DE102022209910A1 - Method for operating a gas injector - Google Patents

Method for operating a gas injector Download PDF

Info

Publication number
DE102022209910A1
DE102022209910A1 DE102022209910.9A DE102022209910A DE102022209910A1 DE 102022209910 A1 DE102022209910 A1 DE 102022209910A1 DE 102022209910 A DE102022209910 A DE 102022209910A DE 102022209910 A1 DE102022209910 A1 DE 102022209910A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
voltage curve
armature
braking current
magnetic actuator
determined
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102022209910.9A
Other languages
German (de)
Inventor
Torsten Burock
Christian Bayer
Oezguer Tuerker
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE102022209910.9A priority Critical patent/DE102022209910A1/en
Priority to PCT/EP2023/067641 priority patent/WO2024061500A1/en
Publication of DE102022209910A1 publication Critical patent/DE102022209910A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/20—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/02—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with gaseous fuels
    • F02D19/021—Control of components of the fuel supply system
    • F02D19/023—Control of components of the fuel supply system to adjust the fuel mass or volume flow
    • F02D19/024—Control of components of the fuel supply system to adjust the fuel mass or volume flow by controlling fuel injectors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M21/00—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
    • F02M21/02—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
    • F02M21/0218—Details on the gaseous fuel supply system, e.g. tanks, valves, pipes, pumps, rails, injectors or mixers
    • F02M21/0248—Injectors
    • F02M21/0251—Details of actuators therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M21/00—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
    • F02M21/02—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
    • F02M21/0218—Details on the gaseous fuel supply system, e.g. tanks, valves, pipes, pumps, rails, injectors or mixers
    • F02M21/0248—Injectors
    • F02M21/0257—Details of the valve closing elements, e.g. valve seats, stems or arrangement of flow passages
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/20—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils
    • F02D2041/202—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils characterised by the control of the circuit
    • F02D2041/2037—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils characterised by the control of the circuit for preventing bouncing of the valve needle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/20—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils
    • F02D2041/202—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils characterised by the control of the circuit
    • F02D2041/2055—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils characterised by the control of the circuit with means for determining actual opening or closing time

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

Verfahren zum Betreiben eines Gasinjektors zur Bestimmung eines Beginns eines Bremsstroms zur Reduzierung von Schließprellern eines Ankers eines Magnetaktors, umfassend die Schritte: Bestimmen eines Spannungsverlaufs C des Magnetaktors über die Zeit t, Bestimmen eines Loslaufzeitpunkts L des Ankers aus der geöffneten Position des Gasinjektors in Richtung einer Schließposition ausschließlich basierend auf dem Spannungsverlauf C des Magnetaktors, und Festlegen des Beginns des Bremsstroms ausschließlich basierend auf dem Spannungsverlauf C des Magnetaktors.Method for operating a gas injector for determining a start of a braking current to reduce closing bounces of an armature of a magnetic actuator, comprising the steps: determining a voltage curve C of the magnetic actuator over time t, determining a release time L of the armature from the open position of the gas injector in the direction of a Closing position based solely on the voltage curve C of the magnetic actuator, and determining the start of the braking current solely based on the voltage curve C of the magnetic actuator.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Gasinjektors einer Brennkraftmaschine zur Vermeidung von Prellern bei einer Schließbewegung eines Ankers eines Magnetaktors.The present invention relates to a method for operating a gas injector of an internal combustion engine in order to avoid bounces during a closing movement of an armature of a magnetic actuator.

Gasinjektoren sind aus dem Stand der Technik in unterschiedlichen Ausgestaltungen bekannt. Aufgrund des gasförmigen, einzublasenden Mediums, beispielsweise Wasserstoff oder Methan oder dgl., ist für eine Einhaltung von exakten Einblasmengen eine verbesserte Regelung des Öffnungs- und Schließvorgangs des Gasinjektors notwendig. Beim Schließvorgang kommt es aufgrund einer fehlenden hydraulischen Dämpfung im Vergleich mit Injektoren für flüssige Kraftstoffe leicht zu sog. Schließprellern. Bei derartigen Schließprellern öffnet der Gasinjektor wieder, so dass eine zusätzliche Gasmenge eingeblasen wird, welche die definierte Einblasmenge erheblich vergrößert. Auch wird dadurch ein erhöhter Verschleiß am Dichtsitz sowie laute Geräusche, insbesondere bei Auftreten von mehreren Schließprellern in Reihe, erzeugt.Gas injectors are known from the prior art in different designs. Due to the gaseous medium to be injected, for example hydrogen or methane or the like, improved control of the opening and closing process of the gas injector is necessary to maintain exact injection quantities. During the closing process, so-called closing bounces easily occur due to the lack of hydraulic damping compared to injectors for liquid fuels. With such closing bouncers, the gas injector opens again so that an additional amount of gas is injected, which significantly increases the defined injection amount. This also causes increased wear on the sealing seat as well as loud noises, especially when several closing bouncers occur in a row.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben eines Gasinjektors einer Brennkraftmaschine zur Vermeidung von Schließprellern bei einem Schließvorgang eines Ankers eines Magnetaktors mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat dabei den Vorteil, dass Schließpreller verlässlich vermieden werden können. Dadurch ergeben sich reduzierte Fehlmengen des einzublasenden Gases sowie ein deutlich verbessertes Geräuschverhalten des Gasinjektors. Das erfindungsgemäße Verfahren ist dabei sehr robust und mit hoher Genauigkeit wiederholbar. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass auf einfache Weise ein Loslaufzeitpunkt des Ankers des Magnetaktors bestimmt werden kann, bei dem der Anker aus einer geöffneten Stellung in Richtung einer Schließstellung bewegt wird. Der Loslaufzeitpunkt des Ankers wird dabei ausschließlich basierend auf Spannungswerten des Magnetaktors bestimmt. Anschließend wird der Beginn des Bremsstroms ebenfalls ausschließlich basierend auf dem Spannungsverlauf des Magnetaktors festgelegt.The method according to the invention for operating a gas injector of an internal combustion engine to avoid closing bounces during a closing process of an armature of a magnetic actuator with the features of claim 1 has the advantage that closing bounces can be reliably avoided. This results in reduced shortages of the gas to be injected and significantly improved noise behavior of the gas injector. The method according to the invention is very robust and repeatable with high accuracy. This is achieved according to the invention in that a release time of the armature of the magnetic actuator can be determined in a simple manner, in which the armature is moved from an open position towards a closed position. The release time of the armature is determined exclusively based on the voltage values of the magnetic actuator. The start of the braking current is then also determined exclusively based on the voltage curve of the magnetic actuator.

Somit kann eine besonders einfache und trotzdem sehr präzise Bestimmung eines idealen Freigabezeitpunktes für den Bremsstrom des Magnetaktors zum Abbremsen des Ankers während der Schließbewegung erreicht werden. Dies kann insbesondere unter allen möglichen Betriebsbedingungen des Gasinjektors sichergestellt werden.This means that a particularly simple and yet very precise determination of an ideal release time for the braking current of the magnetic actuator for braking the armature during the closing movement can be achieved. This can be ensured in particular under all possible operating conditions of the gas injector.

Der Bremsstrom ist dabei eine zweite kurze Ansteuerung des Gasinjektors während der Schließbewegung des Ankers, um eine Einschlaggeschwindigkeit des Ankers an einem Ankeranschlag zu reduzieren.The braking current is a second short activation of the gas injector during the closing movement of the armature in order to reduce the impact speed of the armature on an armature stop.

Gemäß der Erfindung kann der Zeitpunkt des Loslaufens des Ankers aus der geöffneten Position in Richtung der Schließposition ausschließlich aus dem Spannungsverlauf des Magnetaktors hergeleitet werden. Beim Schließvorgang des Ankers entsteht aufgrund der Bewegung des Ankers eine induzierte Spannung, welche am Spannungssignal eine Steigungsänderung hervorruft. Dies wird zur Bestimmung des Loslaufzeitpunkts und zum Festlegen des Beginns des Bremsstroms des Ankers verwendet.According to the invention, the time at which the armature starts moving from the open position towards the closed position can be derived exclusively from the voltage curve of the magnetic actuator. When the armature closes, an induced voltage is created due to the movement of the armature, which causes a change in the slope of the voltage signal. This is used to determine the release time and to set the start of the armature braking current.

Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.The subclaims show preferred developments of the invention.

Besonders bevorzugt wird der Loslaufzeitpunkt des Ankers anhand eines lokalen Maximums des Spannungsverlaufs der Spannung bestimmt, nachdem der Strom, z.B. durch ein Steuergerät, auf Null reduziert wurde, um den Schließvorgang des Gasinjektors einzuleiten.Particularly preferably, the release time of the armature is determined based on a local maximum of the voltage curve after the current has been reduced to zero, for example by a control device, in order to initiate the closing process of the gas injector.

Alternativ wird der Loslaufzeitpunkt des Ankers mittels einer Differenz zwischen einem erfassten Spannungsverlauf und einem Spannungsverlauf einer gespeicherten Grundkurve, die bspw. aus Versuchen des Schließvorgangs ohne Ankerbewegung ermittelt wird, bestimmt.Alternatively, the release time of the armature is determined by means of a difference between a recorded voltage curve and a voltage curve of a stored basic curve, which is determined, for example, from attempts at the closing process without armature movement.

Vorzugsweise wird aus Redundanzgründen sowohl die Differenzkurve als auch das lokale Maximum des Spannungsverlaufs erfasst und für den Freigabezeitpunkt des Bremsstroms berücksichtigt.For reasons of redundancy, both the difference curve and the local maximum of the voltage curve are preferably recorded and taken into account for the release time of the braking current.

Besonders bevorzugt wird der Beginn des Bremsstroms anhand eines lokalen Minimums des Spannungsverlaufs bestimmt. Weiter bevorzugt wird eine maximale Bewegungsgeschwindigkeit des Ankers während des Schließvorgangs anhand dieses lokalen Minimums festgesetzt.The start of the braking current is particularly preferably determined based on a local minimum of the voltage curve. More preferably, a maximum movement speed of the armature during the closing process is set based on this local minimum.

Besonders bevorzugt wird der Beginn des Bremsstroms aus einer zeitlichen Differenz zwischen dem lokalen Maximum des Spannungsverlaufs und dem lokalen Minimum des Spannungsverlaufs bestimmt. Diese beiden Messgrößen können einfach und schnell bestimmt werden, wobei auch die zeitliche Differenz zwischen dem lokalen Maximum und dem lokalen Minimum des Spannungsverlaufs einfach bestimmt werden kann. Dadurch ist auch eine schnelle Anpassung des erfindungsgemäßen Verfahrens möglich.The start of the braking current is particularly preferably determined from a time difference between the local maximum of the voltage curve and the local minimum of the voltage curve. These two measured variables can be determined quickly and easily, and the time difference between the local maximum and the local minimum of the voltage curve can also be easily determined. This also makes it possible to quickly adapt the method according to the invention.

Weiter bevorzugt wird der Beginn des Bremsstroms aus einer Differenz und/oder einem Niveauunterschied der beiden Messgrößen, dem lokalen Maximum des Spannungsverlaufs und dem lokalen Minimum des Spannungsverlaufs, bestimmt. Diese Bestimmung des Beginns des Bremsstroms kann separat erfolgen oder als redundante Bestimmung des Beginns des Bremsstroms verwendet werden.It is further preferred that the braking current begins from a difference and/or a level The difference between the two measured variables, the local maximum of the voltage curve and the local minimum of the voltage curve, is determined. This determination of the start of the braking current can be done separately or can be used as a redundant determination of the start of the braking current.

Um eine besonders kostengünstige Lösung bereitzustellen, wird vorzugsweise der Beginn des Bremsstroms aus einem in einem Steuergerät des Gasinjektors hinterlegten Kennfeld basierend auf dem aus dem Spannungsverlauf bestimmten Loslaufzeitpunkt des Ankers bestimmt.In order to provide a particularly cost-effective solution, the start of the braking current is preferably determined from a map stored in a control unit of the gas injector based on the release time of the armature determined from the voltage curve.

Vorzugsweise wird der Beginn des Brennstroms simultan bei der Bestimmung des Spannungsverlaufs angepasst. Somit kann ggf. eine Korrektur innerhalb eines gleichen Zyklus für jede einzelne Einblasung bestimmt werden.Preferably, the start of the combustion current is adjusted simultaneously when determining the voltage curve. This means that if necessary, a correction can be determined within the same cycle for each individual injection.

Alternativ wird der Beginn des Bremsstroms als gleitender Mittelwert über eine vorbestimmte Anzahl von erfassten Spannungsverläufen angepasst. Somit ist es möglich, dass aus den vorhergehenden Spannungsverläufen der Loslaufzeitpunkt und der Beginn des Bremsstroms festgelegt werden.Alternatively, the start of the braking current is adjusted as a moving average over a predetermined number of recorded voltage curves. It is therefore possible for the starting time and the start of the braking current to be determined from the previous voltage curves.

Die Länge des Bremsstroms wird vorzugsweise aus einem in einem Steuergerät hinterlegten Kennfeld in Abhängigkeit des Loslaufzeitpunkts des Ankers bestimmt.The length of the braking current is preferably determined from a map stored in a control unit depending on the armature's release time.

Besonders bevorzugt wird das Verfahren derart ausgeführt, dass der Spannungsverlauf des Magnetaktors ausschließlich in einem Übergangsbereich zwischen einem nicht ballistischen Bereich, in welchem der Anker in der Öffnungsstellung unbeweglich steht, und einen ballistischen Bereich, in welchem sich der Anker bewegt, bestimmt. Dadurch wird ein Rechenaufwand für das erfindungsgemäße Verfahren weiter reduziert, da insbesondere nicht der gesamte Spannungsverlauf ermittelt werden muss.Particularly preferably, the method is carried out in such a way that the voltage curve of the magnetic actuator is determined exclusively in a transition region between a non-ballistic region in which the armature is immobile in the open position and a ballistic region in which the armature moves. This further reduces the computational effort for the method according to the invention, since in particular the entire voltage curve does not have to be determined.

Weiter bevorzugt wird eine Dauer des Bremsstroms des Magnetaktors in Abhängigkeit einer Rückstellbewegung des Ankers variiert. Dadurch kann eine optimale Dämpfung der Rückstellbewegung des Ankers zur Reduzierung der Rückstellgeschwindigkeit des Ankers erreicht werden und somit Schließpreller sicher vermieden werden.More preferably, a duration of the braking current of the magnetic actuator is varied depending on a return movement of the armature. This allows optimal damping of the restoring movement of the armature to be achieved in order to reduce the restoring speed of the armature and thus closing bounces can be safely avoided.

Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein Steuergerät, welches eingerichtet ist, Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens auszuführen. Besonders bevorzugt führt das Steuergerät einen Regelkreis aus, um eine Einblasgenauigkeit des Gasinjektors durch Optimierung des Schließvorgangs zu verbessern.Furthermore, the present invention relates to a control device which is set up to carry out steps of the method according to the invention. The control device particularly preferably carries out a control loop in order to improve the injection accuracy of the gas injector by optimizing the closing process.

Ferner wird ein Computerprogramm mit einem Programmcode vorgeschlagen, welches Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens ausführt, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder einer entsprechenden Recheneinheit, beispielsweise auf einem erfindungsgemäßen Steuergerät, abläuft.Furthermore, a computer program with a program code is proposed, which carries out steps of the method according to the invention when the computer program runs on a computer or a corresponding computing unit, for example on a control device according to the invention.

Weiterhin wird ein Computerprogrammprodukt mit einem erfindungsgemäßen Computerprogramm vorgeschlagen, das auf einem maschinenlesbaren Datenträger oder Speichermedium gespeichert ist.Furthermore, a computer program product is proposed with a computer program according to the invention, which is stored on a machine-readable data carrier or storage medium.

Ferner betrifft die Erfindung einen Gasinjektor einer Gasbrennkraftmaschine, welcher eingerichtet ist, das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen.The invention further relates to a gas injector of a gas internal combustion engine, which is set up to carry out the method according to the invention.

Kurze Beschreibung der ZeichnungShort description of the drawing

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:

  • 1 eine schematische Darstellung, welche vier Diagramme übereinander zeigt, um das erfindungsgemäße Verfahren gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel zu erläutern,
  • 2 ein Längsschnitt durch einen Gasinjektor, welcher zur Durchführung der erfindungsgemäßen Verfahren eingerichtet ist.
The present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. In the drawing is:
  • 1 a schematic representation showing four diagrams one above the other to explain the method according to the invention according to a first exemplary embodiment,
  • 2 a longitudinal section through a gas injector, which is set up to carry out the method according to the invention.

Bevorzugte Ausführungsformen der ErfindungPreferred embodiments of the invention

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 1 und 2 die Erfindung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel im Detail beschrieben.Below is with reference to the 1 and 2 the invention according to a first exemplary embodiment is described in detail.

2 zeigt beispielhaft einen Gasinjektor 1 mit einem Magnetaktor. Der Magnetaktor umfasst eine Magnetspule 3 zur Einwirkung auf einen axial beweglichen Anker 2. Der Anker 2 ist mit einem Schließelement 4, insbesondere einer Ventilnadel, in Kontakt bringbar, um an einem Dichtsitz 5 einen Einblasquerschnitt freizugeben. Das Bezugszeichen 8 bezeichnet ein Rückstellelement des Gasinjektors. Das Schließelement 4 ist mittels einer Ventilfeder 7 in der in 2 gezeigten, geschlossenen Position gehalten. 2 shows an example of a gas injector 1 with a magnetic actuator. The magnetic actuator comprises a magnetic coil 3 for acting on an axially movable armature 2. The armature 2 can be brought into contact with a closing element 4, in particular a valve needle, in order to release an injection cross section at a sealing seat 5. Reference number 8 designates a restoring element of the gas injector. The closing element 4 is by means of a valve spring 7 in the in 2 shown, closed position.

Wenn die Magnetspule 3 bestromt wird, bildet sich ein Magnetfeld aus, dessen Magnetkraft den Anker 2 in Richtung des Schließelements 4 bewegt (Pfeil 11). Dabei gelangt ein mit dem Anker 2 verbundener Ankerbolzen 9 zur Anlage mit dem Schließelement 4, sodass das Schließelement 4 entgegen der Federkraft der Ventilfeder 7 am Dichtsitz 5 geöffnet wird. Der Anker 2 wird dabei bis zu einem Hubanschlag 6 für den Anker bewegt, was den vollständigen Öffnungszustand des Gasinjektors darstellt.When the magnetic coil 3 is energized, a magnetic field is formed, the magnetic force of which moves the armature 2 in the direction of the closing element 4 (arrow 11). An anchor bolt 9 connected to the anchor 2 comes into contact with the closing element 4, so that the closing element 4 is opened against the spring force of the valve spring 7 on the sealing seat 5. The anchor 2 is moved up to a stroke stop 6 for the anchor, which fully represents the constant opening state of the gas injector.

Zum Schließen des Gasinjektors 1 wird die Bestromung der Magnetspule 3 beendet, sodass das Rückstellelement 8 den Anker 2 wieder in die in 1 gezeigte Ausgangsposition zurückstellt. Gleichzeitig stellt auch die Ventilfeder 7 das Schließelement 4 in die in 2 gezeigte, geschlossene Position zurück.To close the gas injector 1, the current supply to the magnetic coil 3 is stopped, so that the restoring element 8 pushes the armature 2 back into the in 1 returns to the starting position shown. At the same time, the valve spring 7 also places the closing element 4 in the in 2 closed position shown.

1 zeigt schematisch ein Verfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Dabei sind zur Verdeutlichung der Erfindung vier Diagramme übereinander dargestellt, um die Abläufe und das Verständnis der Erfindung zu verbessern. 1 shows schematically a method according to an embodiment of the invention. To illustrate the invention, four diagrams are shown one above the other in order to improve the processes and understanding of the invention.

Das obere Diagramm in 1 zeigt den dem Magnetaktor zugeführten Strom I über der Zeit t als Kurve A. Ausgehend vom Punkt Null, welcher den geschlossenen Zustand des Gasinjektors ohne Bestromung darstellt (I = 0) steigt der Strom nach einem Öffnungsbefehl für den Magnetaktor schnell an. Anschließend erfolgt ein im Wesentlichen Konstanthalten des Stroms I über die Zeit t, bis die Einblasung beendet werden soll (Punkt E) und der Strom für den Magnetaktor sehr schnell wieder bis auf Null abfällt. Dieser Zeitpunkt ist im oberen Diagramm von 1 mit t0 bezeichnet. Nach Ablauf einer vorbestimmten Zeitspanne zwischen dem Zeitpunkt t0 und einem Zeitpunkt t1 wird ein Bremsstrom B aktiviert, um eine Bewegungsgeschwindigkeit des Ankers vor einem Auftreffen auf einen Ankeranschlag zu reduzieren. In 1, im oberen Diagramm, wird der Bremsstrom bis zum Zeitpunkt t2 aufrechterhalten.The top diagram in 1 shows the current I supplied to the magnetic actuator over time t as curve A. Starting from point zero, which represents the closed state of the gas injector without current (I = 0), the current increases quickly after an opening command for the magnetic actuator. The current I is then kept essentially constant over time t until the injection is to be ended (point E) and the current for the magnetic actuator drops very quickly back to zero. This point in time is in the top diagram of 1 denoted by t0. After a predetermined period of time has elapsed between time t0 and time t1, a braking current B is activated in order to reduce a movement speed of the armature before it hits an armature stop. In 1 , in the upper diagram, the braking current is maintained until time t2.

In 1 zeigt das zweite Diagramm von oben den Spannungsverlauf der Spannung U über der Zeit t. Wie aus der Kurve C ersichtlich ist, steigt die Spannung zum Beginn des Öffnens des Gasinjektors schnell an und wird dann zum Offenhalten in einem engen Bereich aufrechterhalten. Zum Ansteuerende fällt die Spannungskurve C ins Negative (U << 0V) (Zeitpunkt t0).In 1 The second diagram from above shows the voltage curve of the voltage U over time t. As can be seen from curve C, the voltage increases rapidly at the start of opening of the gas injector and is then maintained in a narrow range to keep it open. At the end of the control, the voltage curve C falls into the negative (U << 0V) (time t0).

Das dritte Diagramm von oben zeigt ausgehend vom geöffneten Zustand bei ca. 3 ms der Zeit t einen Hub H des Gasinjektors über der Zeit t.The third diagram from the top shows a stroke H of the gas injector over time t, starting from the open state at approx. 3 ms of time t.

Das unterste Diagramm von 1 zeigt den Leitungsdruck P über der Zeit t. Wie aus 1 ersichtlich ist, sinkt der Leitungsdruck P nach dem vollständigen Öffnen des Gasinjektors relativ stark ab und erhöht sich erst wieder nach dem vollständigen Schließen des Gasinjektors.The bottom diagram of 1 shows the line pressure P over time t. How out 1 As can be seen, the line pressure P drops relatively sharply after the gas injector has been completely opened and only increases again after the gas injector has been completely closed.

Im Übergangsbereich des Ankers zwischen einem nicht ballistischen Bereich, in welchem sich der Anker nicht bewegt (Öffnungszustand des Ankers) und dem ballistischen Bereich des Ankers, in welchem der Anker sich aus dem Öffnungszustand in den Schließzustand bewegt, sind in den drei oberen Diagrammen für Strom I, Spannung U und Hub H des Gasinjektors drei alternative Kurven eingezeichnet.In the transition area of the armature between a non-ballistic area in which the armature does not move (opening state of the armature) and the ballistic area of the armature in which the armature moves from the open state to the closed state, there are currents in the three upper diagrams I, voltage U and stroke H of the gas injector three alternative curves drawn.

Wie aus dem zweiten Diagramm von oben der Spannung U über der Zeit t ersichtlich ist, kann ein Beginn eines Loslaufzeitpunkts L des Ankers in Schließrichtung ausschließlich basierend auf dem Spannungsverlauf C des Magnetaktors bestimmt werden. Nach dem Zeitpunkt t0, in welchem aufgrund des Öffnungsimpulses eines Steuergeräts ein Befehl zum Schließen des Gasinjektors erfolgt ist, verharrt die Spannung U eine kurze Zeit auf dem Löschspannungsniveau (U << 0V) und steigt dann langsam bis zum Niveau Null an. Dieses Maximum bestimmt den Loslaufzeitpunkt L des Ankers für die Schließbewegung.As can be seen from the second diagram from above of the voltage U over time t, a start of a release time L of the armature in the closing direction can be determined exclusively based on the voltage curve C of the magnetic actuator. After time t0, at which a command to close the gas injector is given due to the opening pulse of a control device, the voltage U remains at the extinguishing voltage level (U << 0V) for a short time and then slowly increases to level zero. This maximum determines the release time L of the anchor for the closing movement.

In dem Spannungsverlauf ist eine Grundkurve G in gestrichelter Weise eingezeichnet, welche den Spannungsverlauf ohne Ankerbewegung verdeutlicht. Die Grundkurve G kann bspw. durch Laborversuche oder dergleichen ermittelt werden.A basic curve G is shown in dashed lines in the voltage curve, which illustrates the voltage curve without armature movement. The basic curve G can be determined, for example, through laboratory tests or the like.

Wie anhand des Spannungsverlaufs C in 1 ersichtlich ist, ändert sich zu Beginn des Loslaufzeitpunkts L die Spannung U aufgrund der Bewegung des Ankers und wird reduziert. Hierbei ist ein Minimum M im Spannungsverlauf im weiteren Zeitverlauf ersichtlich, bei dem der Anker während der Schließbewegung seine höchste Geschwindigkeit aufweist. Hier sind in 1 schematisch drei Verläufe dargestellt, wobei der Pfeil R das langsamere Ventilschließen der drei unterschiedlichen Spannungsverläufe kennzeichnet. Entsprechend ist im dritten Diagramm von 1 der Ventilhub zeitlich nach hinten verschoben, sodass der Schließzeitpunkt des Gasinjektors zeitlich weiter nach hinten verlegt wird (Pfeil S in 1).As shown by the voltage curve C in 1 As can be seen, at the beginning of the starting time L, the voltage U changes due to the movement of the armature and is reduced. Here, a minimum M can be seen in the voltage curve over time, at which the armature has its highest speed during the closing movement. Here are in 1 three courses are shown schematically, with the arrow R indicating the slower valve closing of the three different voltage courses. Correspondingly, in the third diagram of 1 the valve lift is shifted back in time, so that the closing time of the gas injector is moved further back in time (arrow S in 1 ).

Wie weiter aus 1 ersichtlich ist, beginnt der Beginn des Bremsstroms zum Zeitpunkt t1, an welchem der Spannungsverlauf C Beginn des Schließens das lokale Minimum M erreicht hat, in welchem auch die Ankergeschwindigkeit am höchsten ist. Es ist dabei zu beachten, dass der Spannungsverlauf C nach der Einschaltung des Bremsstroms sprunghaft ansteigt (U>0 V). Dieser Sachverhalt wurde in 1 der Einfachheit halber nicht dargestellt.How further? 1 As can be seen, the beginning of the braking current begins at time t1, at which the voltage curve C at the beginning of closing has reached the local minimum M, in which the armature speed is also at its highest. It should be noted that the voltage curve C increases suddenly after the braking current is switched on (U>0 V). This matter was in 1 not shown for the sake of simplicity.

Es sei angemerkt, dass die maximale Ankergeschwindigkeit auch durch eine Differenzkurve zwischen der Grundkurve G und dem erfassten Spannungsverlauf C bestimmt werden kann.It should be noted that the maximum anchor speed can also be determined by a difference curve between the basic curve G and the recorded voltage curve C.

Somit kann durch die zweite Messgröße des lokalen Minimums M des Spannungsverlaufs C eine Schließgeschwindigkeit des Gasinjektors bestimmt werden. Mit zunehmender Schließgeschwindigkeit erfolgt der Spannungsabbau dabei schneller. Der Umkehrpunkt des lokalen Minimums M wird damit früher erreicht. Die Ventilgeschwindigkeit kann entweder durch eine zeitliche Messung einer Messgröße Δt oder der Messgröße der Spannung ΔU zu zwei Zeitpunkten ermöglicht werden. Dabei können beide Messgrößen Δt und ΔU mit einem Sollwert, welcher bspw. in einem Steuergerät hinterlegt ist, verglichen werden und bei einer Abweichung kann ein Korrekturwert anhand eines im Steuergerät hinterlegten Korrekturkennfeldes bestimmt werden. Eine Korrektur des Beginns des Bremsstroms kann dabei entweder im gleichen Zyklus, sogenannte simultane Korrektur, bei der für jede einzelne Einblasung ein neuer Korrekturwert bestimmt wird, oder langsam als gleitender Mittelwert, der aus mehreren Messzyklen bestimmt wird, erfolgen.A closing speed of the gas injector can thus be determined using the second measured variable of the local minimum M of the voltage curve C. As the closing speed increases, the tension is reduced more quickly. The turning point of the local minimum M is therefore reached earlier. The valve speed can be made possible either by a temporal measurement of a measured variable Δt or the measured variable of the voltage ΔU at two points in time. Both measured variables Δt and ΔU can be compared with a target value, which is stored in a control unit, for example, and in the event of a deviation, a correction value can be determined based on a correction map stored in the control unit. A correction of the start of the braking current can be done either in the same cycle, so-called simultaneous correction, in which a new correction value is determined for each individual injection, or slowly as a moving average, which is determined from several measuring cycles.

Somit kann die Erfindung insbesondere im Übergangsbereich um den Loslaufzeitpunkt des Ankers relativ genau bei reduziertem Aufwand erfassen.The invention can therefore record relatively precisely with reduced effort, particularly in the transition area around the release time of the armature.

Es sei angemerkt, dass das Verfahren bspw. auch dann möglich ist, wenn der Spannungsverlauf C nur im Bereich um den Loslaufzeitpunkt L herum bestimmt wird. Hierdurch können insbesondere eine Berechnungszeit und auch Kosten aufgrund eines reduzierten Aufwands reduziert werden.It should be noted that the method is also possible, for example, if the voltage curve C is only determined in the area around the starting time L. In this way, in particular, calculation time and also costs can be reduced due to reduced effort.

Claims (12)

Verfahren zum Betreiben eines Gasinjektors zur Bestimmung eines Beginns eines Bremsstroms zur Reduzierung von Schließprellern eines Ankers eines Magnetaktors, umfassend die Schritte: - Bestimmen eines Spannungsverlaufs C des Magnetaktors über die Zeit t, - Bestimmen eines Loslaufzeitpunkts L des Ankers aus der geöffneten Position des Gasinjektors in Richtung einer Schließposition ausschließlich basierend auf dem Spannungsverlauf C des Magnetaktors, und - Festlegen des Beginns des Bremsstroms ausschließlich basierend auf dem Spannungsverlauf C des Magnetaktors.Method for operating a gas injector for determining a start of a braking current to reduce closing bounces of an armature of a magnetic actuator, comprising the steps: - determining a voltage curve C of the magnetic actuator over time t, - Determining a release time L of the armature from the open position of the gas injector towards a closed position based exclusively on the voltage curve C of the magnetic actuator, and - Determining the start of the braking current based solely on the voltage curve C of the magnetic actuator. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Loslaufzeitpunkt L des Ankers anhand eines lokalen Maximums des Spannungsverlaufs C des Magnetaktors bestimmt wird.Procedure according to Claim 1 , whereby the release time L of the armature is determined based on a local maximum of the voltage curve C of the magnetic actuator. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, wobei der Beginn des Bremsstroms B anhand eines lokalen Minimums M des Spannungsverlaufs C des Magnetaktors bestimmt wird.Method according to one of the preceding claims, wherein the start of the braking current B is determined based on a local minimum M of the voltage curve C of the magnetic actuator. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Loslaufzeitpunkt L aus einer Differenz zwischen dem erfassten Spannungsverlauf und einen Spannungsverlauf einer gespeicherten Grundkurve bestimmt wird.Procedure according to Claim 1 , whereby the starting time L is determined from a difference between the recorded voltage curve and a voltage curve of a stored basic curve. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Beginn des Bremsstroms B aus zeitlicher Differenz der beiden Messgrößen, dem lokalen Maximum des Spannungsverlaufs C und dem lokalen Minimum M des Spannungsverlaufs C bestimmt wird.Method according to one of the preceding claims, wherein the start of the braking current B is determined from the time difference between the two measured variables, the local maximum of the voltage curve C and the local minimum M of the voltage curve C. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Beginn des Bremsstroms B aus der Differenz und/oder einem Niveauunterschied der beiden Messgrößen, dem lokalen Maximum des Spannungsverlaufs C und dem lokalen Minimum M des Spannungsverlaufs C bestimmt wird.Method according to one of the preceding claims, wherein the start of the braking current B is determined from the difference and/or a level difference of the two measured variables, the local maximum of the voltage curve C and the local minimum M of the voltage curve C. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Beginn des Bremsstroms B simultan bei der Bestimmung des Spannungsverlaufs C angepasst wird.Method according to one of the preceding claims, wherein the start of the braking current B is adjusted simultaneously when determining the voltage curve C. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Beginn des Bremsstroms B als gleitender Mittelwert über eine vorbestimmte Anzahl von bestimmten Spannungsverläufen angepasst wird.Procedure according to one of the Claims 1 until 6 , whereby the start of the braking current B is adjusted as a moving average over a predetermined number of specific voltage curves. Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Zielzeitspanne von einem Steuergerät der Brennkraftmaschine bestimmt wird.Procedure according to Claim 8 , whereby the target time period is determined by a control unit of the internal combustion engine. Steuergerät, das dazu eingerichtet ist, Schritte eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche auszuführen.Control device that is set up to carry out steps of a method according to one of the preceding claims. Computerprogramm mit einem Programmcode, der Schritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9 ausführt, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder einer entsprechenden Recheneinheit, beispielsweise auf einem Steuergerät, abläuft.Computer program with a program code that contains steps of a method according to one of the Claims 1 until 9 executes when the computer program runs on a computer or a corresponding computing unit, for example on a control unit. Computerprogrammprodukt mit einem Computerprogramm nach Anspruch 11, das auf einem maschinenlesbaren Datenträger oder Speichermedium gespeichert ist.Computer program product with a computer program Claim 11 , which is stored on a machine-readable data carrier or storage medium.
DE102022209910.9A 2022-09-21 2022-09-21 Method for operating a gas injector Pending DE102022209910A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102022209910.9A DE102022209910A1 (en) 2022-09-21 2022-09-21 Method for operating a gas injector
PCT/EP2023/067641 WO2024061500A1 (en) 2022-09-21 2023-06-28 Method for operating a gas injector

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102022209910.9A DE102022209910A1 (en) 2022-09-21 2022-09-21 Method for operating a gas injector

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102022209910A1 true DE102022209910A1 (en) 2024-03-21

Family

ID=87066990

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102022209910.9A Pending DE102022209910A1 (en) 2022-09-21 2022-09-21 Method for operating a gas injector

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102022209910A1 (en)
WO (1) WO2024061500A1 (en)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010014825A1 (en) * 2010-04-13 2011-10-13 Continental Automotive Gmbh Method for operating an injection system and an injection system, which has an injection valve and a control device
EP2574764A1 (en) * 2011-09-30 2013-04-03 Delphi Automotive Systems Luxembourg SA Pintle velocity determination in a solenoid fuel injector and control method
DE102015201466A1 (en) * 2015-01-28 2016-07-28 Robert Bosch Gmbh Method for operating and control device for a piston pump
GB2576690B (en) * 2018-04-15 2020-10-14 Delphi Automotive Systems Lux Method of controlling a fuel injector

Also Published As

Publication number Publication date
WO2024061500A1 (en) 2024-03-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2174046B1 (en) Method for determining a position of an armature in a solenoid valve and a device for operating a solenoid valve with an armature
DE102010063009B4 (en) Method and device for characterizing a movement of a fuel injector by detecting and evaluating a magnetic hysteresis curve
DE102010041320B4 (en) Determination of the closing time of a control valve of an indirectly driven fuel injector
DE102015206729A1 (en) Controlling a fuel injection solenoid valve
DE102005042110A1 (en) Device for driving electromagnetic actuator, e.g. for combustion engine injection valve, passes reverse current through solenoid during magnetic flux decay
EP2459860B1 (en) Method for operating a solenoid valve, particularly an injection valve of a fuel injection system
WO2013068173A1 (en) Method and device for operating an internal combustion engine
DE102016203136B3 (en) Determining an electrical activation time for a fuel injector with solenoid drive
DE102013211469A1 (en) Method for operating at least one injection valve
DE102016219881B3 (en) Operating a fuel injector with hydraulic stop
DE102022209910A1 (en) Method for operating a gas injector
DE102015209783A1 (en) Method for controlling a fuel injector
DE102015202389A1 (en) Method for operating an injection valve
DE102022209909A1 (en) Method for operating a gas injector
DE102022209912A1 (en) Method for operating a gas injector
DE102021204097A1 (en) Method for controlling an electromagnetically controllable gas valve, control unit, computer program and computer program product
DE102016219375B3 (en) Operating a fuel injector with hydraulic stop at reduced fuel pressure
DE102005059176A1 (en) Armature bouncing recognizing method for e.g. fuel valve, involves verifying whether actual flow characteristics correspond to reference-flow characteristics, and exposing anchor bouncing, when both characteristics do not correspond
DE102022207814A1 (en) Method for determining a release time of an armature of a gas injector
DE102017204849B3 (en) Method for detecting a change in a working path of a magnet armature of a fuel injection valve forming at least part of a total air gap
DE102014206317A1 (en) Method and device for detecting a closing time of a metering valve
DE102022202027A1 (en) Method for controlling an electromagnetically controllable gas valve, control unit
DE102017204855B3 (en) Method for detecting a change in a working path of a magnet armature of a fuel injection valve forming at least part of a total air gap
EP4237675A1 (en) Method for determining an opening time of an injector having a solenoid valve, computer program, control apparatus, internal combustion engine and motor vehicle
DE102017219568A1 (en) Method for controlling a fuel injector