EP3423702B1 - Verfahren zur ansteuerung eines elektromagnetisch ansteuerbaren saugventils - Google Patents

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EP3423702B1
EP3423702B1 EP17701034.5A EP17701034A EP3423702B1 EP 3423702 B1 EP3423702 B1 EP 3423702B1 EP 17701034 A EP17701034 A EP 17701034A EP 3423702 B1 EP3423702 B1 EP 3423702B1
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EP
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armature
valve
suction valve
air gap
working air
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/3809—Common rail control systems
    • F02D41/3836—Controlling the fuel pressure
    • F02D41/3845—Controlling the fuel pressure by controlling the flow into the common rail, e.g. the amount of fuel pumped
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    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
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    • F02M59/36—Varying fuel delivery in quantity or timing by variably-timed valves controlling fuel passages to pumping elements or overflow passages
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    • F02M59/368—Pump inlet valves being closed when actuated
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/22—Safety or indicating devices for abnormal conditions

Definitions

  • the invention relates to a method for controlling an electromagnetically controllable suction valve with the features of the preamble of claim 1.
  • a suction valve of the type mentioned above is used to fill a high-pressure element space of a high-pressure pump with fuel. Since it can be activated electromagnetically, the suction valve can also be used to regulate the delivery rate of the high-pressure pump, so that a separate metering unit is unnecessary.
  • an electromagnetically controllable suction valve for a high pressure pump of a fuel injection system which comprises an annular magnetic coil for acting on a lifting armature and a pole core which, together with the armature, delimits a working air gap.
  • a magnetic field is built up, the magnetic force of which pulls the armature against the spring force of a spring in the direction of the pole core in order to close the working air gap.
  • the stroke of the armature relieves a piston-shaped valve closing element of the suction valve, which is acted upon in the closing direction by the spring force of a further spring, so that the further spring is able to close the suction valve.
  • the first spring returns the armature to its starting position, whereupon it strikes the valve piston and the suction valve opens again against the spring force of the further spring. Because the spring force of the further spring is smaller than that of the first spring elected.
  • the known suction valve is therefore designed as a normally open valve.
  • the solenoid of an electromagnetically controllable suction valve of the type mentioned above remains de-energized at the beginning of the delivery phase of a high-pressure pump, an excess amount of fuel can be pushed back into an inlet area of the high-pressure pump via the suction valve, which is initially still open. Only when the solenoid is energized is the suction valve able to close, so that pressure can be built up in the high-pressure element chamber of the high-pressure pump that is filled with fuel. The point in time at which the solenoid is energized thus regulates the amount of fuel delivered at high pressure. In the known suction valve, the solenoid is energized to close the suction valve during the delivery phase.
  • the valve piston is moved in the closing direction by the further spring, so that a throttling and thus the formation of a pressure stage is effected in the area of the valve seat of the suction valve.
  • the increase in pressure in the pump working space and the pressure level cause a hydraulic closing force to act on the valve piston and to close the suction valve completely.
  • energizing the solenoid and thus the stroke of the armature against the first spring results in the suction valve closing.
  • a free stroke of the armature in the delivery phase of the high pressure pump without closing the suction valve is not possible with the known suction valve.
  • the present invention is based on the object of eliminating or at least reducing the aforementioned disadvantages in the operation of an electromagnetically controllable suction valve.
  • a method for controlling an electromagnetically controllable suction valve for a high-pressure pump in a fuel injection system In the process, a solenoid is energized to close the suction valve.
  • the energization of the magnetic coil has the consequence that a magnetic field is built up, the magnetic force of which acts on an armature coupled to a valve piston in such a way that it moves against the spring force of a spring in the direction of a stroke stop.
  • the movement of the armature relieves the valve piston, which is then drawn into a valve seat by the spring force of a valve spring.
  • the solenoid coil in the period between two energization phases to close the suction valve, is temporarily energized during a suction phase, so that the armature is decoupled from the valve piston and detached from the valve piston without the valve piston following the movement of the armature, a free stroke for ventilation executes a working air gap which is formed between the armature and the stroke stop.
  • the free lift of the armature requires that the armature can move relative to the valve piston. There must therefore be no fixed connection between the armature and the valve piston. Because then the armature can temporarily, preferably briefly energize the magnet coil during an "energization pause", in which the spring presses the armature against the valve piston, can be lifted by the valve piston without the valve piston immediately following the movement of the armature. The reason for this is hydraulic forces that also act on the valve piston. The free lift of the armature thus has no effect on the pressure in the high-pressure element space or on the delivery rate of the high-pressure pump.
  • the solenoid coil for venting the working air gap is temporarily supplied with current during a suction phase.
  • the inflowing fuel fills the high-pressure element chamber slowly so that there is a pressure gradient which keeps the suction valve open even when the armature briefly detaches from the valve piston of the suction valve.
  • the energization of the magnet coil for venting the working air gap can be limited to a very short period of time, because it is not mandatory required that the armature reaches the stroke stop.
  • the spring loading the armature ensures that the armature is reset.
  • the armature movements required to vent the working air gap are accordingly preferably short and fast.
  • the temporary energization of the magnetic coil for venting the working air gap is carried out several times in the period between two energization phases to close the suction valve.
  • the magnetic coil is preferably controlled at intervals so that the armature moves up and down several times in succession. In this way, particularly effective ventilation can be achieved.
  • An accumulation of air in the working air gap between the armature and the stroke stop is advantageously detected by monitoring at least one operating parameter.
  • the working air gap can then be vented in a targeted manner. If no air has accumulated in the working air gap, the process can be dispensed with, so that the additional energy costs are kept low.
  • the pressure in a high-pressure accumulator connected to the high-pressure pump is preferably monitored. This is because the occurrence of pressure fluctuations in the high-pressure accumulator with only a slight change in the operating point can be used as an indication of a problematic accumulation of air in the working air gap.
  • the monitoring can be carried out by means of a pressure regulator connected to the high pressure accumulator.
  • a control unit is used to evaluate the at least one monitored operating parameter and that the magnetic coil is temporarily energized to vent the working air gap in accordance with the control unit. After the detection of an accumulation of air in the working air gap, a control mode can thus be triggered immediately via the control unit, which leads to the desired venting of the working air gap.
  • the electromagnetically controllable suction valve 1 shown is integrated in a cylinder head 12 of a high pressure pump 2.
  • the cylinder head 12 forms a valve seat 9 for a valve piston 4 of the suction valve 1, which thus opens directly into a high-pressure element space 13 of the high-pressure pump 2.
  • the high-pressure element chamber 13 is delimited by a movable pump piston 14, which in the delivery stroke compresses the fuel present in the high-pressure element chamber 13 and feeds it via an outlet valve 15 to a high-pressure accumulator 11 connected to the high-pressure pump 2.
  • the high-pressure element space 13 is filled with fresh fuel via the suction valve 1.
  • the suction valve 1 has Fig. 1 an annular magnet coil 3 and a lifting armature 5 cooperating with the magnet coil 3.
  • the suction valve 1 When the solenoid 3 is de-energized, the suction valve 1 is open because a spring 6 that loads on the armature 5 presses the armature 5 against the valve piston 4, so that the valve piston 4 is lifted out of the valve seat 9.
  • the magnetic coil 3 is energized, so that a magnetic field builds up, the magnetic force of which moves the armature 5 against the spring force of the spring 6 in the direction of a stroke stop 7, which in the present case is formed by a pole core 16 that attaches to the armature 5 a working air gap 10 is opposite.
  • valve piston 4 is relieved by the stroke of the armature 5, so that a valve piston 4 in The spring 8 acting on the closing direction is able to pull the valve piston 4 into the valve seat 9.
  • the closing process is supported by the hydraulic pressure conditions prevailing at the suction valve piston 4. This is because the suction valve 1 is generally only closed when the high-pressure element chamber 13 is filled with fuel and the pump piston 14 has already initiated the delivery stroke.
  • FIG. 2 The graphics of the Fig. 2 shows the stroke H 1 of the pump piston 14 during a delivery cycle.
  • the stroke H 2 of the valve piston 4 of the suction valve 1 is also shown.
  • the suction valve 1 therefore only closes after the pump piston 14 has initiated its delivery stroke.
  • the solenoid 3 is energized.
  • the current curve I is indicated by the lower curve.
  • the graphics of the Fig. 3 explains the control method according to the invention. From the lower curve it can be seen that the solenoid 3 of the suction valve 1 is briefly energized several times in succession during the suction phase A. This has the consequence that the armature 5 executes several free strokes H 3 , detached from the valve piston 4. Because during the suction phase A, the suction stroke of the pump piston 14 increases the volume of the high-pressure element chamber 13, so that there is a negative pressure which the suction valve 1 keeps open. If the solenoid 3 is then energized again during the delivery phase B, the valve piston 4 follows the movement of the armature 5 and the suction valve 1 closes.
  • the free strokes H 3 of the armature 5 can be used to easily vent the working air gap 10 between the armature 5 and the stroke stop 7 without the movements of the armature 5 influencing the pressure p in the high-pressure element space 13 of the high-pressure pump 2. This is because during the suction phase A, the prevailing hydraulic pressure conditions mean that the valve piston 4 of the suction valve 1 cannot follow the movements of the armature 5.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ansteuerung eines elektromagnetisch ansteuerbaren Saugventils mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
  • Ein Saugventil der vorstehend genannten Art dient der Befüllung eines Hochdruckelementraums einer Hochdruckpumpe mit Kraftstoff. Da es elektromagnetisch ansteuerbar ist, kann das Saugventil zugleich zur Fördermengenregelung der Hochdruckpumpe eingesetzt werden, so dass eine separate Zumesseinheit entbehrlich ist.
    • Stand der Technik
  • Aus der Offenlegungsschrift DE 10 2013 211 173 A1 ist beispielsweise ein elektromagnetisch ansteuerbares Saugventil für eine Hochdruckpumpe eines Kraftstoffeinspritzsystems bekannt, das eine ringförmige Magnetspule zum Einwirken auf einen hubbeweglichen Anker und einen Polkern umfasst, der gemeinsam mit dem Anker einen Arbeitsluftspalt begrenzt. Bei einer Bestromung der Magnetspule wird ein Magnetfeld aufgebaut, dessen Magnetkraft den Anker entgegen der Federkraft einer Feder in Richtung des Polkern zieht, um den Arbeitsluftspalt zu schließen. Der Hub des Ankers entlastet ein kolbenförmiges Ventilschließelement des Saugventils, das in Schließrichtung von der Federkraft einer weiteren Feder beaufschlagt ist, so dass die weitere Feder das Saugventil zu schließen vermag. Wird die Bestromung der Magnetspule beendet, stellt die erste Feder den Anker in seine Ausgangslage zurück, wobei er am Ventilkolben anschlägt und das Saugventil entgegen der Federkraft der weiteren Feder erneut öffnet. Denn die Federkraft der weiteren Feder ist kleiner als die der ersten Feder gewählt. Das bekannte Saugventil ist demnach als stromlos offenes Ventil ausgeführt.
  • Bleibt die Magnetspule eines elektromagnetisch ansteuerbaren Saugventils der vorstehend genannten Art zu Beginn der Förderphase einer Hochdruckpumpe unbestromt, kann über das zunächst noch geöffnete Saugventil eine überschüssige Menge Kraftstoff zurück in einen Zulaufbereich der Hochdruckpumpe geschoben werden. Erst bei Bestromung der Magnetspule vermag das Saugventil zu schließen, so dass Druck in dem mit Kraftstoff befüllten Hochdruckelementraum der Hochdruckpumpe aufgebaut werden kann. Der Zeitpunkt der Bestromung der Magnetspule regelt somit die auf Hochdruck geförderte Kraftstoffmenge. Bei dem bekannten Saugventil wird zum Schließen des Saugventils während der Förderphase die Magnetspule bestromt. Durch die weitere Feder wird der Ventilkolben in Schließrichtung bewegt, so dass eine Drosselung und damit die Ausbildung einer Druckstufe im Bereich des Ventilsitzes des Saugventils bewirkt wird. In der Förderphase der Hochdruckpumpe bewirken der Druckanstieg im Pumpenarbeitsraum und die Druckstufe, dass auf den Ventilkolben eine hydraulische Schließkraft wirkt und das Saugventil vollständig schließt. Eine Bestromung der Magnetspule und damit der Hub des Ankers gegen die erste Feder hat bei dem bekannten Saugventil ein Schließen des Saugventils zur Folge. Ein Freihub des Ankers in der Förderphase der Hochdruckpumpe ohne ein Schließen des Saugventils ist bei dem bekannten Saugventil nicht möglich.
  • Im Betrieb eines elektromagnetisch ansteuerbaren Saugventils kann sich im oberhalb des Ankers gelegenen Arbeitsluftspalt Luft ansammeln, die beispielsweise aus dem Kraftstoff ausgegast worden ist. Ferner kann eine unzureichende Entlüftung der Hochdruckpumpe bei Inbetriebnahme zu einer Luftansammlung im Arbeitsluftspalt führen. Die im Arbeitsluftspalt vorhandene Luft reduziert die hydraulische Dämpfung des Ankers, wenn dieser sich in Richtung des Hubanschlags bewegt. Die Folge ist ein erhöhter Anschlagimpuls, der zu einer Überbelastung der jeweiligen Kontaktflächen und somit zu einem erhöhten Verschleiß führt. Ferner kann sich eine Luftansammlung im Arbeitsluftspalt auf die Schaltzeiten des Saugventils auswirken, so dass es zu Schwankungen der Förderleistung der Hochdruckpumpe kommt, welche die Druckregelgenauigkeit in einem an die Hochdruckpumpe angeschlossenen Hochdruckspeicher negativ beeinflussen.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorstehend genannten Nachteile im Betrieb eines elektromagnetisch ansteuerbaren Saugventils zu beseitigen oder zumindest zu mindern.
  • Zur Lösung der Aufgabe wird das Verfahren zur Ansteuerung eines elektromagnetisch ansteuerbaren Saugventils mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
    • Offenbarung der Erfindung
  • Vorgeschlagen wird ein Verfahren zur Ansteuerung eines elektromagnetisch ansteuerbaren Saugventils für eine Hochdruckpumpe in einem Kraftstoffeinspritzsystem. Bei dem Verfahren wird zum Schließen des Saugventils eine Magnetspule bestromt. Die Bestromung der Magnetspule hat zur Folge, dass ein Magnetfeld aufgebaut wird, dessen Magnetkraft auf einen mit einem Ventilkolben gekoppelten Anker in der Weise einwirkt, dass sich dieser entgegen der Federkraft einer Feder in Richtung eines Hubanschlags bewegt. Zugleich wird über die Bewegung des Ankers eine Entlastung des Ventilkolbens bewirkt, der daraufhin durch die Federkraft einer Ventilfeder in einen Ventilsitz gezogen wird. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass im Zeitraum zwischen zwei Bestromungsphasen zum Schließen des Saugventils die Magnetspule während einer Saugphase zeitweise bestromt wird, so dass der Anker vom Ventilkolben entkoppelt wird und losgelöst vom Ventilkolben, ohne dass der Ventilkolben der Bewegung des Ankers folgt, einen Freihub zur Entlüftung eines Arbeitsluftspalts ausführt, der zwischen dem Anker und dem Hubanschlag ausgebildet ist.
  • Der Freihub des Ankers setzt voraus, dass der Anker gegenüber dem Ventilkolben beweglich ist. Es darf demnach keine feste Verbindung zwischen dem Anker und dem Ventilkolben bestehen. Denn dann kann der Anker über eine zeitweise, vorzugsweise kurzzeitige Bestromung der Magnetspule während einer "Bestromungspause", in der die Feder den Anker gegen den Ventilkolben drückt, vom Ventilkolben angehoben werden, ohne, dass der Ventilkolben der Bewegung des Ankers unmittelbar folgt. Grund hierfür sind hydraulische Kräfte, die zusätzlich auf den Ventilkolben wirken. Der Freihub des Ankers bleibt somit ohne Auswirkung auf den Druck im Hochdruckelementraum bzw. auf die Fördermenge der Hochdruckpumpe.
  • Während der Anker einen Freihub ausführt, wird Luft aus dem oberhalb des Ankers gelegenen Arbeitsluftspalt in einen Bereich unterhalb des Ankers verdrängt. Von dort wird die Luft gemeinsam mit dem dort befindlichen Kraftstoff der Hochdruckpumpe zugeführt und schließlich über die Hochdruckpumpe abgeführt. Der Freihub des Pumpenkolbens führt somit zu einer Entlüftung des Arbeitsluftspalts, so dass eine ausreichende hydraulische Dämpfung des Ankers gewährleistet ist und der Verschließ im Anschlagbereich des Ankers gemindert wird. Ferner wirkt die Entlüftung des Arbeitsluftspalts einer unerwünschten Veränderung der Schaltzeiten des Saugventils entgegen, so dass die Genauigkeit der Zumessung von Kraftstoff und in der Folge die Regelgenauigkeit des Drucks in einem angeschlossenen Hochdruckspeicher steigt.
  • Besonders hervorzuheben ist, dass die Durchführung des vorgeschlagenen Verfahrens keine konstruktiven Veränderungen an einem elektromagnetisch ansteuerbaren Saugventil erfordert. Die Vorteile der Erfindung lassen sich demnach durch rein applikative Maßnahmen auch bei bereits vorhandenen elektromagnetisch ansteuerbaren Saugventilen erzielen.
  • Die zeitweise Bestromung der Magnetspule zur Entlüftung des Arbeitsluftspalts wird während einer Saugphase durchgeführt. Das heißt, dass während des Freihubs des Ankers das Saugventil geöffnet ist und über das Saugventil Kraftstoff in einen Hochdruckelementraum der Hochdruckpumpe einströmt. Der einströmende Kraftstoff füllt den Hochdruckelementraum erst langsam, so dass ein Druckgefälle herrscht, welches das Saugventil selbst dann geöffnet hält, wenn sich der Anker kurzzeitig vom Ventilkolben des Saugventils löst.
  • Die Bestromung der Magnetspule zur Entlüftung des Arbeitsluftspalts kann auf einen sehr kurzen Zeitraum beschränkt werden, denn es ist nicht zwingend erforderlich, dass der Anker den Hubanschlag erreicht. Mit Wegfall der Magnetkraft stellt die den Anker belastende Feder sicher, dass der Anker zurückgestellt wird. Die zur Entlüftung des Arbeitsluftspalts erforderlichen Ankerbewegungen sind demnach bevorzugt kurz und schnell.
  • In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die zeitweise Bestromung der Magnetspule zur Entlüftung des Arbeitsluftspalts im Zeitraum zwischen zwei Bestromungsphasen zum Schließen des Saugventils mehrfach durchgeführt wird. Hierzu wird die Magnetspule bevorzugt intervallartig angesteuert, so dass sich der Anker mehrfach hintereinander auf- und ab bewegt. Auf diese Weise kann eine besonders effektive Entlüftung bewirkt werden.
  • Vorteilhafterweise wird eine Luftansammlung im Arbeitsluftspalt zwischen dem Anker und dem Hubanschlag durch Überwachung mindestens eines Betriebsparameters detektiert. Die Entlüftung des Arbeitsluftspalts kann dann gezielt durchgeführt werden. Hat sich keine Luft im Arbeitsluftspalt angesammelt kann auf die Durchführung des Verfahrens verzichtet werden, so dass die zusätzlichen Energiekosten gering gehalten werden.
  • Vorzugsweise wird zur Detektion einer Luftansammlung im Arbeitsluftspalt der Druck in einem an die Hochdruckpumpe angeschlossenen Hochdruckspeicher überwacht. Denn das Auftreten von Druckschwankungen im Hochdruckspeicher bei nur geringer Änderung des Betriebspunkts kann als Indiz für eine problematische Luftansammlung im Arbeitsluftspalt herangezogen werden. Die Überwachung kann mittels eines Druckreglers durchgeführt werden, der an den Hochdruckspeicher angeschlossen ist.
  • Ferner wird vorgeschlagen, dass eine Steuereinheit zur Auswertung des mindestens einen überwachten Betriebsparameters eingesetzt wird und die zeitweise Bestromung der Magnetspule zur Entlüftung des Arbeitsluftspalts nach Maßgabe der Steuereinheit erfolgt. Über die Steuereinheit kann somit nach der Detektion einer Luftansammlung im Arbeitsluftspalt umgehend ein Ansteuermodus ausgelöst werden, der zu der gewünschten Entlüftung des Arbeitsluftspalts führt.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Diese zeigen:
    • Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch ein aus dem Stand der Technik bekanntes elektromagnetisch ansteuerbares Saugventil,
    • Fig. 2 eine Graphik zur Erläuterung eines bekannten Ansteuerverfahrens und
    • Fig. 3 eine Graphik zur Erläuterung des vorgeschlagenen Ansteuerverfahrens.
    Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
  • Das in der Fig. 1 dargestellte elektromagnetisch ansteuerbare Saugventil 1 ist in einen Zylinderkopf 12 einer Hochdruckpumpe 2 integriert. Der Zylinderkopf 12 bildet einen Ventilsitz 9 für einen Ventilkolben 4 des Saugventils 1 aus, der somit unmittelbar in einen Hochdruckelementraum 13 der Hochdruckpumpe 2 öffnet. Der Hochdruckelementraum 13 wird von einem hubbeweglichen Pumpenkolben 14 begrenzt, der im Förderhub den im Hochdruckelementraum 13 vorhandenen Kraftstoff komprimiert und über ein Auslassventil 15 einem an die Hochdruckpumpe 2 angeschlossenen Hochdruckspeicher 11 zuführt. Im Saughub des Pumpenkolbens 14 wird der Hochdruckelementraum 13 über das Saugventil 1 mit frischem Kraftstoff befüllt.
  • Zur Betätigung des Ventilkolbens 4 weist das Saugventil 1 der Fig. 1 eine ringförmige Magnetspule 3 sowie einen mit der Magnetspule 3 zusammenwirkenden hubbeweglichen Anker 5 auf. Bei unbestromter Magnetspule 3 ist das Saugventil 1 geöffnet, da eine auf den Anker 5 lastende Feder 6 den Anker 5 gegen den Ventilkolben 4 drückt, so dass der Ventilkolben 4 aus dem Ventilsitz 9 gehoben wird. Zum Schließen des Saugventils 1 wird die Magnetspule 3 bestromt, so dass sich ein Magnetfeld aufbaut, dessen Magnetkraft den Anker 5 entgegen der Federkraft der Feder 6 in Richtung eines Hubanschlags 7 bewegt, der vorliegend durch einen Polkern 16 ausgebildet wird, der dem Anker 5 an einem Arbeitsluftspalt 10 gegenüber liegt. Der Ventilkolben 4 wird durch den Hub des Ankers 5 entlastet, so dass eine den Ventilkolben 4 in Schließrichtung beaufschlagende Feder 8 den Ventilkolben 4 in den Ventilsitz 9 zu ziehen vermag. Der Schließvorgang wird dabei unterstützt von den am Saugventilkolben 4 herrschenden hydraulischen Druckverhältnissen. Denn das Saugventil 1 wird in der Regel erst geschlossen, wenn der Hochdruckelementraum 13 mit Kraftstoff gefüllt ist und der Pumpenkolben 14 bereits den Förderhub eingeleitet hat.
  • Zur Erläuterung dieser Zusammenhänge wird auf die Fig. 2 verwiesen. Die Graphik der Fig. 2 zeigt den Hub H1 des Pumpenkolbens 14 während eines Förderzykluses. Ferner ist der Hub H2 des Ventilkolbens 4 des Saugventils 1 dargestellt. Das Saugventil 1 schließt demnach erst, nachdem der Pumpenkolben 14 seinen Förderhub eingeleitet hat. Mit Schließen des Saugventils 1 steigt auch der Druck p im Hochdruckelementraum 13 der Hochdruckpumpe 2 an. Um das Schließen des Saugventils 1 zu bewirken, wird die Magnetspule 3 bestromt. Der Stromverlauf I ist durch die untere Kurve angegeben.
  • Die Graphik der Fig. 3 erläutert das erfindungsgemäße Ansteuerverfahren. Aus der unteren Kurve ist ersichtlich, dass die Magnetspule 3 des Saugventils 1 während der Saugphase A mehrfach hintereinander kurz bestromt wird. Dies hat zur Folge, dass der Anker 5 mehrere Freihübe H3 ausführt, und zwar losgelöst vom Ventilkolben 4. Denn während der Saugphase A vergrößert der Saughub des Pumpenkolbens 14 das Volumen des Hochdruckelementraums 13, so dass dort ein Unterdruck herrscht, der das Saugventil 1 geöffnet hält. Wird anschließend die Magnetspule 3 während der Förderphase B erneut bestromt, folgt der Ventilkolben 4 der Bewegung des Ankers 5 und das Saugventil 1 schließt.
  • Durch die Freihübe H3 des Ankers 5 kann in einfacher Weise eine Entlüftung des Arbeitsluftspalts 10 zwischen dem Anker 5 und dem Hubanschlag 7 bewirkt werden, ohne dass die Bewegungen des Ankers 5 Einfluss auf den Druck p im Hochdruckelementraum 13 der Hochdruckpumpe 2 haben. Denn während der Saugphase A bewirken die herrschenden hydraulischen Druckverhältnisse, dass der Ventilkolben 4 des Saugventils 1 den Bewegungen des Ankers 5 nicht folgen kann.

Claims (5)

  1. Verfahren zur Ansteuerung eines elektromagnetisch ansteuerbaren Saugventils (1) für eine Hochdruckpumpe (2) in einem Kraftstoffeinspritzsystem, bei dem zum Schließen des Saugventils (1) eine Magnetspule (3) bestromt wird, so dass ein Magnetfeld aufgebaut wird, dessen Magnetkraft auf einen mit einem Ventilkolben (4) gekoppelten Anker (5) in der Weise einwirkt, dass sich dieser entgegen der Federkraft einer Feder (6) in Richtung eines Hubanschlags (7) bewegt und eine Entlastung des Ventilkolbens (4) bewirkt, der daraufhin durch die Federkraft einer Ventilfeder (8) in einen Ventilsitz (9) gezogen wird,
    dadurch gekennzeichnet, dass im Zeitraum zwischen zwei Bestromungsphasen zum Schließen des Saugventils (1) während einer Saugphase die Magnetspule (3) zeitweise bestromt wird, so dass der Anker (5) vom Ventilkolben (4) entkoppelt wird und losgelöst vom Ventilkolben (4), ohne dass der Ventilkolben (4) der Bewegung des Ankers (5) folgt, einen Freihub zur Entlüftung eines Arbeitsluftspalts (10) ausführt, der zwischen dem Anker (5) und dem Hubanschlag (7) ausgebildet ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass die zeitweise Bestromung der Magnetspule (3) zur Entlüftung des Arbeitsluftspalts (10) im Zeitraum zwischen zwei Bestromungsphasen zum Schließen des Saugventils (1) mehrfach durchgeführt wird.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass eine Luftansammlung im Arbeitsluftspalt (10) zwischen dem Anker (5) und dem Hubanschlag (7) durch Überwachung mindestens eines Betriebsparameters detektiert wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass zur Detektion einer Luftansammlung im Arbeitsluftspalt (10) der Druck in einem an die Hochdruckpumpe (2) angeschlossenen Hochdruckspeicher (11) überwacht wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinheit zur Auswertung des mindestens einen überwachten Betriebsparameters eingesetzt wird und die zeitweise Bestromung der Magnetspule (3) zur Entlüftung des Arbeitsluftspalts (10) nach Maßgabe der Steuereinheit erfolgt.
EP17701034.5A 2016-03-03 2017-01-03 Verfahren zur ansteuerung eines elektromagnetisch ansteuerbaren saugventils Active EP3423702B1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

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