DE102017219575A1 - Verfahren zum Ansteuern eines Magnetaktors - Google Patents

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Marileen Fischer-Tammer
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ansteuern eines Magnetaktors (100), bei dem ein Anker (112) von einer pulsbreitenmoduliert angesteuerten Magnetspule (111) bewegt wird, wobei eine Ermittlung von Ansteuergrößen für die pulsbreitenmodulierte Ansteuerung innerhalb einer An-Phase einer Erzeugung eines pulsbreitenmodulierten Signals für die Magnetspule (111) vorgenommen wird, und/oder bei dem ein Anker (112) von einer pulsbreitenmoduliert angesteuerten Magnetspule (111) bewegt wird, wobei, um einen Strom (I) in der Magnetspule (111) von einem ersten Wert (I1) auf einen zweiten Wert (I2) zu ändern, wenigstens eine Periode im Rahmen der pulsbreitenmodulierten Ansteuerung verwendet wird, bei der Ansteuergrößen (T', TG') für die pulsbreitenmodulierte Ansteuerung von den Ansteuergrößen (T, TG, TG") für den ersten Wert und den zweiten Wert abweichen.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft zwei Verfahren zum Ansteuern eines Magnetaktors, wie er beispielsweise bei einem Ventil verwendet wird, sowie eine Recheneinheit und ein Computerprogramm zu deren Durchführung.
  • Stand der Technik
  • Die vorliegende Erfindung liegt auf dem Gebiet des Betriebs von Magnetaktoren mit einer Magnetspule und einem von dieser Magnetspule bewegten Anker, wie sie insbesondere bei Proportionalventilen, beispielsweise in Brennkraftmaschinen, zum Einsatz kommen. Beispielhaft seien hier Dieselmotoren genannt, bei denen typischerweise Stellglieder im Kraftstoffzumesssystem (insbesondere Common-Rail-System) Magnetaktoren aufweisen, bei denen der Anker mittels eines Ansteuerstroms in seiner Position variabel verändert werden kann. Die Erfindung bezieht sich hier beispielsweise auf die sog. Zumesseinheit ZME (engl. Metering Unit, MeUn) oder auf das sog. Druckregelventil DRV (engl. Pressure Control Valve, PCV).
  • Herkömmlicherweise werden solche Magnetaktoren bzw. deren Magnetspule, insbesondere wenn sie für ein Proportionalventil verwendet werden, pulsbreitenmoduliert angesteuert. Schaltventile werden im Gegensatz dazu in der Regel mit einem speziellen Stromprofil angesteuert, was einen erhöhten Aufwand bei der Hardware bedeutet.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Erfindungsgemäß werden zwei Verfahren zum Ansteuern eines Magnetaktors sowie eine Recheneinheit und ein Computerprogramm zu deren Durchführung mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.
  • Ein erstes erfindungsgemäßes Verfahren dient zum Ansteuern eines Magnetaktors, bei dem ein Anker von einer pulsbreitenmoduliert angesteuerten Magnetspule bewegt wird. Dabei wird eine Ermittlung von Ansteuergrößen für die pulsbreitenmodulierte Ansteuerung innerhalb einer An-Phase einer Erzeugung eines pulsbreitenmodulierten Signals für die Magnetspule vorgenommen. Unter Ansteuergrößen sind dabei insbesondere eine Periodendauer und/oder ein Tastgrad im Rahmen der pulsbreitenmodulierten Ansteuerung zu verstehen. Die erwähnte An-Phase betrifft dabei eine Phase bzw. eine Zeitdauer innerhalb einer Periode bzw. einer Periodendauer, in welcher eine Spannung an die Magnetspule angelegt wird. Entsprechend gäbe eine Aus-Phase dann eine Phase bzw. Zeitdauer an, in welcher keine Spannung an der Magnetspule anliegt. Der Tastgrad gibt dabei das Verhältnis zwischen der An-Phase und der Periodendauer an.
  • Bei manchen Magnetaktoren, insbesondere bei der Verwendung in Proportionalventilen, gibt es oftmals den Wunsch nach einer hohen Dynamik, d.h. einen bestimmten Stellbefehl möglichst schnell umzusetzen. Im Rahmen der pulsbreitenmodulierten Ansteuerung kann dies jedoch oftmals schwierig sein, da hierzu in aller Regel die Ermittlung bzw. Berechnung der Ansteuergrößen einerseits und die Erzeugung des pulsbreitenmodulierten Signals, also der an der Magnetspule anzulegenden Spannung, andererseits nicht synchron erfolgen. In der Regel erfolgt dies in verschiedenen Einheiten bzw. Modulen innerhalb einer Recheneinheit wie beispielsweise einer Regeleinheit oder einem Steuergerät. Daher kann es nun passieren, dass ein höherer Tastgrad für nachfolgende Perioden ermittelt wird, aktuell jedoch gerade eine Aus-Phase vorliegt. Der veränderte Tastgrad und damit ein geänderter Strom können daher erst mit der nächsten Periode eingestellt werden. Dies ist insbesondere bei einer hohen Veränderung des Stroms nachteilig.
  • Indem nun jedoch die Ermittlung (bzw. Berechnung) von Ansteuergrößen für die pulsbreitenmodulierte Ansteuerung innerhalb einer solchen An-Phase vorgenommen wird, kann beispielsweise bereits die aktuelle An-Phase verlängert oder frühzeitig abgebrochen werden. Damit sind eine deutlich schnellere Reaktion und damit eine höhere Dynamik möglich.
  • Bevorzugt ist in diesem Zusammenhang auch, wenn die Ermittlung der Ansteuergrößen und die Erzeugung des pulsbreitenmodulierten Signals zeitsynchron zueinander vorgenommen werden. Dies kann insbesondere zu jedem beliebigen Zeitpunkt innerhalb einer laufenden Periode des pulsbreitenmodulierten Signals erfolgen. Damit können eine besonders hohe Dynamik bzw. eine besonders schnelle Reaktion erreicht werden.
  • Vorzugsweise werden die ermittelten Ansteuergrößen in ein Register einer Zeitsteuereinheit (auch als Timer-Einheit bezeichnet) einer ausführenden Recheneinheit, die insbesondere einen Mikrocontroller umfassen kann, geschrieben. Die Zeitsteuereinheit wird dabei für die Erzeugung des pulsbreitenmodulierten Signals verwendet. Dies kann im Wege einer Umgehung oder eines direkten Updates eines sog. Shadow-Registers erfolgen. Die sog. Shadow-Register der Timer-Einheit dienen dazu, ein Update des pulsbreitenmodulierten Signals nach Ende der Periode automatisch vorzunehmen. Die Shadow-Register können aber auch so konfiguriert werden, dass ein Update direkt erfolgt, ohne erst das Ende der Periode des pulsbreitenmodulierten Signals abzuwarten.
  • Ein zweites erfindungsgemäßes Verfahren dient ebenfalls zum Ansteuern eines Magnetaktors, bei dem ein Anker von einer pulsbreitenmoduliert angesteuerten Magnetspule bewegt wird. Dabei wird, um einen Strom in der Magnetspule von einem ersten Wert auf einen zweiten Wert zu ändern, wenigstens eine Periode im Rahmen der pulsbreitenmodulierten Ansteuerung verwendet, bei der Ansteuergrößen für die pulsbreitenmodulierte Ansteuerung von den Ansteuergrößen für den ersten Wert und den zweiten Wert abweichen. Unter Ansteuergrößen sind dabei insbesondere eine Periodendauer und/oder ein Tastgrad im Rahmen der pulsbreitenmodulierten Ansteuerung zu verstehen.
  • Bei manchen Magnetaktoren, insbesondere bei der Verwendung in Proportionalventilen, gibt es oftmals - wie bereits erwähnt - den Wunsch nach einer hohen Dynamik, d.h. einen bestimmten Stellwunsch möglichst schnell umzusetzen. Dies geht oftmals mit einer hohen Änderung im Strom, d.h. einem großen Sprung im Sollstrom, einher. Bei einer üblichen pulsbreitenmodulierten Ansteuerung wird die Periodendauer in aller Regel konstant gehalten, bei einer Änderung des Sollstroms, also um den Strom in der Magnetspule von einem ersten Wert auf einen zweiten Wert zu ändern, wird daher der Tastgrad geändert. Eine Reduzierung des Stroms bedeutet eine Reduzierung des Tastgrads, eine Erhöhung des Stroms entsprechend eine Erhöhung des Tastgrads.
  • Wird nun für einen neuen Sollstrom der geeignete Tastgrad eingestellt, so bedeutet dies in aller Regel, dass weiterhin abwechselnd An-Phasen und Aus-Phasen vorliegen, d.h. dass abwechselnd Spannung an die Magnetspule angelegt bzw. nicht angelegt wird. Insbesondere bei großen Sprüngen im Strom bzw. Sollstrom kann dies bedeuten, dass nicht schon mit einer nachfolgenden Periode der gewünschte Wert des Stroms erreicht wird, sondern dass beispielsweise mehrere Perioden nötig sind, um den Strom weit genug zu erhöhen bzw. zu reduzieren. Durch die vorhandenen abwechselnden An-Phasen und Aus-Phasen bedeutet dies jedoch, dass der Strom beispielweise kurzzeitig reduziert wird (in einer Aus-Phase), wenn der Strom eigentlich erhöht werden soll, bzw. dass der Strom kurzzeitig erhöht wird (in einer An-Phase), wenn der Strom eigentlich reduziert werden soll.
  • Indem nun jedoch wenigstens eine Periode verwendet wird, bei welcher die Ansteuergrößen von den sonst verwendeten Werten abweichen, kann schnellstmöglich der gewünschte Sollstrom erreicht werden, ohne die zuvor erwähnten Nachteile. Bei der wenigstens einen Periode können dabei insbesondere eine Periodendauer und/oder ein Tastverhältnis verwendet werden, die bzw. das von der Periodendauer bzw. dem Tastverhältnis für den ersten Wert und den zweiten Wert abweichen. So kann beispielsweise ein Tastverhältnis von Eins bzw. 100% (d.h. durchgehend innerhalb einer Periode eine An-Phase) mit einer solchen Periodendauer verwendet werden, dass der gewünschte Sollstrom - ggf. unter Berücksichtigung der An-Phase der nachfolgenden Periode - genau erreicht wird.
  • Je nach Implementierung kann dabei eine geeignet gewählte Periode ausreichen, es können jedoch auch zwei oder mehr solcher Perioden entsprechend gewählt werden.
  • Durch die Veränderung der Periodendauer wird zwar die Frequenz der Ansteuerung kurzzeitig verändert, dies hat jedoch bei einem in Bewegung befindlichen Anker keine Auswirkung auf beispielsweise hydraulische Eigenschaften des Magnetaktors bzw. eines entsprechenden Ventils. Die genaue Frequenz ist in aller Regel nur für einen stationären Betrieb, d.h. wenn der Anker an einer bestimmten Position gehalten werden soll, relevant, um Reibungsprobleme zu vermeiden. Bei (großen) Änderungen des Sollstroms gibt es damit entsprechend keine Probleme.
  • Besonders bevorzugt ist eine Kombination beider Verfahren.
  • Für beide vorgeschlagenen Verfahren ist es bevorzugt, wenn der Magnetaktor im Rahmen der pulsbreitenmodulierten Ansteuerung mit einer Zweipunkt-Regelung angesteuert wird. Eine Zweipunkt-Regelung bedeutet, dass zur Regelung beispielsweise eines Stroms auf einen Sollstrom der Strom je nach aktuellem Wert, d.h. dem Iststrom, erhöht oder reduziert wird. Dazu wird die Stellgröße, meist die Spannung, zwischen zwei Werten hin und her geschaltet. Mit den vorgeschlagenen Verfahren - sowohl mit der (zumindest annähernd) zeitsynchronen Ermittlung der Ansteuergrößen und der Erzeugung des Signals, als auch mit der Veränderung der Ansteuergrößen - ist eine Abwandlung der pulsbreitenmodulierten Ansteuerung zu einer Zweipunkt-Regelung zumindest zeitweise möglich.
  • Weiterhin ist es für beide vorgeschlagenen Verfahren von Vorteil, wenn als Magnetaktor ein Magnetaktor eines Proportionalventils, insbesondere einer Zumesseinheit eines Kraftstoffzumesssystems einer Brennkraftmaschine oder eines Druckregelventils einer Brennkraftmaschine, verwendet wird. Wie eingangs erwähnt, wird üblicherweise gerade für Proportionalventile eine pulsbreitenmodulierte Ansteuerung verwendet, sodass hier besonders von den erwähnten Vorteilen profitiert wird. Sowohl bei der Zumesseinheit als auch beim Druckregelventil wird ein Druck in einem Hochdruckspeicher einer Brennkraftmaschine eingestellt bzw. geregelt. Mit den vorgeschlagenen Verfahren können hier also beispielsweise bei starken Lastwechseln Druckschwankungen im Hochdruckspeicher verhindert oder zumindest reduzieren.
  • Mit beiden vorgeschlagenen Verfahren ist es möglich, bei einem Magnetaktor, bei dem die Magnetspule pulsbreitenmoduliert angesteuert wird, die Dynamik, d.h. schnelle und große Änderungen des Stroms, deutlich zu erhöhen.
  • Es sei weiterhin angemerkt, dass die beiden vorgeschlagenen Verfahren auch kombiniert werden können, d.h. es kann beim Ansteuern eines Magnetaktors, bei dem ein Anker von einer pulsbreitenmoduliert angesteuerten Magnetspule bewegt wird, sowohl eine Ermittlung von Ansteuergrößen für die pulsbreitenmodulierte Ansteuerung innerhalb einer An-Phase einer Erzeugung eines pulsbreitenmodulierten Signals für die Magnetspule vorgenommen werden, als auch, um einen Strom in der Magnetspule von einem ersten Wert auf einen zweiten Wert zu ändern, wenigstens eine Periode im Rahmen der pulsbreitenmodulierten Ansteuerung verwendet werden, bei der Ansteuergrößen für die pulsbreitenmodulierte Ansteuerung von den Ansteuergrößen für den ersten Wert und den zweiten Wert abweichen. Dies gilt entsprechend auch für die erwähnten vorteilhaften Ausgestaltungen. Damit kann zum einen die Dynamik eines solchen Magnetaktors noch weiter erhöht werden, zum anderen kann der Magnetaktor (bzw. ein entsprechendes Ventil) flexibler angesteuert bzw. betrieben werden.
  • Eine erfindungsgemäße Recheneinheit, z.B. eine Regeleinheit, beispielsweise mit einem Mikrocontroller, oder ein Steuergerät eines Kraftfahrzeugs, ist, insbesondere programmtechnisch, dazu eingerichtet, erfindungsgemäße Verfahren (sowohl eines der beiden vorgeschlagenen Verfahren als auch beide in Kombination) durchzuführen.
  • Auch die Implementierung der Verfahren 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.
  • Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
  • Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.
  • Figurenliste
    • 1 zeigt schematisch ein Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine mit einer Hochdruckpumpe mit einem elektrischen Saugventil, bei der ein erfindungsgemäßes Verfahren durchführbar ist.
    • 2 zeigt schematisch einen Magnetaktor, mit dem ein erfindungsgemäßes Verfahren durchführbar ist.
    • 3 zeigt einen Verlauf eines Stroms bei pulsbreitenmodulierter Ansteuerung eines Magnetaktors.
    • 4 zeigt einen Verlauf eines Stroms bei pulsbreitenmodulierter Ansteuerung eines Magnetaktors zur Erläuterung eines ersten erfindungsgemäßen Verfahrens in bevorzugter Ausführungsform.
    • 5 zeigt schematisch einen Ablauf eines ersten erfindungsgemäßen Verfahrens in bevorzugter Ausführungsform.
    • 6 zeigt einen Verlauf eines Stroms bei pulsbreitenmodulierter Ansteuerung eines Magnetaktors zur Erläuterung eines zweiten erfindungsgemäßen Verfahrens in bevorzugter Ausführungsform.
  • Ausführungsform(en) der Erfindung
  • In 1 ist schematisch ein beispielhaftes Kraftstoffeinspritzsystem 10 einer Brennkraftmaschine 40 gezeigt. Dieses umfasst beispielhaft eine (hier 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 somit einen Niederdruckbereich dar. Die Hochdruckpumpe 15 ist in der Regel mit der Brennkraftmaschine 40 bzw. deren Nocken- oder Kurbelwelle in einem bestimmten Übersetzungsverhältnis verbunden und kann damit angetrieben werden.
  • Die Hochdruckpumpe 15 weist eine Zumesseinheit 16 auf, und ein 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 kann am Hochdruckspeicher 18 ein Drucksensor 20 vorgesehen sein, der dazu eingerichtet ist, einen Druck im Hochdruckspeicher 18 zu erfassen. Zudem ist ein Druckregelventil 21 vorgesehen, über das der Druck in dem Hochdruckspeicher - neben der Verwendung der Zumesseinheit - geregelt bzw. eingestellt werden kann. Über das Druckregelventil 21 kann überschüssiger Kraftstoff in den Kraftstofftank 12 zurückgeführt werden. Es versteht sich, dass je nach Art des Kraftstoffeinspritzsystems auch nur eine Zumesseinheit oder nur ein Druckregelventil zur Einstellung bzw. Regelung des Drucks im Hochdruckspeicher verwendet werden kann.
  • 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 der Zumesseinheit 16 sowie das Druckregelventil 21 anzusteuern. Weiterhin kann das Steuergerät 80 beispielsweise Signale des Drucksensors 20 einlesen und so den Druck im Hochdruckspeicher 18 erfassen und verarbeiten.
  • In 2 ist ein Magnetaktor 100 gezeigt, bei dem ein erfindungsgemäßes Verfahren durchgeführt werden kann. Der Magnetaktor 100 kann dabei Teil eines Proportionalventils, wie z.B. eines Magnetventils bzw. einer Zumesseinheit eines Kraftstoffzumesssystems oder aber auch eines Druckregelventils einer Brennkraftmaschine sein, wie zuvor in Bezug auf 1 erläutert.
  • Der Magnetaktor 100 weist eine Magnetspule Spule 111 und einen darin in einer x-Richtung beweglich gelagerten Anker 112 auf. Der Anker 112 ist mit einem Dichtelement 113, z.B. einer Ventilnadel o.ä., verbunden, das mit einem Ventilsitz 114 zusammenwirkt, um die Ventilfunktionalität bereitzustellen.
  • Ein Öffnungsgrad des Ventils, d.h. eine Position x des Ankers 112, kann bei Anlegen einer Spannung U über einen Strom I durch die Magnetspule 111 gesteuert werden, welcher von dem Steuergerät 80 ausgegeben wird. Es versteht sich, dass auch ein anderes als das in 1 gezeigte Steuergerät hierzu verwendet werden kann.
  • In 3 ist ein Verlauf eines Stroms bei (herkömmlicher) pulsbreitenmodulierter Ansteuerung eines Magnetaktors, wie er beispielsweise in 2 gezeigt ist, dargestellt. Hierzu sind ein Strom I und eine Spannung U über der Zeit t aufgetragen.
  • Im Rahmen der pulsbreitenmodulierten Ansteuerung wird in einer Periode T für eine Ansteuerzeitdauer Δton , also einer An-Phase, zunächst ein Signal S als eine Spannung, wie in Bezug auf 2 erläutert, an die Magnetspule angelegt, anschließend wird für eine Ansteuerzeitdauer Δtoff , also eine Aus-Phase, keine Spannung angelegt.
  • Entsprechend steigt der Strom I innerhalb der Ansteuerzeitdauer Δton zunächst an und sinkt dann innerhalb der Ansteuerzeitdauer Δtoff wieder ab, wie es sich für eine Magnetspule in aller Regel ergibt.
  • Mit TG ist zudem ein Tastgrad dargestellt, bei dem es sich - neben der Periodendauer T - um eine Ansteuergröße im Rahmen der pulsbreitenmodulierten Ansteuerung handelt. Der Tastgrad gibt dabei das Verhältnis von Ansteuerzeitdauer Δton zu Periodendauer T an. Über den Tastgrad TG kann dabei ein (mittlerer) Strom in der Magnetspule eingestellt werden.
  • In 4 ist nun ein Verlauf eines Stroms bei pulsbreitenmodulierter Ansteuerung eines Magnetaktors zur Erläuterung eines ersten erfindungsgemäßen Verfahrens in bevorzugter Ausführungsform dargestellt. Wie auch in 3 sind hier ein Strom I und eine Spannung U über der Zeit t aufgetragen. In 5 ist ein zugehöriger Ablauf schematisch dargestellt. Die 4 und 5 sollen im Folgenden übergreifend beschrieben werden.
  • Für die mittlere dargestellte Periode in 4 sind zwei verschiedene Zeitpunkte t0 und t1 gezeigt. Bei einer herkömmlichen pulsbreitenmodulierten Ansteuerung sind die Ermittlung der Ansteuergrößen, also Periodendauer T und Tastgrad TG, nicht zeitsynchron zur Stellung bzw. Ausgabe des Signals S für das Anlegen der Spannung an die Magnetspule. So kann es also sein, dass eine Ermittlung der Ansteuergrößen eine Erhöhung des Tastgrads erforderlich macht, diese Ermittlung jedoch zum Zeitpunkt to stattfindet, also während einer Aus-Phase, wie in 4 zu sehen. Das Signal S mit dem neuen Tastgrad, hier mit TG''' bezeichnet, kann also erst mit der nächsten Periode, d.h. ab t1 , umgesetzt werden. Bis dahin sinkt der Strom jedoch weiter ab.
  • Im Rahmen des vorgeschlagenen, ersten Verfahrens erfolgt die Ermittlung der Ansteuergrößen, insbesondere des neuen Tastgrads, bevorzugt zeitsynchron mit der Stellung bzw. Ausgabe des Signals S, hier zum gezeigten Zeitpunkt t1 , zumindest jedoch innerhalb der An-Phase. Zur Umsetzung werden der Tastgrad TG, und ggf. auch die Periodendauer T, falls diese sich ändern sollte, direkt in ein Register 82 einer Zeitsteuereinheit 81 des Steuergeräts bzw. der Recheneinheit 80 geschrieben. Damit kann noch innerhalb der aktuellen Periode auf den neuen Tastgrad reagiert werden, d.h. der neue Tastgrad TG''' kann schnellstmöglich eingestellt werden. Die Dynamik des Magnetaktors wird damit deutlich erhöht.
  • In 6 ist ein Verlauf eines Stroms bei pulsbreitenmodulierter Ansteuerung eines Magnetaktors zur Erläuterung eines zweiten erfindungsgemäßen Verfahrens in bevorzugter Ausführungsform dargestellt. Wie auch in 3 sind hier ein Strom I und eine Spannung U über der Zeit t aufgetragen.
  • Die erste der drei gezeigten Perioden weist Ansteuergrößen mit einer Periodendauer T und einem Tastgrad TG auf. Damit wird im gezeigten Beispiel ein erster Wert I1 für den Strom I erreicht. Dieser erste Wert ergibt sich dabei als Mittelwert über die Periodendauer T.
  • Anschließend wird eine (die mittlere gezeigte) Periode mit veränderten Ansteuergrößen, nämlich einer Periodendauer T' und einem Tastgrad TG' verwendet, anschließend eine (die dritte gezeigte) Periode mit wiederum geänderten Ansteuergrößen, hier wieder der Periodendauer T und einem Tastgrad TG''. Mit dem Tastgrad TG'' wird im gezeigten Beispiel ein zweiter Wert I2 für den Strom I erreicht. Dieser zweite Wert ergibt sich dabei, wie auch der erste Wert, als Mittelwert über die Periodendauer T.
  • Bei der mittleren Periode mit hier verlängerter Periodendauer T' beträgt der Tastgrad TG" Eins bzw. 100%. Während dieser Periode wird - zusammen mit der An-Phase der nachfolgenden Periode - der Strom I durchgehend soweit erhöht, dass mit der nachfolgenden Periode mit wieder regulärer Periodendauer, aber verändertem Tastgrad, der gewünschte zweite Wert (im Mittel) erreicht werden kann.
  • Würde nun jedoch - wie dies bei herkömmlicher pulsbreitenmodulierter Ansteuerung der Fall wäre - diese zusätzliche, hier mittlere, Periode weggelassen, d.h. würde von einer auf die nächste Periode nur der Tastgrad von TG auf TG'' verändert, so würde der Strom I zwar nach und nach ansteigen, jedoch nicht bereits mit der ersten veränderten Periode. Vielmehr würde durch die dann vorhandene Aus-Phase der Strom zwischenzeitlich wieder absinken.
  • Mit der zusätzlichen Periode mit geänderten Ansteuergrößen hingegen lässt sich der Strom sehr schnell erhöhen oder auch reduzieren, was die Dynamik des Magnetaktors deutlich erhöht.
  • Es versteht sich, dass bei dieser zusätzlichen Periode die Ansteuergrößen gezielt so gewählt werden können, dass - zusammen mit der nachfolgenden Periode - gleich der gewünschte Wert des Stroms erhalten wird. Dabei kann die Periodendauer beispielsweise auch kürzer als regulär sein, falls nötig.

Claims (11)

  1. Verfahren zum Ansteuern eines Magnetaktors (100), bei dem ein Anker (112) von einer pulsbreitenmoduliert angesteuerten Magnetspule (111) bewegt wird, wobei eine Ermittlung von Ansteuergrößen (T, TG) für die pulsbreitenmodulierte Ansteuerung innerhalb einer An-Phase (Δton) einer Erzeugung eines pulsbreitenmodulierten Signals (S) für die Magnetspule (111) vorgenommen wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Ermittlung der Ansteuergrößen (T, TG) und die Erzeugung des pulsbreitenmodulierten Signals (S) zeitsynchron zueinander, insbesondere zu jedem beliebigen Zeitpunkt innerhalb einer laufenden Periode des pulsbreitenmodulierten Signals, vorgenommen werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die ermittelten Ansteuergrößen (T, TG) in ein Register (82) einer Zeitsteuereinheit (81) einer ausführenden Recheneinheit (80) geschrieben werden, welche Zeitsteuereinheit (81) für die Erzeugung des pulsbreitenmodulierten Signals (S) verwendet wird.
  4. Verfahren zum Ansteuern eines Magnetaktors (100), bei dem ein Anker (112) von einer pulsbreitenmoduliert angesteuerten Magnetspule (111) bewegt wird, wobei, um einen Strom (I) in der Magnetspule (111) von einem ersten Wert (I1) auf einen zweiten Wert (I2) zu ändern, wenigstens eine Periode im Rahmen der pulsbreitenmodulierten Ansteuerung verwendet wird, bei der Ansteuergrößen (T', TG') für die pulsbreitenmodulierte Ansteuerung von den Ansteuergrößen (T, TG, TG") für den ersten Wert und den zweiten Wert abweichen.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei bei der wenigstens einen Periode eine Periodendauer (T') und/oder ein Tastverhältnis (TG') verwendet werden, die bzw. das von der Periodendauer (T) bzw. dem Tastverhältnis (TG, TG") für den ersten Wert und den zweiten Wert abweichen.
  6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5 in Kombination mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3.
  7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Magnetaktor (100) im Rahmen der pulsbreitenmodulierten Ansteuerung mit einer Zweipunkt-Regelung angesteuert wird.
  8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei als Magnetaktor (100) ein Magnetaktor eines Proportionalventils, insbesondere einer Zumesseinheit (16) eines Kraftstoffzumesssystems einer Brennkraftmaschine (40) oder eines Druckregelventils (21) einer Brennkraftmaschine (40), verwendet wird.
  9. Recheneinheit (80), die dazu eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche durchzuführen.
  10. Computerprogramm, das eine Recheneinheit (80) dazu veranlasst, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 durchzuführen, wenn es auf der Recheneinheit (80) ausgeführt wird.
  11. Maschinenlesbares Speichermedium mit einem darauf gespeicherten Computerprogramm nach Anspruch 10.
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