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Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Magnetventils nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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In der Patentschrift
DE 102 49 161 B3 wird eine Vorrichtung beschrieben, um einen Ankerhub eines Magnetventils einzustellen, wobei ein verstellbares Einstellelement mit zwei Gewindeabschnitten vorgesehen ist. Die
DE 197 08 104 A1 offenbart ein Magnetventil, bei dem ein Nachschwingen der Ankerscheibe nach einem Schließen des Magnetventils vermieden wird, indem am Magnetanker eine Dämpfungseinrichtung vorgesehen ist. In
DE 198 34 405 B4 wird ein Verfahren vorgestellt, um einen Hub einer Ventilnadel eines Magnetventils abzuschätzen. Dabei werden bei einer Bewegung der Ventilnadel relativ zu einer Spule des Magnetventils in der Spule induzierte Spannungen erfasst und mittels eines Rechenmodells mit dem Hub der Ventilnadel auf der Grundlage einer Gleichung in eine Beziehung gesetzt. Die
DE 10 2008 007 206 A1 offenbart ein Verfahren zur Ansteuerung eines Magnetventils, wobei eine Ventilnadel beim Öffnen des Ventils über einen Ankeranschlag hinaus schwingen kann.
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Offenbarung der Erfindung
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Das der Erfindung zu Grunde liegende Problem wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 sowie durch eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung, ein Computerprogramm und ein elektrisches Speichermedium nach den nebengeordneten Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in Unteransprüchen angegeben. Für die Erfindung wichtige Merkmale finden sich ferner in der nachfolgenden Beschreibung und in den Zeichnungen, wobei die Merkmale sowohl in Alleinstellung als auch in unterschiedlichen Kombinationen für die Erfindung wichtig sein können, ohne dass hierauf nochmals explizit hingewiesen wird.
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Ein Vorteil des Verfahrens ist es, dass eine Anschlagsgeschwindigkeit eines Magnetankers, bzw. einer Ventilnadel verringert wird, was zu einer verringerten Geräuschemission und geringerem Verschleiß führt. Das Verfahren ist auf viele Arten von schaltbaren Magnetventilen anwendbar und außerdem nicht auf Ventile zur Kraftstoffdirekteinspritzung beschränkt. Durch eine Verknüpfung von mechanischen und elektrischen Größen beim Betrieb des Magnetventils werden Informationen gewonnen, um das Magnetventil nachfolgend verändert – nämlich mit verringerter Anschlagsgeschwindigkeit – anzusteuern. Auf diese Weise wird die Ansteuerung des Magnetventils verbessert.
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Ein Magnetventil, insbesondere ein Einspritzventil einer Kraftstoffeinspritzanlage weist ein Ventilelement auf, welches eine Ventilnadel und einen mittels eines Elektromagneten bewegbaren Ankers umfasst. Dabei wird eine Öffnungsbewegung des Ankers durch einen Hubanschlag begrenzt. Erfindungsgemäß wird eine Information über das Bewegungsende (Aufprallinformation) des Ankers und/oder der Ventilnadel am Ende einer Öffnungsbewegung gewonnen. Dies geschieht, indem Ströme und/oder Spannungen einer Ankerwicklung gemessen und ausgewertet werden. Diese Informationen werden dazu benutzt, eine Ansteuerung des Magnetventils im selben Zyklus oder in nachfolgenden Zyklen aufgrund der gewonnen Aufprallinformation zu modifizieren. Insbesondere wird der Vorgang des Öffnens des Magnetventils ausgewertet und eingestellt. Beispielsweise kann an die Ankerwicklung eine Spannung gelegt und der Strom der Ankerwicklung gemessen werden. Oder umgekehrt kann ein Strom in die Ankerwicklung geprägt werden, und die Spannung der Ankerwicklung bestimmt werden. Dieses Vorgehen ist auch möglich, wenn die Ansteuerung des Ankers einen rampenförmigen Verlauf von Spannungen oder Strömen beinhaltet.
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Nachfolgend wird der Hubanschlag des Ankers bei einem Öffnen des Magnetventils auch als ein oberer Hubanschlag, und entsprechend bei einem Schließen auch als ein unterer Hubanschlag bezeichnet.
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Magnetventile zur Kraftstoffeinspritzung sind beispielsweise in zwei Gruppen unterteilbar. Eine erste Gruppe besitzt ein fest verbundenes System aus Anker und Ventilnadel, das heißt, beide Elemente sind nur gemeinsam bewegbar. Bei einer zweiten Gruppe ist die Bewegung der Ventilnadel nur teilweise zwingend an die Bewegung des Magnetankers gekoppelt, so dass bei einer Öffnungsbewegung des Magnetventils der Anker gegen einen Hubanschlag bewegt wird, die Ventilnadel jedoch ein Stück über diesen Anschlagpunkt hinaus schwingen kann und anschließend mittels Federkraft wieder auf den Anker zurückprallt. Insbesondere verändert die Bewegung des Magnetankers das von der Ankerwicklung erzeugte Magnetfeld. Daher lässt sich beispielsweise ein Aufprall des Ankers auf den Hubanschlag über eine Auswertung eines Ankerstromes oder einer Ankerspannung bestimmen. Somit wird eine schlagartige Änderung der Ankerbewegung messbar. Aus den erhaltenen elektrischen Signalen kann daher auf den Zeitpunkt und die Stärke des Ankeraufpralls rückgeschlossen werden.
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Bei Magnetventilen, bei denen die Ventilnadel teilweise unabhängig vom Anker beweglich ist (so genannter Ankerfreiweg), lässt sich eine weitere Information nutzen. Je nach einer Anschlagsgeschwindigkeit des Ankers an den oberen Hubanschlag schwingt die Ventilnadel über den oberen Hubanschlag hinaus und wird schließlich von einer Feder auf den Anker zurück gedrückt. Im Augenblick des Aufprallens der Ventilnadel auf den Anker erfährt dieser einen mechanischen Impuls und wird ein geringes Stück in eine Gegenrichtung bewegt, bevor er wieder durch das Magnetfeld an den oberen Hubanschlag gezogen wird. Die Bewegung des Ankers sowie die auftretende Beschleunigung führen zu einer Veränderung des Magnetfeldes der Ankerwicklung und daraus folgend zu Änderungen der elektrischen Signale an der Ankerwicklung. Die auf diese Weise erhaltenen Aufprallinformationen des Ankers sowie der Ventilnadel werden gemeinsam oder alternativ benutzt, um die Ansteuerung der Ankerwicklung nachfolgend zu verändern. Diese Veränderung kann den restlichen Verlauf eines aktuellen Öffnungs- und Schließzyklus des Magnetventils betreffen, und/oder nachfolgende Öffnungs- und Schließzyklen.
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Weiterhin wird vorgeschlagen, dass eine Änderung der Ansteuerung nur so weit erfolgt, dass noch eine Aufprallinformation erhalten werden kann. Auf diese Weise bleibt das erfindungsgemäße Verfahren kontrollierbar. Der Hubanschlag des Ankers bzw. das Rückprallen der Nadel auf den Anker erzeugen Veränderungen in den elektrischen Signalen der Ankerwicklung. Diese Veränderungen fallen umso schwächer aus, je geringer die Geschwindigkeit des Ankers, bzw. der Ventilnadel wird. Deshalb ist es nicht möglich, die Geschwindigkeit, mit welcher der obere Hubanschlag erreicht wird, beliebig abzusenken. Weil nämlich das Merkmal in den elektrischen Signalen der Ankerwicklung mit abnehmender Aufprallgeschwindigkeit ebenfalls kleiner wird und schließlich verschwindet, kann ein im Grenzfall sehr langsames Auftreffen des Ankers auf den oberen Hubanschlag nicht mehr von einem nicht vollständigen Öffnen des Magnetventils unterschieden werden. Daher wird eine erste Einschaltphase (Boost-Phase) wenigstens so stark ausgelegt, dass der Aufprall des Ankers auf den oberen Hubanschlag in den Signalen der Ankerwicklung noch erkennbar ist. Spätestens dann, wenn weder der Aufprall des Ankers auf den oberen Hubanschlag noch der Rückprall der Ventilnadel auf den Anker erkennbare elektrische Signale liefern, wird die Ansteuerung der Ankerwicklung nicht weiter vermindert, sondern statt dessen wieder leicht erhöht. Dies betrifft insbesondere Modifikationen der Ansteuerung, die aus einer Beobachtung mehrerer voran gegangener Öffnungs- und Schließzyklen abgeleitet werden.
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Das erfindungsgemäße Verfahren wirkt besonders vorteilhaft, wenn die Aufprallgeschwindigkeit des Ankers am Hubanschlag und/oder der Ventilnadel am Anker sukzessive reduziert wird, bis sie einen Grenzwert erreicht. Dies ist steuerungstechnisch einfach zu realisieren. Der Grenzwert kann beispielsweise bedeuten, dass gerade noch eine verwertbare Aufprallinformation erhalten werden kann. Ergänzend kann es sinnvoll sein, den Zeitpunkt eines Ansteuerbeginns des Magnetventils mit zu erfassen. Auf diese Weise lässt sich ein Zeitverzug zwischen dem Ansteuerbeginn und dem Zeitpunkt des oberen Hubanschlags des Ankers bestimmen. Diese Größe ergibt eines zusätzliche Möglichkeit, um das Betriebsverhalten des Magnetventils zu beurteilen.
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Ergänzend oder alternativ wird vorgeschlagen, dass ein Überschwingen der Ventilnadel nach dem Aufprall des Ankers am Hubanschlag sukzessive reduziert wird, bis es einen Grenzwert erreicht. Dies ist steuerungstechnisch einfach zu realisieren.
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Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass eine nachfolgende Ansteuerung von einem vorhergehenden Zeitraum zwischen dem Zeitpunkt des Aufpralls des Ankers am Hubanschlag und dem Zeitpunkt des Aufpralls der Ventilnadel am Anker abhängt. Es wird also eine Art iteratives Verfahren vorgeschlagen, welches den Betrieb des Magnetventils laufend optimieren kann. Auch kann aufgrund mehrerer voran gegangener Öffnungs- und Schließzyklen beispielsweise eine gemittelte Information erhalten werden, welche zu einer veränderten Voreinstellung für nachfolgende Öffnungs- und Schließzyklen verwendet wird. Hierdurch wird die Zuverlässigkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens verbessert.
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Weiterhin sieht das erfindungsgemäße Verfahren vor, dass der Zeitraum zwischen dem Zeitpunkt des Aufpralls des Ankers am Hubanschlag und dem Zeitpunkt des Aufpralls der Ventilnadel am Anker sukzessive reduziert wird, bis er einen Grenzwert erreicht. Das Überschwingen der Ventilnadel hängt in Stärke und Dauer (so genannte Flug- oder Überhubzeit) von der Ansteuerung der Ankerwicklung ab. Die Ansteuerung kann in einzelnen Schritten verändert werden, um den Grenzwert möglichst genau anzunähern. Insbesondere kann eine Kenntnis diese Zeitraums dazu verwendet werden, um die Geräuschemission des Magnetventils schrittweise weiter zu reduzieren.
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Das erfindungsgemäße Verfahren arbeitet besser, wenn die Ansteuerung eine Phase mit vergleichsweise niedrigem Stromniveau aufweist, welches dazu dient, die Ventilnadel in der geöffneten Position zu halten, und dass das Stromniveau, die Ansteuerdauer und/oder der Ansteuerbeginn dieser Phase von der Aufprallinformation abhängt. Dabei wird von der Überlegung ausgegangen, dass das Magnetventil in einer ersten Ansteuerphase eine besonders hohe Energie benötigt, um den Anker zu beschleunigen und gegen den oberen Hubanschlag zu drücken. Für einen Rest des Öffnungsintervalls hingegen wird nur eine vergleichsweise niedrige Halteenergie benötigt. Dabei ist es günstig, die Höhe dieser Halteenergie (Stromniveau) von einer zuvor erhaltenen Aufprallinformation abhängig zu machen. Bei einer zu frühen oder zu starken Zuführung von Halteenergie (Wiederbestromung) kann die Anschlagsgeschwindigkeit des Ankers am oberen Hubanschlag ansteigen, bei einer zu späten oder zu schwachen Wiederbestromung kann es zu einem Zurückfallen und erneuten Anschlagen des Ankers kommen. Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird erreicht, dass die Ankerwicklung weder unnötig belastet wird noch die Gefahr besteht, dass der Anker von seinem oberen Hubanschlag zurückfällt und das Ventil zumindest teilweise von der erreichten Öffnungsposition abkehrt.
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Eine Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass eine optimale Ansteuerung auf der Basis vorher erfasster Informationen extrapoliert wird. Dadurch wird es mittels messungsbasierter Extrapolationen möglich, optimale Ansteuerungen zu erzeugen, die einerseits zwar keine Aufprallinformation mehr liefern, andererseits aber noch ein sicheres Öffnen und Offenhalten des Magnetventils bewirken. Wie aus der Mathematik und der Technik bekannt, werden bei Extrapolationen zwei oder mehr Mess- beziehungsweise Funktionswerte aus einem gesicherten Intervall benutzt, um einen Verlauf für ein nicht gesichertes Intervall abzuschätzen. Im erfindungsgemäßen Verfahren bedeutet das nicht gesicherte Intervall einen Bereich ohne genügende Aufprallinformationen.
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Nachfolgend werden beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigen:
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1 eine schematische Darstellung eines Magnetventils in einer Schnittansicht;
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2 das Magnetventil nach 1 in einer geöffneten Stellung;
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3 einen Zeitverlauf einer Auslenkung einer Ventilnadel des Magnetventils; und
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4 drei Ankerstromkurven und dazu gehörende Kurven zu Auslenkungen der Ventilnadel.
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Es werden für funktionsäquivalente Elemente und Größen in allen Figuren auch bei unterschiedlichen Ausführungsformen die gleichen Bezugszeichen verwendet.
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1 zeigt schematisch einige Elemente eines Magnetventils 10, wie es als Einspritzventil in einem Injektor 11 zur Kraftstoff-Direkteinspritzung einer Brennkraftmaschine verwendet werden kann. Vorliegend ist das Magnetventil 10 geschlossen. Dargestellt ist eine Ankerwicklung 12 mit einem Anker 14, der bei einer Bestromung in die Ankerwicklung 12 gezogen wird. Der Anker 14 ist in seiner Bewegung durch einen unteren Hubanschlag 16 sowie einen oberen Hubanschlag 18 begrenzt. Bei geschlossenem Magnetventil 10 liegt der Anker 14 auf dem unteren Hubanschlag 16 auf. Durch eine axiale Bohrung im Anker 14 ist eine Ventilnadel 20 geführt, welche an ihrem in der Zeichnung oberen Ende fest mit einem scheibenförmigen Teller 22 verbunden ist. Auf diesen wirkt eine Schraubenfeder 24 ein und beaufschlagt die Ventilnadel 20 somit in Schließrichtung.
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Am in der Zeichnung unteren Ende des Injektors 11 ist ein Ventilsitz 26 angeordnet. Eine Auslassöffnung 28 ist bei am Ventilsitz 26 aufliegender Ventilnadel 20 verschlossen. Sonstige Elemente des Magnetventils 10, wie zum Beispiel Kraftstoffkanäle, sind nicht mit dargestellt. Alle Bewegungen geschehen in einer auf die 1 bezogenen vertikalen Richtung. Symbolisch dargestellt ist weiterhin eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung 27 mit einem Computerprogramm 29 und einem elektrischen Speichermedium 31.
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Bei Bestromung der Ankerwicklung 12 wird der Anker 14 von einem sich bildenden Magnetfeld in Bezug auf die Zeichnung nach oben bewegt. Dabei trifft er zuerst auf den scheibenförmigen Teller 22 auf und nimmt diesen zusammen mit der Ventilnadel 20 gegen die Kraft der Schraubenfeder 24 mit. Die Bewegung des Ankers 14 endet am oberen Hubanschlag 18, wie nachfolgend in der 2 dargestellt. Je nach einer Höhe des durch die Ankerwicklung 12 fließenden Ankerstroms erfolgt die Bewegung so schnell, dass die Ventilnadel 20 und der Teller 22 durch ihre Massenträgheit um ein geringes Maß kurzzeitig über den oberen Hubanschlag 18 des Ankers 14 hinaus schwingen. Dies ist der Zeichnung jedoch nicht dargestellt.
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2 zeigt das Magnetventil 10 von 1 in einer geöffneten Stellung. Die Ankerwicklung 12 ist bestromt und hält den Anker 14 am oberen Hubanschlag 18 fest. Der Teller 22 und die Ventilnadel 20 werden vom Anker 14 mitgeführt und geben die Auslassöffnung 28 frei. Dabei wird eine Kraftstoffmenge 30 abgesetzt.
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3 zeigt ein Zeitdiagramm einer Auslenkung 32 (”Hub”) der Ventilnadel 20 des Magnetventils 10 während der Öffnungsphase. Die Abszisse 34 kennzeichnet die Zeit, die Ordinate kennzeichnet die Auslenkung 32. Links unten im Diagramm, in der Nähe des Koordinatenursprungs, ist ein Zeitpunkt 36 für einen Auslenkungsbeginn des Magnetventils 10 eingetragen. Davon ausgehend zeigt ein in etwa geradliniger und steil ansteigender Verlauf 38 der die Auslenkung 32 beschreibenden Kurve eine erste Bewegungsphase des Magnetventils 10. Eine gestrichelte waagerechte Gerade 40 im oberen Teil des Diagramms kennzeichnet den oberen Hubanschlag 18 der Ankerbewegung. Das erstmalige Erreichen des oberen Hubanschlags 18 erfolgt zu einem Zeitpunkt 42.
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Man erkennt, dass die Bewegung der Ventilnadel 20 sich über den oberen Hubanschlag 18 des Ankers 14 um ein Maß 44 fortsetzt, danach umkehrt und zu einem Zeitpunkt 46 auf den Anker 14 zurück prallt. Dabei überträgt sich die Bewegungsenergie der zurück prallenden Ventilnadel 20 auf den Anker 14, so dass nachfolgend beide um ein Maß 48 vom oberen Hubanschlag 18 zurück gedrückt werden, bis der Anker 14 im weiteren Verlauf 49 durch magnetische Kraft erneut gegen den oberen Hubanschlag 18 gedrückt wird. Etwa zu einem Zeitpunkt 50 endet eine Öffnungsphase des Magnetventils 10, und es wird die Bestromung der Ankerwicklung 12 verändert oder abgeschaltet, so dass sich für den rechts davon liegenden Teil 52 der Kurve ein Schließen des Magnetventils 10 ergibt.
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Zum Zeitpunkt 42 prallt der Anker 14 auf den oberen Hubanschlag 18 auf, woraus sich eine starke negative Beschleunigung des Ankers 14 ergibt, sowie eine Veränderung der Spannungen und/oder Ströme der Ankerwicklung 12. Ebenso wird der Anker 12 – getrieben durch die zurück prallende Ventilnadel 20 – zum Zeitpunkt 46 wiederum negativ beschleunigt, woraus sich ebenfalls eine Veränderung der Spannungen und/oder Ströme der Ankerwicklung 12 einstellt. Wie aus der 3 ersichtlich, ist dieser zweite Beschleunigungsvorgang des Ankers 14 etwas schwächer ausgeprägt. Ein Differenzmaß 54 beschreibt eine ”Flugzeit” oder ”Überhubzeit” der Ventilnadel 20, während der sie vom Anker 14 abhebt und über den oberen Hubanschlag 18 hinaus schnellt.
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4 zeigt zwei übereinander liegende Zeitdiagramme. In einem oberen Diagramm sind drei Kurven für Ströme 56, 58 und 60 der Ankerwicklung 12 dargestellt. In einem unteren Diagramm sind drei zugehörige Kurven 62, 64 und 66 für die Auslenkung der Ventilnadel 20 dargestellt. Beide Diagramme sind auf ihrer Zeitachse ”t” nicht skaliert, weisen jedoch einen gleichen zeitlichen Maßstab auf. Die unterschiedlichen Kurven 56, 58 und 60 bzw. 62, 64 und 66 beschreiben unterschiedliche Arten der Ansteuerung. Die Kurven 60 und 66 – dies sei vorausgeschickt – betreffen die vorliegende Erfindung in besonderem Maße.
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Zunächst zum Verlauf gemäß der Kurven 56 und 62: Ausgehend von einem Ansteuerbeginn zum Zeitpunkt 68 im oberen Diagramm steigt der Strom 56 während einer ersten Ansteuerphase (Boost-Phase) steil und in etwa rampenförmig an. Nach Durchlaufen eines Höchstwertes 57 fällt der Strom 56 ab und erreicht zu einem Zeitpunkt 70 den Wert Null. Die zugeführte Energiemenge in der Ankerwicklung 12 wurde so eingestellt, dass sich in dem unteren Diagramm mit der Kurve 62 eine ballistische Grenzkurve ergibt. Ausgehend von einem geschlossenen Magnetventil 10 bewegt sich die Ventilnadel 20 ab einem Zeitpunkt 36 in Richtung eines geöffneten Zustands. Entsprechend dem im oberen Diagramm dargestellten Verlauf des Stromes 56 wird nach einem zunächst steilen Anstieg im zweiten Diagramm die zugehörige Kurve 62 flacher, bis sie zu einem Zeitpunkt 72 den oberen Hubanschlag 18 des Ankers 14 berührt, wobei die Berühr-Kraft in etwa Null ist. Danach fällt die Ventilnadel 20 zusammen mit dem Anker 14 wieder ab und fällt zu einem Zeitpunkt 74 zurück in den geschlossenen Zustand.
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Nun zu den Kurven 58 und 64: Der Strom 58 des oberen Diagramms zeigt eine Bestromung der Ankerwicklung 12 nach dem Stand der Technik. Ausgehend von einem Ansteuerungsbeginn zum Zeitpunkt 68 steigt der Strom 58 in etwa gerade mit einer steilen Rampe auf einen Höchstwert 59 an. Daraufhin fällt er in zwei Stufen auf ein Stromniveau 76 ab. Das Stromniveau 76 charakterisiert dabei einen mittleren Haltestrom. Zu einem Zeitpunkt 78 wird der Strom 58 ganz abgeschaltet. Das untere Diagramm zeigt den dazu gehörenden Verlauf der Auslenkung in einer Kurve 64. Entsprechend der voran gegangenen hohen Bestromung ist die Auslenkung der Ventilnadel 20 besonders stark. Beim Erreichen des oberen Hubanschlags 18 bleibt der Anker 14 ruckartig stehen, jedoch bewegt sich die Ventilnadel 20 bis zu einem Maximum 80 weiter. Nach Durchlaufen des Maximums 80 fällt die Ventilnadel 20 auf den oberen Hubanschlag 18 des Ankers 14 zurück. Der in dem oberen Diagramm eingestellte Haltestrom genügt im unteren Diagramm nachfolgend, um die Ventilnadel 20 in der geöffneten Stellung zu halten. Als Folge der Abschaltung des Haltestroms im Zeitpunkt 78 bewegt sich die Kurve 64 danach ebenfalls in Richtung geschlossen, wobei sie diesen Zustand im Zeitpunkt 79 erreicht.
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Der dritte Verlauf des Stroms 60 beschreibt eine erfindungsgemäße Ansteuerung. Das im unteren Diagramm dargestellte Maximum 84 der Kurve 66 ist im Vergleich zum Maximum 80 des vorbekannten Standes der Technik wesentlich geringer. Es liegt nur wenig über dem oberen Hubanschlag 18 des Ankers 14 und hängt von der Geschwindigkeit des Ankers 14 beim Erreichen des oberen Hubanschlags 18 ab. Entsprechend ergibt sich auch ein vermindertes Betriebsgeräusch des Magnetventils 10. Die dafür notwendige Bestromung der Ankerwicklung verläuft in einer ersten Ansteuerungsphase ab dem Zeitpunkt 68 in etwa gleich zum ballistischen Grenzfall der Kurve 62. Dabei liegt ein Höchstwert 61 des Ankerstroms zwischen dem Höchstwert 57 des Ankerstroms der ballistischen Grenzkurve und dem Höchstwert 59 des Ankerstroms des vorbekannten Standes der Technik. Zum Zeitpunkt 86, also etwas später als im ballistischen Grenzfall, geht der Strom 60 bei der erfindungsgemäßen Ansteuerung wieder zurück auf Null. Zum Zeitpunkt 88 steigt der Strom 60 von Null auf einen Wert des Haltestroms. Zum Schließen des Magnetventils 10 wird nach einiger Zeit der Haltestrom abgeschaltet und erreicht zum Zeitpunkt 82 den Wert Null. Entsprechend geht in dem unteren Diagramm die Kurve 66 ebenfalls zurück in die geschlossene Richtung. Dieser Zustand wird in etwa zum Zeitpunkt 90 erreicht. Allen drei Kurven 62, 64 und 66 ist gemeinsam, dass sie aufgrund physikalischer Gesetzmäßigkeiten in Bezug auf die zugehörigen Ströme 56, 58 und 60 jeweils verzögert sind.
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Erreicht wird dieses Verhalten dadurch, indem in einem ersten Schritt eine Bestromung ähnlich der Kurve 58 (Stand der Technik) realisiert wird. Dann wird in einem zweiten Schritt das an der Wicklung 12 anliegende Spannungs- und/oder Stromsignal ausgewertet, um Informationen über das Bewegungsende des Ankers 14 und der Ventilnadel 20 zu erhalten, insbesondere über Zeitpunkt und Stärke des Anschlagens am Anschlag 18, etc. (”Aufprallinformationen”). Zu den Aufprallinformationen kann auch die oben beschriebene Flugdauer 54 gehören, die wiederum durch ganz unterschiedliche Parameter charakterisiert werden kann.
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Abhängig von der gewonnenen Information wird das Ansteuersignal in einem dritten Schritt so geändert, dass die Stärke des Aufpralls etwas abnimmt. Dieses Verfahren wird für nachfolgende Ansteuerungen solange wiederholt, bis die Stärke des Anschlagens des Ankers am Anschlag 18 im Spannungs- und/oder Stromsignal gerade noch detektierbar ist, was durch einen vorgegebenen Grenzwert für die betrachtete Aufprallinformation festgelegt ist. Die Aufprallgeschwindigkeit wird also sukzessive reduziert. Das so erhaltene Ansteuersignal, entsprechend der Kurve 60 in 4, wird dann zumindest bis zur nächsten Iteration für die Ansteuerung des Magnetventils 10 genutzt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10249161 B3 [0002]
- DE 19708104 A1 [0002]
- DE 19834405 B4 [0002]
- DE 102008007206 A1 [0002]
