DE102016219141A1

DE102016219141A1 - Method for operating an electric suction valve for a high-pressure pump

Info

Publication number: DE102016219141A1
Application number: DE102016219141.1A
Authority: DE
Inventors: Christian Langenbach; Sascha-Juan Moran Auth
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2016-10-04
Filing date: 2016-10-04
Publication date: 2018-04-05

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Saugventils für eine Hochdruckpumpe einer Brennkraftmaschine, bei der die Hochdruckpumpe zum Fördern von Kraftstoff aus einem Niederdruckbereich über einen Förderraum der Hochdruckpumpe in einen Hochdruckspeicher verwendet wird, wobei bei dem Saugventil ein Magnetanker als Wegbegrenzung für einen Ventilkolben, der den Niederdruckbereich von dem Förderraum der Hochdruckpumpe (trennt, mittels eines Elektromagneten zwischen einer ersten Stellung, bei der der Ventilkolben nicht schließbar ist, und einer zweiten Stellung, bei der der Ventilkolben schließbar ist, verstellbar ist, wobei ein Stromprofil (P3) für einen während einer Ansteuerung des Elektromagneten im Elektromagneten fließenden Strom (I) in Abhängigkeit von einer Minimal-Einschaltzeitdauer (∆tE), in welcher der Magnetanker bei einem Maximalwert (I0) des Stroms (I) im Elektromagneten die zweite Stellung nach Beginn der Ansteuerung erreicht, vorgegeben wird, und wobei der Elektromagnet entsprechend dem Stromprofil (P3) angesteuert wird.The invention relates to a method for operating an electric suction valve for a high-pressure pump of an internal combustion engine, in which the high-pressure pump is used for conveying fuel from a low-pressure region via a delivery chamber of the high-pressure pump in a high-pressure accumulator, wherein the suction valve, a magnet armature as travel limit for a valve piston, the low pressure region of the delivery chamber of the high-pressure pump (separated by an electromagnet between a first position in which the valve piston is not closable, and a second position in which the valve piston is closable, is adjustable, wherein a current profile (P3) for a during a control of the electromagnet in the electromagnet flowing current (I) in response to a minimum on-time (ΔtE), in which the armature at a maximum value (I0) of the current (I) in the electromagnet reaches the second position after the start of the control, preset positioning is just, and wherein the solenoid is driven according to the current profile (P3).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Saugventils für eine Hochdruckpumpe einer Brennkraftmaschine sowie eine Recheneinheit und ein Computerprogramm zu dessen Durchführung.The present invention relates to a method for operating an electric suction valve for a high pressure pump of an internal combustion engine and to a computing unit and a computer program for its implementation.

Stand der TechnikState of the art

Saugventile mit einem frei beweglichen Ventilkolben können in Kombination mit Kolbenpumpen als Hochdruckpumpen eingesetzt werden, um Kraftstoff bis zu einem gewünschten Druckwert, dem sog. Raildruck, zu verdichten und in einen Hochdruckspeicher (sog. Common-Rail) weiterzuleiten. Das Saugventil öffnet im Saughub des Kolbens und lässt Kraftstoff nachfließen und kann im Kompressionshub des Kolbens so angesteuert werden, dass es schließt, um den Kraftstoff nicht in den Niederdruck abfließen zu lassen.Suction valves with a freely movable valve piston can be used in combination with piston pumps as high-pressure pumps to compress fuel to a desired pressure value, the so-called rail pressure, and forward it to a high-pressure accumulator (so-called common rail). The suction valve opens in the suction stroke of the piston and allows fuel to flow and can be controlled in the compression stroke of the piston so that it closes in order not to drain the fuel into the low pressure.

Aus der DE 196 07 073 A1 ist es beispielsweise bekannt, bei der Ansteuerung eines elektromagnetischen Schaltorgans, das in einem Kraftstoffinjektor verwendet wird, während einer Anzugsphase, noch bevor der Magnetanker die Endstellung erreicht hat, den Strom von einem ersten auf ein zweites Niveau zu reduzieren.From the DE 196 07 073 A1 For example, it is known to reduce the current from a first level to a second level when driving an electromagnetic switching element used in a fuel injector during a tightening phase, even before the armature has reached the end position.

Aus der DE 10 2012 211 798 A1 ist ein Verfahren zum Ansteuern eines elektrischen Saugventils bekannt, bei dem ein Zeitpunkt für einen Bremsimpuls, mit dem ein Absenken eines Magnetankers am Ende der Förderphase verlangsamt wird, optimiert wird.From the DE 10 2012 211 798 A1 a method for driving an electric suction valve is known, in which a time for a braking pulse, with which a lowering of a magnet armature is slowed down at the end of the delivery phase, is optimized.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Erfindungsgemäß werden ein Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Saugventils sowie eine Recheneinheit und ein Computerprogramm zu dessen Durchführung mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.According to the invention, a method for operating an electric suction valve as well as a computing unit and a computer program for carrying it out with the features of the independent patent claims are proposed. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims and the following description.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren dient zum Betreiben eines elektrischen Saugventils für eine Hochdruckpumpe einer Brennkraftmaschine, bei der die Hochdruckpumpe zum Fördern von Kraftstoff aus einem Niederdruckbereich über einen Förderraum der Hochdruckpumpe in einen Hochdruckspeicher verwendet wird. Bei dem Saugventil ist ein Magnetanker als Wegbegrenzung für einen Ventilkolben vorgesehen, welcher den Niederdruckbereich von dem Förderraum der Hochdruckpumpe trennt. Dabei ist der Magnetanker mittels eines Elektromagneten zwischen einer ersten Stellung, bei der der Ventilkolben nicht schließbar ist, und einer zweiten Stellung, bei der der Ventilkolben schließbar ist, verstellbar.An inventive method is used to operate an electric suction valve for a high-pressure pump of an internal combustion engine, in which the high-pressure pump for conveying fuel from a low-pressure region via a delivery chamber of the high-pressure pump is used in a high-pressure accumulator. In the suction valve, a magnet armature is provided as travel limit for a valve piston, which separates the low-pressure region from the delivery chamber of the high-pressure pump. In this case, the armature is by means of an electromagnet between a first position in which the valve piston is not closable, and a second position in which the valve piston is closable, adjustable.

Dabei besteht in der Regel keine mechanische Verbindung zwischen dem Magnetanker und dem Ventilkolben. Eine mechanische Feder kann eine mechanische Federkraft auf den Magnetanker ausüben und hält diesen in einer Grundposition. Durch Bestromen des Elektromagneten wird eine Position des Magnetankers relativ zu dem Elektromagneten verändert, insbesondere entgegen der Federkraftwirkung der mechanischen Feder, so dass der Magnetanker von der ersten Stellung zur zweiten Stellung wechselt. Dies bedeutet, dass das Saugventil im stromlosen Zustand in der Regel geöffnet ist und nur im bestromten Zustand ein vollständiges Schließen möglich ist, sofern ein Druck auf den Ventilkolben ausgeübt wird. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass zwar bei einer Ansaugphase der Hochdruckpumpe Kraftstoff aus dem Niederdruckbereich in den Förderraum der Hochdruckpumpe gesaugt wird, jedoch Kraftstoff nur dann während einer Kompressionsphase vom Förderraum in den Hochdruckspeicher gefördert wird, wenn das Saugventil vollständig geschlossen ist. Andernfalls wird während einer Kompressionsphase Kraftstoff zurück in den Niederdruckbereich gefördert.There is usually no mechanical connection between the armature and the valve piston. A mechanical spring can exert a mechanical spring force on the armature and keeps it in a basic position. By energizing the electromagnet a position of the armature is changed relative to the electromagnet, in particular against the spring force effect of the mechanical spring, so that the armature changes from the first position to the second position. This means that the suction valve is usually open when de-energized and only in the energized state, a complete closing is possible, provided that a pressure is exerted on the valve piston. In this way it can be achieved that while a suction phase of the high pressure pump fuel is sucked from the low pressure area in the delivery chamber of the high pressure pump, but fuel is only promoted during a compression phase from the pumping chamber into the high-pressure accumulator when the suction valve is fully closed. Otherwise, during a compression phase, fuel is pumped back into the low pressure range.

Es wird nun ein Stromprofil für einen während einer Ansteuerung des Elektromagneten im Elektromagneten fließenden Strom in Abhängigkeit von einer Minimal-Einschaltzeitdauer, in welcher der Magnetanker bei einem Maximalwert des Stroms im Elektromagneten die zweite Stellung nach Beginn der Ansteuerung erreicht, vorgegeben, und der Elektromagnet wird entsprechend dem Stromprofil angesteuert. Das Stromprofil, insbesondere die Höhe des Stroms, kann dabei insbesondere auch in Abhängigkeit von einer Drehzahl der Brennkraftmaschine vorgegeben werden.It is now a current profile for a current flowing during a control of the electromagnet in the electromagnet current in response to a minimum on-time, in which the armature reaches the second position after the start of the drive at a maximum value of the current in the electromagnet, and the electromagnet is controlled according to the current profile. The current profile, in particular the magnitude of the current, can in particular also be predefined as a function of a rotational speed of the internal combustion engine.

Die Minimal-Einschaltzeitdauer lässt sich beispielsweise anhand eines Anschlags des Magnetankers bei Erreichen der zweiten Stellung und/oder anhand eines Druckverlaufs im Hochdruckspeicher ermitteln. Im Druckverlauf macht sich beispielsweise eine durch Erreichen des Anschlags bzw. Öffnen des Ventilkolbens eintretende Förderphase durch eine Druckerhöhung bemerkbar.The minimum switch-on time can be determined, for example, based on a stop of the magnet armature when the second position is reached and / or on the basis of a pressure curve in the high-pressure accumulator. In the course of pressure, for example, a delivery phase entering through the stop or opening of the valve piston becomes noticeable by an increase in pressure.

Zum Öffnen des Ventilkolbens kann der Elektromagnet so angesteuert werden, d.h. mit einem solchen Strom, in einer Anzugsphase auch als Anzugsstrom bezeichnet, beaufschlagt werden, dass der Magnetanker innerhalb einer bestimmten Zeitdauer, einer sog. Höchsteinschaltzeitdauer, die zweite Stellung erreicht, sodass der Ventilkolben öffnet. Eine solche Höchsteinschaltzeitdauer sollte in der Regel deshalb eingehalten werden, um eine Förderung durch die Hochdruckpumpe gezielt beeinflussen zu können.To open the valve piston, the solenoid can be controlled so that such a current, in a tightening phase also referred to as attraction current, are acted upon, that the armature reaches the second position within a certain period of time, a so-called. Maximum switching time, so that the valve piston opens , As a rule, such a maximum switching time period should therefore be adhered to in order to achieve a maximum switching time Promote promotion by the high pressure pump targeted.

Aufgrund von beispielsweise Fertigungstoleranzen, Bauteilverschleiß oder anderen Gründen kann es nun jedoch vorkommen, dass die tatsächliche Einschaltzeitdauer, d.h. die Zeitdauer, bis der Magnetanker die zweite Stellung erreicht hat (und die bei Verwendung des Maximalwerts des Stroms der Minimal-Einschaltzeitdauer entspricht), zwischen verschiedenen Saugventilen und/oder über eine Benutzungsdauer hinweg variiert. Um dennoch immer die Höchsteinschaltzeitdauer einhalten zu können, kann daher immer ein Stromprofil zur Ansteuerung des Elektromagneten vorgegeben werden, bei dem auch bei den "schlechtesten" Bedingungen die Höchsteinschaltzeitdauer nicht überschritten wird. Dies betrifft in der Regel den Anzugsstrom, bei dem dann auch der Maximalwert des Stroms, also ein Strom der beispielsweise maximal zur Verfügung gestellt werden kann oder soll, verwendet wird. Dies führt jedoch auch dazu, dass manche Saugventile bereits vor Erreichen der Höchsteinschaltzeitdauer öffnen, was jedoch keinen Vorteil bringt. Vielmehr wird hierbei unnötig Energie verbraucht.However, due to, for example, manufacturing tolerances, component wear or other reasons, it may happen that the actual turn-on time, i. the amount of time until the armature has reached the second position (which corresponds to the minimum on duration using the maximum value of the current) varies between different suction valves and / or over a period of use. However, in order to always be able to comply with the maximum switch-on time, a current profile for controlling the electromagnet can always be specified, in which the maximum switch-on time is not exceeded, even under the "worst" conditions. This usually relates to the starting current, in which case the maximum value of the current, that is to say a current which, for example, can or should be made available at maximum, is used. However, this also means that some suction valves open even before reaching the maximum switching time, which, however, brings no advantage. Rather, this unnecessarily consumes energy.

Denkbar ist daher, die Minimal-Einschaltzeit bei Verwendung des Maximalwerts des Stroms zu ermitteln und basierend darauf beispielsweise den Strom im Elektromagneten vorzeitig, also vor Erreichen der Höchsteinschaltzeitdauer zu reduzieren. Denkbar ist hierzu, beispielsweise in Abhängigkeit von einer Drehzahl der Brennkraftmaschine, vom Anzugsstrom kurz nach, beispielsweise ca. 100 bis 400 µs nach Erreichen der Minimal-Einschaltzeit, oder kurz vor, beispielsweise ca. 100 bis 400 µs vor Erreichen der Minimal-Einschaltzeit, zum Haltestrom zu wechseln. Ersteres kann insbesondere bei höheren, letzteres bei niedrigeren Drehzahlen verwendet werden.It is therefore conceivable to determine the minimum turn-on time when using the maximum value of the current and based on it, for example, to reduce the current in the electromagnet prematurely, ie before reaching the maximum switch time. It is conceivable for this purpose, for example as a function of a rotational speed of the internal combustion engine, shortly after the starting current, for example about 100 to 400 microseconds after reaching the minimum on-time, or shortly before, for example, about 100 to 400 microseconds before reaching the minimum on-time, to change to the holding current. The former can be used especially at higher speeds, the latter at lower speeds.

Es wurde weiterhin erkannt, dass die Toleranzen der Minimal-Einschaltzeitdauer insbesondere von der Federvorspannung des Magnetankers, also beispielsweise der Federkraft der erwähnten Feder, die auf den Magnetanker wirkt, abhängen. Je kleiner die Federkraft ist, desto kürzer ist die Minimal-Einschaltzeitdauer, da die resultierende Gesamtkraft bei gleich bleibender elektromagnetischer Kraft auf den Magnetanker größer wird. Damit erreicht der Magnetanker schneller die zweite Stellung. Die Berücksichtigung der Minimal-Einschaltzeitdauer, insbesondere auch unter Berücksichtigung der Tatsache, dass eine geringere als die Höchsteinschaltzeitdauer nicht nötig ist, ermöglicht daher eine Anpassung des Stromprofils, insbesondere hinsichtlich einer Energieeinsparung.It has also been recognized that the tolerances of the minimum on-time depend in particular on the spring preload of the magnet armature, that is, for example, the spring force of the mentioned spring, which acts on the magnet armature. The smaller the spring force, the shorter the minimum turn-on time, since the resulting total force becomes larger with the electromagnetic force remaining the same on the armature. Thus, the magnet armature reaches the second position faster. The consideration of the minimum turn-on time period, in particular taking into account the fact that a lower than the maximum turn-on time period is not necessary, therefore makes it possible to adapt the current profile, in particular with regard to energy savings.

Vorzugsweise wird der Elektromagnet während einer Anzugsphase derart angesteuert, dass der Magnetanker die zweite Stellung nach Beginn der Ansteuerung in einem vorgegebenen Intervall um eine Soll-Einschaltzeitdauer erreicht. Hierzu kann die Soll-Einschaltzeitdauer beispielsweise etwas geringer als die Höchsteinschaltzeitdauer gewählt werden, sodass mit dem vorgebbaren Bereich insgesamt maximal die Höchsteinschaltzeitdauer erreicht wird. Besonders zweckmäßig ist, wenn genau die Höchsteinschaltzeitdauer erreicht wird. Gegenüber einer herkömmlichen Ansteuerung führt dies also zu einem reduzierten Anzugsstrom. Damit wird auch die Auftreffgeschwindigkeit des Magnetankers am Anschlag reduziert, was zudem zu weniger Verschleiß und geringerer Geräuschentwicklung führt. Besonders vorteilhaft ist dies bei geringen bis mittleren Drehzahlen, bei denen Geräusche besonders leicht wahrnehmbar sind.Preferably, the electromagnet is driven during a tightening phase such that the armature reaches the second position after the start of the drive in a predetermined interval by a desired switch-on time. For this purpose, the target switch-on time can be selected, for example, slightly less than the maximum switch-on time duration, so that the maximum switch-off time duration is reached at a maximum with the predeterminable range. It is particularly expedient if exactly the maximum switching time duration is reached. Compared to a conventional control, this leads to a reduced starting current. This also reduces the impact speed of the armature at the stop, which also leads to less wear and less noise. This is particularly advantageous at low to medium speeds at which noises are particularly easily perceptible.

Vorteilhafterweise wird der Elektromagnet in einer Haltephase derart angesteuert, dass ein während der Ansteuerung im Elektromagneten fließender Strom in Abhängigkeit von der Minimal-Einschaltzeitdauer gewählt wird. Bei der Haltephase handelt es sich um eine Phase nach der Anzugsphase, in welcher der Magnetanker nicht mehr angehoben, sondern nur noch in der zweiten Stellung gehalten werden muss. Hier ist bereits bei herkömmlicher Ansteuerung der Strom niedriger als in der Anzugsphase. Allerdings wirkt sich auch hier die Federkraft der Feder, die sich in der Minimal-Einschaltzeitdauer bemerkbar macht, aus, so dass auch hier eine Anpassung des Stroms, d.h. insbesondere eine Reduzierung gegenüber dem Niveau bei herkömmlicher Ansteuerung, möglich ist. Dies führt, insbesondere auch in Kombination mit der Anpassung in der Anzugsphase, zu einer Energieeinsparung.Advantageously, the electromagnet is controlled in a holding phase in such a way that a current flowing in the electromagnet during the activation is selected as a function of the minimum on-time. The holding phase is a phase after the tightening phase in which the armature no longer needs to be raised but only held in the second position. Here, even with conventional control, the current is lower than in the tightening phase. However, the spring force of the spring, which manifests itself in the minimum turn-on time period, also has an effect here, so that an adjustment of the current, i. In particular, a reduction compared to the level in conventional control, is possible. This leads, especially in combination with the adaptation in the suit phase, to an energy saving.

Es ist von Vorteil, wenn der Elektromagnet in einer Bremsphase nach einer Haltephase derart angesteuert wird, dass ein während der Ansteuerung im Elektromagneten fließender Strom zur Abbremsung des Magnetankers in Abhängigkeit von der Minimal-Einschaltzeitdauer gewählt wird. Auch hier wirkt sich die Federkraft der Feder, die sich in der Minimal-Einschaltzeitdauer bemerkbar macht, aus, so dass auch hier eine Anpassung des Stroms, d.h. insbesondere eine Reduzierung gegenüber dem Niveau bei herkömmlicher Ansteuerung, möglich ist.It is advantageous if, in a braking phase, the electromagnet is activated after a holding phase in such a way that a current flowing in the electromagnet during actuation is selected for deceleration of the magnet armature as a function of the minimum on-time. Again, the spring force of the spring, which is noticeable in the minimum turn-on period, affects, so that here again an adjustment of the current, i. In particular, a reduction compared to the level in conventional control, is possible.

Vorzugsweise wird der Elektromagnet, nachdem der Magnetanker die zweite Stellung erreicht hat, derart angesteuert, dass ein während der Ansteuerung im Elektromagneten fließender Strom, beginnend von einem Stromwert, bei dem der Magnetanker die zweite Stellung erreicht hat, streng monoton bis auf Null abfällt, d.h. dass kein Stromplateau wie sonst bei einem Haltestrom mehr verwendet wird. Dies schließt jedoch nicht aus, dass zunächst der Stromwert konstant gehalten wird, bevor der Strom streng monoton abfällt. Nachdem das Saugventil geschlossen ist, baut sich innerhalb kurzer Zeit ein Druck im Förderraum auf, was zu einer Kraft auf den Magnetanker, wenn dieser auf dem Ventilkolben aufliegen würde, führt. Insofern kann also, nachdem der Magnetanker die zweite Stellung erreicht hat und damit das Saugventil offen ist, bereits mit der Reduzierung des Stroms insbesondere bis auf Null begonnen werden. Der Magnetanker sinkt dann zwar ab einem gewissen Stromwert ab, jedoch bleibt das Saugventil aufgrund des erwähnten Drucks weiterhin geöffnet. Damit ist eine weitere Energieeinsparung möglich.Preferably, after the magnet armature has reached the second position, the electromagnet is triggered in such a way that a current flowing in the electromagnet during the actuation decreases strictly monotonically to zero, ie from a current value at which the magnet armature has reached the second position that no power plateau is used as usual with a holding current. However, this does not exclude that initially the current value is kept constant before the current drops in a strictly monotonic manner. After that Suction valve is closed, builds up within a short time, a pressure in the delivery chamber, resulting in a force on the armature, if it would rest on the valve piston leads. In this respect, therefore, after the magnet armature has reached the second position and thus the suction valve is open, the reduction of the current, in particular to zero, can already be started. Although the armature decreases then from a certain current value, but the suction valve remains open due to the mentioned pressure. This makes further energy savings possible.

Vorteilhafterweise wird der Elektromagnet während einer Anzugsphase ballistisch derart angesteuert, dass ein während der Ansteuerung im Elektromagneten fließender Strom unmittelbar nach Erreichen eines Mindeststromwertes, der insbesondere in Abhängigkeit von der Minimal-Einschaltzeitdauer gewählt wird, wieder abfällt. Nach Erreichen eines Mindeststromwertes kann daher insbesondere auch eine Ansteuerung derart erfolgen, dass ein während der Ansteuerung im Elektromagneten fließender Strom bis auf ein Haltestromniveau oder bis auf Null abfällt. Hierbei liegt die Erkenntnis zugrunde, dass bereits bei einem teilweise geschlossenen Saugventil ein Druckanstieg im Förderraum erfolgt, der das Saugventil komplett zu schließen vermag, auch wenn zwischenzeitlich der Magnetanker nicht weiter bestromt wird, ein Erreichen der zweiten Stellung oder gar ein Halten des Magnetankers in der zweiten Stellung jedoch nicht zwingend nötig sind. Indem nun die Ansteuerung derart erfolgt, dass, sobald das Saugventil großteils geschlossen ist, der Strom wieder abgesenkt wird, wird nicht nur Energie eingespart. Dadurch dass der Magnetanker den Anschlag nicht erreicht oder nur sehr leicht berührt, entsteht weniger Verschleiß und Geräusche werden reduziert. Dabei kann auch der zu wählende Mindeststromwert von der Minimal-Einschaltzeitdauer abhängen, da bei geringerer Federkraft bereits bei geringerem Strom eine Öffnung möglich ist.Advantageously, the electromagnet is ballistically controlled during a tightening phase in such a way that a current flowing in the electromagnet during the actuation drops again immediately after reaching a minimum current value, which is chosen in particular as a function of the minimum on-time. After reaching a minimum current value, it is therefore also possible in particular for a control to take place in such a way that a current flowing in the electromagnet during the activation drops to a holding current level or down to zero. This is based on the finding that even with a partially closed suction valve, a pressure increase takes place in the delivery chamber, which is able to close the intake valve completely, even if the magnet armature is not energized in the meantime, reaching the second position or even holding the armature in the second position, however, are not absolutely necessary. By now the control is such that, as soon as the suction valve is largely closed, the power is lowered again, not only energy is saved. The fact that the magnet armature does not reach the stop or touches it very lightly results in less wear and noises are reduced. In this case, the minimum current value to be selected can also depend on the minimum switch-on time duration, since an opening is possible even with a smaller current at a lower spring force.

Es ist von Vorteil, wenn zur Ermittlung der Minimal-Einschaltzeitdauer der Elektromagnet während einer Anzugsphase zweitweise nicht ballistisch angesteuert wird, so dass der Magnetanker die zweite Stellung erreicht. Dies ist insbesondere dann hilfreich, wenn eine Ermittlung der Minimal-Einschaltzeitdauer aufgrund des fehlenden Anschlags nicht möglich ist. Dann kann durch kurzes, nicht ballistisches Ansteuern, diese dennoch ermittelt werden, für die überwiegende Betriebsdauer kann aber dennoch der energiesparende, verschleiß- und geräuscharme ballistische Betrieb verwendet werden.It is advantageous if, in order to determine the minimum switch-on time duration, the solenoid is secondarily non-ballistically actuated during a pull-in phase, so that the magnet armature reaches the second position. This is helpful in particular if a determination of the minimum switch-on time duration is not possible due to the missing stop. Then can be determined by short, non-ballistic control, this still, but for the vast length of service can still be used energy-saving, low-wear and low-noise ballistic operation.

Eine erfindungsgemäße Recheneinheit, z.B. ein Steuergerät eines Kraftfahrzeugs, ist, insbesondere programmtechnisch, dazu eingerichtet, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen.An arithmetic unit according to the invention, e.g. a control device of a motor vehicle is, in particular programmatically, configured to perform a method according to the invention.

Auch die Implementierung des Verfahrens in Form eines Computerprogramms ist vorteilhaft, da dies besonders geringe Kosten verursacht, insbesondere wenn ein ausführendes Steuergerät noch für weitere Aufgaben genutzt wird und daher ohnehin vorhanden ist. Geeignete Datenträger zur Bereitstellung des Computerprogramms sind insbesondere magnetische, optische und elektrische Speicher, wie z.B. Festplatten, Flash-Speicher, EEPROMs, DVDs u.a.m. Auch ein Download eines Programms über Computernetze (Internet, Intranet usw.) ist möglich.Also, the implementation of the method in the form of a computer program is advantageous because this causes very low costs, especially if an executive controller is still used for other tasks and therefore already exists. Suitable data carriers for providing the computer program are in particular magnetic, optical and electrical memories, such as e.g. Hard drives, flash memory, EEPROMs, DVDs, etc. It is also possible to download a program via computer networks (Internet, intranet, etc.).

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.Further advantages and embodiments of the invention will become apparent from the description and the accompanying drawings.

Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.The invention is illustrated schematically by means of embodiments in the drawing and will be described below with reference to the drawing.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

1 zeigt schematisch ein Kraftversorgungssystem einer Brennkraftmaschine mit einer Hochdruckpumpe mit einem elektrischen Saugventil, bei dem ein erfindungsgemäßes Verfahren durchführbar ist. 1 schematically shows a power supply system of an internal combustion engine with a high pressure pump with an electric suction valve, in which a method according to the invention can be carried out.

2 zeigt schematisch eine Hochdruckpumpe mit elektrischem Saugventil, bei dem ein erfindungsgemäßes Verfahren durchführbar ist. 2 schematically shows a high-pressure pump with electric suction valve, in which a method according to the invention can be carried out.

3 zeigt Strom- und Hubverlauf bei nicht erfindungsgemäßer Ansteuerung eines Saugventils. 3 shows current and stroke course in not inventive control of a suction valve.

4 zeigt Strom- und Hubverlauf bei nicht erfindungsgemäßer Ansteuerung eines Saugventils. 4 shows current and stroke course in not inventive control of a suction valve.

5 zeigt einen Stromverlauf bei Ansteuerung eines Saugventils gemäß eines erfindungsgemäßen Verfahrens in einer bevorzugten Ausführungsform. 5 shows a current profile when driving a suction valve according to a method of the invention in a preferred embodiment.

6 zeigt einen Stromverlauf bei Ansteuerung eines Saugventils gemäß eines erfindungsgemäßen Verfahrens in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform. 6 shows a current profile when driving a suction valve according to a method of the invention in a further preferred embodiment.

7 zeigt Strom- und Hubverlauf bei Ansteuerung eines Saugventils gemäß eines erfindungsgemäßen Verfahrens in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform. 7 shows current and stroke profile when driving a suction valve according to a method of the invention in a further preferred embodiment.

Ausführungsform(en) der ErfindungEmbodiment (s) of the invention

In 1 ist schematisch ein Kraftstoffversorgungssystem 10 einer Brennkraftmaschine 40 gezeigt. Dieses umfasst beispielhaft eine elektrische Kraftstoffpumpe 14, mittels welcher Kraftstoff aus einem Kraftstofftank 12 entnommen und über einen Kraftstofffilter 13 zu einer Hochdruckpumpe 15 gefördert werden kann. Der Bereich vor der Hochdruckpumpe 15 stellt dabei einen Niederdruckbereich dar. Die Hochdruckpumpe 15 ist in der Regel mit der Brennkraftmaschine 40 bzw. deren Nockenwelle verbunden und kann damit angetrieben werden.In 1 is schematically a fuel supply system 10 an internal combustion engine 40 shown. This includes, for example, an electric fuel pump 14 , by means of which fuel off a fuel tank 12 taken and over a fuel filter 13 to a high pressure pump 15 can be promoted. The area in front of the high pressure pump 15 represents a low pressure area. The high pressure pump 15 is usually with the internal combustion engine 40 or their camshaft connected and can be driven with it.

Die Hochdruckpumpe 15 weist ein elektrisches Saugventil 16 auf, welches in Bezug auf 2 detaillierter erläutert wird. Der Ausgang der Hochdruckpumpe 15 ist mit einem Hochdruckspeicher 18, dem sog. Rail, verbunden, an dem eine Mehrzahl von Kraftstoffinjektoren 19 angeschlossen ist. Über die Kraftstoffinjektoren 19 wiederum kann Kraftstoff in die Brennkraftmaschine 40 eingebracht werden. Weiterhin ist am Hochdruckspeicher 18 ein Drucksensor 20 vorgesehen, der dazu eingerichtet ist, einen Druck im Hochdruckspeicher 18 zu erfassen. The high pressure pump 15 has an electric suction valve 16 on which in relation to 2 will be explained in more detail. The output of the high-pressure pump 15 is with a high-pressure accumulator 18 , the so-called rail, to which a plurality of fuel injectors 19 connected. About the fuel injectors 19 In turn, fuel can enter the internal combustion engine 40 be introduced. Furthermore, the high-pressure accumulator 18 a pressure sensor 20 provided, which is adapted to a pressure in the high-pressure accumulator 18 capture.

Weiterhin ist eine als Steuergerät ausgebildete Recheneinheit 80 gezeigt, die beispielhaft dazu eingerichtet ist, die Brennkraftmaschine 40 bzw. die Kraftstoffinjektoren 19 und die Hochdruckpumpe 15 mit elektrischem Saugventil 16 anzusteuern. Weiterhin kann das Steuergerät 80 Signale des Drucksensors 20 einlesen und so den Druck im Hochdruckspeicher 18 erfassen.Furthermore, a computer designed as a control unit 80 shown, which is configured by way of example, the internal combustion engine 40 or the fuel injectors 19 and the high pressure pump 15 with electric suction valve 16 head for. Furthermore, the control unit 80 Signals from the pressure sensor 20 read in and so the pressure in the high-pressure accumulator 18 to capture.

In 2 sind die Hochdruckpumpe 15 und das elektrische Saugventil 16 aus 1 detaillierter dargestellt. Die Hochdruckpumpe 15 weist einen Kolben 23 auf, der von einem Nocken 24 betätigt wird. Der Nocken kann pumpenseitig in einem Pumpengehäuse der Hochdruckpumpe 15 angeordnet sein. Insbesondere wird die Nockenbewegung durch eine zweckmäßige Anbindung (z.B. über die Nockenwelle) von der Brennkraftmaschine bewirkt. In der hier gezeigten Stellung befindet sich der Kolben 23 an einem unteren Totpunkt, d.h. an einem Übergang von einer Ansaugphase in eine Kompressionsphase.In 2 are the high pressure pump 15 and the electric suction valve 16 out 1 shown in more detail. The high pressure pump 15 has a piston 23 up, that of a cam 24 is pressed. The cam can be pump-side in a pump housing of the high-pressure pump 15 be arranged. In particular, the cam movement is effected by an appropriate connection (eg via the camshaft) of the internal combustion engine. In the position shown here is the piston 23 at a bottom dead center, ie at a transition from a suction phase to a compression phase.

Weiterhin weist die Hochdruckpumpe 15 ein Auslassventil 25 auf, über welches ein Fördervolumen 26 der Hochdruckpumpe 15 an den Hochdruckspeicher angebunden ist. Das Auslassventil 25 kann bspw. mittels einer Feder als Rückschlagventil ausgebildet sein, so dass nur dann Kraftstoff vom Fördervolumen 26 in den Hochdruckspeicher gefördert werden kann, wenn ein genügend hoher Druck im Fördervolumen 26 vorherrscht.Furthermore, the high pressure pump 15 an outlet valve 25 on which a delivery volume 26 the high pressure pump 15 connected to the high-pressure accumulator. The outlet valve 25 can, for example, be formed by means of a spring as a check valve, so that only fuel from the delivery volume 26 can be conveyed into the high-pressure accumulator, if a sufficiently high pressure in the delivery volume 26 prevails.

Das elektrische Saugventil 16 weist einen Ventilkolben 30 auf, der den Niederdruckbereich von dem Förderraum 26 der Hochdruckpumpe 15 trennt. Ein Kraftstofffluss vom Niederdruckbereich ist hier mittels eines Pfeiles gezeigt.The electric suction valve 16 has a valve piston 30 on, the low pressure area of the pump room 26 the high pressure pump 15 separates. A fuel flow from the low pressure area is shown here by means of an arrow.

Weiterhin weist das elektrische Saugventil 16 eine Magnetspule 31 als Teil eines Elektromagneten 32 auf. Die Magnetspule 31 kann bspw. an das Steuergerät angebunden sein, so dass eine Spannung U an die Magnetspule 31 angelegt werden kann, so dass ein Strom I in der Magnetspule 31 fließt. Weiterhin ist eine Wegbegrenzung 33 vorgesehen, die vorliegend als Magnetanker für den Elektromagneten ausgebildet ist.Furthermore, the electric suction valve 16 a magnetic coil 31 as part of an electromagnet 32 on. The magnetic coil 31 may be, for example, connected to the control unit, so that a voltage U to the magnetic coil 31 can be applied, so that a current I in the magnetic coil 31 flows. Furthermore, a Wegbegrenzung 33 provided, which is designed here as a magnet armature for the electromagnet.

In unbestromtem Zustand der Magnetspule 31 bzw. des Elektromagneten 32 kann der Magnetanker 33 bspw. mittels einer oder mehrerer Federn 34 vom Elektromagneten 32 weg in Richtung Ventilkolben 30 gedrückt werden. In diesem stromlosen Zustand befindet sich das elektrische Saugventil 16 bzw. die Wegbegrenzung 33, wie hier beispielhaft gezeigt, in einer ersten Stellung S₁.In the de-energized state of the magnetic coil 31 or the electromagnet 32 can the magnet armature 33 For example by means of one or more springs 34 from the electromagnet 32 away in the direction of the valve piston 30 be pressed. In this de-energized state is the electric suction valve 16 or the path limitation 33 , as shown here by way of example, in a first position S ₁ .

In der ersten Stellung S₁ kann der Ventilkolben 30 nicht vollständig schließen bzw. den Niederdruckbereich nicht vollständig von dem Fördervolumen 26 abtrennen, da der Magnetanker 33 den Weg des Ventilkolbens 25 begrenzt.In the first position S ₁ , the valve piston 30 not completely close or the low pressure area is not completely from the delivery volume 26 disconnect as the armature 33 the way of the valve piston 25 limited.

Wird die Spule 31 bzw. der Elektromagnet 32 bestromt, so bewegt sich der Magnetanker 33 in Richtung des Elektromagneten 32 und somit weg vom Ventilkolben 30. In diesem bestromten Zustand befindet sich das elektrische Saugventil 16 bzw. die Wegbegrenzung 33 in einer zweiten Stellung S₂.Will the coil 31 or the electromagnet 32 energized, the magnet armature moves 33 in the direction of the electromagnet 32 and thus away from the valve piston 30 , In this energized state is the electric suction valve 16 or the path limitation 33 in a second position S ₂ .

In der zweiten Stellung S₂ kann der Ventilkolben 30 vollständig schließen bzw. den Niederdruckbereich vollständig von dem Fördervolumen 26 abtrennen, da der Magnetanker 33 den Weg des Ventilkolbens 25 nicht mehr begrenzt. In geschlossenem Zustand verschließt der Ventilkolben 30 den Ventilsitz 35.In the second position S ₂ , the valve piston 30 completely close or the low pressure area completely from the delivery volume 26 disconnect as the armature 33 the way of the valve piston 25 no longer limited. When closed, the valve piston closes 30 the valve seat 35 ,

Im Folgenden soll nun kurz die Funktionsweise der Hochdruckpumpe 15 zusammen mit dem elektrischen Saugventil 16 erläutert werden. In einem Ausgangszustand sind das elektrische Saugventil 16 und insbesondere der Ventilkolben 30 im stromlosen Zustand geöffnet und das Auslassventil 25 geschlossen.In the following is now briefly the operation of the high-pressure pump 15 together with the electric suction valve 16 be explained. In an initial state, the electric suction valve 16 and in particular the valve piston 30 opened in the de-energized state and the exhaust valve 25 closed.

In einem Saughub bzw. einer Ansaugphase der Hochdruckpumpe 15 bewegt sich der Nocken 24 im Zuge einer Drehbewegung, wie dies durch einen Pfeil angedeutet ist, und der Kolben 23 bewegt sich nach unten, d.h. in Richtung des Nockens 24. Aufgrund des geöffneten Saugventils 16 wird somit Kraftstoff in das Fördervolumen 26 gesaugt.In a suction stroke or a suction phase of the high-pressure pump 15 the cam moves 24 in the course of a rotational movement, as indicated by an arrow, and the piston 23 moves downwards, ie in the direction of the cam 24 , Due to the opened suction valve 16 thus fuel is in the delivery volume 26 sucked.

In einem Förderhub bzw. einer Kompressionsphase der Hochdruckpumpe 15 ist der Elektromagnet 32 zunächst noch unbestromt, d.h. der Magnetanker 33 befindet sich in der ersten Stellung S₁. Der Kolben 23 bewegt sich nach oben und aufgrund des geöffneten Saugventils 16 wird damit Kraftstoff aus dem Förderraum 26 zurück in Richtung zu der elektrischen Kraftstoffpumpe 11 gefördert. Hierzu sei angemerkt, dass der Ventilkolben 30 trotz des im Förderraum 26 erzeugten Druckes bzw. des Kraftstoffflusses in Richtung Niederdruckbereich nicht vollständig schließt, da der Magnetanker 33 den Weg des Ventilkolbens 30 begrenzt.In a delivery stroke or a compression phase of the high-pressure pump 15 is the electromagnet 32 initially still energized, ie the armature 33 is in the first position S ₁ . The piston 23 moves up and due to the open suction valve 16 will fuel with it from the pump room 26 back towards the electric fuel pump 11 promoted. It should be noted that the valve piston 30 despite that in the pump room 26 generated pressure or the fuel flow in the direction of low pressure range does not close completely, since the armature 33 the way of the valve piston 30 limited.

Wird nun, bspw. noch während der Kompressionsphase, die Magnetspule 31 bzw. der Elektromagnet 32 bestromt, so bewegt sich der Magnetanker 33 in die zweite Stellung S₂. Der Ventilkolben 30 kann somit durch den Druck des Kraftstoffs im Fördervolumen 26 bzw. den Kraftstofffluss in Richtung Niederdruckbereich in den Ventilsitz 32 gedrückt werden. Der Ventilkolben selbst ist üblicherweise auch federbelastet, jedoch in entgegengesetzter Richtung zur Federkraft des Magnetankers. Ein Kraftniveau ist dabei geringer als die Ankerfeder, d.h. der Ventilkolben schließt selbst auch ohne Anliegen von Kraftstoffdruck. Das Saugventil 16 ist somit geschlossen. Durch die weitere Hubbewegung des Kolbens 23 wird im Förderraum 26 nun weiter Druck aufgebaut. Mit Erreichen eines genügend hohen Druckes wird das Auslassventil 25 geöffnet und Kraftstoff in den Hochdruckspeicher gefördert.Will now, for example, still during the compression phase, the solenoid 31 or the electromagnet 32 energized, the magnet armature moves 33 in the second position S ₂ . The valve piston 30 can thus by the pressure of the fuel in the delivery volume 26 or the fuel flow in the direction of the low pressure area in the valve seat 32 be pressed. The valve piston itself is usually spring-loaded, but in the opposite direction to the spring force of the armature. A force level is less than the armature spring, ie the valve piston closes even without concerns of fuel pressure. The suction valve 16 is thus closed. Due to the further stroke movement of the piston 23 will be in the pump room 26 now pressure continues to build up. Upon reaching a sufficiently high pressure, the outlet valve 25 opened and pumped fuel into the high-pressure accumulator.

In 3 sind schematisch Strom- und Hubverlauf bei nicht erfindungsgemäßer Ansteuerung eines Saugventils dargestellt. Hierzu sind Strom I und Hub H jeweils über der Zeit t aufgetragen. Mit P₀ ist ein Stromprofil des Stroms in dem Elektromagneten gezeigt, mit H_A und H_V entsprechend Hubverläufe von Magnetanker und Ventilkolben. Mit P' sind ein abgewandeltes Stromprofil mit einer Bremsphase ∆t_B und mit H'_A ein entsprechender Hubverlauf gezeigt.In 3 are shown schematically current and stroke course at not inventive control of a suction valve. For this purpose, current I and stroke H are respectively plotted over time t. With P ₀ , a current profile of the current is shown in the electromagnet, with H _A and H _V corresponding Hubverläufe of armature and valve piston. With P 'a modified current profile with a braking phase .DELTA.t _B and with H' _A a corresponding stroke course are shown.

Während einer Anzugsphase ∆t_A wird der Strom I bis auf einen Wert I₀ erhöht und dort bis zum Ende gehalten. Die Anzugsphase ∆t_A entspricht dabei genau der Höchsteinschaltdauer ∆t_M, sodass bei dem Maximalwert I₀ und der Anzugsdauer ∆t_A der Magnetanker unabhängig von der Federkraft in jedem Fall die zweite Stellung erreicht, d.h. dass das Saugventil schließt (bezogen auf den Ventilkolben). Anschließend wird während einer Haltephase ∆t_H der Strom abgesenkt. During a suit phase .DELTA.t _A , the current I is increased to a value I ₀ and held there to the end. The attraction phase .DELTA.t _A corresponds exactly to the maximum switching time .DELTA.t _M , so that at the maximum value I ₀ and the starting time .DELTA.t _A, the armature regardless of the spring force in each case reaches the second position, ie that the suction valve closes (relative to the valve piston ). Subsequently, the current is lowered during a holding phase .DELTA.t _H.

Nach der Haltephase geht der Strom auf Null. Optional kann gemäß dem Stromprofil P' ein Strom für einen Bremsimpuls erzeugt werden.After the holding phase, the current goes to zero. Optionally, according to the current profile P ', a current for a braking pulse can be generated.

An den Hubverläufen ist zu sehen, dass sowohl der Magnetanker (Hubverlauf H_A) als auch der Ventilkolben (Hubverlauf H_V) in Anschlag gehen. Dabei ist auch zu sehen, dass der Magnetanker einen höheren Hub als der Ventilkolben erreicht, was an der geometrischen Ausbildung des Saugventils liegt und auch in 2 zu erkennen ist.At the Hubverläufen can be seen that both the armature (stroke curve H _A ) and the valve piston (stroke curve H _V ) go into attack. It can also be seen that the magnet armature reaches a higher lift than the valve piston, which is due to the geometric design of the suction valve and also in 2 can be seen.

Weiterhin ist auch zu sehen, dass der Magnetanker bereits vor Ende der Anzugsphase ∆t_A, nämlich nach der tatsächlichen und hier der Minimal-Einschaltzeitdauer ∆t_E in Anschlag geht. Dies bedeutet auch, dass die Anzugsphase mit dem Maximalwert I₀ unnötig lang ist.Furthermore, it can also be seen that the armature is already before the end of the tightening phase .DELTA.t _A , namely after the actual and here the minimum turn-on time .DELTA.t _E goes into attack. This also means that the tightening phase with the maximum value I _{0 is} unnecessarily long.

Nach dem Ende der Haltephase ∆t_H sinkt der Magnetanker ab bis er auf dem Ventilkolben aufliegt. Erst nach dem Ende der Förderphase sinken sowohl Ventilkolben als auch Magnetanker vollständig ab, wobei beim Magnetanker optional die Bremswirkung zu tragen kommt, wie am Hubverlauf H'_A zu sehen ist.After the end of the holding phase .DELTA.t _H , the armature decreases until it rests on the valve piston. Only after the end of the funding phase both valve piston and armature sink completely, with the magnet armature optionally comes to bear the braking effect, as can be seen on the stroke H ' _A.

In 4 sind Strom- und Hubverlauf bei nicht erfindungsgemäßer Ansteuerung eines Saugventils dargestellt. Hierzu sind Strom I und Hub H jeweils über der Zeit t aufgetragen. Mit P₀ sind ein Stromprofil des Stroms in dem Elektromagneten und mit H_A entsprechend ein Hubverlauf des Magnetankers bezeichnet.In 4 are shown current and stroke course at not inventive control of a suction valve. For this purpose, current I and stroke H are respectively plotted over time t. With P ₀ , a current profile of the current in the electromagnet and H _A according to a stroke characteristic of the armature are designated.

Das Stromprofil P₀ entspricht dabei demjenigen gemäß 3 (wobei nur der Anfang gezeigt ist). Weiterhin sind nun zwei weitere Stromprofile P₁ und P₂ gezeigt, die ein Absenken des Stroms kurz nach bzw. kurz vor der Minimal-Einschaltzeitdauer ∆t_E vorsehen. Dabei bleibt das Stromniveau unverändert, d.h. es wird weiterhin der Maximalwert I₀ eingestellt. Allerdings kann durch die kürzere Anzugsphase Energie eingespart werden. Der Hubverlauf des Magnetankers (und damit auch derjenige des Ventilkolbens) ändert sich dabei nicht.The current profile P ₀ corresponds to that according to 3 (where only the beginning is shown). Furthermore, two further current profiles P ₁ and P ₂ are now shown, which provide a lowering of the current shortly after or shortly before the minimum on-time Δt _E. The current level remains unchanged, ie the maximum value I ₀ is still set. However, energy can be saved by the shorter suit phase. The stroke of the armature (and thus also that of the valve piston) does not change.

In 5 ist nun ein Stromverlauf bei Ansteuerung eines Saugventils gemäß einem erfindungsgemäßen Verfahren in einer bevorzugten Ausführungsform dargestellt. Hierzu ist ein Strom I über der Zeit t aufgetragen. Mit P₁ ist ein Stromprofil des Stroms in dem Elektromagneten gezeigt, das dem aus 4 entspricht und bei dem entsprechend der Maximalwert I₀ erreicht wird.In 5 Now, a current profile when driving a suction valve according to a method of the invention is shown in a preferred embodiment. For this purpose, a current I is plotted over the time t. With P ₁ , a current profile of the current is shown in the electromagnet, which is the 4 corresponds and in which according to the maximum value I _{0 is} reached.

Mit P₃ ist nunmehr ein Stromprofil gezeigt, bei dem die Anzugsphase ∆t'_A länger dauert als bei dem Stromprofil P₁, allerdings erreicht der Magnetanker (nicht gezeigt) auch erst nach der tatsächlichen Einschaltzeitdauer ∆t'_E den Anschlag. Hier entspricht die tatsächliche Einschaltzeitdauer ∆t'_E einer Soll-Einschaltzeitdauer ∆t_S, welche wiederum genau der Höchsteinschaltzeitdauer entsprechen kann, jedoch auch etwas geringer sein kann.With P ₃ now a current profile is shown, in which the tightening phase .DELTA.t ' _A lasts longer than the current profile P ₁ , however, the armature reaches (not shown) and only after the actual switch-on time .DELTA.t' _E the stop. Here, the actual switch-on period Δt ' _E corresponds to a set switch-on period Δt _S , which in turn can correspond exactly to the maximum switch-on time duration, but may also be slightly lower.

Um jedoch die Einschaltzeitdauer zu verlängern, kann der Strom I gegenüber dem Maximalwert I₀ reduziert werden, hier auf den Wert I3. Die Einschaltdauer wird dabei insbesondere nur bis zur Höchsteinschaltdauer verlängert, nicht jedoch darüber hinaus. Das bedeutet beispielsweise, dass ein langsames Ventil (mit hoher Federkraft) weiterhin nach P₀ angesteuert werden kann, ein schnelleres Ventil wird anstelle mit P₁ jetzt mit P₃ angesteuert. Damit kann erreicht werden, dass alle Ventile nahezu mit der Höchsteinschaltdauer schließen. Ebenso kann in der anschließenden Haltephase ∆t'H der Wert des Stroms gegenüber dem Stromprofil P₁ reduziert werden, da weniger elektromagnetische Kraft zum Halten des Magnetankers nötig ist. Auf diese Weise kann Energie eingespart werden.However, in order to extend the switch-on period, the current I can be reduced compared to the maximum value I ₀ , here to the value I3. The duty cycle is extended in particular only until the maximum switching time, but not beyond. This means, for example, that a slow valve (with high spring force) will continue can be controlled to P ₀ , a faster valve is now controlled with P ₃ instead of P ₁ . This can be achieved that close all valves almost with the maximum switching time. Likewise, in the subsequent holding phase Δt'H, the value of the current relative to the current profile P ₁ can be reduced, since less electromagnetic force is required to hold the magnet armature. In this way energy can be saved.

Es ist auch möglich, die Stromhöhe des Bremsimpulses (wie in 3 gezeigt) ebenfalls von der Minimal-Einschaltzeitdauer abhängig zu machen. Eine geringere Federkraft ermöglicht ein reduziertes Stromniveau für den gleichen Bremseffekt, was wiederum zu Energieeinsparung führt. Weiterhin kann die Höhe des Stromniveaus mit der Drehzahl variiert werdenIt is also possible to adjust the current level of the braking pulse (as in 3 also shown to depend on the minimum turn-on time. A lower spring force allows a reduced current level for the same braking effect, which in turn leads to energy savings. Furthermore, the height of the current level can be varied with the speed

In 6 ist ein Stromverlauf bei Ansteuerung eines Saugventils gemäß einem erfindungsgemäßen Verfahren in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform dargestellt. Hierzu ist ein Strom I über die Zeit t aufgetragen. Mit P₀ ist ein Stromprofil des Stroms in dem Elektromagneten gezeigt, das dem aus 4 entspricht und bei dem entsprechend der Maximalwert I₀ erreicht wird.In 6 is a current waveform when driving a suction valve according to a method of the invention shown in a further preferred embodiment. For this purpose, a current I is plotted over the time t. With P ₀ , a current profile of the current is shown in the electromagnet, which is the 4 corresponds and in which according to the maximum value I _{0 is} reached.

In der Haltephase ∆t'_H wird der Strom nun jedoch nicht auf ein Haltestromniveau abgesenkt, das beibehalten wird, sondern der Strom wird bis auf Null abgesenkt. Hierzu sind mit P₄ und P₅ zwei mögliche Stromprofile gezeigt, d.h. es kann zunächst wie gewohnt auf das Haltestromniveau und dann beispielsweise linear bis auf Null oder direkt linear bis auf Null abgesenkt werden.However, in the hold phase Δt ' _H , the current is now not lowered to a holding current level that is maintained, but the current is lowered to zero. For this purpose, two possible current profiles are shown with P ₄ and P ₅ , ie it can first be lowered as usual to the holding current level and then, for example, linearly down to zero or directly linearly down to zero.

Es versteht sich, dass hier vor der Haltephase anstatt des Stromprofils P₀ auch ein anderes Stromprofil, beispielsweise P₁, P₂ oder P₃ verwendet werden kann. In allen Fällen kann Energie eingespart werden. Der kontinuierliche Abbau führt zu einem langsamen Abbau der elektromagnetischen Kraft, die ein unbeabsichtigtes Öffnen nach wie vor verhindert. Die Steigung des Stromabbaus kann beispielsweise abhängig von der Drehzahl appliziert werden, wodurch wieder eine gewisse Energieeinsparung möglich ist. Optional kann hierfür auch ein Drucksignal aus dem Hochdruckspeicher mit ausgewertet werdenIt goes without saying that a different current profile, for example P ₁ , P ₂ or P ₃ , can be used here before the holding phase instead of the current profile P ₀ . Energy can be saved in all cases. The continuous degradation leads to a slow degradation of the electromagnetic force, which still prevents unintentional opening. The slope of the current reduction can be applied, for example, depending on the speed, which again a certain energy savings is possible. Optionally, a pressure signal from the high-pressure accumulator can also be evaluated for this purpose

In 7 sind Strom- und Hubverlauf bei Ansteuerung eines Saugventils gemäß einem erfindungsgemäßen Verfahren in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform dargestellt. Hierzu sind Strom I und Hub H jeweils über die Zeit t aufgetragen. Mit P₀ ist ein Stromprofil des Stroms in dem Elektromagneten gezeigt, mit H_A und H_V entsprechend Hubverläufe von Magnetanker und Ventilkolben.In 7 are current and stroke course when driving a suction valve according to a method of the invention shown in a further preferred embodiment. For this purpose, current I and stroke H are plotted over time t. With P ₀ , a current profile of the current is shown in the electromagnet, with H _A and H _V corresponding Hubverläufe of armature and valve piston.

Sowohl das Stromprofil P₀ als auch die Hubverläufe H_A und H_V entsprechen denjenigen gemäß 4. Zusätzlich ist nun jedoch ein Stromprofil P₆ gezeigt, bei dem der Strom nach Erreichen eines Mindeststromwertes I_M beispielsweise linear abgesenkt wird, sodass der Magnetanker, wie am Hubverlauf H''_A zu sehen, den Anschlag nicht erreicht. Denkbar ist auch, dass der Anschlag nur sehr kurz erreicht wird. Die Absenkung kann auch nicht linear erfolgen. Auf diese Weise können Verschleiß reduziert und Geräusche vermieden werden. Zudem wird durch diese Art der ballistischen Ansteuerung Energie eingespart.Both the current profile P ₀ and the Hubverläufe H _A and H _V correspond to those according to 4 , In addition, however, now a current profile P _{6 is} shown, in which the current is linearly lowered after reaching a minimum current value I _M , so that the magnet armature, as seen on the stroke curve H '' _A , does not reach the stop. It is also conceivable that the attack is achieved only very briefly. The lowering can not be linear. In this way wear can be reduced and noise can be avoided. In addition, this type of ballistic control saves energy.

Da durch das fehlende Anschlagen des Magnetankers eine Ermittlung der Minimal-Einschaltzeitdauer erschwert ist, kann insbesondere eine Lernfunktion verwendet werden, die bei gegebenem Stromprofil detektiert, ob eine Förderung durch die Hochdruckpumpe stattgefunden hat (z.B. Erkennung über Detektion eines Druckeinbruchs im Hochdruckspeicher). Auf dieser Basis ist eine Korrektur der Ansteuerparameter möglich. Alternativ kann (z.B. getriggert über eine Nutzungszeitdauer oder über detektierte Tankvorgänge) eine Lernphase eingeleitet werden, in der kurzfristig auf einen nicht-ballistischen Betrieb wird, um das aktuelle Verhalten des Saugventils wieder einzulernen; es können somit z.B. zeitliche Veränderungen wie Verschleiß, Federkraftverlust oder auch Änderungen in Kraftstoffviskosität und Ähnliches berücksichtigt werden. Diese Vorgehensweise bietet sich insbesondere bei geringen mit mittleren Drehzahlen und bei wenig dynamischen Fahrprofilen an.In particular, since detection of the minimum on-time is difficult due to the failure of the armature, a learning function can be used which detects, for a given current profile, whether delivery has taken place by the high pressure pump (e.g., detection via detection of a pressure drop in the high pressure accumulator). On this basis, a correction of the control parameters is possible. Alternatively, a learning phase may be initiated (e.g., triggered over a usage period or via detected refueling events) in which a non-ballistic operation is briefly initiated to retrain the current behavior of the purge valve; Thus, e.g. temporal changes such as wear, spring force loss or changes in fuel viscosity and the like are taken into account. This approach is particularly suitable for low at medium speeds and low dynamic driving profiles.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 19607073 A1 [0003]
DE 102012211798 A1 [0004]

Claims

Method for operating an electric suction valve for a high-pressure pump of an internal combustion engine, in which the high-pressure pump ( 15 ) for conveying fuel from a low-pressure region via a delivery chamber ( 26 ) of the high-pressure pump ( 15 ) into a high-pressure accumulator ( 18 ) is used, wherein at the suction valve ( 16 ) a magnet armature as travel limit for a valve piston ( 30 ), the low pressure area of the pumping room ( 26 ) of the high-pressure pump ( 15 ), by means of an electromagnet ( 32 ) between a first position (S ₁ ), wherein the valve piston ( 30 ) is not closable, and a second position (S ₂ ), wherein the valve piston ( 30 ) is adjustable, wherein a current profile (P ₃ , P ₄ , P ₅ , P ₆ ) for one during a control of the electromagnet ( 32 ) current flowing in the electromagnet (I) as a function of a minimum on-time (Δt _E ), in which the armature ( 33 ) is reached at a maximum value (I ₀ ) of the current (I) in the electromagnet, the second position (S ₂ ) after the start of the control, is given, and wherein the electromagnet ( 32 ) is driven according to the current profile (P ₃ , P ₄ , P ₅ , P ₆ ).

Method according to claim 1, wherein the electromagnet ( 32 ) during a tightening phase (.DELTA.t _A , .DELTA.t ' _A ) is controlled such that the armature ( 33 ) reaches the second position (S ₂ ) after the start of the drive in a predetermined interval by a target switch-on time (.DELTA.t _S ).

Method according to claim 1 or 2, wherein the electromagnet ( 32 ) in a holding phase (.DELTA.t ' _H ), is controlled such that a current flowing in the solenoid during driving in the current (I) in dependence on the minimum on-time (.DELTA.t _E ) is selected.

Method according to one of the preceding claims, wherein the electromagnet ( 32 ) is controlled in a braking phase (.DELTA.t _B ) after a holding phase such that during the control in the electromagnet flowing current (I) for braking the armature ( 33 ) depending on the minimum on-time (Δt _E ).

Method according to one of the preceding claims, wherein the electromagnet ( 32 ) after the magnet armature ( 33 ) has reached the second position (S ₂ ) is controlled such that a current flowing in the electromagnet during the control current (I), starting from a current value at which the armature has reached the second position, strictly monotonically drops to zero.

Method according to one of the preceding claims, wherein the electromagnet ( 32 ) is ballistically controlled during a starting phase (Δt _A ) in such a way that a current (I) flowing during the activation in the electromagnet immediately after reaching a minimum current value (I _M ) which depends in particular on the minimum on-time (Δt _E ) is elected, falls again.

Method according to claim 6, wherein the electromagnet ( 32 ) is driven in such a way after reaching a minimum current value (I _M ) that a current flowing in the electromagnet during the drive, drops to a holding current level or down to zero.

Method according to Claim 6 or 7, in which, to determine the minimum switch-on time duration (Δt _E ), the electromagnet ( 32 ) is secondarily non-ballistically activated during a suit phase, so that the armature ( 33 ) reaches the second position (S ₂ ).

Method according to one of the preceding claims, wherein the minimum on-time (Δt _E ) based on a stop of the armature ( 33 ) upon reaching the second position (S ₂ ) and / or on the basis of a pressure curve in the high-pressure accumulator ( 18 ) is determined.

Method according to one of the preceding claims, wherein the current profile is predetermined as a function of a rotational speed of the internal combustion engine.

Arithmetic unit ( 80 ), which is adapted to perform a method according to any one of the preceding claims.

Computer program comprising a computing unit ( 80 ) to perform a method according to any one of claims 1 to 10, when it on the computing unit ( 80 ) is performed.

A machine-readable storage medium having a computer program stored thereon according to claim 12.