WO2014056797A1 - Verfahren und vorrichtung zum steuern eines ventils - Google Patents

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Michael Wirkowski
Christian MEY
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Continental Automotive Gmbh
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Definitions

  • the invention relates to a method and a device for controlling a valve.
  • valve in a high-pressure pump ⁇ for extracting fluid for a Speicherein- is injection system used for internal combustion engines of motor vehicles.
  • valves are subject to heavy loads, especially when exposed to continuous loads, such as in high pressure pumps. Since high-pressure pumps in the case of diesel engines are exposed to pressures of, for example, 2000 bar or more, high demands are placed on the valves in such pumps.
  • the invention is characterized by a method or by a corresponding device for controlling a valve.
  • the valve has a spring with a spring force and an actuator with an actuator force acting counter to the spring force.
  • a predetermined first mode of operation is for closing the valve to the actuator a predetermined starting voltage applied.
  • a maximum current value is determined, which represents a current peak of a current impressed by the applied starting voltage.
  • a first period of time is determined, which is representative of the time elapsed from the application of the starting voltage until the maximum current value has been reached.
  • a minimum current value is determined which represents a local minimum of the impressed current. The minimum current value follows in time after the maximum current value. It will be a second
  • Time period which is representative of the elapsed from the application of the starting voltage until reaching the minimum current value time.
  • the predetermined start-up voltage is applied to the actuator for closing the valve.
  • the starting voltage is applied for the determined first period of time.
  • the current impressed on the actuator is adjusted by means of a predetermined control voltage.
  • the mean value of the control voltage is lower than the mean value of the starting voltage.
  • the valve closing time In the first mode of operation, important information is obtained for the valve, such as the valve closing time. In the second operating mode, this information is used to control the valve. This allows the valve to be precisely controlled. In addition, the Stromver ⁇ consumption of the valve compared to a conventional control can be optionally reduced, thereby possibly increases the life of the valve and possibly also positive side effects, such as a reduced volume of the valve when closing, can be achieved.
  • the control voltage is determined as a function of the determined first time period and / or the determined second time period. This is one effective control of the valve possible because of the properties ⁇ of the valve, such as the closing duration, can be reacted by adjusting the control voltage.
  • the current impressed on the actuator after the first period to the end of the second period by means of the control voltage is set such that it corresponds approximately to a predetermined lower limit at the end of the second period.
  • the lower limit is a value that can be used to ensure that the valve is closed. As a result, the power consumption can be reduced if necessary.
  • the impressed current is adjusted after the first period to the end of the second period by means of a freewheeling phase in which the control voltage is zero and in which the current is adjusted by a freewheel.
  • control voltage is adjusted after the first period until the end of the second period by means of pulse width modulation.
  • valve is arranged as an inlet valve in a high-pressure pump.
  • FIG. 1 shows a pump with a valve in a longitudinal section
  • FIG. 2 shows the valve in a longitudinal section
  • FIG. 3 a shows a current profile during the control of the valve
  • FIG. 3b shows another current profile during the control of the valve
  • FIG. 4 a shows a further current course during the control of the valve
  • FIG. 4b shows another current profile during the control of the valve
  • Figure 5 is a circuit diagram.
  • FIG. 1 shows a pump 10 with a pump housing 12.
  • the pump 10 is in particular designed as a high pressure pump, preferably as Ra ⁇ dialkolbenpumpe.
  • a pump piston 14 is movably mounted in the pump housing 12 in order to fill the pressure chamber 16 with fluid, this has a supply line 18, in which preferably designed as an inlet valve ⁇ valve 20 is arranged.
  • the valve 20 is preferably designed as a digitally switched valve.
  • the valve 20 facilitates the filling of the pressure chamber 16 and prevents during filling the backflow of the fluid from the feed line 18.
  • the pressure chamber 16 further has a drain line 22, in which a valve designed as an outlet valve 24 is arranged. This fluid can be ejected from the pressure chamber 16.
  • the pump 10 further has a drive shaft 26 which is in operative connection with a cam-shaped body 28, which defines a cam-shaped course to the pump piston 14, and in a direction of rotation D, for example, is rotatable clockwise.
  • a cam-shaped body 28 which defines a cam-shaped course to the pump piston 14, and in a direction of rotation D, for example, is rotatable clockwise.
  • the pump 10 may also be designed as a crank drive pump.
  • FIG. 2 shows the valve 20 with a valve housing 29, which has a recess 30.
  • a spring 32 In the recess 30, a spring 32, a pin 34 and a sealing element 36 are arranged.
  • the spring 32 is disposed between a wall of the recess 30 and the pin 34.
  • a spring force F_l generated by the spring 32 acts on the pin 34, whereby the sealing element 36 is biased by the pin 34.
  • the pin 34 has a first cylindrical part 34a and a second cylindrical part 34b, the first part 34a having a larger diameter than the second part 34b.
  • a sealing seat 38 which is fixedly arranged relative to the valve housing 29 and has passage openings 40. Fluid can flow via the passage recesses 40 when the sealing element 36 is not in contact with the sealing seat 38.
  • Sealing element 36 lifts off from the sealing seat 38. This time at which the sealing element 36 lifts off from the sealing seat 38 is referred to as the natural opening time.
  • the pressure chamber 16 is filled with fluid.
  • the pump piston 14 is moved away from the drive shaft 26 by the cup-shaped body 28, thereby compressing the fluid located in the pressure chamber 16.
  • an actuator force F_2 acting against the spring force F_l acts on the pin 34 at a given time. Due to the actuator force F2 and the pressure difference between the pressure chamber 36 and the supply line 18, the pin 34 moves in the direction of the actuator force F_2.
  • the pump 10 is a high-pressure fuel pump of an injection system of an internal combustion engine
  • the fuel subjected to high pressure can reach a fluid reservoir, known as a common-rail, which is designed as a high-pressure fuel accumulator.
  • a predetermined first operating mode MP a predetermined starting voltage is applied to the actuator 42 for closing the valve 20 (FIG. 3a, FIG. 4a).
  • the first operating mode MP is for example a measuring mode which takes place, for example, in a coasting phase.
  • the predetermined starting voltage is, for example, the battery voltage, or a voltage set by pulse width modulation, for example.
  • a current is impressed on the actuator 42.
  • a maximum current value MAX is determined, which represents a current peak of the impressed current.
  • a first time period Tl is determined, which is repre sentative ⁇ for up to reaching the maximum current value MAX elapsed from the application of the starting voltage time.
  • a minimum current value MIN is detected, which represents a local minimum of the impressed current, said Mi nimalstromwert ⁇ MIN follows in time after the maximum current value MAX.
  • a second time period T2 is determined, which is representative of the time elapsed from the application of the starting voltage until the minimum current value MIN has been reached.
  • a predetermined second operating mode AP the predetermined starting voltage is applied to the actuator 42 for the first time interval T1 determined (FIG. 3b, FIG. 4b).
  • the second operating mode AP is, for example, an application mode. After expiration of the first period Tl until the end of the second
  • Period T2 the impressed on the actuator 42 current is adjusted by means of a predetermined control voltage.
  • the control voltage is set so that the mean value of the control voltage is lower than the mean value of the start-up 0
  • the control voltage is determined as a function of the first time period Tl and / or the second time period T2. For example, depending on the amount of the difference of the second period T2 and the first period Tl, the control voltage is set to be higher, for example, for a larger amount than for a smaller amount.
  • the control voltage can be set alternatively or additionally by means of a freewheeling phase, in this freewheeling phase, the control voltage is zero and the current is adjusted by a freewheel, such as in Figure 5 by means of a freewheeling diode FL and a switch SW.
  • a control voltage greater than zero it is possible to apply a control voltage greater than zero to the valve 20, which is set, for example, by means of pulse width modulation. Especially for slow valves 20, it may be necessary to establish a control voltage greater than zero on ⁇ .
  • the current value corresponds approximately to a predetermined lower limit value U_GW.
  • the lower limit value U_GW is, for example, a determined value at which it is ensured that the valve 20 is closed.
  • the control voltage can be adjusted so that the impressed on the actuator 42 current drops until it reaches the lower limit U_GW.
  • the control voltage is, for example, a pulse width modulated voltage. Since in pulse width modulation the voltage peaks can be as high as, for example, the starting voltage, with regard to the resulting actuator force, the mean value of at least one region is "
  • Control voltage in this regard relevant to compare the control voltage with the starting voltage.
  • the start-up voltage is pulse-width-modulated, an average value is also relevant for it.
  • a so-called hold mode follows.
  • the hold mode is ensured ⁇ that the valve 20 is closed and remains closed.
  • the current is kept at a low level.
  • the second operating mode AP for example the application mode
  • unnecessary heating of the valve 20 can be avoided.
  • the coil life of the valve 20 is extended and the CO 2 emission is reduced.
  • the power reduction in the period from the expiration of the first time period to the expiration of the second time period 20 may also provide for noise minimization if necessary.
  • information about the closing time of the valve 20 can be determined, thereby realizing precise pump control, since, if required, fast valves 20 must later be actuated by a controller and / or slower valves 20 earlier Regulator must be controlled.
  • the first predetermined operating mode MP a diagnosis of, for example, the degree of wear or an analysis of the valve 20 is possible by the first predetermined operating mode MP. This also makes it possible, for example, to extend the first operating mode MP if, for example, no minimum current value MIN has been reached in the previous period of the first operating mode MP. It is also possible, for example, a series dispersion of individual valves 20 due to the determined first period of time 1

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Abstract

In einem Verfahren beziehungsweise bei einer korrespondierenden Vorrichtung wird in einem ersten vorgegebenen Betriebsmodus für ein Schließen eines Ventils, das aufweist eine Feder mit einer Federkraft, einem Aktuator mit einer entgegen der Federkraft wirkenden Aktuator kraft, an den Aktuator eine vorgegebene Anlaufspannung angelegt. In dem ersten Betriebsmodus wird eine erste Zeitspanne (T1) ermittelt, die repräsentativ ist für das erreichen eines Maximalstromwerts (MAX), außerdem wird eine zweite Zeitspanne ermittelt (T2), die repräsentativ ist für das Erreichen eines Minimalstromwerts (MIN). In einem vorgegebenen zweiten Betriebsmodus (AP) wird an den Aktuator die vorgegebene Anlaufspannung bis zum Erreichen des Endes der ersten Zeitspanne (T1) angelegt, anschließend wird an den Aktuator bis zum Erreichen des Endes der zweiten Zeitspanne (T2) eine Steuerspannung angelegt, deren Mittelwert geringer ist als der Mittelwert der Anlaufspannung.

Description

Beschreibung
Verfahren und Vorrichtung zum Steuern eines Ventils Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern eines Ventils.
Beispielsweise wird ein derartiges Ventil in einer Hoch¬ druckpumpe zur Förderung von Fluid für ein Speicherein- spritzsystem für Brennkraftmaschinen von Kraftfahrzeugen verwendet .
Derartige Ventile unterliegen starken Beanspruchungen, insbesondere, wenn sie Dauerbelastungen, wie zum Beispiel in Hochdruckpumpen, ausgesetzt sind. Da Hochdruckpumpen im Falle von Dieselbrennkraftmaschinen Drücken von beispielsweise 2000 bar oder mehr ausgesetzt sind, werden hohe Anforderungen an die Ventile in derartigen Pumpen gestellt. Die Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt, ist es ein
Verfahren beziehungsweise eine korrespondierende Vorrichtung zu schaffen, mit dem beziehungsweise mit der ein präziser Betrieb des Ventils ermöglicht ist. Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Die Erfindung zeichnet sich aus durch ein Verfahren bezie- hungsweise durch eine korrespondierende Vorrichtung zum Steuern eines Ventils. Das Ventil weist eine Feder mit einer Federkraft auf und einen Aktuator mit einer entgegen der Federkraft wirkenden Aktuatorkraft . In einem vorgegebenen ersten Betriebsmodus wird für das Schließen des Ventils an den Aktuator eine vorgegebene AnlaufSpannung angelegt. Außerdem wird ein Maximalstromwert ermittelt, der einen Stromscheitelpunkt eines durch die angelegte AnlaufSpannung aufgeprägten Stroms repräsentiert. Es wird eine erste Zeitspanne ermittelt, die repräsentativ ist für die von dem Anlegen der AnlaufSpannung bis zum Erreichen des Maximalstromwerts verstrichene Zeit. Es wird ein Minimalstromwert ermittelt, der ein lokales Minimum des aufgeprägten Stroms repräsentiert. Der Minimalstromwert folgt zeitlich nach dem Maximalstromwert. Es wird eine zweite
Zeitspanne ermittelt, die repräsentativ ist für die von dem Anlegen der AnlaufSpannung bis zum Erreichen des Minimalstromwerts verstrichene Zeit. In einem vorgegebenen zweiten Betriebsmodus wird für das Schließen des Ventils an den Aktuator die vorgegebene AnlaufSpannung angelegt. Die AnlaufSpannung wird für die ermittelte erste Zeitspanne angelegt. Anschließend nach der ersten Zeitspanne bis zum Ende der zweiten Zeitspanne wird der auf den Aktuator aufgeprägte Strom mittels einer vorgegebenen Steuerspannung eingestellt. Der Mittelwert der Steuerspannung ist geringer als der Mittelwert der AnlaufSpannung .
In dem ersten Betriebsmodus werden wichtige Informationen für das Ventil gewonnen, wie zum Beispiel die Schließdauer des Ventils. In dem zweiten Betriebsmodus werden diese Informationen benutzt um das Ventil anzusteuern. Hiermit wird ermöglicht, dass das Ventil präzise angesteuert wird. Außerdem kann der Stromver¬ brauch des Ventils gegenüber einer herkömmlichen Ansteuerung gegebenenfalls verringert werden, dadurch steigt gegebenenfalls die Lebensdauer des Ventils und gegebenenfalls lassen sich zusätzlich auch noch positive Nebeneffekte, wie eine verringerte Lautstärke des Ventils beim Schließen, erzielen.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung wird die Steuerspannung abhängig von der ermittelten ersten Zeitspanne und/oder der ermittelten zweiten Zeitspanne ermittelt. Dadurch ist eine effektive Ansteuerung des Ventils möglich, da auf die Eigen¬ schaften des Ventils, wie beispielsweise der Schließdauer, mittels Einstellen der Steuerspannung reagiert werden kann. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird der auf den Aktuator aufgeprägte Strom nach der ersten Zeitspanne bis zum Ende der zweiten Zeitspanne mittels der Steuerspannung derart eingestellt, dass er am Ende der zweiten Zeitspanne ungefähr einem vorgegebenen unteren Grenzwert entspricht. Beispielsweise ist der untere Grenzwert ein Wert, bei dem sichergestellt werden kann, dass das Ventil geschlossen ist. Hierdurch kann der Stromverbrauch gegebenenfalls verringert werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird der aufgeprägte Strom nach der ersten Zeitspanne bis zum Ende der zweiten Zeitspanne mittels einer Freilaufphase eingestellt, in der die Steuerspannung null ist und in der der Strom durch einen Freilauf eingestellt wird. Hierdurch wird gegebenenfalls der Stromverbrauch weiter verringert.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird die Steuerspannung nach der ersten Zeitspanne bis zum Ende der zweiten Zeitspanne mittels Pulsweitenmodulation eingestellt. Hierdurch wird ein einfaches Einstellen der Steuerspannung realisiert.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist das Ventil als Einlassventil in einer Hochdruckpumpe angeordnet. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine Pumpe mit einem Ventil in einem Längsschnitt, Figur 2 das Ventil in einem Längsschnitt,
Figur 3a ein Stromverlauf beim Steuern des Ventils,
Figur 3b ein weiterer Stromverlauf beim Steuern des Ventils,
Figur 4a ein weiterer Stromverlauf beim Steuern des Ventils,
Figur 4b ein weiterer Stromverlauf beim Steuern des Ventils und
Figur 5 einen Schaltplan.
Elemente gleicher Konstruktion oder Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
Figur 1 zeigt eine Pumpe 10 mit einem Pumpengehäuse 12. Die Pumpe 10 ist insbesondere als Hochdruckpumpe, vorzugsweise als Ra¬ dialkolbenpumpe ausgebildet. In dem Pumpengehäuse 12 ist ein Pumpenkolben 14 bewegbar gelagert. In dem Pumpengehäuse 12 befindet sich an einem Ende des Pumpenkolbens 14 ein Druckraum 16. Um den Druckraum 16 mit Fluid befüllen zu können, weist dieser eine Zulaufleitung 18 auf, in der vorzugsweise ein als Ein¬ lassventil ausgebildetes Ventil 20 angeordnet ist. Das Ventil 20 ist vorzugsweise als digital geschaltetes Ventil ausgebildet. Das Ventil 20 erleichtert die Befüllung des Druckraums 16 und verhindert beim Befüllen das Zurückströmen des Fluids aus der Zulaufleitung 18. Der Druckraum 16 weist weiter eine Ablaufleitung 22 auf, in der ein als Auslassventil ausgebildetes weiteres Ventil 24 angeordnet ist. Damit kann Fluid aus dem Druckraum 16 ausgestoßen werden.
Die Pumpe 10 weist weiter eine Antriebswelle 26 auf, die mit einem nockenförmigen Körper 28 in Wirkverbindung steht, der dem Pumpenkolben 14 einen nockenförmigen Verlauf vorgibt, und in einer Drehrichtung D beispielsweise im Uhrzeigersinn drehbar ist. Anstelle des nockenförmigen Körpers 28 kann beispielsweise auch ein Exzenterring oder eine Nockenwelle eingesetzt werden, alternativ kann die Pumpe 10 auch als Kurbeltriebpumpe ausgeführt sein.
Figur 2 zeigt das Ventil 20 mit einem Ventilgehäuse 29, das eine Ausnehmung 30 aufweist. In der Ausnehmung 30 sind eine Feder 32, ein Stift 34 und ein Dichtelement 36 angeordnet. Die Feder 32 ist zwischen einer Wand der Ausnehmung 30 und dem Stift 34 angeordnet. Dadurch wirkt eine von der Feder 32 erzeugte Federkraft F_l auf den Stift 34, wodurch das Dichtelement 36 über den Stift 34 vorgespannt wird. Der Stift 34 hat einen ersten zylinderförmigen Teil 34a und einen zweiten zylinderförmigen Teil 34b, wobei der erste Teil 34a einen größeren Durchmesser aufweist als der zweite Teil 34b.
In der Ausnehmung 30 befindet sich weiter ein gegenüber dem Ventilgehäuse 29 fest angeordneter Dichtsitz 38, der Durch- gangsausnehmungen 40 aufweist. Über die Durchgangsausnehmungen 40 kann Fluid strömen, wenn das Dichtelement 36 nicht an dem Dichtsitz 38 anliegt.
Im Folgenden soll die Funktionsweise der Pumpe 10 und des Ventils 20 beschrieben werden:
Durch eine Drehbewegung der Antriebswelle 26 in der Drehrichtung D wird der Pumpenkolben 14 mittels des nockenförmigen Körpers 28 zu der Antriebswelle 26 hin bewegt, bis er einen unteren Totpunkt erreicht. Durch diese Bewegung wird der Druck in dem Druckraum 36 verringert. Dadurch kommt es zu einer Veränderung der Kräfte, die auf das Ventil wirken und letztlich öffnet das Ventil 20 aufgrund der Federkraft F_l der Feder 32 und der Druckdifferenz zwischen der Zulaufleitung 18 und dem Druckraum 36. Das ,
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Dichtelement 36 hebt von dem Dichtsitz 38 ab. Dieser Zeitpunkt, in dem das Dichtelement 36 von dem Dichtsitz 38 abhebt, wird als natürlicher Öffnungszeitpunkt bezeichnet. Bei einem offenen Ventil 20 wird der Druckraum 16 mit Fluid befüllt. Durch eine weitere Drehbewegung der Antriebswelle 26 in der Drehrichtung D wird der Pumpenkolben 14 durch den no- ckenförmigen Körper 28 von der Antriebswelle 26 weg bewegt und verdichtet dabei das in dem Druckraum 16 befindliche Fluid. Zu einem vorgegebenen Zeitpunkt wirkt durch Anlegen einer Spannung an den Aktuator 42 eine entgegen der Federkraft F_l wirkende Aktuatorkraft F_2 auf den Stift 34. Aufgrund der Aktuatorkraft F2 und der Druckdifferenz zwischen dem Druckraum 36 und der Zulaufleitung 18 bewegt sich der Stift 34 in Richtung der Aktuatorkraft F_2. Hierdurch legt sich das Dichtelement 36 an den Dichtsitz 38 an und eine Fluidströmung durch die Durchgangs- ausnehmungen 40 ist unterbunden. Hierdurch ist das Ventil 20 geschlossen. Das in dem Druckraum 16 verdichtete Fluid kann nun vollständig über das als Auslassventil ausgebildete weitere Ventil 24 aus der Pumpe 10 ausgestoßen werden.
Handelt es sich bei der Pumpe 10 um eine Kraftstoffhochdruckpumpe einer Einspritzanlage einer Brennkraftmaschine, so kann der mit hohem Druck beaufschlagte Kraftstoff zu einem als Hochdruck- kraftstoffSpeicher ausgebildeten Fluidspeicher, dem so genannten Common Rail, gelangen.
Im Folgenden soll das Steuern des Ventils 20 für ein stromlos offenes Ventil im Detail dargestellt werden (Figur 3a, Figur 4a, Figur 3b, Figur 4b) . Es versteht sich, dass dies in entsprechender Weise auf ein stromlos geschlossenes Ventil angewendet werden kann . In einem vorgegebenen ersten Betriebsmodus MP wird für das Schließen des Ventils 20 an den Aktuator 42 eine vorgegebene AnlaufSpannung angelegt (Figur 3a, Figur 4a) . Der erste Betriebsmodus MP ist beispielsweise ein Messmodus, der bei- spielsweise in einer Schubphase stattfindet. Die vorgegebene AnlaufSpannung ist beispielsweise die Batteriespannung, oder eine beispielsweise durch Pulsweitenmodulation eingestellte Spannung . Durch die AnlaufSpannung wird ein Strom auf den Aktuator 42 aufgeprägt. Es wird ein Maximalstromwert MAX ermittelt, der einen Stromscheitelpunkt des aufgeprägten Stroms repräsentiert.
Außerdem wird eine erste Zeitspanne Tl ermittelt, die reprä¬ sentativ ist für die von dem Anlegen der AnlaufSpannung bis zum Erreichen des Maximalstromwerts MAX verstrichene Zeit. Des
Weiteren wird ein Minimalstromwert MIN ermittelt, der ein lokales Minimum des aufgeprägten Stroms repräsentiert, wobei der Mi¬ nimalstromwert MIN zeitlich nach dem Maximalstromwert MAX folgt. Es wird eine zweite Zeitspanne T2 ermittelt, die repräsentativ ist für die von dem Anlegen der AnlaufSpannung bis zum Erreichen des Minimalstromwerts MIN verstrichene Zeit. Mittels der ersten Zeitspanne Tl und der zweiten Zeitspanne T2 lassen sich wichtige Informationen über das Ventil 20 gewinnen, beispielsweise lässt sich ermitteln, ob das Ventil 20 langsam oder schnell schließt.
In einem vorgegebenen zweiten Betriebsmodus AP wird für die erste ermittelte Zeitspanne Tl an den Aktuator 42 die vorgegebene AnlaufSpannung angelegt (Figur 3b, Figur 4b) . Der zweite Betriebsmodus AP ist beispielsweise ein Anwendungsmodus. Nach Ablauf der ersten Zeitspanne Tl bis zum Ende der zweiten
Zeitspanne T2 wird der auf den Aktuator 42 aufgeprägte Strom mittels einer vorgegebenen Steuerspannung eingestellt. Die Steuerspannung wird so eingestellt, dass der Mittelwert der Steuerspannung geringer ist als der Mittelwert der Anlauf- 0
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Spannung. Beispielsweise wird die Steuerspannung abhängig von der ersten Zeitspanne Tl und/oder der zweiten Zeitspanne T2 ermittelt. Beispielsweise wird abhängig von dem Betrag der Differenz der zweiten Zeitspanne T2 und der ersten Zeitspanne Tl die Steuerspannung so eingestellt, dass sie zum Beispiel für einen größeren Betrag höher ist, als für einen kleineren Betrag.
Die Steuerspannung kann alternativ oder zusätzlich mittels einer Freilaufphase eingestellt werden, in dieser Freilaufphase ist die Steuerspannung null und der Strom wird durch einen Freilauf eingestellt, wie beispielsweise in Figur 5 mittels einer Freilaufdiode FL und einem Schalter SW. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, eine Steuerspannung größer null auf das Ventil 20 anzulegen, die beispielsweise mittels Pulsweiten- modulation eingestellt wird. Gerade für langsame Ventile 20 ist es gegebenenfalls nötig, eine Steuerspannung größer null an¬ zulegen .
Es ist von Vorteil, wenn nach Ablauf der zweiten Zeitspanne T2 der Stromwert ungefähr einem vorgegebenen unteren Grenzwert U_GW entspricht. Der untere Grenzwert U_GW ist beispielsweise ein ermittelter Wert, bei dem sichergestellt ist, dass das Ventil 20 geschlossen ist. So kann beispielsweise die Steuerspannung so eingestellt werden, dass der auf den Aktuator 42 aufgeprägte Strom absinkt bis er den unteren Grenzwert U_GW erreicht. Beispielsweise kann zuerst der Strom mit der Freilaufphase gesenkt werden und anschließend mit einer Steuerspannung größer null . Bei der Steuerspannung handelt es sich beispielsweise um eine pulsweitenmodulierte Spannung. Da bei der Pulsweitenmodulation die Spannungsspitzen genauso hoch sein können wie beispielsweise die AnlaufSpannung, ist im Hinblick auf die daraus resultierende Aktuatorkraft , der Mittelwert zumindest eines Bereichs der „
Steuerspannung diesbezüglich relevant, um die Steuerspannung mit der AnlaufSpannung zu vergleichen. Gleiches gilt, falls beispielsweise die AnlaufSpannung pulsweitenmoduliert ist, so ist auch bei ihr ein Mittelwert relevant.
Typischerweise folgt nach Ablauf von der zweiten Zeitspanne T2 ein so genannter Haltemodus. In dem Haltemodus wird sicher¬ gestellt, dass das Ventil 20 geschlossen ist und geschlossen bleibt. Hierfür wird beispielsweise mittels eines Zweipunkt- reglers der Strom auf einem niedrigen Niveau gehalten.
Durch das Ansteuern im zweiten Betriebsmodus AP, beispielsweise dem Anwendungsmodus, ist es möglich, den Energiekonsum des Ventils 20 zu verringern. Dadurch kann unnötige Erwärmung des Ventils 20 vermieden werden. Hierdurch wird gegebenenfalls die Spulenlebensdauer des Ventils 20 verlängert und der C02-Ausstoß verringert. Die Stromreduktion in dem Zeitraum nach Ablauf der ersten Zeitspanne bis zum Ablauf der zweiten Zeitspanne 20 kann außerdem gegebenenfalls für eine Geräuschminimierung sorgen. Zudem lassen sich abhängig von der ersten Zeitspanne Tl und der zweiten Zeitspanne T2 Informationen über die Schließdauer des Ventils 20 ermitteln und dadurch eine präzise Pumpensteuerung realisieren, da gegebenenfalls schnelle Ventile 20 später von einem Regler angesteuert werden müssen und/oder langsamere Ventile 20 früher von dem Regler angesteuert werden müssen.
Außerdem ist durch den ersten vorgegebenen Betriebsmodus MP eine Diagnose beispielsweise des Verschleißgrades beziehungsweise eine Analyse des Ventils 20 möglich. Hierdurch lässt sich beispielsweise auch der erste Betriebsmodus MP gegebenenfalls verlängern, falls in dem bisherigen Zeitraum des ersten Betriebsmodus MP beispielsweise kein Minimalstromwert MIN erreicht wurde. Es lässt sich beispielsweise auch eine Serienstreuung von einzelnen Ventilen 20 aufgrund der ermittelten ersten Zeitspanne 1
Tl und zweiten Zeitspanne T2 durch gezielte Ansteuerung ausgleichen .

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Steuern eines Ventils (20), das aufweist eine Feder (32) mit einer Federkraft (F_l) , einen Aktuator (42) mit einer entgegen der Federkraft (F_l) wirkenden Aktuatorkraft (F_2 ) , bei dem
-für ein Schließen des Ventils (20) in einem vorgegebenen ersten Betriebsmodus (MP)
-- an den Aktuator (42) eine vorgegebene AnlaufSpannung an- gelegt wird,
-- ein Maximalstromwert (MAX) ermittelt wird, der einen
Stromscheitelpunkt eines durch die angelegte AnlaufSpannung aufgeprägten Stroms repräsentiert,
-- eine erste Zeitspanne (Tl) ermittelt wird, die repräsentativ ist für die von dem Anlegen der AnlaufSpannung bis zum Erreichen des Maximalstromwerts (MAX) verstrichene Zeit, -- ein Minimalstromwert (MIN) ermittelt wird, der ein lokales Minimum des aufgeprägten Stroms repräsentiert, wobei der Minimalstromwert (MIN) zeitlich nach dem Maximalstromwert (MAX) folgt,
-- eine zweite Zeitspanne (T2) ermittelt wird, die reprä¬ sentativ ist für die von dem Anlegen der AnlaufSpannung bis zum Erreichen des Minimalstromwerts (MIN) verstrichene Zeit, - für das Schließen des Ventils in einem vorgegebenen zweiten Betriebsmodus (AP)
-- an den Aktuator (42) die vorgegebene AnlaufSpannung angelegt wird und zwar für die ermittelte erste Zeitspanne (Tl) und anschließend nach der ersten Zeitspanne (Tl) bis zum Ende der zweiten Zeitspanne (T2) der auf den Aktuator (42) aufgeprägte Strom mittels einer vorgegebenen Steuerspannung eingestellt wird, wobei der Mittelwert der Steuerspannung geringer ist als der Mittelwert der AnlaufSpannung .
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Steuerspannung abhängig von der ermittelten ersten Zeitspanne (Tl) und/oder der ermittelten zweiten Zeitspanne (T2) ermittelt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Strom des
Aktuators (42) nach der ersten Zeitspanne (Tl) bis zum Ende der zweiten Zeitspanne (T2) mittels der Steuerspannung derart eingestellt wird, dass er am Ende der zweiten Zeitspanne (T2) ungefähr einem vorgegebenen unteren Grenzwert (U_GW) ent- spricht.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Strom nach der ersten Zeitspanne (Tl) bis zum Ende der zweiten Zeitspanne (T2) mittels einer Freilaufphase eingestellt wird, in der die Steuerspannung null ist und der Strom durch einen Freilauf eingestellt wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Steuerspannung nach der ersten Zeitspanne (Tl) bis zum Ende der zweiten Zeitspanne (T2) mittels Pulsweitenmodulation eingestellt wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Ventil (20) als Einlassventil in einer Hochdruckpumpe ange- ordnet ist.
7. Vorrichtung zum Steuern eines Ventils (20), das aufweist eine Feder (32) mit einer Federkraft (F_l) , einen Aktuator (42) mit einer entgegen der Federkraft (F_l) wirkenden Aktuatorkraft (F_2),
wobei die Vorrichtung ausgebildet ist zum:
- Ermitteln eines Maximalstromwerts (MAX) , der einen Stromscheitelpunkt eines durch eine angelegte AnlaufSpannung aufgeprägten Stroms repräsentiert, Ermitteln einer erste Zeitspanne (Tl), die repräsentativ ist für die von dem Anlegen der AnlaufSpannung bis zum Erreichen des Maximalstromwerts (MAX) verstrichene Zeit,
Ermitteln eines Minimalstromwerts (MIN) , der ein lokales Minimum des aufgeprägten Stroms repräsentiert, wobei der Minimalstromwert (MIN) zeitlich nach dem Maximalstromwert
(MAX) folgt,
Ermitteln einer zweite Zeitspanne (T2), die repräsentativ ist für die von dem Anlegen der AnlaufSpannung bis zum Erreichen des Minimalstromwerts (MIN) verstrichene Zeit,
Anlegen der vorgegebenen AnlaufSpannung an den Aktuator (42) und zwar für die ermittelte erste Zeitspanne (Tl) und an¬ schließend nach der ersten Zeitspanne (Tl) bis zum Ende der zweiten Zeitspanne (T2) Einstellen des auf den Aktuator (42) aufgeprägten Stroms mittels einer vorgegebenen Steuerspannung, wobei der Mittelwert der Steuerspannung geringer ist als der Mittelwert der AnlaufSpannung .
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