DE102007035316B4 - Verfahren zur Steuerung eines Magnetventils einer Mengensteuerung in einer Brennkraftmaschine - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Steuerung eines Kraftstoffeinspritzsystems (10) einer Brennkraftmaschine, wobei das Kraftstoffeinspritzsystem (10) eine Hochdruckpumpe (16) die mit einem Druckspeicher (18) verbunden ist, an dem mindestens ein Einspritzventil (19) angeschlossen ist, umfasst,wobei der Hochdruckpumpe (16) ein Mengensteuerventil (15) mit einem durch eine Spule (21) elektromagnetisch betätigbaren Magnetventil (22) zum Zuleiten von Kraftstoff zugeordnet ist, wobei das Mengensteuerventil (15) die von der Hochdruckpumpe (16) geförderte Kraftstoffmenge steuert und die Spule (21) des Magnetventils (22) mit einem ersten Stromwert bestromt wird, um dieses zum Zuleiten von Kraftstoff zur Hochdruckpumpe (16) zu schließen,dadurch gekennzeichnet, dass der erste Stromwert des Magnetventils (22) beginnend von einem Adaption-Bestromungsstartwert (421) bis zum Schließen des Magnetventils (22) derart auf einen zweiten Stromwert abgesenkt wird, dass eine Abstrahlung hörbaren Schalls, der beim Schließen des Magnetventils (22) im Betrieb der Brennkraftmaschine entsteht, zumindest teilweise reduziert wird,wobei der zweite Stromwert einem minimalen Stromwert entspricht, mit dem eine vollständige Schließung des Magnetventils (22) im Betrieb der Brennkraftmaschine erzielbar ist, dass zur Bestimmung des minimalen Stromwerts ein Ist-Druckwert des Druckspeichers (18) mit einem zugeordneten Soll-Druckwert verglichen wird,dass zur Bestimmung des minimalen Stromwerts ein Ausfallstromwert ermittelt wird, bei dem die Abweichung des Ist-Druckwerts vom Soll-Druckwert einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet,wobei der ermittelte Ausfallstromwert um einen vorgegebenen Sicherheitsoffset vergrößert wird.

Description

  • Stand der Technik
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Kraftstoffeinspritzsystems einer Brennkraftmaschine, wobei das Kraftstoffeinspritzsystem eine Hochdruckpumpe umfasst, der ein Mengensteuerventil mit einem durch eine Spule elektromagnetisch betätigbaren Magnetventil zum Zuleiten von Kraftstoff zugeordnet ist, wobei das Mengensteuerventil die von der Hochdruckpumpe geförderte Kraftstoffmenge steuert und die Spule des Magnetventils mit einem ersten Stromwert bestromt wird, um dieses zum Zuleiten von Kraftstoff zur Hochdruckpumpe zu schließen.
  • Aus der DE 101 48 218 A1 ist bereits ein Verfahren zur Steuerung eines Kraftstoffeinspritzsystems mit einem Mengensteuerventil bekannt. Ein derartiges Mengensteuerventil wird in der Regel als ein durch eine Spule elektromagnetisch betätigbares Magnetventil mit einem Magnetanker und zugeordneten Wegbegrenzungsanschlägen realisiert. Das Magnetventil ist im stromlosen Zustand der Spule offen. Zum Schließen des Magnetventils wird die Spule mit einer konstanten Spannung - der Batteriespannung - angesteuert, wobei der Strom in der Spule in charakteristischer Weise ansteigt. Nach dem Abschalten der Spannung fällt der Strom wiederum in charakteristischer Weise ab und das Magnetventil öffnet kurz nachdem der Strom abgefallen ist. Die Zeit zwischen dem Abschalten der Spannung an der Spule und dem Öffnen des Ventils wird als Löschzeit bezeichnet.
  • Um die Löschzeit zu reduzieren, kann die zum Schließen des Magnetventils an die Spule angelegte Spannung reduziert werden, bevor das Magnetventil eine entsprechende Endposition erreicht, d.h. bevor der Magnetanker gegen die Wegbegrenzungsanschläge anschlägt. Hierbei wird durch die anfänglich angelegte Spannung der Spulenstrom und somit auch die Magnetkraft rasch aufgebaut, um einen schnellen Bewegungsbeginn des Magnetankers zu erzielen. Dann wird durch die Reduzierung der angelegten Spannung ein unnötiges Ansteigen des Spulenstroms vermieden. Die Reduzierung kann sowohl vor als auch nach Erreichen eines bestimmen Kraftwerts liegen, bei der sich der Magnetanker in Bewegung setzt. Wichtig ist, dass hierbei ein sicheres Anziehen des Magnetankers sichergestellt ist.
  • Falls im Betrieb eines derartigen Kraftstoffeinspritzsystems die Bestromung des Magnetventils zu niedrig gewählt wird, kann dessen Anzugszeit u. U. derart lang sein, dass das Magnetventil in einer vorgesehenen Anzugshase nicht vollständig schließt und somit kein ausreichender Hochdruck in der Hochdruckpumpe aufgebaut werden kann. Um dies zu vermeiden, wird die Bestromung so festgelegt, dass ein Schließen des Magnetventils stets gewährleistet ist. Allerdings ist die festgelegte Bestromung häufig derart hoch gewählt, dass das Anzugsverhalten des Magnetventils relativ groß ist und somit eine entsprechend große Anschlaggeschwindigkeit des Magnetankers gegen die Wegbegrenzungsanschläge bewirkt wird, was zu einem harten Anschlagen des Magnetankers gegen die Wegbegrenzungsanschläge führt. Hierbei entsteht hörbarer Schall, der von der Brennkraftmaschine abgestrahlt wird und als unangenehm und störend empfunden werden kann.
  • Aus der DE 695 16 546 T2 ist ein Verfahren zur Steuerung eines Kraftstoffeinspritzsystems einer Brennkraftmaschine, wobei das Kraftstoffeinspritzsystems eine Hochdruckpumpe umfasst, der ein Steuerventil mit einem durch eine Spule elektromagnetisch betätigbaren Magnetventil zum Zuleiten von Kraftstoff zugeordnet ist.
  • Aus der DE 696 05 190 T2 ist ein ähnliches Verfahren zur Steuerung eines Kraftstoffeinspritzsystems einer Brennkraftmaschine bekannt.
  • Ferner zeigt die DE 10 2004 016 554 A1 ein Verfahren zur Ansteuerung eines Magnetventils eines Mengensteuerventils, wobei dieses stromlos geschlossen ist.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, die eine Reduzierung des hörbaren Schalls beim Ansteuern von Magnetventilen eines Mengensteuerventils ermöglichen.
  • Dieses Problem wird gelöst durch ein Verfahren zur Steuerung eines Kraftstoffeinspritzsystems einer Brennkraftmaschine. Das Kraftstoffeinspritzsystem umfasst eine Hochdruckpumpe, der ein Mengensteuerventil mit einem durch eine Spule elektromagnetisch betätigbaren Magnetventil zum Zuleiten von Kraftstoff zugeordnet ist. Das Mengensteuerventil steuert die von der Hochdruckpumpe geförderte Kraftstoffmenge. Die Spule des Magnetventils wird mit einem ersten Stromwert bestromt, um dieses zum Zuleiten von Kraftstoff zur Hochdruckpumpe zu schließen. Der erste Stromwert wird beim Schließen des Magnetventils derart auf einen zweiten Stromwert abgesenkt, dass eine Abstrahlung hörbaren Schalls, der beim Schließen des Magnetventils im Betrieb der Brennkraftmaschine entsteht, zumindest teilweise reduziert wird.
  • Die Erfindung ermöglicht somit eine Reduzierung des hörbaren Schalls im Betrieb der Brennkraftmaschine, sodass diese subjektiv angenehmer und leiser empfunden wird.
  • Erfindungsgemäß entspricht der zweite Stromwert einem minimalen Stromwert, mit dem eine vollständige Schließung des Magnetventils im Betrieb der Brennkraftmaschine erzielbar ist.
  • Somit kann eine maximale Reduzierung des hörbaren Schalls erreicht werden.
  • Die Hochdruckpumpe ist mit einem Druckspeicher verbunden, an dem mindestens ein Einspritzventil angeschlossen ist. Hierbei wird zur Bestimmung des minimalen Stromwerts ein Ist-Druckwert des Druckspeichers mit einem zugeordneten Soll-Druckwert verglichen. Zur Bestimmung des minimalen Stromwerts wird bevorzugt ein Ausfallstromwert ermittelt, bei dem die Abweichung des Ist-Druckwerts vom Soll-Druckwert einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet, wobei der ermittelte Ausfallstromwert um einen vorgegebenen Sicherheitsoffset vergrößert wird.
  • Durch die Vergrößerung des ermittelten Ausfallstromwerts um den vorgegebenen Sicherheitsoffset wird ein vollständiges Schließen des Magnetventils gewährleistet.
  • Alternativ kann für die Hochdruckpumpe, die mit einem Druckspeicher verbunden ist, an dem mindestens ein Einspritzventil angeschlossen ist, von einem zugeordneten Druckregler ein zum Betrieb erforderlicher Soll-Druckwert vorgegeben werden, wobei der minimale Stromwert in Abhängigkeit von einer Erhöhung des Soll-Druckwerts im Betrieb der Brennkraftmaschine bestimmt wird. Hierbei wird zur Bestimmung des minimalen Stromwerts ein Ausfallstromwert ermittelt, bei dem die Erhöhung des Soll-Druckwerts einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet, wobei der ermittelte Ausfallstromwert um einen vorgegebenen Sicherheitsoffset vergrößert wird.
  • Die Erfindung kann somit unter Verwendung bereits vorhandener Bauteile und Elemente kostengünstig realisiert werden, wobei durch die Vergrößerung des ermittelten Ausfallstromwerts um den vorgegebenen Sicherheitsoffset ein vollständiges Schließen des Magnetventils gewährleistet wird.
  • Erfindungsgemäß hat das Magnetventil einen Magnetanker, der zum Schließen des Magnetventils gegen zugeordnete Wegbegrenzungsanschläge gezogen wird, wobei der hörbare Schall durch Anschlagen des Magentankers gegen die Wegbegrenzungsanschläge entsteht. Hierbei wird durch Absenken des ersten Stromwerts auf den zweiten Stromwert ein Anzugsverhalten des Magnetventils verlangsamt, um eine entsprechende Anschlaggeschwindigkeit des Magnetankers gegen die Wegbegrenzungsanschläge zu verringern.
  • Durch Verringern der Anschlaggeschwindigkeit wird der beim Anschlagen des Magnetankers gegen die Wegbegrenzungsanschläge erzeugte hörbare Schall reduziert.
  • Das Eingangs genannte Problem wird auch gelöst durch ein Computerprogramm zur Durchführung eines Verfahrens zur Steuerung eines Kraftstoffeinspritzsystems einer Brennkraftmaschine, wobei das Kraftstoffeinspritzsystem eine Hochdruckpumpe umfasst, der ein Mengensteuerventil mit einem durch eine Spule elektromagnetisch betätigbaren Magnetventil zum Zuleiten von Kraftstoff zugeordnet ist, wobei das Mengensteuerventil die von der Hochdruckpumpe geförderte Kraftstoffmenge steuert und die Spule des Magnetventils mit einem ersten Stromwert bestromt wird, um dieses zum Zuleiten von Kraftstoff zur Hochdruckpumpe zu schließen. Das Computerprogramm senkt den ersten Stromwert beim Schließen des Magnetventils derart auf einen zweiten Stromwert ab, dass eine Abstrahlung hörbaren Schalls, der beim Schließen des Magnetventils im Betrieb der Brennkraftmaschine entsteht, zumindest teilweise reduziert wird.
  • Das Eingangs genannte Problem wird auch gelöst durch eine Brennkraftmaschine mit einem Kraftstoffeinspritzsystem, das eine Hochdruckpumpe umfasst, der ein Mengensteuerventil mit einem durch eine Spule elektromagnetisch betätigbaren Magnetventil zum Zuleiten von Kraftstoff zugeordnet ist, wobei die von der Hochdruckpumpe geförderte Kraftstoffmenge von dem Mengensteuerventil durch Bestromen der Spule des Magnetventils mit einem ersten Stromwert, um dieses zum Zuleiten von Kraftstoff zur Hochdruckpumpe zu schließen, steuerbar ist. Der erste Stromwert ist beim Schließen des Magnetventils auf einen zweiten Stromwert absenkbar, um eine Abstrahlung hörbaren Schalls, der beim Schließen des Magnetventils im Betrieb der Brennkraftmaschine entsteht, zumindest teilweise zu reduzieren.
  • Figurenliste
  • Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
    • 1 eine schematische Darstellung eines Kraftstoffeinspritzsystems einer Brennkraftmaschine mit einer Hochdruckpumpe und einem Mengensteuerventil;
    • 2 eine schematische Darstellung verschiedener Funktionszustände der Hochdruckpumpe von 1 mit einem zugehörigen Zeitdiagramm;
    • 3 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Steuerung des Mengensteuerventils von 1.
    • 4 eine schematische Darstellung des zeitlichen Verlaufs des Hubs des Magnetventils von 1 und der hierzu erforderlichen Ansteuerspannung bzw. der Bestromung bei einer erfindungsgemäßen Ansteuerung;
    • 5 eine schematische Darstellung des zeitlichen Verlaufs des Hubs des Magnetventils von 1 und der hierzu erforderlichen Ansteuerspannung bzw. der Bestromung bei einer gebräuchlichen Ansteuerung;
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Kraftstoffeinspritzsystems 10 einer Brennkraftmaschine. Dieses umfasst eine elektrische Kraftstoffpumpe 11, mit der Kraftstoff aus einem Kraftstofftank 12 gefördert und über ein Kraftstofffilter 13 weitergepumpt wird. Die Kraftstoffpumpe 11 ist dazu geeignet, einen Niederdruck zu erzeugen. Zur Steuerung und/oder Regelung dieses Niederdrucks ist ein Niederdruckregler 14 vorgesehen, der mit dem Ausgang des Kraftstofffilters 13 verbunden ist, und über den Kraftstoff wieder zum Kraftstofftank 12 zurückgeführt werden kann. An dem Ausgang des Kraftstofffilters 13 ist des Weiteren eine Serienschaltung aus einem Mengensteuerventil 15 und einer mechanischen Hochdruckpumpe 16 angeschlossen. Der Ausgang der Hochdruckpumpe 16 ist über ein Überdruckventil 17 an den Eingang des Mengensteuerventils 15 zurückgeführt. Der Ausgang der Hochdruckpumpe 16 ist weiterhin mit einem Druckspeicher 18 verbunden, an dem eine Mehrzahl von Einspritzungsventilen 19 angeschlossen sind. Ein Druckregler 33 gibt einen von der Hochdruckpumpe 16 für den Druckspeicher 18 zu erzeugenden Soll-Druckwert vor. Der Druckspeicher 18 wird häufig auch als Rail oder Common Rail bezeichnet. Des Weiteren ist am Druckspeicher 18 ein Drucksensor 20 angeschlossen.
  • Das in 1 dargestellte Kraftstoffeinspritzsystem 10 dient im vorliegenden Beispiel dazu, die Einspritzungsventile 19 einer vierzylindrigen Brennkraftmaschine mit ausreichendem Kraftstoff und notwendigem Kraftstoffdruck zu versorgen, sodass eine zuverlässige Einspritzung und ein sicherer Betrieb der Brennkraftmaschine gewährleistet ist.
  • Die Funktionsweise des Mengensteuerventils 15 und der Hochdruckpumpe 16 sind in 2 im Einzelnen dargestellt. Das Mengensteuerventil 15 ist als stromlos offenes Magnetventil 22 aufgebaut und weist eine Spule 21 auf, über die durch Anlegen oder Abschalten eines elektrischen Stroms bzw. einer elektrischen Spannung das Magnetventil 22 geschlossen oder geöffnet werden kann. Die Hochdruckpumpe 16 weist einen Kolben 23 auf, der von einem Nocken 24 der Brennkraftmaschine betätigt wird. Des Weiteren ist die Hochdruckpumpe 16 mit einem Ventil 25 versehen. Zwischen dem Magnetventil 22, den Kolben 23 und dem Ventil 25 ist ein Förderraum 26 der Hochdruckpumpe 16 vorhanden.
  • Mit dem Magnetventil 22 kann der Förderraum 26 von einer Kraftstoffzufuhr durch die elektrische Kraftstoffpumpe 11 und damit von dem Niederdruck abgetrennt werden.
  • Mit dem Ventil 25 kann der Förderraum 26 von dem Druckspeicher 18 und damit von dem Hochdruck abgetrennt werden.
  • Im Ausgangszustand wie er in der 2 links dargestellt ist, ist das Magnetventil 22 geöffnet und das Ventil 25 geschlossen. Das geöffnete Magnetventil 22 entspricht dem stromlosen Zustand der Spule 21. Das Ventil 25 wird durch den Druck einer Feder oder entsprechendes geschlossen gehalten.
  • In der linken Darstellung der 2 ist der Saughub der Hochdruckpumpe 16 dargestellt. Bei einer Drehbewegung des Nockens 24 in Richtung des Pfeils 27 bewegt sich der Kolben 23 in Richtung des Pfeils 28. Aufgrund des geöffneten Magnetventils 22 strömt somit Kraftstoff, der von der elektrischen Kraftstoffpumpe 11 gefördert worden ist, in den Förderraum 26.
  • In der mittleren Darstellung der 2 ist der Förderhub der Hochdruckpumpe 16 gezeigt, wobei jedoch die Spule 21 noch stromlos und damit das Magnetventil 22 noch geöffnet ist. Auf Grund der Drehbewegungen der Nocke 24 bewegt sich der Kolben 23 in Richtung des Pfeils 29. Aufgrund des geöffneten Magnetventils 22 wird damit Kraftstoff aus dem Förderraum 26 zurück in Richtung zu der elektrischen Kraftstoffpumpe 11 gefördert. Dieser Kraftstoff gelangt dann über den Niederdruckregler 14 zurück in den Kraftstofftank 12.
  • In der rechten Darstellung der 2 ist - wie in der mittleren Darstellung - weiterhin der Förderhub der Hochdruckpumpe 16 gezeigt. Im Unterschied zu der mittleren Darstellung ist jedoch nunmehr die Spule 21 erregt und damit das Magnetventil 22 geschlossen. Dies hat zur Folge, dass durch die weitere Hubbewegung des Kolbens 23 im Förderraum 26 ein Druck aufgebaut wird. Mit Erreichen des Druckes, welcher im Druckspeicher 18 herrscht, wird das Ventil 25 geöffnet und die Restmenge in den Druckspeicher gefördert.
  • Die Menge des zu dem Druckspeicher 18 geförderten Kraftstoffs hängt davon ab, wann das Magnetventil 22 in seinen geschlossenen Zustand übergeht. Je früher das Magnetventil 22 geschlossen wird, desto mehr Kraftstoff wird über das Ventil 25 in den Druckspeicher 18 gefördert. Dies ist in der 2 durch einen mit einem Pfeil gekennzeichneten Bereich B dargestellt.
  • Sobald bei der rechten Darstellung der 2 der Kolben 23 seinen maximalen Kolbenhub erreicht hat, kann von dem Kolben 23 kein weiterer Kraftstoff über das Ventil 25 in den Druckspeicher 18 gefördert werden. Das Ventil 25 schließt. Des Weiteren wird die Spule 21 wieder stromlos gesteuert, sodass das Magnetventil 22 wieder öffnet. Daraufhin kann der sich nunmehr entsprechend der linken Darstellung der 2 in Richtung des Pfeils 28 bewegende Kolben 23 wieder Kraftstoff der elektrischen Kraftstoffpumpe in den Förderraum 26 ansaugen.
  • Nachfolgend wird ein Verfahren zur Steuerung des Kraftstoffeinspritzsystems 10 von 1 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die 3 und 4 im Detail beschrieben.
  • 3 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens 300 zur Steuerung des Kraftstoffeinspritzsystems 10 der Brennkraftmaschine von 1 und 2 zur Reduzierung des im Betrieb der Brennkraftmaschine beim Schalten des Mengensteuerventils 15 entstehenden, hörbaren Schalls. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Verfahren 300 als Computerprogramm implementiert das von einer geeigneten Steuer- und Regeleinrichtung ausführbar ist, die bereits in der Brennkraftmaschine vorgesehen ist. Somit kann die Erfindung mit bereits vorhandenen Bauteilen der Brennkraftmaschine einfach und kostengünstig realisiert werden.
  • Bei der nachfolgenden Beschreibung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird auf eine detaillierte Erläuterung von im Stand der Technik bekannten Verfahrensschritten verzichtet.
  • Das Verfahren 300 beginnt in Schritt S301 mit der Bestromung der Spule 21 des Magnetventils 22. Hierzu kann gemäß einer Ausführungsform der Erfindung eine an der Spule 21 anliegende Ansteuerspannung abgeschaltet werden, sodass ein entsprechender Strom in die Spule 21 induziert wird.
  • In Schritt S302 wird der Spulenstrom der Spule 21 gemessen. Der gemessene Spulenstrom wird dann mit einem vorgegebenen Adaptions-Bestromungsstartwert verglichen. Dieser kann z. B. anhand eines geeigneten Kennfelds bestimmt werden. Solange der gemessene Spulenstrom kleiner als der vorgegebene Adaptions-Bestromungsstartwert ist, wird mit dem Messen des Spulenstroms und dem Vergleichen des gemessenen Spulenstroms mit dem vorgegebenen Adaptions-Bestromungsstartwert gemäß Schritt S302 fortgefahren. Wenn der gemessene Spulenstrom gleich oder größer als der vorgegebene Adaptions-Bestromungsstartwert ist, fährt das Verfahren 300 in Schritt S303 fort.
  • In Schritt S303 wird die Bestromung der Spule 21 ausgehend von dem vorgegebenen Adaptions-Bestromungsstartwert auf einen reduzierten Stromwert abgesenkt. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung erfolgt dieses Absenken in Form von einer Dekrementierung, z. B. durch ein erneutes Anschalten der an der Spule 21 anliegenden Ansteuerspannung.
  • In Schritt S304 wird ein jeweils aktueller Ist-Druckwert des Druckspeichers 18 bestimmt, z. B. unter Verwendung des Drucksensors 20. In Schritt S305 wird dann wie unten stehend erläutert bestimmt, ob der aktuelle Ist-Druckwert des Druckspeichers 18 eingebrochen ist. Falls dies nicht der Fall ist, kehrt das Verfahren 300 zu Schritt S303 zurück, wo der aktuelle Stromwert zur Bestromung der Spule 21 erneut dekrementiert wird. Dementsprechend kann eine Vielzahl aufeinander folgender Dekrementierungen ausgeführt werden, z. B. durch ein wiederholtes An- und Abschalten der an der Spule 21 anliegenden Ansteuerspannung mit einem vorgegebenen PWM-Tastverhältnis.
  • Um in Schritt S305 zu bestimmen, ob der aktuelle Ist-Druckwert des Druckspeichers 18 eingebrochen ist, wird der Ist-Druckwert erfindungsgemäß mit einem Soll-Druckwert verglichen, der von dem Druckregler 33 vorgegeben wird. Wenn die Abweichung des Ist-Druckwerts vom Soll-Druckwert einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet, wird davon ausgegangen, dass der Ist-Druckwert eingebrochen ist, woraufhin das Verfahren 300 in Schritt S306 fortfährt. Alternativ hierzu kann von einem Einbrechen des Ist-Druckwerts auch dann ausgegangen werden, wenn der Druckregler 33 den Soll-Druckwert derart erhöht, dass diese Erhöhung einen vorgegebenen Erhöhungsschwellwert überschreitet.
  • In Schritt S306 ist davon auszugehen, dass bei dem reduzierten Stromwert, mit dem die Spule 21 bestromt wird, wenn davon auszugehen ist, dass der aktuelle Ist-Druckwert des Druckspeichers 18 eingebrochen ist, ein vollständiges Schließen des Magnetventils 22 nicht mehr gewährleistet ist. Falls das Magnetventil 22 nicht mehr vollständig schließt, fällt die Hochdruckpumpe 16 aus, d. h. die Kraftstoffförderung der Hochdruckpumpe 16 wird zumindest derart eingeschränkt, dass im Druckspeicher 18 kein ausreichender Hochdruck mehr aufgebaut werden kann. Deshalb wird der zu diesem Zeitpunkt die Spule 21 bestromende aktuelle Stromwert bzw. Ist-Bestromungswert nachfolgend auch als „Ausfallstromwert“ bezeichnet.
  • Um zu gewährleisten, dass das Magnetventil 22 im weiteren Betrieb der Brennkraftmaschine jeweils zuverlässig und vollständig schließt, wird deshalb der ermittelte Ausfallstromwert in Schritt S306 um einen vorgegebenen Sicherheitsoffset vergrößert, wobei ein minimaler Stromwert bestimmt wird, mit dem die Spule 21 des Magnetventils 22 im Betrieb der Brennkraftmaschine zu bestromen ist, um das Magnetventil 22 zuverlässig und vollständig zu schließen.
  • Im weiteren Betrieb der Brennkraftmaschine kann die Bestromung des Magnetventils 22 somit bei einem entsprechenden Schließvorgang jeweils bei Erreichen des Adaptions-Bestromungsstartwerts auf diesen minimalen Stromwert abgesenkt werden. Hierdurch wird jeweils die Anzugszeit des Magnetventils 22 maximiert, sodass die Anschlaggeschwindigkeit des Magnetankers 31 gegen die Wegbegrenzungsanschläge 32 minimiert und somit der hierbei erzeugte hörbare Schall reduziert werden kann.
  • 4 zeigt ein Diagramm 400, das einen zeitlichen Verlauf 410 einer Ansteuerspannung U, eines daraus resultierenden zeitlichen Stromverlaufs 420 des Stromes I sowie einen entsprechenden zeitlichen Verlauf 430 eines durch den Stromverlauf 420 bewirkten Ventilhubs H des Mengensteuerventils 15 von 1 bzw. des Magnetventils 22 von 2 des Kraftstoffeinspritzsystems 10 von 1 darstellt. Das Diagramm 400 verdeutlicht eine Ansteuerung des Magnetventils 22 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Diese beginnt zu einem Zeitpunkt 405, an dem die an der Spule 21 des Magnetventils 22 anliegende Ansteuerspannung UBat wie oben in Bezug auf Schritt S301 von 3 beschrieben für eine Anzugsimpulslänge 412 abgeschaltet wird. Hierdurch steigt der Strom in der Spule 21 bis zum Zeitpunkt 425 bis auf einen Stromwert 421 an.
  • Im vorliegenden Ausführungsbeispiel stellt der Stromwert 421 den Adaptions-Bestromungsstartwert gemäß Schritt S302 von 3 dar. Dementsprechend beginnt die erfindungsgemäße Adaption zum Zeitpunkt 425 wie oben stehend in Bezug auf Schritt S303 von 3 beschrieben. Hierbei wird wie in 4 dargestellt, die Ansteuerspannung mit einem vorgegebenen PWM-Tastverhältnis 414 an- und abgeschaltet, wobei der Adaptions-Bestromungsstartwert 421 bis zu einem Zeitpunkt 433 auf einen reduzierten Stromwert 422 abgesenkt wird. Zum Zeitpunkt 433 ist eine zum Schließen des Magnetventils 22 erforderliche Anzugsphase 411 beendet und das Magnetventil 22 schließt, sodass der Zeitpunkt 433 auch als Schließzeitpunkt bezeichnet wird. Wie aus dem Verlauf 420 ersichtlich, wird der reduzierte Stromwert 422 dann um einen vorgegebenen Sicherheitsoffset angehoben, um ein vollständiges Schließen des Magnetventils 22 zu gewährleisten.
  • Nach dem Schließen des Magnetventils 22 wird dieses für eine vorgegebene Haltephase 413 geschlossen gehalten, wonach die Ansteuerspannung wieder bis zum nächsten darauf folgenden Schließvorgang auf UBat gesetzt wird. Die Zeitdauer zwischen dem Schließen des Magnetventils 22 und dem Ablauf der Haltephase 413 wird auch durch einen Haltewinkel 415 gekennzeichnet. Somit fällt die Bestromung des Magnetventils 22 wieder ab, sodass sich dieses erneut öffnet.
  • Wie aus 4 ersichtlich, wird bei der erfindungsgemäßen Ansteuerung des Magnetventils 22 eine relativ lange Anzugsphase 411 bzw. Verzugszeit 432 realisiert. Somit wird die Anschlaggeschwindigkeit des Magnetankers 31 gegen die Wegbegrenzungsanschläge 32 reduziert und somit der hierbei erzeugte hörbare Schall wesentlich reduziert.
  • 5 zeigt ein Diagramm 500, das zum Vergleich einen zeitlichen Verlauf 510 einer Ansteuerspannung U, eines daraus resultierenden zeitlichen Stromverlaufs 520 des Stromes I sowie einen entsprechenden zeitlichen Verlauf 530 eines durch den Stromverlauf 520 bewirkten Ventilhubs H des Mengensteuerventils 15 von 1 bzw. des Magnetventils 22 von 2 des Kraftstoffeinspritzsystems 10 von 1 bei einer AnSteuerung gemäß dem Stand der Technik darstellt. Wie aus 5 ersichtlich, wird hierbei durch eine größere Anzugsimpulslänge 512 in einer kurzen Anzugsphase 511 ein Spitzenstromwert 522 in der Spule 21 bewirkt, der größer ist als die erfindungsgemäß erzielten Stromwerte. Somit wird eine kürzere Verzugszeit 532 und somit ein entsprechend früherer Schließzeitpunkt 523 bei einer größeren Anschlaggeschwindigkeit bewirkt, sodass der Magnetanker 31 schneller, härter und dementsprechend lauter bzw. hörbarer gegen die Wegbegrenzungsanschläge 32 anschlägt.

Claims (6)

  1. Verfahren zur Steuerung eines Kraftstoffeinspritzsystems (10) einer Brennkraftmaschine, wobei das Kraftstoffeinspritzsystem (10) eine Hochdruckpumpe (16) die mit einem Druckspeicher (18) verbunden ist, an dem mindestens ein Einspritzventil (19) angeschlossen ist, umfasst, wobei der Hochdruckpumpe (16) ein Mengensteuerventil (15) mit einem durch eine Spule (21) elektromagnetisch betätigbaren Magnetventil (22) zum Zuleiten von Kraftstoff zugeordnet ist, wobei das Mengensteuerventil (15) die von der Hochdruckpumpe (16) geförderte Kraftstoffmenge steuert und die Spule (21) des Magnetventils (22) mit einem ersten Stromwert bestromt wird, um dieses zum Zuleiten von Kraftstoff zur Hochdruckpumpe (16) zu schließen, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Stromwert des Magnetventils (22) beginnend von einem Adaption-Bestromungsstartwert (421) bis zum Schließen des Magnetventils (22) derart auf einen zweiten Stromwert abgesenkt wird, dass eine Abstrahlung hörbaren Schalls, der beim Schließen des Magnetventils (22) im Betrieb der Brennkraftmaschine entsteht, zumindest teilweise reduziert wird, wobei der zweite Stromwert einem minimalen Stromwert entspricht, mit dem eine vollständige Schließung des Magnetventils (22) im Betrieb der Brennkraftmaschine erzielbar ist, dass zur Bestimmung des minimalen Stromwerts ein Ist-Druckwert des Druckspeichers (18) mit einem zugeordneten Soll-Druckwert verglichen wird, dass zur Bestimmung des minimalen Stromwerts ein Ausfallstromwert ermittelt wird, bei dem die Abweichung des Ist-Druckwerts vom Soll-Druckwert einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet, wobei der ermittelte Ausfallstromwert um einen vorgegebenen Sicherheitsoffset vergrößert wird.
  2. Verfahren zur Steuerung eines Kraftstoffeinspritzsystems (10) einer Brennkraftmaschine, wobei das Kraftstoffeinspritzsystem (10) eine Hochdruckpumpe (16) die mit einem Druckspeicher (18) verbunden ist, an dem mindestens ein Einspritzventil (19) angeschlossen ist, umfasst, wobei für den Druckspeicher (18) von einem zugeordneten Druckregler (33) ein zum Betrieb erforderlicher Soll-Druckwert vorgegeben wird, wobei der Hochdruckpumpe (16) ein Mengensteuerventil (15) mit einem durch eine Spule (21) elektromagnetisch betätigbaren Magnetventil (22) zum Zuleiten von Kraftstoff zugeordnet ist, wobei das Mengensteuerventil (15) die von der Hochdruckpumpe (16) geförderte Kraftstoffmenge steuert und die Spule (21) des Magnetventils (22) mit einem ersten Stromwert bestromt wird, um dieses zum Zuleiten von Kraftstoff zur Hochdruckpumpe (16) zu schließen, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Stromwert des Magnetventils (22) beginnend von einem Adaption-Bestromungsstartwert (421) bis zum Schließen des Magnetventils (22) derart auf einen zweiten Stromwert abgesenkt wird, dass eine Abstrahlung hörbaren Schalls, der beim Schließen des Magnetventils (22) im Betrieb der Brennkraftmaschine entsteht, zumindest teilweise reduziert wird, wobei der zweite Stromwert einem minimalen Stromwert entspricht, mit dem eine vollständige Schließung des Magnetventils (22) im Betrieb der Brennkraftmaschine erzielbar ist, dass der minimale Stromwert in Abhängigkeit von einer Erhöhung des Soll-Druckwerts im Betrieb der Brennkraftmaschine bestimmt wird, dass zur Bestimmung des minimalen Stromwerts ein Ausfallstromwert ermittelt wird, bei dem die Erhöhung des Soll-Druckwerts einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet, wobei der ermittelte Ausfallstromwert um einen vorgegebenen Sicherheitsoffset vergrößert wird.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei das Magnetventil (22) einen Magnetanker (31) hat, der zum Schließen des Magnetventils (22) gegen zugeordnete Wegbegrenzungsanschläge (32) gezogen wird, wobei der hörbare Schall durch Anschlagen des Magentankers (31) gegen die Wegbegrenzungsanschläge (32) entsteht, dadurch gekennzeichnet, dass durch Absenken des ersten Stromwerts auf den zweiten Stromwert ein Anzugsverhalten des Magnetventils (22) verlangsamt wird, um eine entsprechende Anschlaggeschwindigkeit des Magnetankers (31) gegen die Wegbegrenzungsanschläge (32) zu verringern.
  4. Computerprogramm zur Durchführung eines Verfahrens zur Steuerung eines Kraftstoffeinspritzsystems (10) einer Brennkraftmaschine, nach einem der Ansprüche 1 bis 3.
  5. Brennkraftmaschine mit einem Kraftstoffeinspritzsystem (10) das eine Hochdruckpumpe (16) umfasst, die mit einem Druckspeicher (18) verbunden ist, an dem mindestens ein Einspritzventil (19) angeschlossen ist, wobei der Hochdruckpumpe (16) ein Mengensteuerventil (15) mit einem durch eine Spule (21) elektromagnetisch betätigbaren Magnetventil (22) zum Zuleiten von Kraftstoff zugeordnet ist, wobei das Mengensteuerventil (15) die von der Hochdruckpumpe (16) geförderte Kraftstoffmenge steuert und die Spule (21) des Magnetventils (22) mit einem ersten Stromwert bestromt wird, um dieses zum Zuleiten von Kraftstoff zur Hochdruckpumpe (16) zu schließen, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Stromwert des Magnetventils (22) beginnend von einem Adaption-Bestromungsstartwert (421) bis zum Schließen des Magnetventils (22) derart auf einen zweiten Stromwert abgesenkt wird, dass eine Abstrahlung hörbaren Schalls, der beim Schließen des Magnetventils (22) im Betrieb der Brennkraftmaschine entsteht, zumindest teilweise reduziert wird, wobei der zweite Stromwert einem minimalen Stromwert entspricht, mit dem eine vollständige Schließung des Magnetventils (22) im Betrieb der Brennkraftmaschine erzielbar ist, dass zur Bestimmung des minimalen Stromwerts ein Ist-Druckwert des Druckspeichers (18) mit einem zugeordneten Soll-Druckwert verglichen wird, dass zur Bestimmung des minimalen Stromwerts ein Ausfallstromwert ermittelt wird, bei dem die Abweichung des Ist-Druckwerts vom Soll-Druckwert einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet, wobei der ermittelte Ausfallstromwert um einen vorgegebenen Sicherheitsoffset vergrößert wird.
  6. Brennkraftmaschine mit einem Kraftstoffeinspritzsystem (10) das eine Hochdruckpumpe (16) umfasst, die mit einem Druckspeicher (18) verbunden ist, an dem mindestens ein Einspritzventil (19) angeschlossen ist, wobei für den Druckspeicher (18) von einem zugeordneten Druckregler (33) ein zum Betrieb erforderlicher Soll-Druckwert vorgegeben wird, wobei der Hochdruckpumpe (16) ein Mengensteuerventil (15) mit einem durch eine Spule (21) elektromagnetisch betätigbaren Magnetventil (22) zum Zuleiten von Kraftstoff zugeordnet ist, wobei das Mengensteuerventil (15) die von der Hochdruckpumpe (16) geförderte Kraftstoffmenge steuert und die Spule (21) des Magnetventils (22) mit einem ersten Stromwert bestromt wird, um dieses zum Zuleiten von Kraftstoff zur Hochdruckpumpe (16) zu schließen, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Stromwert des Magnetventils (22) beginnend von einem Adaption-Bestromungsstartwert (421) bis zum Schließen des Magnetventils (22) derart auf einen zweiten Stromwert abgesenkt wird, dass eine Abstrahlung hörbaren Schalls, der beim Schließen des Magnetventils (22) im Betrieb der Brennkraftmaschine entsteht, zumindest teilweise reduziert wird, wobei der zweite Stromwert einem minimalen Stromwert entspricht, mit dem eine vollständige Schließung des Magnetventils (22) im Betrieb der Brennkraftmaschine erzielbar ist, dass der minimale Stromwert in Abhängigkeit von einer Erhöhung des Soll-Druckwerts im Betrieb der Brennkraftmaschine bestimmt wird, dass zur Bestimmung des minimalen Stromwerts ein Ausfallstromwert ermittelt wird, bei dem die Erhöhung des Soll-Druckwerts einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet, wobei der ermittelte Ausfallstromwert um einen vorgegebenen Sicherheitsoffset vergrößert wird.
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