WO1987005662A1 - Process for controlling the excitation time of electromagnetic systems, in particular electromagnetic valves in internal combustion engines - Google Patents

Process for controlling the excitation time of electromagnetic systems, in particular electromagnetic valves in internal combustion engines Download PDF

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WO1987005662A1
WO1987005662A1 PCT/DE1986/000451 DE8600451W WO8705662A1 WO 1987005662 A1 WO1987005662 A1 WO 1987005662A1 DE 8600451 W DE8600451 W DE 8600451W WO 8705662 A1 WO8705662 A1 WO 8705662A1
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current
electromagnetic valve
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voltage
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PCT/DE1986/000451
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Ernst Linder
Helmut Rembold
Walter Teegen
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Robert Bosch Gmbh
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H47/00—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current
    • H01H47/22—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current for supplying energising current for relay coil
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    • H01H47/325—Energising current supplied by semiconductor device by switching regulator
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Definitions

  • the evaluation of the opening process is considerably more uncertain, since a stop occurs when there is a large air gap and the excitation due to the reduction in current is significantly lower.
  • the excitation current is for very fast switching valves often reduced to zero before the onset of the needle movement or at the latest during the same, so that an evaluation of the opening process on the basis of characteristic current or voltage values is no longer possible at all.
  • the method according to the invention with the characterizing features of the main claim has the advantage that the switch-off behavior of the electromagnetic valve can be determined in a simple manner on the basis of the characteristic current or voltage curve, so that the functional sequences of the internal combustion engine can also be controlled more precisely.
  • FIG. 1 shows a fuel injection pump in a simplified representation
  • FIG. 2 shows a diagram showing excitation current, excitation voltage and path of the valve needle with conventional control of a valve
  • FIG. 3 shows a diagram that shows the excitation current, the path of the valve needle and the course of the excitation voltage in each case as a function of 4
  • FIG. 5 and FIG. 6 show further diagrams of the type specified in connection with FIG. 3 to explain further developments of the invention
  • FIG. 7, FIG. 8 and FIG 9 each have a circuit arrangement for carrying out the method according to the invention. Description of the embodiments
  • a bushing 2 is arranged in a housing 1, in which a puapene piston 3 executes a reciprocating and simultaneously rotating movement.
  • the pump piston 3 is driven by a cam drive 4 via a shaft 5 which rotates synchronously with the speed of the internal combustion engine supplied with fuel by the injection pump.
  • the end face of the pump piston 3 and the bush 2 delimit a pump work chamber 6, which is connected via a supply channel 7 to a suction chamber 8 and housing 1 of the fuel injection pump.
  • the suction chamber 8 is supplied with fuel from a fuel tank 10, for example via a feed pump 9.
  • a relief duct 16 branches off from the pump work chamber 6 at a location that cannot be influenced by the pump piston 3, which is guided on the suction side of the pump piston 3 and opens into the supply duct 7, for example.
  • a valve seat 17 with which a valve needle 18 cooperates, which serves as part of an electromagnetically actuable control device 20, in particular an electromagnetic valve, and opens or closes the cross section of the relief duct depending on the control.
  • the control device 20 is controlled by an electronic control unit 21 as a function of various operating parameters of the internal combustion engine, such as load 22, speed 23, temperature 24 and others.
  • the control device 20 determines the start and end of the fuel supply through the fuel vapor in a known manner during the delivery stroke of the pump piston 3. In the de-energized state of the control device 20, for example, the valve needle 18 is from the valve
  • FIG. 2 The diagrams shown in FIG. 2, FIG. 3, FIG. 5 and FIG. 6 each show sections, ie only over a certain time period, of the course of the excitation current i, excitation voltage u and the path w of the valve needle 18 of the electromagnetic valve.
  • the middle area of the diagram according to FIG. 2 further shows the path of the valve needle 18 as a function of the time t.
  • the corresponding curve profiles when using the method according to the invention are explained on the basis of the diagrams in FIG.
  • the value of the current i R is chosen to be so low that the resulting magnetic force is less than the pressure force acting on the valve needle. Due to the constant residual excitation given by the current i R , however, a corresponding change in current occurs due to the mutual induction during the movement of the valve needle, from which the start and end of opening can be determined in a relatively simple manner by differentiating.
  • the resulting change in voltage can also be evaluated with impressed current.
  • a prerequisite for the detection of the start of opening of the valve needle in the manner described above is, however, that the current i has already been reduced to the lower level i R at this time. In practice, this can easily be achieved, since the reduction of the magnetic force follows the current reduction only with a delay due to the influence of eddy currents.
  • the current i is finally reduced to zero only after the opening end has been reached, that is to say after the time t E.
  • the influence of this measure on the opening time is negligible.
  • the opening end is evaluated precisely in the manner already described. Due to the delayed increase in the current i to the value i R , an even stronger residual excitation can now be selected, which in turn advantageously leads to a larger useful signal that can be evaluated. In the last-mentioned exemplary embodiment of the invention, only an evaluation of the opening end of the valve needle takes place.
  • a device for carrying out the method according to the invention is shown schematically in the form of a block diagram in FIG.
  • the control of the electromagnetic valve 42 takes place via a map 40 and an output stage 41.
  • An evaluation circuit 44 is activated at the same time via the control signal 43 sent to the output stage 41 from the map 40, which detects both the closing movement and the opening movement of the electromagnetic valve 42. Depending on the positive or negative edge of the signal, either the assignment of the closing or opening process is possible. Activation of the evaluation circuit 44 is particularly expedient only within an arbitrarily predeterminable time window in order to reduce interference.
  • the variables t E , t TA and t A evaluated in the evaluation circuit 44 are fed to the characteristic diagram 40 and compared with target values stored there.
  • t TA means the switch-off dead time, that is the time that elapses from the switch-off pulse edge until the valve needle begins to open;
  • t A is the switch-off time, that is to say the time elapsing from the switch-off pulse edge to the end of the opening of the valve needle, and
  • t E is the switch-on time, ie the time from the switch-on
  • FIG. 7 shows circuit arrangements for carrying out the method according to the invention.
  • the circuit arrangement according to FIG. 7 enables the electromagnetic valve 42 (MV) to be actuated in accordance with that shown in FIG Figure 3 explained method.
  • the switch S1 is closed for the duration of the control pulse via the control pulse 43 output by the characteristic diagram 40.
  • the voltage U H is applied to the electromagnetic valve 42, so that the holding current i H is applied to it.
  • the Schmitt triggers TR1 and TH2 and the counters Z1 and Z2 are reset on the same side.
  • a filter F1 prevents the switch-off edge of the drive pulse 43 from affecting TR1 and TR2 and the counters Z1 and Z2.
  • Another filter F2 suppresses the rising edge of the drive pulse 43 and only allows the switch-off edge of the drive pulse 43 to pass, which sets the bistable flip-flop K1.
  • the output signal of the bistable multivibrator K1 closes the switch S2 and applies the voltage u R (residual excitation voltage) to the electromagnetic valve 42, which is now subjected to the residual excitation current i R.
  • a switch S3 and a further bistable flip-flop K2 activate the counters Z1 and Z2. Switch. S3 only responds after a specifiable dead time t T1 . This dead time is chosen so that the residual excitation current i R has reached a stationary value after its expiration.
  • a resulting positive threshold value at the threshold switch SW1 activates the Schmitt trigger TR1, which leads to a reset of the bistable.
  • Flip-flop K2 and stops the counter Z1.
  • This counter Z1 determines the switch-off dead time t TA, ie the length of time which elapses from the switch-off pulse edge until the valve needle 13 begins to open. If a negative threshold value is present at the threshold switch SW2 from the differentiated current of the electromagnetic valve 42, the Schmitt trigger TS2 is activated, which in turn resets the bistable multivibrator K1 and thereby stops the counter Z2.
  • Counter Z2 shows the switch-off time t A.
  • the circuit arrangement according to FIG. 8 is suitable for carrying out the method which has been explained above with reference to the diagrams in FIG. In a departure from the mode of operation of the previously described circuit arrangement according to FIG. 7, only the time t A is now evaluated.
  • the residual voltage u R is supplied to the electromagnetic valve 42 via the switch S2 only after a time interval t T2 has elapsed.
  • the current of the electromagnetic valve 42 differentiated by the differentiator D is also fed to the elements of the evaluation circuit, namely the threshold switch SW2, the Schmitt trigger TR2, the bistable flip-flop K1 and the counter Z2 via the switch 3 only after the time t T2 has elapsed.
  • the circuit arrangement according to FIG. 9 enables the method described using the diagrams in FIG. 6 to be carried out.
  • the determination of t TA proceeds essentially in accordance with the circuit arrangement according to FIG. 7.
  • Only the bistable multivibrator K1 is now reset via the Schmitt trigger TR1.
  • a further bistable flip-flop K3 is set after a delay time t T3 , which closes again via the OR gate 0 switch S3 and applies the residual excitation voltage U R2 to the electromagnetic valve 42 via switch S4. So that the counter Z2 is not stopped when the first residual excitation voltage u R1 is switched off by resetting the bistable multivibrator K1, decoupling is provided via a further bistable multivibrator K4.
  • the bistable flip-flops K4 and K3 are reset.

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Description

Verfahren zur Steuerung der Entregungszeit von elektromagnetischen Einrichtungen, insbesondere von elektromagnetischen Ventilen bei Brennkraftmaschinen
Stand der Technik
Bei schnellschaltenden Magnetventilen, die beispielsweise für die Steuerung von Dieseleinspritzpumpen verwendet werden, ist es notwendig, den Öffnungs- und Schließzeitpunkt sowie das Öffnungsende der Ventilnadel möglichst genau einzuhalten, um die Menge des zugeführten Kraftstoffs möglichst präzise zu bestimmen. Zur Erzielung besonders kurzer Abschaltseiten (Öffnen) wird dabei der Erregerstrom des elektromagnetisch betätigten Ventils ausgehend vom Haltestroawert möglichst schnell abgesenkt und zur Überwindung des nachteiligen magnetischen Klebens sogar kurzzeitig in den negativen Bereich hinein zwangsgesteuert. Die Erkennung des Schließzeitpunktes aus dem Strom- und/oder Spannungsverlauf am erregten Ventil ist relativ einfach, da in diesem Fall eine große Geschwindigkeitsänderung der Ventilnadel mit relativ kleinem Luftspalt und starker Erregung des Magnetkreises auftritt, aus der eine sicher auswertbare Induktionsänderung resultiert. Die Auswertung des Öffnungsvorgangs ist demgegenüber wesentlich unsicherer, da ein Anschlag bei großem Luftspalt erfolgt und die Erregung wegen des Stromabbaues wesentlich geringer ist. Bei sehr schnell schaltenden Ventilen ist der Erregungsstrom vielfach bereits vor der einsetzenden Nadelbewegung oder spätestens während derselben auf Null abgebaut, so daß eine Auswertung des Öffnungsvorgangs anhand charakteristischer Strom- oder Spannungswerte überhaupt nicht mehr möglich ist.
Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße Verfahren mit den kennzeichnenden Merkaalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß auch das Abschaltverhalten des elektromagnetischen Ventils anhand des charakteristischen Strom- bzw. Spannungsverlaufs auf einfache Weise feststellbar ist, so daß die Funktionsabläufe der Brennkraftmaschine auch präziser steuerbar sind.
In den ünteransprüchen werden Weiterbildungen des Verfahrens bzw. Schaltungsanordnungen zur Durchführung des Verfahrens angegeben.
Zeichnung
Das Verfahren und zur Durchführung des Verfahrens geeignete Schaitungsanordnungen sind anhand der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 eine Kraftstoffeinspritzpuape in vereinfachter Darstellungsweise, Figur 2 ein Erregungsstrom, Erregungsspannung und Weg der Ventilnadel darstellendes Diagramm bei herkömmlicher Ansteuerung eines Ventils, Figur 3 ein Diagramm, das den Erregerstrom, den Weg der Ventilnadel und den Verlauf der Errsgerspannung jeweils als Funktion der Zeit bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens darstellt, Figur 4 ein Blockschaltbild einer Schaltungsanordnung zur Durchführang des erfindungsgemäßen Verfahrens, Figur 5 und Figur 6 weitere Diagramme der im Zusammenhang mit Figur 3 näher bezeichneten Art zur Erläuterung von Weiterbildungen der Erfindung ssowie Figur 7, Figur 8 und Figur 9 je eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des erfindungsgeaäßen Verfahrens. Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Bei der in Figur 1 beispielsweise dargestellten Kraftstoffeinspritzpumpe ist in einem Gehäuse 1 eine Buchse 2 angeordnet, in der ein Puapenkolben 3 eine hin- und hergehende und gleichzeitig rotierende Bewegung ausführt. Der Pumpenkolben 3 ist durch einen Nockentrieb 4 über eine Welle 5 angetrieben, welche synchron zu der Drehzahl der von der Einspritzpumpe mit Kraftstoff versorgten Brennkraftmaschine rotiert. Die Stirnfläche des Pumpenkolbens 3 und die Buchse 2 begrenzen einen Pumpenarbeitsraum 6, der über einen Versorgungskanal 7 mit einem Saugraum 8 ia Gehäuse 1 der Kraftstoffeinspritzpumpe verbunden ist. Der Saugraum 8 wird beispielsweise über eine Förderpumpe 9 mit Kraftstoff aus einem Kraftstoffbehälter 10 versorgt. Aus dem Pumpenarbeitsraum 6 wird über eine Längs- und Verteilernut 11 des Pumpenkolbens 3 der Kraftstoff bei entsprechender Drehstellung des Pumpenkolbens 3 zu Druckleitungen 12 verteilt, die über die Buchse 2 und das Gehäuse 1 zu Einspritzdüsen 13 an der Brennkraftmaschine führen. Vom Pumpenarbeitsraum 6 zweigt an einer durch den Pumpenkolben 3 nicht beeinflußbaren Stelle ein Entlastungskanal 16 ab, der andererseits auf die Saugseite des Pumpenkolbens 3 geführt ist und beispielsweise in den Versorgungskanal 7 mündet. In dem Entlastungskanal befindet sich ein Ventilsitz 17, mit dem eine Ventilnadel 18 zusammenarbeitet, die als Teil einer elektromagnetisch betätigbaren Steuervorrichtung 20, insbesondere eines elektromagnetischen Ventils dient und den Querschnitt des Entlastungskanals je nach Ansteuerung öffnet oder schließt. Die Ansteuerung der Steuervorrichtung 20 erfolgt durch ein elektronisches Steuergerät 21 in Abhängigkeit von verschiedenen Betriebskenngrößen der Brennkraftmaschine, wie beispielsweise Last 22, Drehzahl 23, Temperatur 24 u.a. Durch die Steuervorrichtung 20 werden in bekannter Weise während des Förderhubs des Pumpenkolbens 3 Beginn und Ende der Kraftstoffzufuhr durch die Kraftststoffpuape bestimmt. In nicht erregtem Zustand der Steuervorrichtung 20 ist beispielsweise die Ventilnadel 18 vom Ventil¬
.. . sitz abgehoben und damit der Entlastungskanal 16 geöffnet, so daß sich im Pumpenarbeitsraum 6 kein zur Öffnung der Einspritzdüsen 13 ausreichender Druck aufbauen kann. Durch Erregung der Steuervorrichtung 20 wird die Ventilnadel 18 zum Ventilsitz 17 hin bewegt und verschließt diesen. Daraufhin baut sich im Pumpenarbeitsraum 6 ein Druck auf und Krfaftstoff gelangt über die Verteilernut 11 zu den Einspritzdüsen 13. Die Entregung der Steuervorrichtung 20 ist gleichbedeutend dem Förderende, da hierdurch der Ventilsitz 17 wieder ganz geöffnet wird und ein Druckabfall im Pumpenarbeitsraum erfolgt.
Die in Figur 2, Figur 3, Figur 5 und Figur 6 dargestellten Diagramme zeigen jeweils ausschnittsweise, d.h. lediglich über einen bestimmten Zeitabschnitt, den zeitlichen Verlauf von Erregerstrom i, Erregerspannung u sowie den Weg w der Ventilnadel 18 des elektromagnetischen Ventils. Das Diagramm nach Figur 2 zeigt diese Größen bei dem herkömmlichen Verfahren zur Steuerung der Entregungszeit. Aus der Darstellung des Stromverlaufs i = i (t) geht deutlich hervor, daß der Erregerstrom zunächst auf einen dem Haltestrcm iH entsorechenden relativ hohen Wert eingestellt ist, dann aber zur Srzielung kurzer Abschaitzsiten (Öffnen) in einem steilen Kurvenverlauf sehr schnell abgebaut und zur Reduzierung des magnetischen Klebens sogar kurzzeitig in den negativen Bereich zwangsgesteuert wird.
Im unteren Teil des Diagramms nach Figur 2 ist die entsprechende Erregerspannung u = u (t) dargestellt. Der mittlere Bereich des Diagramms nach Figur 2 zeigt weiter den Weg der Ventilnadel 18 als Funktion der Zeit t. Ein Vergleich der Stromkurve i = i (t) mit der im mittleren Bereich des Diagramms nach Figur 2 dargestellten Wegekurve läßt deutlich erkennen, daß der Strom i ausgehend vom Kaltestrom iH bereits schon vor dem Öffnungsbeginn, der Ventilnadel auf Null abgebaut werden ist. Eine Kontrolle des Öffnungsvorgangs etwa anhand charakteristischer Strom- und/oder Spannungswerte im Bereich des elektromagnetischen Ventils ist daher nicht mehr möglich. Anhand der Diagramme von Figur 3 werden die entsprechenden Kurvenverläufe bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens erläutert. Die Darstellung des Erregerstroms i = i (t) im oberen Bereich von Figur 3 läßt erkennen, daß der Strom i ausgehend vom relativ hohen Nivau des Haltestroms iH in einem steilen Kurvenverlauf sehr stark abgesenkt wird, jedoch nur bis zu einem von Null verschiedenen noch im positiven Bereich liegenden Strom iR, der für eine Zeit tT1 aufrechterhalten wird. Der Wert des Stroms iR wird dabei derart niedrig gewählt, daß die daraus resultierende Magnetkraft geringer ist als die auf die Ventilnadel einwirkende Druckkraft. Aufgrund der durch den Strom iR vorgegebenen konstanten Resterregung tritt jedoch durch die Gegeninduktion während der Bewegung der Ventilnadel eine entsprechende Stromänderung auf, aus der durch Differenzieren Öffnungsbeginn und -ende auf relativ einfache Weise ermittelt werden können. Alternativ kann auch bei eingeprägtem Strom die entstehende Spannungsänderung ausgewertet werden. Voraussetzung für die Erkennung des Öffnungsbeginns der Ventilnadel nach der zuvor beschriebenen Weise ist jedoch weiterhin, daß der Strom i zu diesem Zeitpunkt schon auf das niedrigere Niveau iR abgebaut worden ist. Dies ist in der Praxis ohne weiteres realisierbar, da der Abbau der Magnetkraft aufgrund des Einflusses von Wirbelströmen dem Stromabbau nur verzögert folgt. Erst nach Erreichen des Öffnungsendes, also nachdem Zeitpunkt tE wird der Strom i endgültig auf Null abgebaut.
Im unteren Diagramm der Figur 3 ist wiederum der Spannungsveriauf u = u (t) für dieses Ausführungsbeispiel dargestellt.
Das vorbeschriebene erfindungsgemäße Verfahren führt allerdings zu einer geringen Verlängerung der Öffnungszeit, die jedoch in der Praxis ohne weiteres in Kauf genommen werden kann, da durch die präzise Erkennung des Öffnungsverlaufs nach dem erfindungsgemäßen Verfahren auftretende Streuungen und Drifteinflüsse auf einfache Weise kompensiert werden können. Wenn jedoch bei besonders hohen Anforderungen an die Präzision gelegentlich auch noch die geringfügige Verlängerung der Öffnungsdauer vermieden werden soll, kann dies auf einfache Weise durch eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung erreicht werden. Dies wird anhand der Diagramme von Figur 5 erläutert. Gemäß dem oberen Diagramm der Figur 5 wird der Strom i = i (t) zur Einleitung des Öffnungsvorgangs der Ventilnadel sehr schnell auf Null abgesenkt oder sogar kurzzeitig in den negativen Bereich umgesteuert, um dann wieder, während die Ventilnadel 18 sich schon in Bewegung gesetzt hat, auf einen bestimmten positiven Wert iR angehoben zu werden. Da die Anhebung des Stroms i auf den Wert iR zu einem Zeitpunkt erfolgt, in dem die Geschwindigkeit der Ventilnadel und der Luftspalt bereits relativ groß sind, ist der Einfluß dieser Maßnahme auf die Öffnungszeit vernachlässigbar gering. Die präzise Auswertung des Öffnugnsendes erfolgt in der zuvor schon beschriebenen Weise. Durch die verzögerte Anhebung des Stroms i auf den Wert iR kann jetzt eine noch stärkere Resterregung gewählt werden, die wiederum auf vorteilhafte Weise zu einem größeren auswertbaren Nutzsignal führt. In dem letztgenannten Ausführungsbeispiel der Erfindung findet nur eine Auswertung des Öffnungsendes der Ventilnadel statt.
Für den Fall, daβ in bestimmten Anwendungsfällen auch noch Wert auf die präzise Auswertung des Öffnungsbeginns der Ventilnadel Wert gelegt wird, bietet sich eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens an, die anhand der Diagramme von Figur 6 erläutert wird.
Der Unterschied zu dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel liegt im wesentlichen darin, daß der Strom i = i (t) ausgehend vom Niveau des Haltestroms iH zunächst wie im Ausführungsbeipsiel gemäß Figur 3 schnellstmöglich auf einen bestimmten positiven Restwert iR abgesenkt, für eine Zeit lang auf diesem Niveau gehalten, danach auf Null oder ins Negative abgesenkt und schließlich wieder auf einen höheren positiven Wert, beispielsweise das Niveau von iR angehoben wird. Diese Maßnahmen stellen sicher, daß an der Erregerspule der elektromagnetischen Einrichtung Strom- und/oder Spannungsänderungen auftreten, die einer leichten Auswertung zugänglich sind.
Eine Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in Form eines Blockschaltbildes schematisch in Figur 4 dargestellt. Über ein Kennfeld 40 und eine Endstufe 41 erfolgt die Ansteuerung des elektromagnetischen Ventils 42. Über das der Endstufe 41 vom Kennfeld 40 zugeleitete Ansteuersignal 43 wird gleichseitig eine Auswerteschaltung 44 aktiviert, die sowohl die Schließbewegung als auch die Öffnungsbewegung des elektromagnetischen Ventils 42 erfaßt. Entsprechend der positiven oder negativen Flanke des Signals ist entweder die Zuordnung von Schließ- bzw. Öffnungsvorgang möglich. Besonders zweckmäßig ist eine Aktivierung der Auswerteschaltung 44 nur innerhalb eines willkürlich vorgebbaren Zeitfensters, um Störungseinflüsse zu vermindern. Die in der Auswerteschaltung 44 ausgewerteten Größen tE, tTA und tA werden dem Kennfeld 40 zugeleitet und mit dort abgespeicherten Sollwerten verglichen. Bei festgestellten Abweichungen von den Sollwerten wird zur präzisen Bemessung der zugeführten Kraftstoffmenge die Öffnungsdauer des elektromagnetischen Ventils 42 über die Endstufe 41 entsprechend korrigiert. Hierin bedeuten tTA die Ausschalttotzeit, also die Zeitdauer, die von der Ausschaltimpulsflanke bis zum Öffnungsbeginn der Ventilnadel verstreicht; tA die Ausschaltzeit, also den Zeitablauf von der Ausschaltimpulsflanke bis zum Öffnungsende der Ventilnadel sowie tE die Einschaltzeit, d.h. die Zeitdauer von der Einschalt¬
Impulsflanke bis zum Schließzeitpunkt der Ventilnadel.
In Figur 7, Figur 3 und Figur 9 sind Schaltungsanordnungen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Die Schaltungsanordnung nach Figur 7 ermöglicht dabei eine Ansteuerung des elektromagnetischen Ventils 42 (MV) entsprechend dem anhand von Figur 3 erläuterten Verfahren. Über den vom Kennfeld 40 abgegebenen Ansteuerimpuls 43 wird der Schalter S1 für die Dauer des Ansteuerimpulses geschlossen. Dadurch wird die Spannung UH an das elektromagnetische Ventil 42 gelegt, so daß dieses mit dem Haltestrom iH beaufschlagt wird. Mittels der Anstiegsflanke des Ansteuerimpulses 43 erfolgt gleichseitig die Nullsetzung der Schmitt-Trigger TR1 und TH2 sowie der Zähler Z1 und Z2. Ein Filter F1 verhindert, daß sich die Abschaltflanke des Ansteuerimpulses 43 auf TR1 und TR2 sowie die Zähler Z1 und Z2 auswirkt. Ein weiteres Filter F2 unterdrückt die Anstiegsflanke des Ansteuerimpulses 43 und läßt nur die Abschaltflanke des Ansteuerimpulses 43 passieren, die die bistabile Kippstufe K1 setzt. Das Ausgangssignal der bistabilen Kippstufe K1 schließt den Schalter S2 und legt die Spannung uR (Resterregungsspannung) an das elektromagnetische Ventil 42, das jetzt mit dem Resterregungsstrom iR beaufschlagt wird. Gleichzeitig werden ein Schalter S3 und über eine weitere bistabile Kippstufe K2 die Zähler Z1 und Z2 aktiviert. Schalter. S3 spricht dabei erst nach einer vorgebbaren Totzeit tT1 an. Diese Totzeit ist so gewählt, daß der Resterregungsstrom iR nach ihrem Ablauf einen stationären Wert erreicht hat. Über einen Differentiator D wird der das Magnetventil 42 beaufschlagende Strom i = i (t) differenziert. Ein sich daraus ergebender positiver Schwellwert am Schwellwertschalter SW1 aktiviert den Schmitt-Trigger TR1, was zu einem Zurücksetzen der bistabiler. Kippstufe K2 und zu einem Stoppen des Zählers Z1 führt. Dieser Zähler Z1 ermittelt die Ausschalttotzeit tTA also die Zeitdauer, die von der Ausschaltimpulsflanke bis zum Öffnungsbeginn der Ventilnadel 13 verstreicht. Wenn aus dem differenzierten Strom des elektromagnetischen Ventils 42 ein negativer Schwellwert am Schwellwertschalter SW2 ansteht, wird der Schmitt-Trigger TS2 aktiviert, der seinerseits die bistabile Kippstufe K1 rücksetst und dadurch den Zähler Z2 stoppt. Zähler Z2 zeigt die Ausschaltzeit tA an. Gleichseitig wird Schalter 32 geöffnet und damit das elektromagnetische Ventil 42 ent Die Schaltungsanordnung nach Figur 8 ist geeignet zur Durchführung des Verfahrens, das anhand der Diagramme von Figur 5 weiter oben erläutert worden ist. Abweichend zur Wirkungsweise der zuvor beschriebenen Schaltungsanordnung nach Figur 7 wird jetzt nur die Zeit tA ausgewertet. Die Resterrsgungsspannung uR wird über den Schalter S2 dem elektromagnetischen Ventil 42 erst nach Ablauf eines Zeitintervalls tT2 zugeführt. Auch der von Differensierer D differenzierte Strom des elektromagnetischen Ventils 42 wird den Elementen der Auswerteschaltung, nämlich dem Schwellwertschalter SW2, dem Schmitt-Trigger TR2, der bistabilen Kippstufe K1 und dem Zähler Z2 über den Schalter 3 erst nach Ablauf der Zeit tT2 zugeleitet.
Die Schaitungsanordnung nach Figur 9 ermöglicht die Durchführung des anhand der Diagramme von Figur 6 beschriebenen Verfahrens. Die Bestimmung von tTA verläuft dabei im wesentlichen entsprechend der Schaltungsanordnung gemäß Figur 7. Lediglich das Rücksetzen der bistabilen Kippstufe K1 erfolgt jetzt über den Schmitt-Trigger TR1. Mit dem Rücksetzimpuls wird nach Ablauf einer Verzögerungszeit tT3 eine weitere bistabile Kippstufe K3 gesetzt, die über das ODER-Glied 0 Schalter S3 wieder schließt und über Schalter S4 die Resterregungsstannung UR2 an das elektromagnetische Ventil 42 legt. Damit bei Abschalten der ersten Resterregungsspannung uR1 durch Rücksetzen der bistabilen Kippstufe K1 der Zähler Z2 nicht angehalten wird, ist über eine weitere bistabile Kippstufe K4 eine Entkopplung vorgesehen. Nach dem Ansprechen des Schmitt-Triggers TR2 werden die bistabilen Kippstufen K4 und K3 wieder zurückgesetzt.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur Steuerung der Entregungszeit von elektromagnetischen Einrichtungen, insbesondere von elektromagnetischen Ventilen bei Brennkraftmschinen, dadurch gekennzeichnet, daß der Erregungsstrom der elektromagnetischen Einrichtung ausgehend von einem dem Haltestrom entsprechenden hohen Wert innerhalb der Dauer eines für die Öffnung des Ventils vorgesehenen Zeitabschnitts zumindest zeitweilig auf einen unterhalb des Haltestromiveaus liegenden niedrigeren jedoch positiven Wert gesenkt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Erregungsstrom für die Dauer einer Ausschalttotseit auf einen niedrigeren Wert abgesenkt wird, wobei als Ausschalttotseit die Zeitdauer zwischen der Ausschaltimpulsflanke und dem Öffnungsbeginn der Ventilnadel des Ventils definiert ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Erregerstrom ausgehend vom Niveau des Haltestroms zunächst auf Null abgesenkt und dann innerhalb eines das Öffnungsende der Ventilnadel enthaltenden Zeitabschnitts wieder auf einen höheren jedoch unterhalb des Haltestroms liegenden Wert angehoben wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Erregerstrom ausgehend vom Niveau des Haltestroms zunächst auf einen niedrigen positiven Wert abgesenkt und in einem zweiten Zeitabschnitt im wesentlichen auf diesem Niveau gehalten, anschließend abgesenkt und während eines vierten Zeitabschnitts wieder auf einen unterhalb des Haltestromniveaus liegenden positiven Wert angehoben wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die mit charakteristischen Punkten der Bewegungskurve
(w = w (t)) der Ventilnadel verknüpften Strom- und/oder Spannungswerte, die beim Ansteuern des elektromagnetischen Ventils mittels einer Endstufe auftreten, einer Auswerteschaltung zugeleitet werden, die aus den ihr zugeleiteten Strom- und/oder Spannungswerten charakteristische Punkte der Wegekurve (w = w (t)) der Ventilnadel ermittelt und die ermittelten Werte zum Vergleich mit dort abgespeicherten Sollwerten einem Kennfeld zuführt.
6. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Kennfeld umfaßt, in dem vorgegebene Sollwerte charakteristischer Punkte der Wegekurve der Ventilnadel des elektromagnetischen Ventils abgespeichert sind und das abhängig von erfaßten Betriebskenngrößen der Brennkraftmschine ein Ansteuersignal abgibt, das einer Endstufe zugeführt wird, die das elektromagnetische Ventil erregt, und daß eine Auswerteschaltung vorgesehen ist, die bei Erregung bzw. Entregung des elektromagnetischen Ventils auftretende Strom- und/oder Spannungswerte erfaßt, daraus charakteristische Werte der Wegekurve der Ventilnadel ermittelt und diese zwecks Vergleich mit den abgespeicherten Sollwerten dem Kennfeld (40) zuleitet.
7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteschaltung weiter derart mit dem Kennfeld verbunden ist, daß auch der Auswerteschaltung das vom Kennfeld zur Ansteuarang der Endstufe abgegebene Ansteuersignal zuleitbar ist und zwar derart, daß die Auswerteschaltung vorsugweise lediglich während eines vorgebbaren Zeitfenstars (Zeitinterall) aktivierbar ist.
8. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 6 und 7, gekennzeichnet durch einen ersten Filter (F1), der lediglich die Anstiegsflanke des Ansteuerimpulses (43) für das elektromagnetische Ventil (42) zum Nullsetzen an zwei Schmitt-Trigger (TR1 , TR2) sowie zwei Zähler (Z1, Z2) leitet und einen zweiten Filter (F2), der lediglich die Abstiegsflanke des Ansteuerimpulses (43) zu einer ersten bistabilen Kippstufe (K1) leitet, deren Ausgangssignal einerseits über einen Schalter (S2) die Resterregungsspannung (uR) an das elektrcmagnetische Ventil (42) legt, andererseits den ersten Zähler
(Z2) - zur Ermittlung der Zeit (tA) - und mittelbar über die zweite bistabile Kippstufe (K2) den ersten Zähler (Z1) - zur Ermittlung der Zeit (tTA) - startet und schließlich nach Zeitversögerung (Totzeit tT1) über einen Schalter (S3) die differenzierten Stromwerte des elektromagnetischen Ventils (42) je einem ersten Schwellwertschalter (SW1) und einem zweiten Schwellwertschalter (SW2) zuleitet, denen je ein Schmitt-Trigger (TR1) bzw. (TR2) nachgeschaltet ist, deren Ausgangssignale die erste bistabile Kippstufe (K1) bsw. die zweite bistabile Kippstufe (K2) zurücksetzen.
9. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, gekennzeichnet durch je eine Filterschaitung (F1) bzw. (F2) zur Abtrennung der Anstiegs- bzw. Abstiegsflanke des Ansteuerungsimpulses (43) zur Ansteuerung des elektromagnetischen Ventils (42), durch je einen Schmitt-Trigger (TR2) und einen Zähler (Z2), denen zum Nullsetsen die von Filter (F1) abgetrennte Anstiegsflanke des Ansteuerimpulses (43) zugeleitet wird, sowie eine von der Abstiegsflanke des Ansteuerimpulses (43) über Filter (F2) beaufschlagte bistabile Kippstufe (K1), die seitverzögert (Totzeit tT2) einerseits das elektromagnetische Ventil (42) über einen Schalter (S2) mit der Resterregungsspannung (uR) und andererseits durch Betätigung eines weiteren Schalters (S3) einen vom Schmitt-Trigger (TH2) gefolgten Schwellwertschalter (SW2) mit dem differenzierten Strom des Ansteuerungsstroms des elektromagnetischen Ventils (42) beaufschlagt, wobei das Aussgangssignal des Schmitt-Triggers (TR2) zwecks deren Rücksetzung an den Rücksetzeingang der bistabilen Kippstufe (K1) zurückgeführt ist.
10. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ansteuerung des elektromagnetischen Ventils (42) drei Spannungsquellen mit den Spannungswerten (uH, uR1, uR2) vorgesehen sind, wobei die erste Spannungsquelle (Spannungswert uH) unmittelbar durch den Ansteuerimpuls (43) und für dessen Dauer über einen ersten Schalter (S1) an das elektromagnetische Ventil (42) legbar ist, während zur Verbindung des elektromagnetischen Ventils (43) mit der zweiten Spannungsquelle (Spannungswert uR1) eine von der Abstiegsflanke des Ansteuerimpulses (43) betätigbare einen zweiten Schalter (S2) schließende bistabile Kippstufe (K1) vorgesehen ist und wobei zur Anschaltung des elektromagnetischen Ventils (42) an die dritte Spannungsquelle (Spannungswert uR2) über einen dritten Schalter (S4) eine weitere bistabile Kippstufe (K3) vorgesehen ist, die nach Rückstellung der ersten bistabilen Kippstufe (K1) durch ein Ausgangssignal des auf den Schwellwertschalter (SW1) folgenden Schmitt-Triggers (TR1) durch das gleiche jedoch zeitverzögert (Versögerungszeit tT3) sugeführte Signal ge¬setzt wird und dabei den Schalter (S4) schließt.
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