DE10205376B4

DE10205376B4 - A method for controlling a fuel metering unit of a fuel supply system of an internal combustion engine, and corresponding Kraftstoffzumesseinheit

Info

Publication number: DE10205376B4
Application number: DE2002105376
Authority: DE
Inventors: Achim Koehler; Sascha Ambrock
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2002-02-09
Filing date: 2002-02-09
Publication date: 2010-05-12
Anticipated expiration: 2022-02-10
Also published as: DE10205376A1

Abstract

Verfahren zur Ansteuerung einer Kraftstoffzumesseinheit eines Kraftstoffzuführsystems einer Brennkraftmaschine, wobei die Kraftstoffzumessung mittels elektromagnetischer Verstellung eines mit einem Elektromagneten wirkverbundenen Regelventils erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass bei sich in einer Nullförderbetriebsstellung befindendem Regelventil (10) der Elektromagnet (12) mit einem getakteten Magnetstrom in einem Bereich von 200 Hz bis 1 kHz, und insbesondere von 400 Hz bis 600 Hz, oder mit einem nicht getakteten Magnetstrom beaufschlagt wird.Method for controlling a fuel metering unit of a fuel supply system of an internal combustion engine, the fuel metering being effected by means of electromagnetic adjustment of a control valve operatively connected to an electromagnet, characterized in that the solenoid (12) is in a range with a clocked magnetic current in a control valve (10) located in a zero feed operation position from 200 Hz to 1 kHz, and in particular from 400 Hz to 600 Hz, or with a non-clocked magnetic current is applied.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ansteuerung einer Kraftstoffzumesseinheit eines Kraftstoffzuführsystems einer Brennkraftmaschine, wobei die Kraftstoffzumessung mittels elektromagnetischer Verstellung eines mit einem Elektromagneten wirkverbundenen Regelventils erfolgt, gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1. Ferner bezieht sich die Erfindung auf eine entsprechende Kraftstoffzumesseinheit, entsprechend Oberbegriff des Anspruchs 9.The The invention relates to a method for controlling a fuel metering unit a fuel supply system an internal combustion engine, wherein the fuel metering means electromagnetic adjustment of one with an electromagnet operatively connected control valve, according to the preamble of the claim 1. Further, the invention relates to a corresponding fuel metering unit, according to the preamble of claim 9.

Stand der TechnikState of the art

Ein Verfahren und eine Kraftstoffzumesseinheit der eingangs genannten Art sind bekannt. Insbesondere kommen sie zum Einsatz in einem sogenannten ”Common-Rail-System”. Dabei wird unter Hochdruck stehender Kraftstoff durch eine elektrisch verstellbare Drossel gefördert. Die Drossel weist beispielsweise einen in einer Bohrung axial verstellbaren Kolben mit einem Steuerschlitz auf, durch welchen in Abhängigkeit der Kolbenbetriebsposition eine gewünschte Fördermenge an unter Hochdruck stehendem Kraftstoff treten kann. Zur gewünschten Positionierung des Kolbens und der entsprechenden Einstellung des Kraftstoffdurchlasses des Steuerschlitzes ist ein Elektromagnet vorgesehen, welcher bei Beaufschlagung eines elektrischen Stroms (Magnetstrom) unter Ausbildung einer elektromagnetischen Kraft eine Kolbenverschiebung in der Öffnung gegen eine elastische Rückstellkraft eines Federelements (Druckfeder) bewirkt.One Method and a fuel metering unit of the aforementioned Art are known. In particular, they are used in a so-called "common rail system". there is pressurized fuel through an electrically adjustable Throttle promoted. The throttle has, for example, an axially adjustable in a bore Piston with a control slot, through which in dependence the piston operating position a desired flow rate at high pressure can stand still fuel. To the desired positioning of the Piston and the corresponding adjustment of the fuel passage the control slot, an electromagnet is provided, which at Applying an electric current (magnetic current) under training an electromagnetic force against a piston displacement in the opening an elastic restoring force a spring element (compression spring) causes.

Zur Vermeidung eines nicht erwünschten Slip-Stick-Effekts (ungleichförmige Bewegung des Kolbens in Form eines Ruckgleitens) wird der elektrische Strom, mit welchem der Elektromagnet zur Verschiebung des Kolbens in der Bohrung beaufschlagt wird, mit einer konstanten Frequenz von circa 180 Hz getaktet, so dass die zu einem Slip-Stick-Effekt führenden Haftreibungseinflüsse vermieden oder zumindest minimiert werden können. Die Taktung des elektrischen Stroms führt allerdings dazu, dass der Kolben eine oszillierende Hubbewegung in der Bohrung von circa ±8 μm ausführt. Eine derartige Hubbewegung des Kolbens wirkt sich bei Zumessung einer relativ kleinen Kraftstoffmenge durch eine ebenfalls kleine Querschnittsfläche des Steuerschlitzes negativ in Bezug auf eine exakte Fördermenge an Hochdruckkraftstoff aus. Bei verhältnismäßig großen Fördermengen an Hochdruckkraftstoff ist der Einfluss einer derartigen minimalen Hubbewegung des Kolbens vernachlässigbar klein.to Avoiding an unwanted slip-stick effect (Non-uniform Movement of the piston in the form of a jerk) is the electric Current with which the electromagnet for displacement of the piston in the bore is applied, with a constant frequency clocked by about 180 Hz, giving the result to a slip-stick effect leading Stiction effects avoided or at least minimized. The timing of the electric Electricity leads however, that the piston has an oscillating stroke movement in the bore of about ± 8 microns performs. A Such stroke movement of the piston has an effect on metering relatively small amount of fuel through a likewise small cross-sectional area of Control slot negative with respect to an exact flow rate at high pressure fuel. For relatively high flow rates of high-pressure fuel the influence of such a minimal stroke movement of the piston is negligible small.

Der Kolben kann eine Nullförderbetriebsstellung in der Bohrung einnehmen, in welcher der Steuerschlitz des Kolbens in Überdeckung mit der Bohrungswandung positioniert ist, so dass idealerweise kein Kraftstoff durch den Steuerschlitz gefördert wird. Dabei hängt die Nullförderqualität einer Drossel von der Güte der Spaltdichtung ab, welche durch das Spiel (Spalt) zwischen dem Kolben und der Bohrung (Bohrungswandung) gekennzeichnet wird. In Abhängigkeit dieses Spiels, das in der Praxis einen Wert von circa 10 μm aufweisen kann, und in Abhängigkeit der sich einstellenden Überdeckungslänge, das heißt des Abstands zwischen dem Steuerschlitz des Kolbens und einer Kraftstoffzuführöffnung der Bohrung beziehungsweise der Bohrungswandung in Durchströmungsrichtung, kann es zu einer Kraftstoffleckage kommen, das heißt zu einer nicht erwünschten Kraftstoffförderung am Kolben vorbei bei sich in Nullförderbetriebsstellung befindendem Kolben. Dabei wird die Kraftstoffleckage begünstigt durch die ständige Taktung des Magnetstroms und somit der oszillierenden Hubbewegung des Kolbens in der Bohrung, wodurch eine Art ”Förderbandeffekt” in Bezug auf den sich im Spiel (Spalt) zwischen Kolben und Bohrungswandung entlang der Überdeckungslänge befindenden Kraftstoff wirksam wird. Aufgrund dieses Förderbandeffekts wird auch bei Positionierung des Kolbens in Nullförderbetriebsstellung – in Folge dessen oszillierender Hubbewegung in der Bohrung-Kraftstoff durch den Spalt zwischen Kolben und Bohrungswandung (Spiel von circa 10 μm) zum Steuerschlitz gefördert unter Ausbildung einer Kraftstoffleckage. Dies führt dazu, dass eine sich einstellende Überdeckungslänge in der Drossel nicht hinreichend zur Abdichtung wirksam ist. Bekannte Kraftstoffzumesseinheiten sind durch eine Leckage von circa 20 l/h gekennzeichnet, wobei sich rechnerisch eine Leckage von 0,23 l/h ergibt, bei einer Druckdifferenz Δp von 6 bar, einer Überdeckungs-länge l von 0,3 mm, einem Spiel (Spalt) von 10 μm und bei einer Prüföltemperatur von 40°C.Of the Piston can have a zero feed operation position in the bore occupy, in which the control slot of the piston in surplus is positioned with the bore wall, so ideally no Fuel is conveyed through the control slot. The hangs Zero feed quality one Thrush of goodness the gap seal, which by the game (gap) between the Piston and the bore (bore wall) is marked. In dependence this game, which in practice have a value of about 10 microns can, and depending on adjusting overlap length, the is called the Distance between the control slot of the piston and a Kraftstoffzuführöffnung the Bore or the bore wall in the direction of flow, Can it come to a fuel leak, that is to one unwanted fuel production past the piston while in Nullförderbetriebsstellung befindendem Piston. The fuel leakage is favored by the constant timing the magnetic current and thus the oscillating stroke movement of the piston in the bore, creating a kind of "conveyor belt effect" in terms of in the game (gap) between the piston and the bore wall along the overlap length Fuel is effective. Due to this conveyor belt effect is also at Positioning of the piston in zero-feed operating position - in succession its oscillating stroke movement in the bore fuel through the gap between piston and bore wall (clearance of about 10 μm) to the control slot promoted training a fuel leak. This leads to a self-adjusting coverage length in the Throttle is not sufficiently effective for sealing. Known fuel metering units are characterized by a leakage of about 20 l / h, where calculated results in a leakage of 0.23 l / h, at a pressure difference Δp of 6 bar, an overlap length l of 0.3 mm, a clearance (gap) of 10 μm and at a test oil temperature from 40 ° C.

Die bekannten Verfahren zur Ansteuerung einer Kraftstoffzumesseinheit und die entsprechenden, bekannten Kraftstoffzumesseinheiten erlauben somit keine zuverlässige Einstellung einer Kraftstoffnullförderbetriebsstellung mit hinreichender Abdichtung bei gleichzeitig verhältnismäßig geringem konstruktiven Aufwand.The known method for controlling a Kraftstoffzumesseinheit and the corresponding known fuel metering units thus allow no reliable Setting a zero fuel delivery operating position with sufficient Sealing at the same time relatively low constructive effort.

Ferner geht aus der DE 34 10 071 C2 eine Verwendung eines getakteten Schaltmagnets in einem Steuerventil einer Hydraulikanlage hervor.Furthermore, goes from the DE 34 10 071 C2 a use of a clocked solenoid in a control valve of a hydraulic system out.

Des Weiteren ist aus der DE 32 22 893 C2 eine Kraftstoffeinspritzanlage mit Kraftstoffzumessventilen bekannt, wobei ein Querschnitt der Kraftstoffzumessventile durch ein nicht näher beschriebenes Betätigungselement änderbar ist.Furthermore, from the DE 32 22 893 C2 a fuel injection system with Kraftstoffzumessventilen known, wherein a cross section of the Kraftstoffzumessventile is changeable by an unspecified actuator.

Aus der US 5 174 262 A ist eine Kraftstoffzumesseinheit einer Niederdruck-Kraftstoffeinspritzanlage bekannt, wobei die Kraftstoffzumesseinheit ein Magnetventil aufweist, welches stromgetaktet betrieben wird. Eine Kraftstofffördermenge hängt dabei von einer Einschaltdauer eines Strompulses in einem nicht näher beschriebenen Takt ab.From the US 5 174 262 A a fuel metering unit of a low-pressure fuel injection system is known, wherein the fuel metering unit comprises a solenoid valve which is operated in a current-clocked manner. A fuel delivery rate depends on a duty cycle of a current pulse in a clock not described in detail.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass bei sich in einer Nullförderbetriebsstellung befindendem Regelventil der Elektromagnet mit einem getakteten Magnetstrom in einem Bereich von 200 Hz bis 1 kHz, und insbesondere von 400 Hz bis 600 Hz, oder mit einem nicht getakteten Magnetstrom beaufschlagt wird. Mittels eines höher getakteten Magnetstroms beziehungsweise bei einem nicht getakteten Magnetstrom ergibt sich bei Positionierung des Regelventils in eine Nullförderbetriebsstellung vorteilhafterweise eine hinreichend effektive Durchflussunterbrechung des Regelventils, ohne dass auf konstruktiv aufwendige Maßnahmen zurückgegriffen werden muss. Dabei kann die Taktungseinstellung des Magnetstroms mittels einer Steuereinheit automatisiert erfolgen, beispielsweise mittels eines in einem Steuerprogramm abgelegten (gespeicherten) Kennfelds. Da bei sich in dieser Betriebsstellung befindendem Regelventil möglichst kein Kraftstoff an weitere Funktionseinheiten des Kraftstoffzuführsystems (zum Beispiel eine Pumpeinrichtung) zugeführt werden soll, wirkt sich eine Abstellung der Taktung des Magnetstroms (das heißt eine Taktung von 0 Hz) nicht negativ hinsichtlich eines grundsätzlich nicht erwünschten Slip-Stick-Effekts eines zu bewegenden Ventilkolbens aus, da sich dieser Effekt lediglich bei einer Nullförderung einstellen würde, während bei einer Kraftstoffförderung weiterhin mit einem getakteten Magnetstrom insbesondere mit einer konstanten Frequenz von 180 Hz eine erwünschte oszillierende Ventilkolbenbewegung und somit auch eine störungsfreie Ventilkolbenverschiebung in eine jeweilige Betriebsposition realisiert werden kann. Somit ist es bei Einstellung einer Nullförderbetriebsstellung des Regelventils nicht wie im Stand der Technik notwendig, im Kraftstoffzuführsystem weitere konstruktive Maßnahmen vorzusehen, die zum Beispiel ein Abführen des Leckagekraftstoffs gewährleisten, beispielsweise mittels einer sogenannten Nullförderdrossel. Damit kann das erfindungsgemäße Kraftstoffzuführsystem verhältnismäßig kostengünstig ausgebildet werden, wobei bereits existierende Serieneinrichtungen ohne großen Aufwand vorteilhaft einsetzbar sind. Auch kann auf eine Neuentwicklung einer Kraftstoffzumesseinheit mit aufwendigem Dichtsitz verzichtet werden, so dass auch das damit verbundene Entwicklungsrisiko hinsichtlich einer neuen Kennlinie aufgrund einer notwendigen Änderung der Kraftstoffdurchsetzung des Regelventils nicht eingegangen werden muss.The inventive method is characterized in that at in a zero feed operation position located control valve, the solenoid with a pulsed magnetic current in a range of 200 Hz to 1 kHz, and especially of 400 Hz to 600 Hz, or supplied with a non-clocked solenoid current becomes. By means of a higher clocked magnetic current or at a non-clocked Magnetic current results in positioning the control valve in a Zero-feed operating position advantageously a sufficiently effective flow interruption the control valve, without the need for structurally complex measures resorted must become. In this case, the timing adjustment of the magnetic current be automated by means of a control unit, for example by means of a stored in a control program (stored) Map. Since in this operating position befindendem control valve preferably no fuel to other functional units of the fuel supply system (For example, a pumping device) to be supplied, affects a shutdown of the timing of the magnetic current (ie a Clocking of 0 Hz) not negative in terms of a basically not desired Slip-stick effect of a valve piston to be moved, since this effect would only set at a zero promotion, while at a fuel delivery furthermore with a pulsed magnetic current, in particular with a constant frequency of 180 Hz a desired oscillating valve piston movement and thus also a trouble-free Valve piston displacement realized in a respective operating position can be. Thus, it is when setting a Nullförderbetriebsstellung the control valve not necessary as in the prior art, in the fuel supply system further constructive measures provide, for example, a discharge of the leakage fuel guarantee, for example by means of a so-called zero-feed throttle. This can do that Fuel supply system according to the invention formed relatively inexpensive be existing existing equipment without much effort can be used advantageously. Also, on a new development of a Can be dispensed with fuel metering unit with elaborate sealing seat, so that the associated development risk in terms of a new characteristic due to a necessary change the fuel enforcement of the control valve will not be received got to.

Mit Vorteil wird der getaktete Magnetstrom mit einer konstanten Frequenz getaktet. Allerdings ist auch eine Änderung des Frequenzwertes bei sich in einer Nullförderbetriebsstellung befindendem Regelventil denkbar.With Advantage is the pulsed magnetic current with a constant frequency clocked. However, there is also a change in the frequency value in a zero-feed operating position befindendem control valve conceivable.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante weist das Regelventil einen Ventilkolben auf, der mittels einer elektromagnetischen Kraft entgegen einer Federrückstellkraft einer Feder in eine Nullförderbetriebsstellung bewegbar ist. Dabei kann die Bewegung des Ventilkolbens eine Verschiebebewegung insbesondere in axialer Richtung in einer entsprechend ausgebildeten Bohrung eines Ventilgehäuses sein. Mittels einer derartigen Verschiebebewegung kann der Ventilkolben in einer Nullförderbetriebsstellung mindestens eine Kraftstoffzuführöffnung in der Bohrungswandung verschließen unter Ausbildung einer Überdeckung. Hierbei wird unter Überdeckung eine axiale Anlagekontaktlänge zwischen dem Ventilkolben und einem Ventilgehäuse (Ventilbohrung) im Kraftstoff-Durchtrittsbereich verstanden.According to one preferred embodiment the control valve on a valve piston, which by means of a electromagnetic force against a spring restoring force of a spring in a zero feed operation position is movable. In this case, the movement of the valve piston in particular a displacement movement in the axial direction in a correspondingly formed bore a valve housing. By means of such a sliding movement of the valve piston in a zero-feed operating position at least one fuel supply opening in close the bore wall under formation of an overlap. This is under cover a axial contact contact length between the valve piston and a valve housing (valve bore) in the fuel passage area Understood.

Der Spalt zwischen dem Ventilkolben und einer Ventilbohrung, in welcher der Ventilkolben axial verschiebbar ist zwischen einer Förderbetriebsstellung und einer Nullförderbetriebsstellung, beträgt vorzugsweise 3 μm bis 20 μm und insbesondere 3 μm bis 6 μm. Bei einer derartigen Spaltweite zwischen Ventilkolben und Ventilbohrung (Spiel) ist eine Nullförderung des Regelventils in zuverlässiger Weise realisierbar.Of the Gap between the valve piston and a valve bore, in which the valve piston is axially displaceable between a Förderbetriebsstellung and a zero feed operation position, is preferably 3 μm to 20 μm and in particular 3 μm up to 6 μm. With such a gap width between valve piston and valve bore (Game) is a zero promotion the control valve in more reliable Way feasible.

Vorteilhafterweise erfolgt die Taktungsänderung des Magnetstroms automatisiert mittels einer Steuereinrichtung. Die Steuereinrichtung weist hierzu ein Steuerprogramm (Software) mit einem in diesem abgespeicherten Kennfeld auf.advantageously, the timing change takes place the solenoid current automated by means of a control device. The control device has for this purpose a control program (software) with a map stored in this map.

Die erfindungsgemäße Kraftstoffzumesseinheit gemäß Anspruch 9 ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung vorgesehen ist zur Magnetstrom-Taktungsänderung. Mittels dieser Kraftstoffzumesseinheit lassen sich die in Bezug auf das Verfahren vorerwähnten Vorteile erzielen.The Fuel metering unit according to the invention according to claim 9 is characterized in that a device is provided for solenoid current timing change. By means of this Kraftstoffzumesseinheit can be in relation to the procedure mentioned above Benefits.

Mit Vorteil ist die Einrichtung eine zentrale Steuereinrichtung. Die Steuereinrichtung kann dabei ein Datenverarbeitungsprogramm aufweisen zur in Bezug auf den Ventilkolben betriebsstellungsabhängigen Magnetstromtaktung. In dem Datenverarbeitungsprogramm (Software) kann ein entsprechendes Kennfeld abgespeichert sein.With Advantage is the establishment of a central control device. The Control device can have a data processing program for operating position dependent solenoid current timing with respect to the valve piston. In the data processing program (software), a corresponding map be stored.

Vorzugsweise ist eine Ventilkolbenbetriebsstellungs-Erfassungseinrichtung vorgesehen, die zum Datenaustausch mit der Steuereinrichtung verbunden ist. Dieser Datenaustausch dient zur schnellen und geeigneten Taktungsänderung des Magnetstroms und somit zur korrekten Betätigung des Regelventils.Preferably a valve piston operation position detecting means is provided which is connected to the data exchange with the control device. This data exchange is used for fast and suitable timing change the solenoid current and thus the correct operation of the control valve.

Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform weist der Ventilkolben jeweils einen einer Öffnung zugeordneten, sich am Außenumfang befindenden Steuerschlitz auf, der eine Eintrittsöffnung mit einer Austrittsöffnung des Regelventils bei sich in Förderbetriebsstellung befindendem Ventilkolben verbindet. Dabei kann der Steuerschlitz als gelaserter Schlitz beispielsweise in Form eines Trapezschlitzes ausgebildet sein. Es sind jedoch auch andere, einen differenzierten Kraftstoffdurchlass ermöglichende Steuerschlitzkonturen am Ventilkolben denkbar.According to a preferred embodiment, the valve piston in each case one of Opening associated, located on the outer circumference control slot, which connects an inlet opening with an outlet opening of the control valve in befindem in Förderbetriebsstellung valve piston. In this case, the control slot may be formed as a lasered slot, for example in the form of a trapezoidal slot. However, there are also other, a differentiated fuel passage enabling control slot contours on the valve piston conceivable.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung.Further advantageous embodiments of the invention will become apparent from the Description.

Zeichnungendrawings

Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel anhand zugehöriger Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The Invention will be described below in an embodiment with reference to accompanying drawings explained in more detail. It demonstrate:

1 einen schematischen Längsschnitt durch eine Kraftstoffzumesseinheit; 1 a schematic longitudinal section through a fuel metering unit;

2 eine schematische Detaildarstellung der Kraftstoffzumesseinheit der 1 in vergrößertem Maßstab; 2 a schematic detail of the Kraftstoffzumesseinheit the 1 on an enlarged scale;

3 ein Diagramm zur Darstellung des durch ein Regelventil der Kraftstoffzumesseinheit geförderten Kraftstoffvolumenstroms in Abhängigkeit der Magnetstromstärke als Ventilkolbenverstellparameter des Regelventils und 3 a diagram illustrating the funded by a control valve of the fuel metering unit fuel flow in dependence of the solenoid current as Ventilkolbenverstellparameter the control valve and

4 ein Diagramm zur Darstellung des Kraftstoffleckagen-Volumenstroms in Abhängigkeit der Spaltbreite (Spiel) zwischen einem Ventilkolben und einer Bohrungswandung eines Ventilgehäuses. 4 a diagram illustrating the fuel leakage volume flow as a function of the gap width (clearance) between a valve piston and a bore wall of a valve housing.

Beschreibung der ErfindungDescription of the invention

Die 1 und 2 zeigen eine allgemein mit 10 bezeichnete Kraftstoffzumesseinheit eines Kraftstoffzuführsystems einer Brennkraftmaschine (nicht dargestellt), insbesondere eines Kraftfahrzeugs. Eine derartige Kraftstoffzumesseinheit 10 kommt beispielsweise in einem an sich bekannten ”Common-Rail-System” zur Anwendung. Die Kraftstoffzumesseinheit 10 enthält einen Elektromagneten 12 und ein Regelventil 14, das zur Einstellung einer gewünschten Kraftstoffzumessung mittels des Elektromagneten 12 einstellbar ist. Der Elektromagnet 12 enthält ein Gehäuse 16, in welchem eine Magnetspule 18 aufgenommen ist, wobei die Magnetspule 18 als Proportionalmagnet ausgebildet sein kann. Die Magnetspule 18 umgibt einen koaxial zur selbigen angeordneten Anker 20, der in seinem Inneren einen Ankerbolzen 22 trägt. Der Anker 20 mit dem Ankerbolzen 22 sind bei Beaufschlagung der Magnetspulen 18 mit einem Magnetstrom entlang einer Achse 24 längsverschiebbar. Die Kraftstoffzumesseinheit 10 kann in einer nicht dargestellten Kraftstoff-Hochdruckpumpe angeordnet sein. Hierzu weist die Kraftstoffzumesseinheit 10 ein Befestigungselement 26 auf.The 1 and 2 show a general with 10 designated fuel metering unit of a fuel supply system of an internal combustion engine (not shown), in particular of a motor vehicle. Such a fuel metering unit 10 For example, in a known "common rail system" is used. The fuel metering unit 10 contains an electromagnet 12 and a control valve 14 , to set a desired fuel metering by means of the electromagnet 12 is adjustable. The electromagnet 12 contains a housing 16 in which a magnetic coil 18 is recorded, wherein the magnetic coil 18 can be designed as a proportional magnet. The magnetic coil 18 surrounds a coaxial with the same arranged anchor 20 holding an anchor bolt in its interior 22 wearing. The anchor 20 with the anchor bolt 22 are when the solenoid coils are energized 18 with a magnetic current along an axis 24 longitudinally. The fuel metering unit 10 can be arranged in a fuel high-pressure pump, not shown. For this purpose, the fuel metering unit 10 a fastener 26 on.

Wie insbesondere aus 2 hervorgeht, enthält das Regelventil einen innerhalb einer Bohrung 30 eines Ventilgehäuses 32 entlang der Achse 24 längsverschiebbaren Ventilkolben 28, der an seiner entsprechenden Stirnseite mit einem Ende des Ankerbolzens 22 in Anlagekontakt steht. Gleichzeitig befindet sich der Ventilkolben 28 an seiner anderen Stirnseite in Anlagekontakt mit einer Druckfeder 34, die im Ventilgehäuse 32 aufgenommen ist und sich an selbiger abstützt. Das Ventilgehäuse 32 enthält eine Mehrzahl an radialen Öffnungen 36, 40, welche als Kraftstoffeintrittsöffnungen in das Regelventil 14 dienen. In 2 sind lediglich zwei radiale Öffnungen dargestellt. Ferner ist das Ventilgehäuse 32 mit einer axialen Öffnung 44 versehen, welche die Funktion einer Kraftstoffaustrittsöffnung aus dem Regelventil 14 aufweist. In Abhängigkeit einer jeweiligen Betriebsstellung des Ventilkolbens 28 kann Kraftstoff gemäß den Pfeilen 38, 42 durch die radialen Öffnungen 36, 40 in das Regelventil 14 einströmen, in welchem es umgelenkt wird und gemäß Pfeil 46 durch die axiale Öffnung 44 aus dem Regelventil 14 austritt. Der Ventilkolben 28 ist hierzu mit einem jeweiligen, einer radialen Öffnung zugeordneten, sich am Außenumfang befindenden Steuerschlitz 48 versehen, welcher in Abhängigkeit der Betriebsposition des Ventilkolbens 28 eine zugehörige radiale Öffnung 36, 40 (Eintrittsöffnung) mit der axialen Öffnung 44 (Austrittsöffnung) des Regelventils 14 verbindet.As in particular from 2 As can be seen, the control valve contains a within a bore 30 a valve housing 32 along the axis 24 longitudinally displaceable valve piston 28 at its corresponding end face with one end of the anchor bolt 22 in contact with the system. At the same time the valve piston is located 28 at its other end in abutting contact with a compression spring 34 in the valve body 32 is included and is based on selbiger. The valve housing 32 contains a plurality of radial openings 36 . 40 , which serve as fuel inlet openings in the control valve 14 serve. In 2 only two radial openings are shown. Furthermore, the valve housing 32 with an axial opening 44 provided, which is the function of a fuel outlet opening from the control valve 14 having. Depending on a respective operating position of the valve piston 28 can fuel according to the arrows 38 . 42 through the radial openings 36 . 40 in the control valve 14 inflow, in which it is deflected and according to arrow 46 through the axial opening 44 from the control valve 14 exit. The valve piston 28 is for this purpose with a respective, a radial opening associated, located on the outer circumference control slot 48 provided, which in dependence of the operating position of the valve piston 28 an associated radial opening 36 . 40 (Inlet opening) with the axial opening 44 (Outlet opening) of the control valve 14 combines.

Eine derartige Verbindung ist dann hergestellt, wenn sich der Ventilkolben 28 in einer Förderbetriebsstellung gemäß rechter Darstellung der 2 befindet. Die Verbindung ist jedoch unterbrochen, wenn sich der Ventilkolben 28 in einer Nullförderbetriebsstellung gemäß linker Darstellung der 2 befindet. Die Positionierung des Ventilkolbens 28 in eine Förderbetriebsstellung oder in eine Nullförderbetriebsstellung hängt von der Positionierung des Ankerbolzens 22 ab, welcher bei Beaufschlagung der Magnetspule 18 mit einem Magnetstrom unter Ausbildung einer elektromagnetischen Kraft derart längsverschoben wird, dass der Ventilkolben 28 gemäß der linken Darstellung der 2 entgegen einer elastischen Rückstellkraft der Druckfeder 34 aus einer Förderbetriebsstellung in eine Nullförderbetriebsstellung bewegt wird. Bei Reduzierung des Magnetstroms beziehungsweise Abschalten desselben bewegt sich der Ankerbolzen 22 in der Zeichnungsebene der 1 und 2 nach oben, so dass aufgrund der wirkenden elastischen Rückstellkraft der Druckfeder 34 der Ventilkolben 28 aus seiner Nullförderbetriebsstellung (linke Darstellung der 2) in eine Förderbetriebsstellung (rechte Darstellung der 2) längsverschoben wird. In Abhängigkeit der jeweiligen, durch den Magnetstrom beeinflussbaren Verschiebeweg des Ankerbolzens 22 lassen sich entsprechend unterschiedliche Betriebsstellungen des Ventilkolbens 28 einstellen zur Erzielung eines jeweils gewünschten, das Regelventil 14 durchsetzenden Kraftstoffförderstroms.Such a connection is made when the valve piston 28 in a Förderbetriebsstellung according to right representation of 2 located. The connection is interrupted, however, when the valve piston 28 in a Nullförderbetriebsstellung according to the left of the 2 located. The positioning of the valve piston 28 in a Förderbetriebsstellung or in a Nullförderbetriebsstellung depends on the positioning of the anchor bolt 22 from which, upon application of the magnetic coil 18 is longitudinally displaced with a magnetic current to form an electromagnetic force such that the valve piston 28 according to the left-hand illustration of 2 against an elastic restoring force of the compression spring 34 is moved from a delivery operating position in a Nullförderbetriebsstellung. When reducing the magnetic current or switching off the same moves the anchor bolt 22 in the plane of the drawing 1 and 2 upwards, so that due to the effective elastic restoring force of the compression spring 34 the valve piston 28 from its Nullförderbetriebsstellung (left illustration of 2 ) in a Förderbetriebsstellung (right representation of 2 ) is longitudinally displaced. Depending on the respective, influenced by the magnetic current Displacement path of the anchor bolt 22 can be correspondingly different operating positions of the valve piston 28 set to achieve a desired, the control valve 14 permeating fuel delivery stream.

Zur Erzielung einer hinreichend dichten Nullförderbetriebsstellung des Ventilkolbens 28 ist vorgesehen, dass der Magnetstrom in einem Bereich von 200 Hz bis 1 kHz, und insbesondere von 400 Hz bis 600 Hz, getaktet ist. Alternativ kann zur gleichen Zielsetzung auch vorgesehen sein, dass der Magnetstrom nicht getaktet ist, wenn sich der Ventilkolben 28 in einer Nullförderbetriebsstellung befindet. Mittels dieser Maßnahmen ist es möglich, einen nicht erwünschten Förderbandeffekt im Spalt zwischen der Bohrung 30 des Ventilgehäuses 22 und dem Ventilkolben 28 in einem Überdeckungsbereich 50 zu vermeiden beziehungsweise hinreichend zu reduzieren. Hierdurch kann in zuverlässiger Weise vermieden werden, dass ein nicht erwünschter beziehungsweise zu großer Leckagevolumenstrom an Kraftstoff bei sich in Nullförderbetriebsstellung befindendem Ventilkolben 28 (linke Darstellung der 2) von einer radialen Öffnung (Eintrittsöffnung 42) zur axialen Öffnung (Austrittsöffnung 44) gelangen kann. Wenn sich der Ventilkolben 28 dagegen in einer Förderbetriebsstellung befindet, wird der Magnetstrom mit einer konstanten Frequenz von 180 Hz getaktet, um einen nicht erwünschten Slip-Stick-Effekt im Spalt zwischen dem Ventilkolben 28 und der Bohrung 30 des Ventilgehäuses 32 zu vermeiden oder wenigstens zu minimieren.To achieve a sufficiently dense Nullförderbetriebsstellung the valve piston 28 it is provided that the magnetic current in a range of 200 Hz to 1 kHz, and in particular from 400 Hz to 600 Hz, is clocked. Alternatively, it can also be provided for the same purpose that the magnetic current is not clocked when the valve piston 28 is in a zero feed mode position. By means of these measures, it is possible, an undesirable conveyor belt effect in the gap between the bore 30 of the valve housing 22 and the valve piston 28 in a coverage area 50 to avoid or to reduce sufficiently. This can be reliably avoided that an undesirable or too large leakage volume flow of fuel at befindlichem in Nullförderbetriebsstellung valve piston 28 (left illustration of the 2 ) from a radial opening (inlet opening 42 ) to the axial opening (outlet opening 44 ) can get. When the valve piston 28 By contrast, in a delivery mode position, the magnetic current is clocked at a constant frequency of 180 Hz to produce an undesirable slip-stick effect in the gap between the valve piston 28 and the hole 30 of the valve housing 32 to avoid or at least minimize.

Unter einer dichten (durchsetzungsdichten) Kraftstoffzumesseinheit wird verstanden, dass selbige durch eine Kraftstoffleckage von kleiner oder gleich 0,1 l/h gekennzeichnet ist bei einer Druckdifferenz Δp = 6 bar und einer Prüföltemperatur von 40°C.Under a dense (penetration-proof) fuel metering unit understood that the same by a fuel leakage of less or equal to 0.1 l / h is characterized at a pressure difference Δp = 6 bar and a test oil temperature from 40 ° C.

Mittels einer derartigen Kraftstoffzumesseinheit 10 ist es möglich, niedrigere Öffnungsdrücke an Saugventilen des Kraftstoffzuführsystems zu realisieren, wodurch die Anforderungen an eine vorgesehene Förderpumpe des Kraftstoffzuführsystems geringer sind. Ferner kann ein verbesserter Erst- und Wiederstart der Brennkraftmaschine gewährleistet werden. Auch ist hierdurch ein höherer Pumpenwirkungsgrad erzielbar, da die Drosselverluste am Saugventil aufgrund der besseren Kraftstofffüllung geringer ausfallen. Vorteilhafterweise lässt sich eine derartige Kraftstoffzumesseinheit in bereits existierenden Kraftstoffzuführsystemen kostengünstig einsetzen.By means of such a fuel metering unit 10 It is possible to realize lower opening pressures on suction valves of the fuel supply system, whereby the requirements for a provided feed pump of the fuel supply system are lower. Furthermore, an improved initial and restart of the internal combustion engine can be ensured. This also makes it possible to achieve a higher pump efficiency, since the throttle losses at the intake valve are lower due to the better fuel charge. Advantageously, such a fuel metering unit can be used cost-effectively in already existing fuel supply systems.

3 zeigt ein Diagramm, in welchem der Kraftstofffördervolumenstrom Q in Abhängigkeit der Magnetstromstärke I dargestellt ist. Die Kennlinie der 3 zeigt, dass ein maximaler Kraftstofffördervolumenstrom Q bei einer geringen Magnetstromstärke I erhalten wird (Pfeil 11), wobei sich bei einer verhältnismäßig großen Magnetstromstärke I ein Kraftstofffördervolumenstrom Q von nahezu 0 l/h einstellt (Pfeil 13). Das Diagramm der 3 entspricht der Funktionsweise der Kraftstoffzumesseinheit 10 gemäß den 1 und 2, wonach bei Beaufschlagung der Magnetspule 18 mit einer maximalen Magnetstromstärke I der Ankerbolzen 22 und somit auch der Ventilkolben 28 in der Zeichnungsebene der 1 und 2 aufgrund der sich einstellenden elektromagnetischen Kraft nach unten bewegt wird, so dass der Ventilkolben 28 eine Nullförderbetriebsstellung (linke Darstellung der 2) einnimmt. Umgekehrt wird der Ventilkolben 28 bei einer Beaufschlagung der Magnetspule 18 mit einer verhältnismäßig geringen Magnetstromstärke I in eine Förderbetriebsstellung (rechte Darstellung der 2) positioniert, so dass in Abhängigkeit des Steuerschlitzes 48 ein erwünschter, das Regelventil 14 durchsetzender Kraftstofffördervolumenstrom Q erhalten wird. Der geringe Kraftstofffördervolumenstrom Q in dem in 3 mit dem Pfeil 13 gekennzeichneten Bereich ist auf eine Leckage im Regelventil 14 durch den Spalt zwischen dem Ventilkolben 28 und der Bohrung 30 des Ventilgehäuses 32 zurückzuführen. 3 shows a diagram in which the fuel delivery volume flow Q is represented as a function of the magnetic current intensity I. The characteristic of the 3 shows that a maximum fuel delivery volume flow Q is obtained at a low magnetic current intensity I (arrow 11 ), wherein at a relatively large magnetic current intensity I, a fuel delivery volume flow Q of almost 0 l / h is established (arrow 13 ). The diagram of 3 corresponds to the operation of the fuel metering unit 10 according to the 1 and 2 after which the solenoid is energized 18 with a maximum magnet current I of the anchor bolts 22 and thus also the valve piston 28 in the plane of the drawing 1 and 2 due to the adjusting electromagnetic force is moved down so that the valve piston 28 a zero feed operation position (left illustration of 2 ) occupies. Conversely, the valve piston 28 upon application of the magnetic coil 18 with a relatively low magnetic current intensity I into a delivery operating position (right-hand illustration of FIG 2 ), so that depending on the control slot 48 a desirable, the control valve 14 enforcing fuel delivery volume flow Q is obtained. The low fuel delivery volume flow Q in the in 3 with the arrow 13 marked area is due to a leakage in the control valve 14 through the gap between the valve piston 28 and the hole 30 of the valve housing 32 due.

4 zeigt eine Kennliniendarstellung eines Kraftstoff-Leckagevolumenstroms Q_L in Abhängigkeit des Spiels (Spalt) Sp zwischen dem Ventilkolben 28 und der Bohrung 30 des Ventilgehäuses 32. Aus der Kennlinie kann entnommen werden, dass bei einem Spiel Sp = 5 μm der Leckagevolumenstrom Q_L lediglich 0,03 l/h beträgt, während bei einem Spiel Sp = 20 μm der Leckagevolumenstrom Q_L 1,87 l/h beträgt. Dabei ist die Kennlinie gemäß 4 mit zunehmendem Spiel progressiv steigend. Bevorzugte Werte für das Spiel (Spalt) Sp zwischen dem Ventilkolben 28 und dem Ventilgehäuse 32 im Bereich der Bohrung 30 sind 3 μm bis 6 μm. Bei diesen Werten lässt sich eine zufriedenstellende Nullförderung des Regelventils 14 realisieren. Die berechnete Kennlinie der 4 gilt bei einer Druckdifferenz Δp = 6 bar, einer Prüföltemperatur von 40°C, einer Überdeckung von 0,3 mm und bei einem Ventilkolbendurchmesser von 7 mm. 4 shows a characteristic curve of a fuel leakage volume flow Q _L as a function of the clearance (gap) Sp between the valve piston 28 and the hole 30 of the valve housing 32 , From the characteristic curve it can be seen that with a clearance Sp = 5 μm the leakage volume flow Q _{L is} only 0.03 l / h, while with a clearance Sp = 20 μm the leakage volume flow Q _{L is} 1.87 l / h. The characteristic is according to 4 progressively increasing as the game progresses. Preferred values for the clearance (gap) Sp between the valve piston 28 and the valve housing 32 in the area of the bore 30 are 3 μm to 6 μm. At these values, a satisfactory zero delivery of the control valve can be achieved 14 realize. The calculated characteristic of the 4 applies at a pressure difference Δp = 6 bar, a test oil temperature of 40 ° C, an overlap of 0.3 mm and a valve piston diameter of 7 mm.

Claims

Method for controlling a fuel metering unit of a fuel supply system of an internal combustion engine, wherein the fuel metering takes place by means of electromagnetic adjustment of a control valve operatively connected to an electromagnet, characterized in that in the case of a control valve located in a zero feed operation position ( 10 ) the electromagnet ( 12 ) is applied with a clocked magnetic current in a range of 200 Hz to 1 kHz, and in particular from 400 Hz to 600 Hz, or with a non-clocked magnetic current.

Method according to claim 1, characterized in that that the pulsed magnetic current is clocked at a constant frequency becomes.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that, in a control operating position befindendem control valve ( 14 ) the electromagnet ( 12 ) is acted upon by a pulsed magnetic current, in particular with a constant frequency of 180 Hz.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the control valve ( 14 ) a valve piston ( 28 ), which by means of an electromagnetic force against a Fe derrückstellkraft a spring ( 34 ) is movable in a Nullförderbetriebsstellung.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the movement of the valve piston ( 28 ) is a sliding movement.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the valve piston ( 28 ) in a zero-feed operating position at least one fuel feed opening ( 36 . 40 ) completely closes to form an overlap.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the gap between the valve piston ( 28 ) and a valve bore ( 30 ), in which the valve piston ( 28 ) is axially displaceable between a Förderbetriebsstellung and a Nullförderbetriebsstellung, 3 microns to 20 microns, in particular 3 microns to 6 microns, is.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the timing change of the magnetic current automates by means of a control device.

Fuel metering unit for carrying out the method according to one of the preceding claims, characterized in that a device is provided for changing the magnetic current timing.

Fuel metering unit according to one of the preceding Claims, characterized in that the device is a central control device.

Fuel metering unit according to one of the preceding claims, characterized in that the control device has a data processing program with respect to the valve piston ( 28 ) operation-dependent magnetic current timing.

Fuel metering unit according to one of the preceding Claims, characterized in that a valve piston operation position detecting means is provided for data exchange with the control device connected is.

Fuel metering unit according to one of the preceding claims, characterized in that the valve piston ( 28 ) each one of an opening ( 36 ; 40 ), located on the outer circumference control slot ( 48 ) having an inlet opening ( 36 ; 40 ) with an outlet opening ( 44 ) of the control valve ( 14 ) in the delivery position befindendem valve piston ( 28 ) connects.