中在第二位置(630b)中，第二端部端子通过耗散性的两级件(650)而连接至接地极，以及其中在第三位置(630c)中，第二端部端子不连接到接地极(640)，第一电子开关和第三电子开关(610、630)被连接到电子控制单元(450)，所述电子控制单元配置为：当第一电子开关(610)的导通时间超过预定值时，则命令第一电子开关(610)至断开电源(605)的打开位置、以及命令第三电子开关(630)至第二位置(630b)中。
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