DE102016226272A1 - Method and device for controlling a solenoid valve - Google Patents

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Dirk Drotleff
Dirk Foerch
Erich Ludewig
Jacqueline Rausch
Jose-Maria Rodelgo Lucas
Steffen BENZLER
Volker Edelmann
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Abstract

Die vorliegende Erfindung geht aus von einem Verfahren bzw. einer Vorrichtung zur Ansteuerung eines durch eine Spule elektromagnetisch betätigbaren und zweistufig verstellbaren Magnetventils. Dabei wird die Spule des Magnetventils gemäß einer Sollgröße bestromt. Die Sollgröße wird von einem vorgegebenen ersten Strom-Sollwert derart auf einen vorgegebenen zweiten Strom-Sollwert abgesenkt wird, dass eine Abstrahlung hörbaren Schalls, der beim Schalten des Magnetventils entsteht, zumindest teilweise reduziert wird. Der Kern der Erfindung besteht darin, dass nach der Absenkung auf den zweiten Strom-Sollwert die Sollgröße auf einen vorgegebenen dritten Strom-Sollwert erhöht wird.The present invention is based on a method and a device for controlling a magnetically actuatable by a coil and two-stage adjustable solenoid valve. In this case, the coil of the solenoid valve is energized in accordance with a desired value. The desired value is lowered by a predetermined first current setpoint to a predetermined second current setpoint such that an emission of audible sound produced when switching the solenoid valve is at least partially reduced. The essence of the invention is that after lowering to the second current setpoint, the setpoint is increased to a predetermined third current setpoint.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die vorliegende Erfindung geht aus von einem Verfahren und einer Vorrichtung zur Ansteuerung eines Magnetventils gemäß dem Oberbegriff der unabhängig formulierten Ansprüche. The present invention is based on a method and a device for controlling a solenoid valve according to the preamble of the independently formulated claims.

Eine solche Ansteuerung ist bekannt aus der EP 2 379 868 B1 . Hier wird eine Ansteuerung eines durch eine Spule elektromagnetisch betätigbaren und zweistufig verstellbaren und stromlos offenen Magnetventils beschrieben. Hierbei wird die Spule des Magnetventils zum Schließen des Ventils gemäß einer Sollgröße bestromt, wobei die Sollgröße von einem vorgegebenen ersten Strom-Sollwert derart auf einen vorgegebenen zweiten Strom-Sollwert abgesenkt wird, dass eine Abstrahlung hörbaren Schalls, der beim Schalten des Magnetventils entsteht, zumindest teilweise reduziert wird. In der EP 2 379 868 B1 wird das Schließen des Magnetventils durch Erfassen eines durch das Magnetventils gesteuerten Drucks detektiert. Nachdem erfasst wurde, dass das Magnetventil geschlossen hat, wird der erfasste Schließzustand durch eine geringe Erhöhung des Stroms aufrecht erhalten.Such a control is known from the EP 2 379 868 B1 , Here, a control of a solenoid operated by a coil and two-stage adjustable and normally open solenoid valve is described. In this case, the coil of the solenoid valve is energized to close the valve according to a desired value, wherein the desired value is lowered by a predetermined first current setpoint to a predetermined second current setpoint that a radiation audible sound, which arises when switching the solenoid valve, at least partially reduced. In the EP 2 379 868 B1 the closing of the solenoid valve is detected by detecting a pressure controlled by the solenoid valve. After it is detected that the solenoid valve has closed, the detected closing state is maintained by a small increase in the current.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die vorliegende Erfindung geht aus von einem Verfahren bzw. einer Vorrichtung zur Ansteuerung eines durch eine Spule elektromagnetisch betätigbaren und zweistufig verstellbaren Magnetventils. Dabei wird die Spule des Magnetventils gemäß einer Sollgröße bestromt. Die Sollgröße wird von einem vorgegebenen ersten Strom-Sollwert derart auf einen vorgegebenen zweiten Strom-Sollwert abgesenkt wird, dass eine Abstrahlung hörbaren Schalls, der beim Schalten des Magnetventils entsteht, zumindest teilweise reduziert wird.The present invention is based on a method and a device for controlling a magnetically actuatable by a coil and two-stage adjustable solenoid valve. In this case, the coil of the solenoid valve is energized in accordance with a desired value. The desired value is lowered by a predetermined first current setpoint to a predetermined second current setpoint such that an emission of audible sound produced when switching the solenoid valve is at least partially reduced.

Der Kern der Erfindung besteht darin, dass nach der Absenkung auf den zweiten Strom-Sollwert die Sollgröße auf einen vorgegebenen dritten Strom-Sollwert erhöht wird. The essence of the invention is that after lowering to the second current setpoint, the setpoint is increased to a predetermined third current setpoint.

Der Vorteil der Erfindung besteht darin, dass einerseits ein leises Schalten des Ventiles und andererseits aber auch ein sicheres Schalten des Ventiles gewährleistest wird. Falls die geräuschoptimierte Ansteuerung des Ventils nicht zum Schalten des Ventiles geführt haben sollte, wird durch die erfindungsgemäße Erhöhung des Stromwertes ein sicheres, wenn auch mit einem erhöhten Geräusch verbundenes Schalten sichergestellt (Sicherheitsschaltung). The advantage of the invention is that on the one hand a quiet switching of the valve and on the other hand but also a safe switching of the valve is guaranteed. If the noise-optimized control of the valve should not have led to the switching of the valve, a safe, although associated with an increased noise switching (safety circuit) is ensured by the increase in the current value according to the invention.

Das Magnetventil kann durch das Verstellen zwei Schaltstufen einnehmen. Der erste Strom-Sollwert wird vorteilhafterweise derart gewählt wird, dass eine Änderung des Schaltzustands des Magnetventils eingeleitet wird.The solenoid valve can take two switching stages by adjusting. The first current setpoint is advantageously selected such that a change in the switching state of the solenoid valve is initiated.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der dritte Strom-Sollwert derart gewählt wird, dass eine Änderung des Schaltzustands des Magnetventils erreicht wird. Hierdurch wird sicher erreicht, dass, falls die geräuschoptimierte Ansteuerung des Ventils nicht zum Schalten des Ventils geführt haben sollte, durch die Erhöhung des Stromwertes auf den Wert des dritten Strom-Sollwertes ein sicheres, wenn auch mit einem erhöhten Geräusch verbundenes Schalten sichergestellt ist (Sicherheitsschaltung).In a particularly advantageous embodiment of the invention it is provided that the third current setpoint is selected such that a change in the switching state of the solenoid valve is achieved. This ensures that, if the noise-optimized control of the valve should not have led to the switching of the valve, by increasing the current value to the value of the third current setpoint safe, although associated with increased noise switching is ensured (safety circuit ).

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Erhöhung auf den vorgegebenen dritten Strom-Sollwert kontinuierlich, insbesondere rampenförmig, geschieht. Hierdurch kommt es selbst bei der erfindungsgemäßen Sicherheitsschaltung des Ventils zu einer möglichst geräuscharmen Ansteuerung. In an advantageous embodiment of the invention it is provided that the increase to the predetermined third current setpoint continuously, in particular ramp-shaped happens. As a result, even in the case of the safety circuit of the valve according to the invention, the drive is as silent as possible.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Erhöhung auf den vorgegebenen dritten Strom-Sollwert innerhalb einer vorgegebenen Zeitdauer geschieht. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass die Sicherheitsschaltung möglichst ohne Verzug zur geräuschoptimierten geplanten Ansteuerung geschieht. Hierzu sollte die Zeitdauer aber länger als die maximale Schaltzeit des Magnetventils vorgegeben sein.In a further advantageous embodiment of the invention, it is provided that the increase to the predetermined third current setpoint occurs within a predetermined period of time. This embodiment has the advantage that the safety circuit is done as possible without delay to the noise-optimized planned control. For this purpose, however, the duration should be longer than the maximum switching time of the solenoid valve.

Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Bestromung mit dem ersten Strom-Sollwert während einer vorgegebenen ersten Zeitdauer geschieht, wobei die erste Zeitdauer abhängig vom Widerstand der Spule vorgegeben wird. Da das Schaltverhalten des Ventils abhängig von der Zeitkonstante tau der Magnetspule ist (tau = L/R, L: Induktivität, R: Widerstand der Spule) und sich der Widerstand R der Magnetspule über der Temperatur (Umgebungstemperatur und Selbsterwärmung infolge Bestromung) verändert, wird gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung der Spulenwiderstand zyklisch gemessen und über eine Kennlinie (I1 über R) der Wert für I1 abhängig vom Spulenwiderstand ermittelt. Die Abhängigkeit der ersten Zeitdauer vom Widerstand der Spule kann fest vorgegeben werden. Furthermore, it can be provided that the current flow with the first current setpoint occurs during a predetermined first time period, wherein the first time duration is predetermined depending on the resistance of the coil. Since the switching behavior of the valve depends on the time constant tau of the magnetic coil (tau = L / R, L: inductance, R: resistance of the coil) and the resistance R of the solenoid changes over the temperature (ambient temperature and self-heating due to energization) is According to this embodiment of the invention, the coil resistance is measured cyclically and the value for I1 is determined as a function of the coil resistance via a characteristic curve (I1 via R). The dependence of the first period of time on the resistance of the coil can be fixed.

Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Einstellung der Strom-Sollwerte durch eine pulsweitenmodulierte Ansteuerung geschieht. Dabei kann die pulsweitenmodulierte Ansteuerung mit fester Frequenz und/oder das Pulsweitenverhältnis abhängig von der erfassten Versorgungsspannung und/oder des erfassten Widerstandes der Spule geschehen. Hierbei ist insbesondere vorgesehen, dass die Strom-Sollwerte ohne eine Stromregelung und/oder Strommessung eingestellt werden. Furthermore, it can be provided that the setting of the current setpoints is done by a pulse width modulated control. In this case, the pulse-width-modulated control with a fixed frequency and / or the pulse width ratio can be effected as a function of the detected supply voltage and / or of the detected resistance of the coil. In this case, it is provided in particular that the Current setpoints can be set without current regulation and / or current measurement.

Die erfindungsgemäße Ansteuerung kann zum Ein- und oder Ausschalten des Magnetventils vorgesehen sein. The control according to the invention can be provided for switching the solenoid valve on and / or off.

In Kombination mit der in zukünftigen Steuergeräten verfügbaren „Schaltpunkterkennung“ ist es möglich bei jedem Einschalt-/Ausschaltvorgang das Ergebnis zu prüfen und die Stromwerte zu optimieren. Damit kann die Kennlinie (I1 über R) kontinuierlich optimiert werden, um das Schaltgeräusch noch weiter zu reduzieren. Aus diesem Grund ist in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Verstellung des Magnetventils erfasst wird und wenigstens einer der Strom-Sollwerte abhängig von der erfassten Verstellung verändert wird. In combination with the "switch point detection" available in future control units, it is possible to check the result and optimize the current values with each switch-on / switch-off process. Thus, the characteristic curve (I1 via R) can be continuously optimized in order to further reduce the switching noise. For this reason, it is provided in a further embodiment of the invention that the adjustment of the solenoid valve is detected and at least one of the current setpoint values is changed depending on the detected adjustment.

Zeichnungendrawings

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Showing:

1 in stark schematisierter Darstellung ein Bremssystem für ein Kraftfahrzeug, 1 in a highly schematic representation of a brake system for a motor vehicle,

2 ein als Magnetventil ausgeführtes Bremsventil, 2 a designed as a solenoid valve brake valve,

3 einen zeitlichen Verlauf gemäß dem Stand der Technik, 3 a time course according to the prior art,

4 einen zeitlichen Verlauf gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung und 4 a time course according to an embodiment of the invention and

5 eine Strom/Widerstandskennlinie 5 a current / resistance characteristic

6 einen zeitlichen Verlauf gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung 6 a time course according to another embodiment of the invention

1 zeigt einen Bremskreis in einem hydraulischen bzw. elektrohydraulischen Bremssystem eines Kraftfahrzeugs, mit Radbremseinheiten am linken (L) bzw. rechten (R) Rad des Fahrzeugs. Dem Bremssystem sind zusätzlich verschiedene Bremskomponenten zugeordnet wie beispielsweise ein Hauptzylinder 4, welcher vom Fahrer betätigt wird, und ein dem Hauptzylinder 4 nachgeschaltetes, elektrisch betätigbares Umschaltventil 5. Die vom Umschaltventil 5 kommende Hydraulikleitung verzweigt in zwei Einzelleitungen zu den Radbremseinheiten, wobei in jeder dieser Leitungen jeweils ein als Einlassventil fungierendes Bremsventil 6 bzw. 7 angeordnet ist. Die Bremsventile 6 und 7 sind als elektrisch betätigbare Magnetventile ausgeführt, die sich im unbestromten Zustand in Öffnungsposition befinden. Zwischen dem Einlassventil 6 und der zugeordneten Radbremseinheit 2 kann ein Drucksensor 8 zur Ermittlung des hydraulischen Raddruckes an dieser Stelle angeordnet sein. 1 shows a brake circuit in a hydraulic or electro-hydraulic brake system of a motor vehicle, with wheel brake on the left (L) and right (R) wheel of the vehicle. The brake system is additionally associated with various brake components, such as a master cylinder 4 , which is operated by the driver, and a master cylinder 4 downstream, electrically actuated changeover valve 5 , The changeover valve 5 incoming hydraulic line branches into two individual lines to the wheel brake, wherein in each of these lines each acting as an inlet valve brake valve 6 respectively. 7 is arranged. The brake valves 6 and 7 are designed as electrically actuated solenoid valves, which are in the open state in the de-energized state. Between the inlet valve 6 and the associated wheel brake unit 2 can be a pressure sensor 8th be arranged to determine the hydraulic wheel pressure at this point.

Über ein ebenfalls elektrisch betätigbares Hauptschaltventil 9 und eine dem Hauptschaltventil zugeordnete Förderpumpe 10 wird Hydraulikfluid aus einem Hydraulikreservoir in das Bremssystem gefördert.Via a likewise electrically actuated main switching valve 9 and a pump associated with the main switching valve 10 Hydraulic fluid is conveyed from a hydraulic reservoir into the brake system.

In der 2 ist beispielhaft ein als Bremsventil 6, 7 ausgeführtes Magnetventil dargestellt. Das Ventil umfasst einen axial verstellbaren Anker 11 mit daran angeordnetem Ventilstößel 14, wobei der Anker 11 von einer Kapsel 12 umgeben ist und von einer statorseitigen, bestrombaren Spule 13 umschlossen ist. Bei einer Bestromung der Spule 13 wird der Anker 11 einschließlich Ventilstößel 14 translatorisch in Richtung auf einen Ventilsitz 16 verstellt, über den das hydraulische Bremsfluid in Pfeilrichtung 17 bei geöffnetem Ventil hindurch strömt. Der Ventilstößel 14 ist von einem Federelement 15 in Richtung der Öffnungsstellung des Bremsventils kraftbeaufschlagt, im stromlosen Zustand befindet sich somit das Bremsventil in seiner Öffnungsstellung. Mit der Bestromung der Spule 13 wird der Ventilstößel 14 gegen die Kraft des Federelementes 15 auf den Ventilsitz 16 gedrückt und nimmt damit die Schließposition ein, in der die Durchströmung des Bremsventils mit Bremsfluid in Pfeilrichtung 17 unterbrochen ist.In the 2 is an example as a brake valve 6 . 7 executed solenoid valve shown. The valve includes an axially adjustable armature 11 with valve tappet arranged thereon 14 , where the anchor 11 from a capsule 12 is surrounded and from a stator, energizable coil 13 is enclosed. When energizing the coil 13 becomes the anchor 11 including valve tappets 14 translationally towards a valve seat 16 adjusted, over which the hydraulic brake fluid in the arrow direction 17 flows with the valve open. The valve lifter 14 is of a spring element 15 in the direction of the opening position of the brake valve force, thus in the de-energized state, the brake valve is in its open position. With the energization of the coil 13 becomes the valve lifter 14 against the force of the spring element 15 on the valve seat 16 pressed and thus takes the closed position, in which the flow through the brake valve with brake fluid in the direction of arrow 17 is interrupted.

In elektrohydraulischen Bremsregelsystemen werden also Magnetventile benutzt um hydraulische Funktionen darzustellen. Bei der Aktivierung und Deaktivierung der Ventile, kommt es, hauptsächlich bei Schaltventilen, zu Schaltgeräuschen. Eine Maßnahme zur Vermeidung dieser Geräusche besteht in einer Ansteuerung mit einer Stromrampe, welche jedoch in der Regel nur eine geringe Verbesserung bringt.In electro-hydraulic brake control systems so solenoid valves are used to represent hydraulic functions. When activating and deactivating the valves, switching noises occur, mainly with switching valves. One measure to avoid these noises is to control with a current ramp, which, however, usually brings only a small improvement.

Die 3 zeigt eine solche Ansteuerung eines Schaltventils mit Stromrampe. In der 3 zeigt der mit 32 markierte zeitliche Verlauf den Sollwert für den Strom, der mit 33 markierte zeitliche Verlauf den Istwert des Stroms. Der mit 31 markierte zeitliche Verlauf repräsentiert quantitativ den für das Kräftegleichgewicht zwischen Federkraft und Magnetkraft benötigten Strom.The 3 shows such a control of a switching valve with current ramp. In the 3 shows with 32 marked time course the setpoint for the current, with 33 marked time course the actual value of the current. The one with 31 Marked time course quantitatively represents the power required for the equilibrium of forces between spring force and magnetic force.

Aufgrund der Änderung des Luftspaltes beim Schaltvorgang ist der Ansprechstrom (Linie 31 zu Beginn des in der 3 gezeigten Zeitverlaufs) deutlich größer als der Haltestrom (Linie 31 am Ende des in der 3 gezeigten Zeitverlaufs). Während sich das Ventil 6, 7 bewegt wird durch die Induktionsspannung der Strom durch die Spule 13 reduziert (Linie 33), obwohl der Sollwert (Linie 32) unverändert bleibt. Der verbleibende Unterschied zwischen dem real fließenden Strom (Linie 33) und dem für ein Kräftegleichgewicht im Ventil benötigten Strome (Linie 31) führt zu einer Beschleunigung 34 des Ventils. Die Fläche zwischen dem Verlauf 33 und dem Verlauf 31 entspricht der Beschleunigungsenergie (Block Beschleunigung 34) und definiert damit die Anschlaggeschwindigkeit (Block Anschlag 35), welche wiederrum die Höhe des Schaltgeräusches definiert.Due to the change in the air gap during the switching process, the operating current (line 31 at the beginning of in the 3 shown time course) significantly larger than the holding current (line 31 at the end of the 3 shown time course). While the valve 6 . 7 is moved by the induction voltage of the current through the coil 13 reduced (line 33 ), although the setpoint (line 32 ) remains unchanged. The remaining difference between the real flowing current (line 33 ) and the current required for an equilibrium of forces in the valve (line 31 ) leads to an acceleration 34 of the valve. The area between the course 33 and the course 31 corresponds to the acceleration energy (block acceleration 34 ) and thus defines the velocity (block stop 35 ), which in turn defines the height of the switching noise.

Die vorliegende Erfindung ermöglicht das geräuschlose beziehungsweise geräuschreduzierte Schalten von Magnetventilen. The present invention enables the noiseless or noise-reduced switching of solenoid valves.

Eine Randbedingung für die Ansteuerung bei den meisten Bremssystemen ist, dass keine direkte Rückmeldung bzgl. der Schaltvorgänge des Ventils vorliegen und damit keine permanente Adaption möglich ist. Trotzdem sollte die Ansteuerung derart erfolgen, dass die Ventilankergeschwindigkeit minimiert wird, auch unter Berücksichtigung von Störeinflüssen wie Fertigungstoleranzen, Alterungseffekten und Temperaturschwankungen. A boundary condition for the control of most brake systems is that there is no direct feedback regarding the switching operations of the valve and thus no permanent adaptation is possible. Nevertheless, the control should be such that the valve armature speed is minimized, even taking into account disturbing influences such as manufacturing tolerances, aging effects and temperature fluctuations.

In einem sicherheitskritischen System ist es nicht zulässig, dass das Ventil unter ungünstigen Umständen nicht schaltet. Dies sicherzustellen ist wesentlich für die vorliegende Erfindung.In a safety-critical system, it is not permissible that the valve does not switch under unfavorable conditions. Ensuring this is essential to the present invention.

In der 4 wird nun die erfindungsgemäße Ansteuerung eines Magnetventils anhand eines Ausführungsbeispiel gezeigt. In the 4 Now, the control of a solenoid valve according to the invention will be shown using an exemplary embodiment.

Auch in der 4 zeigt der mit 32 markierte zeitliche Verlauf den Sollwert für den Strom, der mit 33 markierte zeitliche Verlauf den Istwert des Stroms. Der mit 31 markierte zeitliche Verlauf repräsentiert quantitativ den für das Kräftegleichgewicht zwischen Federkraft und Magnetkraft benötigten Strom.Also in the 4 shows with 32 marked time course the setpoint for the current, with 33 marked time course the actual value of the current. The one with 31 Marked time course quantitatively represents the power required for the equilibrium of forces between spring force and magnetic force.

Durch die Absenkung des Stromes von I1 auf I2 innerhalb der „Flugphase“ des Ventils, kann die Beschleunigung 35 (Bereich zwischen dem Verlauf 33 und 31, Verlauf 33 ist oberhalb des Verlaufs 31) reduziert und sogar eine Verzögerung 36 (Bereich zwischen dem Verlauf 31 und 33, Verlauf 33 ist unterhalb des Verlaufs 31) des in Bewegung befindlichen Ankers erreicht werden. Dadurch wird die Auftreffgeschwindigkeit auf den Anschlag 35 drastisch reduziert, was in Folge eine deutliche Geräuschreduzierung bis hin zum lautlosen Schalten ermöglicht.By lowering the current from I1 to I2 within the "flying phase" of the valve, the acceleration can be reduced 35 (Area between the course 33 and 31 , Course 33 is above the gradient 31 ) and even a delay 36 (Area between the course 31 and 33 , Course 33 is below the gradient 31 ) of the moving armature can be achieved. This will set the impact speed on the stop 35 drastically reduced, resulting in a significant reduction in noise to silent switching possible.

Die hierbei gestellten Stromwerte I1, I2 und I3 sind nur theoretische Werte bei der internen Berechnung. Tatsächlich wird für die Zeit T1 ein festes PWM-Verhältnis (Verhältnis zwischen Strompulsdauer und Pulspause) ausgegeben und anschließend auf ein zweites (I2) und drittes PWM-Verhältnis (I3) gewechselt. Das PWM-Verhältnis wird jeweils aus dem gemessenen Spulenwiderstand R und der ebenfalls gemessenen Bordnetzspannung berechnet.The current values I1, I2 and I3 are only theoretical values for the internal calculation. In fact, for the time T1, a fixed PWM ratio (ratio between current pulse duration and pulse pause) is output and subsequently switched to a second (I2) and third PWM ratio (I3). The PWM ratio is calculated in each case from the measured coil resistance R and the likewise measured vehicle electrical system voltage.

Es wird hier die Zeit T1, in der der Strom I1 eingestellt wird, für jeden Ventiltyp einmalig definiert und nicht verändert. Eine Lernroutine wird lediglich einmalig am Bandende der Fertigung des Ventils oder des Bremssystems oder Teile des Bremssystems ausgeführt und die somit ermittelten Werte (I1 und I2) gelten in der Regel für das gesamte Fahrzeugleben oder bis zum Tausch der Komponenten.Here, the time T1, in which the current I1 is set, is defined once for each valve type and not changed. A learning routine is carried out only once at the end of the tape production of the valve or the brake system or parts of the brake system and the values thus determined (I1 and I2) are generally valid for the entire vehicle life or until replacement of the components.

Da das Schaltverhalten des Ventils abhängig von der Zeitkonstante tau der Magnetspule 13 ist (tau = L/R, L ist die Induktivität der Spule) und sich der Widerstand R der Magnetspule 13 über der Temperatur (Umgebungstemperatur und Selbsterwärmung infolge der Bestromung) verändert, wird im System der Spulenwiederstand zyklisch gemessen und über eine Kennlinie 51 (5, I1 über R) der Wert für I1 abhängig vom Spulenwiderstand berechnet.Since the switching behavior of the valve depends on the time constant tau of the solenoid coil 13 is (tau = L / R, L is the inductance of the coil) and the resistance R of the magnetic coil 13 changed over the temperature (ambient temperature and self-heating due to the energization), the coil resistance is measured cyclically in the system and a characteristic curve 51 ( 5 , I1 over R), the value for I1 is calculated as a function of the coil resistance.

Die 5 zeigt die Kennlinie für I1 in Abhängigkeit vom Spulenwiderstand R. Mit Hilfe dieser Kennlinie kann eine geräuschoptimierte Ansteuerung an eine Veränderung des Spulenwiderstandes z.B. infolge Temperatur angepasst werden. Dadurch ist es möglich durch eine einzige initiale, z.B. am Bandende stattfindende Lernroutine das gesamte Fahrzeugleben abzudecken.The 5 shows the characteristic for I1 as a function of the coil resistance R. Using this characteristic, a noise-optimized control can be adapted to a change in the coil resistance, eg due to temperature. This makes it possible to cover the entire vehicle life by a single initial, eg at the end of the tape learning routine.

Der gelernte Stromwert für I2 wird mit einem Sicherheits-Offset belegt und bleibt dann über Temperatur und Fahrzeugleben konstant.The learned current value for I2 is assigned a safety offset and then remains constant over temperature and vehicle life.

Das Ventil wird mit einer pulsweitenmodulierten PWM-Endstufe (ohne Stromregelung und ohne Strommessung) angesteuert, die PWM-Frequenz wird dazu fest auf 4 kHz eingestellt. Damit dennoch eine reproduzierbare Ansteuerung mit definiertem Strom möglich ist, wird das notwendige PWM-Verhältnis (Verhältnis Pulsdauer zu Pulspausendauer) auf Basis der gemessenen Bordnetzspannung und des gemessenen Spulenwiderstandes (unter Berücksichtigung der internen Verschaltung) berechnet.The valve is controlled by a pulse-width modulated PWM output stage (without current control and without current measurement), the PWM frequency is fixed to 4 kHz. So that a reproducible control with defined current is nevertheless possible, the necessary PWM ratio (ratio of pulse duration to pulse pause duration) is calculated on the basis of the measured vehicle electrical system voltage and the measured coil resistance (taking into account the internal interconnection).

Nachfolgend auf die geräuschoptimierte Ansteuerung (meist nur wenige Millisekunden) wird der Strom I3 eingestellt. Dies geschieht optional rampenförming (nicht in der 4 dargestellt). Dadurch wird ein sicheres Schalten des Ventiles erzwungen (in diesem Fall verbunden mit erhöhtem Geräusch), falls die geräuschoptimierte Ansteuerung nicht zum Schalten des Ventils geführt hat.Following the noise-optimized control (usually only a few milliseconds), the current I3 is set. This happens optionally ramping (not in the 4 shown). This enforces a safe switching of the valve (in this case associated with increased noise), if the noise-optimized control has not led to the switching of the valve.

Der Zeitabstand zum Wechsel auf I3 muss dabei länger als die maximale Schaltzeit des Ventils gewählt werden. Auf das geräuschoptimierte Schließen des Ventils hat er keinen Einfluss.The time interval to change to I3 must be selected longer than the maximum switching time of the valve. He has no influence on the noise-optimized closing of the valve.

Als Erweiterung der Erfindung sei noch darauf hingewiesen, dass die Erfindung ebenso auf den Ausschaltvorgang übertragbar ist. Dies ist in der 6 dargestellt. As an extension of the invention should be noted that the invention as well the switch-off is transferable. This is in the 6 shown.

In der 6 ist der zeitliche Stromverlauf beim Ein- und Ausschalten des Magnetventils dargestellt. Dabei ist mit dem Bezugszeichen 61 der bereits beschriebene Komfortpuls für das Einschalten des Ventils gezeigt. In der darauf folgenden Schalterkennung 62 (Erkennung der Einschaltvorgangs des Ventils) folgt dann der Komfortpuls zum Ausschalten des Ventils (Block 63). Im Block 64 geschieht dann wiederum die Schalterkennung des Ausschaltens. In the 6 the temporal current profile when switching on and off of the solenoid valve is shown. It is denoted by the reference numeral 61 the already described comfort pulse for switching on the valve shown. In the following switch identifier 62 (Detection of the switch-on of the valve) then follows the comfort pulse to turn off the valve (block 63 ). In the block 64 then again the switch identifier of the turn off happens.

In Kombination mit der in Steuergeräten verfügbaren „Schaltpunkterkennung“ ist es möglich bei jedem Einschalt-/Ausschaltvorgang das Ergebnis zu prüfen und die Stromwerte zu optimieren. Damit kann die Kennlinie (I1 über R) kontinuierlich optimiert werden, um das Schaltgeräusch noch weiter zu reduzieren. Desweitern kann die initiale Lernroutine entfallen.In combination with the "switch point detection" available in control units, it is possible to check the result and optimize the current values with each switch-on / switch-off process. Thus, the characteristic curve (I1 via R) can be continuously optimized in order to further reduce the switching noise. Furthermore, the initial learning routine can be omitted.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • EP 2379868 B1 [0002, 0002] EP 2379868 B1 [0002, 0002]

Claims (18)

Verfahren zur Ansteuerung eines durch eine Spule (13) elektromagnetisch betätigbaren und zweistufig verstellbaren Magnetventils (6, 7), wobei die Spule (13) des Magnetventils (6, 7) gemäß einer Sollgröße bestromt wird, und die Sollgröße von einem vorgegebenen ersten Strom-Sollwert (I1) derart auf einen vorgegebenen zweiten Strom-Sollwert (I2) abgesenkt wird, dass eine Abstrahlung hörbaren Schalls, der beim Schalten des Magnetventils (6, 7) entsteht, zumindest teilweise reduziert wird, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Absenkung auf den zweiten Strom-Sollwert (I2) die Sollgröße auf einen vorgegebenen dritten Strom-Sollwert (I3) erhöht wird. Method for controlling a coil through a coil ( 13 ) Electromagnetically actuated and two-stage adjustable solenoid valve ( 6 . 7 ), the coil ( 13 ) of the solenoid valve ( 6 . 7 ) is energized according to a setpoint, and the setpoint is lowered from a predetermined first current setpoint (I1) to a predetermined second current setpoint (I2) in such a way that an emission of audible sound when switching the solenoid valve ( 6 . 7 ), is at least partially reduced, characterized in that after the reduction to the second current setpoint (I2), the setpoint is increased to a predetermined third current setpoint (I3). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetventil (6, 7) durch das Verstellen zwei Schaltstufen einnehmen kann und der erste Strom-Sollwert (I1) derart gewählt wird, dass eine Änderung des Schaltzustands des Magnetventils (6, 7) eingeleitet wird.Method according to claim 1, characterized in that the solenoid valve ( 6 . 7 ) can take two switching stages by adjusting and the first current setpoint (I1) is selected such that a change in the switching state of the solenoid valve ( 6 . 7 ) is initiated. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetventil (6, 7) durch das Verstellen zwei Schaltstufen einnehmen kann und der dritte Strom-Sollwert (I3) derart gewählt wird, dass eine Änderung des Schaltzustands des Magnetventils (6, 7) erreicht wird. Method according to claim 1 or 2, characterized in that the solenoid valve ( 6 . 7 ) can take two switching stages by adjusting and the third current setpoint (I3) is selected such that a change in the switching state of the solenoid valve ( 6 . 7 ) is achieved. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhöhung auf den vorgegebenen dritten Strom-Sollwert (I3) kontinuierlich geschieht. A method according to claim 1, characterized in that the increase to the predetermined third current setpoint (I3) takes place continuously. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhöhung auf den vorgegebenen dritten Strom-Sollwert (I3) rampenförmig geschieht. A method according to claim 4, characterized in that the increase to the predetermined third current setpoint (I3) is ramped. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhöhung auf den vorgegebenen dritten Strom-Sollwert (I3) innerhalb einer vorgegebenen Zeitdauer geschieht. A method according to claim 1, characterized in that the increase to the predetermined third current setpoint (I3) takes place within a predetermined period of time. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetventil (6, 7) eine maximale Schaltzeit und die Zeitdauer länger als die maximale Schaltzeit des Magnetventils (6, 7) vorgegeben ist.Method according to claim 6, characterized in that the solenoid valve ( 6 . 7 ) a maximum switching time and the duration longer than the maximum switching time of the solenoid valve ( 6 . 7 ) is given. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestromung mit dem ersten Strom-Sollwert (I1) während einer vorgegebenen ersten Zeitdauer (T1) geschieht, wobei die erste Zeitdauer (T1) abhängig vom Widerstand der Spule (13) vorgegeben wird. A method according to claim 1, characterized in that the energization with the first current setpoint (I1) during a predetermined first time period (T1) is done, wherein the first time duration (T1) depending on the resistance of the coil ( 13 ) is given. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Abhängigkeit der ersten Zeitdauer (T1) vom Widerstand der Spule (13) fest vorgegeben wird. Method according to claim 8, characterized in that the dependence of the first period of time (T1) on the resistance of the coil ( 13 ) is fixed. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellung der Strom-Sollwerte (I1, I2, I3) durch eine pulsweitenmodulierte Ansteuerung geschieht.A method according to claim 1, characterized in that the setting of the current setpoints (I1, I2, I3) is done by a pulse width modulated control. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die pulsweitenmodulierte Ansteuerung mit fester Frequenz und/oder das Pulsweitenverhältnis abhängig von einer erfassten Versorgungsspannung und einem erfassten Widerstand der Spule (13) geschieht.A method according to claim 10, characterized in that the pulse width modulated control with fixed frequency and / or the pulse width ratio depending on a detected supply voltage and a detected resistance of the coil ( 13 ) happens. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Strom-Sollwerte (I1, I2, I3) ohne eine Stromregelung und/oder Strommessung eingestellt werden. A method according to claim 11, characterized in that the current setpoints (I1, I2, I3) are set without a current control and / or current measurement. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erfindungsgemäße Ansteuerung zum Ein- und/oder Ausschalten des Magnetventils (6, 7) geschieht. A method according to claim 1, characterized in that the control according to the invention for switching on and / or off of the solenoid valve ( 6 . 7 ) happens. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verstellung des Magnetventils (6, 7) erfasst wird und wenigstens einer der Strom-Sollwerte (I1, I2, I3) abhängig von der erfassten Verstellung verändert wird. A method according to claim 1, characterized in that an adjustment of the solenoid valve ( 6 . 7 ) is detected and at least one of the current setpoints (I1, I2, I3) is changed depending on the detected adjustment. Vorrichtung zur Ansteuerung eines durch eine Spule (13) elektromagnetisch betätigbaren und zweistufig verstellbaren Magnetventils (6, 7), wobei die Spule (13) des Magnetventils (6, 7) gemäß einer Sollgröße bestromt wird, und die Sollgröße von einem vorgegebenen ersten Strom-Sollwert (I1) derart auf einen vorgegebenen zweiten Strom-Sollwert (I2) abgesenkt wird, dass eine Abstrahlung hörbaren Schalls, der beim Schalten des Magnetventils (6, 7) entsteht, zumindest teilweise reduziert wird, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorhanden sind, mittels der nach der Absenkung auf den zweiten Strom-Sollwert (I2) die Sollgröße auf einen vorgegebenen dritten Strom-Sollwert (I3) erhöht wird. Device for driving one through a coil ( 13 ) Electromagnetically actuated and two-stage adjustable solenoid valve ( 6 . 7 ), the coil ( 13 ) of the solenoid valve ( 6 . 7 ) is energized according to a desired value, and the desired value of a predetermined first current setpoint (I1) in such a way to a predetermined second current setpoint ( I2 ) is lowered, that an emission of audible sound when switching the solenoid valve ( 6 . 7 ) is formed, at least partially reduced, characterized in that means are provided, by means of which after lowering to the second current setpoint (I2), the setpoint is increased to a predetermined third current setpoint (I3). Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetventil (6, 7) durch das Verstellen zwei Schaltstufen einnehmen kann und der erste Strom-Sollwert (I1) derart gewählt wird, dass eine Änderung des Schaltzustands des Magnetventils (6, 7) eingeleitet wird.Device according to claim 15, characterized in that the solenoid valve ( 6 . 7 ) can take two switching stages by adjusting and the first current setpoint (I1) is selected such that a change in the switching state of the solenoid valve ( 6 . 7 ) is initiated. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetventil (6, 7) durch das Verstellen zwei Schaltstufen einnehmen kann und der dritte Strom-Sollwert (I3) derart gewählt wird, dass eine Änderung des Schaltzustands des Magnetventils (6, 7) erreicht wird. Apparatus according to claim 15 or 16, characterized in that the solenoid valve ( 6 . 7 ) can take two switching stages by adjusting and the third current setpoint (I3) is selected such that a change in the switching state of the solenoid valve ( 6 . 7 ) is achieved. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass – die Erhöhung auf den vorgegebenen dritten Strom-Sollwert (I3) kontinuierlich, insbesondere rampenförmig, geschieht und/oder – die Erhöhung auf den vorgegebenen dritten Strom-Sollwert (I3) innerhalb einer vorgegebenen Zeitdauer geschieht, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass das Magnetventil (6, 7) eine maximale Schaltzeit aufweist und die Zeitdauer länger als die maximale Schaltzeit des Magnetventils (6, 7) vorgegeben ist.Apparatus according to claim 15, characterized in that - The increase to the predetermined third current setpoint (I3) continuously, in particular ramp-shaped, happens and / or - the increase to the predetermined third current setpoint (I3) within a predetermined period of time, in particular provided that the solenoid valve ( 6 . 7 ) has a maximum switching time and the duration of time longer than the maximum switching time of the solenoid valve ( 6 . 7 ) is given.
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