[发明专利]电磁阀的控制设备和方法

说明书

技术领域

本发明一般涉及一种用来操作电磁阀的控制设备和方法。更具体地说，本发明是关于用来基于一电磁铁的电磁力打开和关闭一电磁阀体的控制设备和方法，该电磁阀体起一内燃进气阀和排气阀的作用。

背景技术

现已公开用来基于电磁铁的电磁力控制起内燃进气阀和排气阀作用的阀体的公知电磁阀控制设备。在这些公知的电磁阀控制设备中，由于除电磁铁的电磁力以外，基于燃烧室内部压力(即气缸压力)和进气压力或排气压力的外力也作用于阀体，所以需要考虑启动阀体时的外力影响。例如，当打开阀体且在燃烧室内产生较大负压时，该真空使得阀体在打开阀的方向上受到吸引。因此，当阀体达到全开位置时，阀体的位移速度可能变得不必那么大。这种情况下，阀体一旦达到全开位置，就可以弹回到关闭一侧，这降低了操作稳定性。另外，阀体可以因基于关闭阀体时汽缸压力和进气压力或排气压力的外力而在关闭阀的方向上受到吸引。这种情况下，也因阀体的回弹降低了操作稳定性。

US 6,152,094A公开了一种用于驱动一电磁作动器以操作换气阀的方法，该作动器包含被安置在与该换气阀偶联的电枢的相反两侧的第一和第二电磁铁，该第一和第二电磁铁可被操作来移动该电枢以克服至少一个阀弹簧力。在这类作动器中，操作系统工作参数的波动可导致功能不正确，并增加该作动器的磨损。因此借助于一种新方法来驱动一作动器，利用一加速度传感器测量该换气阀的加速度曲线，按照该换气阀的加速度曲线控制对锁定该电枢的第一和第二电磁铁的能量供给。这样，可补偿因扰动引起的动能损失，使该电枢以预定的速度撞击该锁定电磁铁，以减少磨损和冲击。

在第2000-130198号日本专利公开文献中披露的一种公知设备产生一电磁力，该电磁力用来在假定燃烧室中所产生的负压增大时如暂停燃料喷射时吸引阀体朝向阀关闭一侧，以便电磁力使在打开阀方向上吸引阀体的外力平衡。

同时，作用于阀体的外力不是恒定的，它根据汽缸压力和进气与排气压力的情况而变化，也就是说，根据内燃机的工作而变化。因此，在前述的公知设备中，根据内燃机的工作预定产生在关闭阀方向上吸引阀体的电磁力周期，以便在电磁铁中产生适于内燃机工作条件的电磁力。

但是，为了在电磁铁中产生适于内燃机工作条件的电磁力，需要设计一种防范措施，例如预定与内燃机工作条件相匹配的电磁力的前述产生周期。也就是说，需要预先通过试验得到内燃机工作条件与适当电磁力之间的关系，并且将这些结果存储为一控制图。该方法需要较长时间来建立和调整必需的控制常数。

因此，考虑到前述缺陷而设计本发明。本发明提供一种电磁阀的控制设备和方法，它根据内燃机的工作以适当的电磁力启动阀体，并且用来简化对用于电磁阀控制的控制常数的确定。

发明内容

根据前面所述，本发明提供一种电磁阀的控制设备，该电磁阀包括起一内燃机的进气阀或排气阀作用的阀体和将一电磁力作用于设置在该阀体上衔铁的电磁铁，该衔铁基于电磁铁的电磁力使阀体在第一位置与第二位置之间移动。该电磁阀的控制设备还包括：确定装置，该确定装置用来确定当使阀体从第一位置移动到第二位置时作用于阀体的力，以及阀体根据该阀体的力变化的状态量；控制装置，该控制装置用来在阀体从第一位置移动到第二位置时，基于所确定的力和该力的目标值之间的偏差、所确定的状态量和该状态量的目标值之间的偏差之一，控制将衔铁引向第一位置的电磁铁电磁力，以便令偏差最小。

根据本发明的另一个方面，一种电磁阀控制设备的控制方法，该电磁阀包括起一内燃机的进气阀或排气阀作用的阀体和将一电磁力作用于设置在该阀体上衔铁的电磁铁，该衔铁基于电磁铁的电磁力使阀体在第一位置与第二位置之间移动。根据该控制方法，确定关于在阀体从第一位置移动到第二位置时作用于阀体的力的目标值和阀体根据该力变化的状态量。另外，当使阀体从第一位置移动到第二位置时，基于所确定的力与该力的目标值之间的偏差、所确定的状态量与该状态量的目标值之间的偏差之一，控制用来将衔铁引至第一位置的电磁铁电磁力，以使该偏差最小。