DE10025670A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Ansteuerung eines elektromagnetischen Verbrauchers - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Ansteuerung eines elektromagnetischen VerbrauchersInfo
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Abstract
Es werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung eines elektromagnetischen Verbrauchers, insbesondere eines Stellelements zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung in einer Brennkraftmaschine, beschrieben. Die Ansteuerung ist in wenigstens eine erste Teilansteuerung und eine zweite Teilansteuerung aufteilbar. Der Bestromungsbeginn der zweiten Teilansteuerung erfolgt eine vorgebbare Zeitspanne nach einem Ansteuerende der ersten Teilansteuerung.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur Steuerung einer Brennkraftmaschine gemäß den
Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche.
Ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung einer
Brennkraftmaschine ist beispielsweise aus der DE-OS 44 11 789
bekannt. Bei dem dort beschriebenen Verfahren wird die
Einspritzung in wenigstens zwei Teileinspritzungen
aufgeteilt. Zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung dient
dabei ein Stellelement, wobei dieses vorzugsweise als
Magnetventil ausgebildet ist.
Durch die zeitlich nahe beieinander liegenden
Ansteuervorgänge wird der Vorgang des Öffnens des
Magnetventils am Ende der Voreinspritzung durch das erneute
Ansteuern des Magnetventils für die Haupteinspritzung
beeinflußt. Der Beginn der Haupteinspritzung soll bei einer
bestimmten Winkelstellung der Kurbelwelle bzw. Nockenwelle
erfolgen, damit eine günstige Verbrennung mit Hinblick auf
Verbrauch und Leistung erzielt wird.
Um die Vorteile einer Voreinspritzung gewährleisten zu
können, sollte der zeitliche Abstand zwischen
Voreinspritzung und Haupteinspritzung einen bestimmten Wert
annehmen.
Die Erfindung wird anhand in einer Zeichnung dargestellten
Ausführungsformen erläutert. Es zeigen Fig. 1 ein
Blockdiagramm der Vorrichtung zur Steuerung einer
Brennkraftmaschine und die Fig. 2 verschiedene über der
Zeit aufgetragene Signale.
Bei dem Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem
Verbraucher um eine Spule eines Magnetventils, das die
Kraftstoffzumessung in eine Brennkraftmaschine beeinflußt.
Durch Ansteuern dieses Magnetventils kann der
Einspritzbeginn, das Einspritzende und damit auch die
eingespritzte Kraftstoffmenge gesteuert werden. Hierzu ist
es erforderlich, dass das Magnetventil zu einem definierten
Zeitpunkt öffnet und/oder schließt. Desweiteren ist es,
insbesondere bei selbstzündenden Brennkraftmaschinen,
vorteilhaft, wenn das Magnetventil nach Ausgabe des
Ansteuersignals möglichst schnell seine neue Endlage
erreicht. Das heißt, dass die Schaltzeit des Magnetventils
möglichst kurz ist.
In Fig. 1 sind die wesentlichsten Elemente der
erfindungsgemäßen Vorrichtung schematisch dargestellt. Mit
100 ist der elektromagnetische Verbraucher bezeichnet.
Dieser ist mit seinem ersten Anschluß mit einer
Versorgungsspannung Ubat verbunden. Mit seinem zweiten
Anschluß steht er mit einem Steuermittel 110 in Verbindung.
Bei dem Steuermittel 110 handelt es sich vorzugsweise um
einen Transistor, insbesondere um einen
Feldeffekttransistor. In diesem Fall steht der zweite
Anschluß des Verbrauchers mit dem Drain-Anschluß des
Feldeffekttransistors in Verbindung. Der Source-Anschluß des
Transistors steht mit einem Strommessmittel 120 zur
Erfassung des durch den Verbraucher fließenden Stroms in
Verbindung. Der zweite Anschluß des Strommessmittels 120
steht mit Masse in Verbindung.
Die Anordnung dieser drei Elemente ist nur beispielhaft
dargestellt. So können diese Elemente auch in anderen
Reihenfolgen angeordnet sein. So können beispielsweise Masse
und Batterieanschlüsse vertauscht sein.
Das Strommeßmittel 120 ist vorzugsweise als Widerstand
realisiert. Die beiden Anschlüsse des Widerstandes 120
werden von einer Steuereinheit 130 abgetastet. Die beiden
Spannungswerte werden einer Stromerfassung 132 zugeführt,
die ausgehend von dem Spannungsabfall am Widerstand 120
einen Stromistwert Iist bereitstellt. Dieser Istwert Iist
wird einem Regler 133 als Istwert zugeführt. Der zweite
Anschluß des Reglers 133 steht mit einer Steuerung 131 in
Verbindung, die den zweiten Eingang mit einem Sollwert IS
beaufschlagt. Der Ausgang des Reglers 133 beaufschlagt das
Gate des Transistors 110 mit einem entsprechenden
Ansteuersignal A.
Verschiedene Sensoren 135 liefern verschiedene Signale, die
den Betriebszustand der zu steuernden Brennkraftmaschine
bzw. des Kraftfahrzeugs angeben. Diese werden einer
Sollwertvorgabe 136 zugeleitet.
Ferner beaufschlagt eine Zeitvorgabe 140 die Sollwertvorgabe
136 mit einem Signal AP. Der Zeitvorgabe werden verschiedene
Signale, die den Betriebszustand der zu steuernden
Brennkraftmaschine bzw. des Kraftfahrzeugs und/oder
Umgebungsbedingungen charakterisieren, zugeleitet. Dies sind
insbesondere die Drehzahl N der Brennkraftmaschine und/oder
die Versorgungsspannung Ubat.
In Fig. 2 ist Ansteuersignal A zur Beaufschlagung des
Schaltmittels 110 und der Strom I, der durch das
Stellelement 110 fließt, über der Zeit t aufgetragen. In der
Fig. 2 ist ein Einspritzvorgang dargestellt, bei dem die
Einspritzung in wenigstens zwei Teileinspritzungen
aufgeteilt ist. Die erste Teileinspritzung wird als
Voreinspritzung VE und die zweite Teileinspritzung wird als
Haupteinspritzung HE bezeichnet. Üblicherweise dient die
Voreinspritzung zur Reduzierung der Geräuschemissionen.
Diese Aufgabe der Voreinspritzung kann nur gelöst werden,
wenn die beiden Teileinspritzungen in einer bestimmten
zeitlichen Relation zueinander stehen.
Die erfindungsgemäße Vorgehensweise ist nicht auf die
Anwendung bei einer Aufteilung in eine Voreinspritzung und
eine Haupteinspritzung beschränkt. Die Vorgehensweise kann
bei allen Einspritzsystemen verwendet werden, bei denen
wenigstens zwei Teileinspritzungen vorgesehen sind. So
können auch mehr als zwei Teileinspritzungen vorgesehen
sein.
Ab dem Zeitpunkt t11 nimmt das Signal A einen sehr hohen
Pegel an, d. h. der Stromfluß durch das Stellelement 100
wird freigegeben. Dies bedeutet, der Strom I steigt sehr
schnell auf einen sehr hohen Wert an.
Zum Zeitpunkt t21 wird das Ansteuersignal A zurückgenommen
und der Strom auf ein mittleres Niveau abgeregelt. Zum
Zeitpunkt t31 wird das Ansteuersignal noch weiter
zurückgenommen und der Strom sinkt auf einen Haltestrom ab.
Zum Zeitpunkt t41 wird das Ansteuersignal auf 0
zurückgenommen, und der Strom fällt bis zum Zeitpunkt t51
auf 0 ab.
Zum Zeitpunkt t51 endet die Einspritzung. Der
Einspritzvorgang zwischen den Zeitpunkten t11 und t51 wird
auch als Voreinspritzung bezeichnet. Bei einer vereinfachten
Ausgestaltung kann das Stromniveau zwischen den Zeitpunkten
t21 und t41 und damit auch das Ansteuersignal A einen
konstanten Wert annehmen und nicht auf einen niederen Wert
abfallen.
Zum Zeitpunkt t0 erfolgt eine Vorbestromung des
Magnetventils. Das Ansteuersignal ist dabei so gewählt, dass
in dieser Bestromungsphase das Stromniveau nicht ausreicht
um eine Reaktion des Magnetventil zu erreichen. Durch die
Vorbestromung baut sich lediglich ein definiertes Magnetfeld
auf.
Zum Zeitpunkt t12 beginnt die Haupteinspritzung HE, d. h.
das Ansteuersignal steigt wieder auf den hohen Wert an, und
der Strom steigt auf seinen hohen Wert an. Zum Zeitpunkt t22
wird das Ansteuersignal zurückgenommen, und der Strom sinkt
auf den Haltestrom ab. Zum Zeitpunkt t42 wird das
Ansteuersignal zurückgenommen, und der Strom fällt bis zum
Zeitpunkt t52 auf 0 ab.
Der Zeitpunkt, bei dem das Magnetventil seine neue Position
einnimmt, d. h. in diesem dargestellten Ausführungsbeispiel
die Einspritzung beginnt, wird mit BIP und einem senkrechten
Pfeil bezeichnet. Zu diesem Zeitpunkt beginnt die
Einspritzung. Dieser Zeitpunkt wird auch als Förderbeginn
bezeichnet.
Mit einem Doppelpfeil sind der Zeitraum der Voreinspritzung
VE und der Haupteinspritzung HE bezeichnet. Desweiteren ist
die Ansteuerpause FP zwischen dem Zeitpunkt t41, die dem
Ansteuerende der Voreinspritzung entspricht und dem
Zeitpunkt t0, bei dem die Vorbestromung beginnt,
eingezeichnet.
Bei dem in Fig. 2 dargestellten Signalverlauf handelt es
sich um einen beispielhaften Signalverlauf. Dieser kann auch
anders ausgestaltet sein. Wesentlich ist, das die
Einspritzung in wenigstens eine erste und eine zweite
Teileinspritzung aufgeteilt ist und dass wenigstens bei der
zweiten Teileinspritzung eine Vorbestromung erfolgt. Es sind
weitere Varianten der Ansteuerung denkbar.
Durch die Vorbestromung vor dem eigentlichen Ansteuerbeginn
zwischen den Zeitpunkten t0 und t12 läßt sich die Abnahme
des magnetischen Flusses verlangsamen, verhindern oder sogar
umzukehren, ohne dass das Magnetventil wieder anzieht. Durch
die Vorbestromung wird erreicht, dass beim Ansteuerbeginn
zum Zeitpunkt t12 der magnetische Fluss im Verbraucher 100
einen definierten Wert annimmt. Dadurch ist gewährleistet,
das der Verbraucher nach einer definierten Zeit nach der
Ansteuerung reagiert. Die Beeinflussung der beiden
Teileinspritzungen lässt sich dadurch deutlich minimieren.
Der Schließzeitpunkt des Magnetventils für die
Haupteinspritzung kann unabhängig vom Zeitpunkt der
Wiederbestromung vorgegeben und damit winkelmäßig exakt
eingestellt werden.
Erfindungsgemäß gibt die Zeitvorgabe vorzugsweise abhängig
von Betriebskenngrößen der Brennkraftmaschine und/oder von
Umgebungsbedingungen die Ansteuerpause AP vor. Die
Zeitvorgabe 140 beeinflußt die Ansteuerung des Steuermittels
110 derart, dass der Bestromungsbeginn t0 der zweiten
Teileinspritzung eine definierte Zeit, die der Ansteuerpause
entspricht, nach dem Ansteuerende t41 der ersten
Teileinspritzung erfolgt.
Die Ansteuerpause AP wird dabei vorzugsweise abhängig von
der der Drehzahl der Brennkraftmaschine und/oder der
Versorgungsspannung Ubat vorgegeben. Insbesondere erfolgt
diese Vorgabe durch die Zeitvorgabe 140, die vorzugsweise
ein entsprechendes Kennfeld beinhaltet.
Beispielsweise wird die Ansteuerpause abhängig von der
Versorgungsspannung derart vorgegeben, dass bei kleinen
Spannungen eine größere Ansteuerpause gewählt wird, da in
diesem Fall der Stromanstieg langsamer erfolgt.
Auf Grund von hydraulischen Effekten wird bei steigender
Drehzahl eine größere Förderpause gewählt. So kann
sichergestellt werden, dass in allen Betriebszuständen eine
deutlich abgesetzte Voreinspritzung darstellbar ist.
Claims (5)
1. Verfahren zur Steuerung eines elektromagnetischen
Verbrauchers, insbesondere eines Stellelement zur Steuerung
der Kraftstoffeinspritzung in einer Brennkraftmaschine,
wobei die Ansteuerung in wenigstens eine erste
Teilansteuerung und eine zweite Teilansteuerung aufgeteilt
ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bestromungsbeginn der
zweiten Teilansteuerung eine vorgebbare Zeitspanne nach
einem Ansteuerende der ersten Teilansteuerung erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
das Stromniveau einer ersten Bestromungsphase der zweiten
Teilansteuerung nicht ausreicht, das Magnetventil wieder zu
schließen.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitspanne abhängig von
Betriebskenngrößen vorgebbar ist.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass
die Zeitspanne abhängig von der Drehzahl und/oder der
Versorgungsspannung vorgebbar ist.
5. Vorrichtung zur Steuerung eines elektromagnetischen
Verbrauchers, insbesondere eines Stellelement zur Steuerung
der Kraftstoffeinspritzung in einer Brennkraftmaschine,
wobei die Ansteuerung in wenigstens eine erste
Teilansteuerung und eine zweite Teilansteuerung aufgeteilt
ist, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorgesehen sind,
die ein Bestromungsbeginn der zweiten Teilansteuerung eine
vorgebbare Zeitspanne nach einem Ansteuerende der ersten
Teilansteuerung bewirken.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10025670A DE10025670A1 (de) | 2000-05-24 | 2000-05-24 | Verfahren und Vorrichtung zur Ansteuerung eines elektromagnetischen Verbrauchers |
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE10025670A DE10025670A1 (de) | 2000-05-24 | 2000-05-24 | Verfahren und Vorrichtung zur Ansteuerung eines elektromagnetischen Verbrauchers |
Publications (1)
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ID=7643360
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE10025670A Withdrawn DE10025670A1 (de) | 2000-05-24 | 2000-05-24 | Verfahren und Vorrichtung zur Ansteuerung eines elektromagnetischen Verbrauchers |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2002013435A (de) |
DE (1) | DE10025670A1 (de) |
Cited By (4)
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---|---|---|---|---|
DE102006033932B4 (de) | 2006-07-21 | 2018-06-14 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine |
DE102017207685A1 (de) * | 2017-05-08 | 2018-11-08 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum Ansteuern mindestens eines Magnetventils |
DE102007043879B4 (de) | 2007-09-14 | 2018-12-13 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum Betreiben eines Einspritzventils |
DE112015005028B4 (de) | 2014-11-05 | 2022-02-17 | Denso Corporation | Kraftstoffeinspritzvorrichtung |
-
2000
- 2000-05-24 DE DE10025670A patent/DE10025670A1/de not_active Withdrawn
-
2001
- 2001-05-21 JP JP2001151475A patent/JP2002013435A/ja active Pending
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DE102006033932B4 (de) | 2006-07-21 | 2018-06-14 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine |
DE102007043879B4 (de) | 2007-09-14 | 2018-12-13 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum Betreiben eines Einspritzventils |
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DE112015005028B9 (de) | 2014-11-05 | 2022-04-21 | Denso Corporation | Kraftstoffeinspritzvorrichtung |
DE102017207685A1 (de) * | 2017-05-08 | 2018-11-08 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum Ansteuern mindestens eines Magnetventils |
US10754356B2 (en) | 2017-05-08 | 2020-08-25 | Robert Bosch Gmbh | Method for actuating at least one solenoid valve |
Also Published As
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JP2002013435A (ja) | 2002-01-18 |
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