DE102009047453A1 - Magnetic valve i.e. injection valve, operating method for internal combustion engine, involves obtaining movement end information of armature and/or valve needle, where subsequent control of valve depends upon obtained information - Google Patents

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Ruben Schlueter
Jens Neuberg
Helerson Kemmer
Holger Rapp
Haris Hamedovic
Jörg KÖNIG
Anh-Tuan Hoang
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Abstract

The method involves providing a magnetic valve (10) i.e. injection valve, with a valve element, which comprises a valve needle (20) and an armature (14) that is movable by an electromagnet. Opening movement of the armature is limited by an upper stroke stop (18). Movement end information i.e. impact information, of the armature and/or the valve needle is obtained at an end of the opening movement by evaluation of currents and/or voltages of an armature winding (12), where subsequent control of the magnetic valve depends upon the obtained information. Independent claims are also included for the following: (1) a computer program having a set of instructions for operating a magnetic valve of a fuel injection system (2) an electrical storage medium for a controlling and/or regulating device of an internal combustion engine, comprising a computer program with a set of instructions for operating a magnetic valve of a fuel injection system (3) a controlling and/or regulating device programmed for operating a magnetic valve of a fuel injection system for an internal combustion engine.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Magnetventils nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a method for operating a solenoid valve according to the preamble of claim 1.

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.In the patent DE 102 49 161 B3 a device is described to adjust an armature stroke of a solenoid valve, wherein an adjustable adjusting element is provided with two threaded portions. The DE 197 08 104 A1 discloses a solenoid valve, in which a post-swing of the armature disk is avoided after closing the solenoid valve by a damping device is provided on the armature. In DE 198 34 405 B4 a method is presented to estimate a stroke of a valve needle of a solenoid valve. In this case, induced voltages are detected in a movement of the valve needle relative to a coil of the solenoid valve in the coil and set by means of a computing model with the stroke of the valve needle on the basis of an equation in a relationship. The DE 10 2008 007 206 A1 discloses a method of driving a solenoid valve whereby a valve needle can swing beyond an armature stop when the valve is opened.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

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.The problem underlying the invention is solved by a method according to claim 1 and by a control and / or regulating device, a computer program and an electrical storage medium according to the independent claims. Advantageous developments are specified in subclaims. Features which are important for the invention can also be found in the following description and in the drawings, wherein the features, both alone and in different combinations, can be important for the invention, without being explicitly referred to again.

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.An advantage of the method is that a velocity of attack of a magnet armature, or a valve needle is reduced, which leads to a reduced noise emission and less wear. The method is applicable to many types of switchable solenoid valves and is not limited to direct fuel injection valves. Through a combination of mechanical and electrical variables in the operation of the solenoid valve information is obtained to the solenoid valve subsequently changed - namely with reduced velocity attack - to control. In this way, the control of the solenoid valve is improved.

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.A solenoid valve, in particular an injection valve of a fuel injection system, has a valve element which comprises a valve needle and an armature which can be moved by means of an electromagnet. In this case, an opening movement of the armature is limited by a stroke stop. According to the invention, information about the end of movement (impact information) of the armature and / or the valve needle is obtained at the end of an opening movement. This is done by measuring and evaluating currents and / or voltages of an armature winding. This information is used to modify a drive of the solenoid valve in the same cycle or in subsequent cycles due to the obtained impact information. In particular, the process of opening the solenoid valve is evaluated and set. For example, a voltage can be applied to the armature winding and the current of the armature winding can be measured. Or conversely, a current can be embossed into the armature winding, and the voltage of the armature winding can be determined. This procedure is also possible if the activation of the armature involves a ramp-like course of voltages or currents.

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.Hereinafter, the stroke stop of the armature when opening the solenoid valve is also referred to as an upper stroke stop, and correspondingly when closing also as a lower stroke stop.

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.Solenoid valves for fuel injection can be subdivided, for example, into two groups. A first group has a fixed system of armature and valve needle, that is, both elements are only movable together. In a second group, the movement of the valve needle is only partially necessarily coupled to the movement of the magnet armature, so that during an opening movement of the solenoid valve, the armature is moved against a stroke stop, but the valve needle can swing beyond this stop point and then again by spring force rebounding on the anchor. In particular, the movement of the magnet armature changes the magnetic field generated by the armature winding. Therefore, for example, an impact of the armature on the stroke stop can be determined by evaluating an armature current or an armature voltage. Thus, a sudden change in the armature movement becomes measurable. From the obtained electrical signals can therefore be deduced the time and strength of the anchor impact.

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.In solenoid valves, where the valve needle is partially movable independently of the armature (so-called anchor free travel), can use a further information. Depending on a velocity of the anchor to the top Stroke stop swings the valve needle beyond the upper stroke stop and is finally pushed back onto the anchor by a spring. At the moment of impact of the valve needle on the armature, this undergoes a mechanical impulse and is moved a small distance in an opposite direction, before being pulled again by the magnetic field to the upper stroke stop. The movement of the armature and the acceleration occurring lead to a change in the magnetic field of the armature winding and consequent changes in the electrical signals at the armature winding. The thus obtained impact information of the armature and the valve needle are used together or alternatively, to subsequently change the control of the armature winding. This change may relate to the remaining course of a current opening and closing cycle of the solenoid valve, and / or subsequent opening and closing cycles.

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.Furthermore, it is proposed that a change in the control takes place only so far that an impact information can still be obtained. In this way, the inventive method remains controllable. The stroke stop of the armature or the rebounding of the needle onto the armature produce changes in the electrical signals of the armature winding. These changes are all the weaker, the lower the speed of the armature, or the valve needle is. Therefore, it is not possible to arbitrarily lower the speed with which the upper stroke stop is reached. Because the characteristic in the armature winding electrical signals also decreases with decreasing impact velocity and eventually disappears, a very slow impact of the armature on the upper stroke stop can no longer be distinguished from incomplete opening of the solenoid valve. Therefore, a first switch-on (boost phase) is designed at least so strong that the impact of the armature on the upper stroke stop in the signals of the armature winding is still recognizable. At the latest when neither the impact of the armature on the upper stroke stop nor the rebound of the valve needle to the armature detectable electrical signals, the control of the armature winding is not further reduced, but instead slightly increased again. This relates in particular to modifications of the drive, which are derived from observation of several preceding opening and closing cycles.

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.The inventive method is particularly advantageous if the impact velocity of the armature on the stroke stop and / or the valve needle at the anchor is successively reduced until it reaches a limit. This is easy to implement in terms of control engineering. The limit value may mean, for example, that just a usable impact information can still be obtained. In addition, it may be useful to detect the time of a control start of the solenoid valve with. In this way, a time delay between the control start and the time of the upper stroke stop of the armature can be determined. This size provides an additional way to assess the performance of the solenoid valve.

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.Additionally or alternatively, it is proposed that an overshoot of the valve needle after the impact of the armature on the stroke stop is successively reduced until it reaches a limit. This is easy to implement in terms of control engineering.

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.An embodiment of the invention provides that a subsequent activation of a preceding period of time between the time of impact of the armature on the stroke stop and the time of impact of the valve needle at the anchor depends. It is therefore proposed a kind of iterative method, which can optimize the operation of the solenoid valve continuously. Also, due to several preceding opening and closing cycles, for example, averaged information can be obtained which is used for an altered presetting for subsequent opening and closing cycles. This improves the reliability of the method according to the invention.

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.Furthermore, the inventive method provides that the period between the time of impact of the armature on the stroke stop and the time of impact of the valve needle at the armature is successively reduced until it reaches a limit. The overshoot of the valve needle depends on the strength and duration (so-called flight or overtravel) from the control of the armature winding. The control can be changed in individual steps to approximate the limit as closely as possible. In particular, a knowledge of this period can be used to gradually reduce the noise emission of the solenoid valve on.

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.The inventive method works better when the drive has a phase with a comparatively low current level, which serves to keep the valve needle in the open position, and that the current level, the drive duration and / or the start of this phase depends on the impact information. It is based on the consideration that the solenoid valve in a first activation phase requires a particularly high energy to accelerate the armature and press against the upper stroke stop. For a remainder of the opening interval, however, only a comparatively low holding energy is needed. It is favorable, the amount of this holding energy (current level) of a previously obtained impact information to make dependent. Too early or too strong a supply of holding energy (Wiederbestromung), the velocity of attack of the anchor at the upper stroke stop may increase, too late or too weak re-energization may lead to a falling back and re-striking the anchor. The inventive measures it is achieved that the armature winding is not unnecessarily burdened nor the risk that the armature falls from its upper stroke stop and the valve at least partially turns away from the reached opening position.

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.An embodiment of the method provides that an optimal control is extrapolated on the basis of previously acquired information. As a result, it is possible by means of measurement-based extrapolations to produce optimum control systems which on the one hand no longer provide any impact information but on the other hand still effect a safe opening and keeping the solenoid valve open. As is known in mathematics and engineering, extrapolations use two or more measurement or function values from a saved interval to estimate a history for an unsecured interval. In the method according to the invention, the unsecured interval means an area without sufficient impact information.

Nachfolgend werden beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigen:Hereinafter, exemplary embodiments of the invention will be explained with reference to the drawings. In the drawing show:

1 eine schematische Darstellung eines Magnetventils in einer Schnittansicht; 1 a schematic representation of a solenoid valve in a sectional view;

2 das Magnetventil nach 1 in einer geöffneten Stellung; 2 the solenoid valve after 1 in an open position;

3 einen Zeitverlauf einer Auslenkung einer Ventilnadel des Magnetventils; und 3 a time course of a deflection of a valve needle of the solenoid valve; and

4 drei Ankerstromkurven und dazu gehörende Kurven zu Auslenkungen der Ventilnadel. 4 three armature current curves and associated curves to deflections of the valve needle.

Es werden für funktionsäquivalente Elemente und Größen in allen Figuren auch bei unterschiedlichen Ausführungsformen die gleichen Bezugszeichen verwendet.The same reference numerals are used for functionally equivalent elements and sizes in all figures, even in different embodiments.

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. 1 shows schematically some elements of a solenoid valve 10 as it does as an injector in an injector 11 can be used for direct fuel injection of an internal combustion engine. Present is the solenoid valve 10 closed. Shown is an armature winding 12 with an anchor 14 , which when energized in the armature winding 12 is pulled. The anchor 14 is in its movement by a lower stroke stop 16 as well as an upper stroke stop 18 limited. With closed solenoid valve 10 is the anchor 14 on the lower stroke stop 16 on. Through an axial hole in the anchor 14 is a valve needle 20 guided, which at its upper end in the drawing with a disc-shaped plate 22 connected is. On this acts a coil spring 24 and acts on the valve needle 20 thus in the closing direction.

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.At the lower end of the injector in the drawing 11 is a valve seat 26 arranged. An outlet opening 28 is at the valve seat 26 resting valve needle 20 locked. Other elements of the solenoid valve 10 , such as fuel channels, are not shown. All movements happen in one on the 1 related vertical direction. Symbolically represented is still a control and / or regulating device 27 with a computer program 29 and an electrical storage medium 31 ,

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.When the armature winding is energized 12 becomes the anchor 14 moved upward by a forming magnetic field with respect to the drawing. He first encounters the disk-shaped plate 22 and takes it together with the valve needle 20 against the force of the coil spring 24 With. The movement of the anchor 14 ends at the upper stroke stop 18 as in the following 2 shown. Depending on a height of the armature winding 12 flowing armature current, the movement takes place so fast that the valve needle 20 and the plate 22 due to their inertia by a small amount briefly over the upper stroke stop 18 of the anchor 14 swing out. However, this is not shown in the drawing.

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. 2 shows the solenoid valve 10 from 1 in an open position. The armature winding 12 is energized and holds the anchor 14 at the upper stroke stop 18 firmly. The dish 22 and the valve needle 20 be from the anchor 14 entrained and give the outlet opening 28 free. This is an amount of fuel 30 discontinued.

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. 3 shows a timing diagram of a deflection 32 ("Hub") of the valve needle 20 of the solenoid valve 10 during the opening phase. The abscissa 34 marks the time, the ordinate marks the deflection 32 , At the bottom left of the diagram, near the coordinate origin, is a point in time 36 for a deflection start of the solenoid valve 10 entered. Based on this, a roughly rectilinear and steeply ascending course shows 38 the deflection 32 descriptive curve a first phase of movement of the solenoid valve 10 , A dashed horizontal line 40 in the upper part of the diagram identifies the upper stroke stop 18 the anchor movement. The first time reaching the upper stroke stop 18 takes place at a time 42 ,

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.It can be seen that the movement of the valve needle 20 over the upper stroke stop 18 of the anchor 14 a measure 44 continues, then reverses and at a time 46 on the anchor 14 bounces back. In this case, the kinetic energy of the rebounding valve needle transmits 20 on the anchor 14 so that below both by one measure 48 from the upper stroke stop 18 pressed back until the anchor 14 in the further course 49 by magnetic force again against the upper stroke stop 18 is pressed. At about a time 50 ends an opening phase of the solenoid valve 10 , and it will be the energization of the armature winding 12 changed or turned off, leaving itself for the right of it lying part 52 the curve a closing of the solenoid valve 10 results.

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.At the time 42 bounces the anchor 14 on the upper stroke stop 18 on, resulting in a strong negative acceleration of the anchor 14 results, as well as a change in the voltages and / or currents of the armature winding 12 , Likewise, the anchor becomes 12 - driven by the bouncing valve needle back 20 - at the time 46 again negatively accelerated, which also causes a change in the voltages and / or currents of the armature winding 12 established. Like from the 3 can be seen, this second acceleration process of the armature 14 a bit weaker. A difference measure 54 describes a "time of flight" or "overstroke" of the valve needle 20 while she's off anchor 14 lifts and over the upper stroke stop 18 goes out fast.

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. 4 shows two overlapping timing diagrams. In an upper diagram are three curves for currents 56 . 58 and 60 the armature winding 12 shown. In a lower diagram are three associated curves 62 . 64 and 66 for the deflection of the valve needle 20 shown. Both diagrams are not scaled on their time axis "t", but have a same time scale. The different curves 56 . 58 and 60 respectively. 62 . 64 and 66 describe different types of control. The curves 60 and 66 - This has been said - concern the present invention in particular.

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.First to the course according to the curves 56 and 62 : Starting from a tax start at the time 68 in the upper diagram the current increases 56 during a first drive phase (boost phase) steep and approximately ramp-shaped. After passing through a maximum value 57 the electricity falls 56 from and reached at a time 70 the value zero. The amount of energy supplied in the armature winding 12 was set so that in the lower graph with the curve 62 gives a ballistic limit curve. Starting from a closed solenoid valve 10 the valve needle moves 20 from one point in time 36 in the direction of an open state. According to the course of the current shown in the upper diagram 56 becomes the corresponding curve after an initially steep rise in the second diagram 62 flatter until at one time 72 the upper stroke stop 18 of the anchor 14 touched, wherein the contact force is approximately zero. Then the valve needle drops 20 together with the anchor 14 again and again at a time 74 back to the closed state.

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.Now to the curves 58 and 64 : The current 58 of the upper diagram shows an energization of the armature winding 12 According to the state of the art. Starting from a control start at the time 68 the current rises 58 In about straight with a steep ramp to a maximum 59 at. He then drops to a current level in two stages 76 from. The current level 76 characterizes a mean holding current. At a time 78 becomes the electricity 58 completely switched off. The lower diagram shows the associated course of the deflection in a curve 64 , According to the previous high current flow is the deflection of the valve needle 20 especially strong. When reaching the upper stroke stop 18 remains the anchor 14 jerky, but the valve needle moves 20 up to a maximum 80 further. After passing through the maximum 80 the valve needle drops 20 on the upper stroke stop 18 of the anchor 14 back. The holding current set in the upper diagram below suffices in the lower diagram for the valve needle 20 to hold in the open position. As a result of the shutdown of the holding current at the time 78 the curve moves 64 then also closed towards it, taking this state at the time 79 reached.

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.The third course of the stream 60 describes a drive according to the invention. The maximum shown in the lower diagram 84 the curve 66 is compared to the maximum 80 of the prior art, much lower. It is only slightly above the upper stroke stop 18 of the anchor 14 and depends on the speed of the anchor 14 when reaching the upper stroke stop 18 from. Accordingly, there is also a reduced operating noise of the solenoid valve 10 , The necessary energization of the armature winding runs in a first activation phase from the time 68 roughly equal to the ballistic limit of the curve 62 , This is a maximum 61 the armature current between the maximum value 57 the armature current of the ballistic limit curve and the maximum value 59 the armature current of the prior art. At the time 86 So, a little later than in the ballistic borderline, the electricity goes 60 in the inventive control back to zero. At the time 88 the current rises 60 from zero to a value of the holding current. To close the solenoid valve 10 After some time, the holding current is switched off and reached at the time 82 the value zero. Accordingly, the curve goes in the lower diagram 66 also back in the closed direction. This condition will be around at the time 90 reached. All three curves 62 . 64 and 66 is common that they are due to physical laws regarding the associated currents 56 . 58 and 60 each delayed.

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.This behavior is achieved by supplying current in a first step similar to the curve 58 (Prior art) is realized. Then in a second step, the on the winding 12 applied voltage and / or current signal evaluated to provide information about the movement end of the armature 14 and the valve needle 20 in particular on the timing and strength of the stop at the stop 18 , etc. ("impact information"). Impact information may also include the flight duration described above 54 which in turn can be characterized by very different parameters.

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.Depending on the information obtained, the drive signal is changed in a third step so that the strength of the impact decreases slightly. This procedure is repeated for subsequent actuations until the strength of the stop of the anchor at the stop 18 is just still detectable in the voltage and / or current signal, which is determined by a predetermined limit for the considered impact information. The impact speed is thus reduced successively. The drive signal thus obtained, according to the curve 60 in 4 , then at least until the next iteration for the control of the solenoid valve 10 used.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 10249161 B3 [0002] DE 10249161 B3 [0002]
  • DE 19708104 A1 [0002] DE 19708104 A1 [0002]
  • DE 19834405 B4 [0002] DE 19834405 B4 [0002]
  • DE 102008007206 A1 [0002] DE 102008007206 A1 [0002]

Claims (11)

Verfahren zum Betreiben eines Magnetventils (10), insbesondere Einspritzventils einer Kraftstoffeinspritzanlage, wobei das Magnetventil (10) ein Ventilelement aufweist, welches eine Ventilnadel (20) und einen mittels eines Elektromagneten bewegbaren Anker (14) umfasst, wobei eine Öffnungsbewegung des Ankers (14) durch einen Hubanschlag (18) begrenzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Information über das Bewegungsende (Aufprallinformation) des Ankers (14) und/oder der Ventilnadel (20) am Ende einer Öffnungsbewegung durch eine Auswertung der Ströme und/oder Spannungen einer Ankerwicklung (12) gewonnen wird, und dass eine nachfolgende Ansteuerung von der gewonnenen Aufprallinformation abhängt.Method for operating a solenoid valve ( 10 ), in particular injection valve of a fuel injection system, wherein the solenoid valve ( 10 ) has a valve element which has a valve needle ( 20 ) and a movable by means of an electromagnet armature ( 14 ), wherein an opening movement of the armature ( 14 ) by a stroke stop ( 18 ) is limited, characterized in that an information about the end of movement (impact information) of the armature ( 14 ) and / or the valve needle ( 20 ) at the end of an opening movement by an evaluation of the currents and / or voltages of an armature winding ( 12 ), and that subsequent drive depends on the obtained impact information. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Änderung der Ansteuerung nur soweit erfolgt, dass noch eine Aufprallinformation erhalten werden kann.A method according to claim 1, characterized in that a change in the control takes place only to the extent that even an impact information can be obtained. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufprallgeschwindigkeit des Ankers (14) am Hubanschlag (18) und/oder der Ventilnadel (20) am Anker (14) sukzessive reduziert wird, bis sie einen Grenzwert erreicht.A method according to claim 1 or 2, characterized in that the impact velocity of the armature ( 14 ) at the stroke stop ( 18 ) and / or the valve needle ( 20 ) at the anchor ( 14 ) is gradually reduced until it reaches a threshold. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Überschwingen der Ventilnadel (20) nach dem Aufprall des Ankers (14) am Hubanschlag (18) sukzessive reduziert wird, bis es einen Grenzwert erreicht.Method according to one of claims 2 or 3, characterized in that overshoot of the valve needle ( 20 ) after the impact of the anchor ( 14 ) at the stroke stop ( 18 ) is successively reduced until it reaches a threshold. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine nachfolgende Ansteuerung von einem vorhergehenden Zeitraum zwischen dem Zeitpunkt (42) des Aufpralls des Ankers (14) am Hubanschlag (18) und dem Zeitpunkt (46) des Aufpralls der Ventilnadel (20) am Anker (14) abhängt.Method according to one of claims 2 to 4, characterized in that a subsequent activation of a preceding period between the time ( 42 ) of the impact of the anchor ( 14 ) at the stroke stop ( 18 ) and the time ( 46 ) of the impact of the valve needle ( 20 ) at the anchor ( 14 ) depends. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Zeitraum zwischen dem Zeitpunkt (42) des Aufpralls des Ankers (14) am Hubanschlag (18) und dem Zeitpunkt (46) des Aufpralls der Ventilnadel (20) am Anker (14) sukzessive reduziert wird, bis er einen Grenzwert erreicht.A method according to claim 5, characterized in that the period between the time ( 42 ) of the impact of the anchor ( 14 ) at the stroke stop ( 18 ) and the time ( 46 ) of the impact of the valve needle ( 20 ) at the anchor ( 14 ) is successively reduced until it reaches a threshold. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerung eine Phase mit vergleichsweise niedrigem Stromniveau (76) aufweist, welches dazu dient, die Ventilnadel (20) in der geöffneten Position zu halten, und dass das Stromniveau (76), die Ansteuerdauer und/oder der Ansteuerbeginn dieser Phase von der Aufprallinformation abhängt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the activation of a phase with a comparatively low current level ( 76 ), which serves the valve needle ( 20 ) in the open position, and that the current level ( 76 ), the activation duration and / or the start of the activation of this phase depends on the impact information. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine optimale Ansteuerung auf der Basis vorher erfasster Informationen extrapoliert wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that an optimal control is extrapolated on the basis of previously acquired information. Computerprogramm (29), dadurch gekennzeichnet, dass es zur Anwendung in einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche programmiert ist.Computer program ( 29 ), characterized in that it is programmed for use in a method according to one of the preceding claims. Elektrisches Speichermedium (31) für eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung (27) einer Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass auf ihm ein Computerprogramm (29) zur Anwendung in einem Verfahren der Ansprüche 1 bis 8 abgespeichert ist.Electric storage medium ( 31 ) for a control and / or regulating device ( 27 ) of an internal combustion engine, characterized in that a computer program ( 29 ) is stored for use in a method of claims 1 to 8. Steuer- und/oder Regeleinrichtung (27), für eine Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass sie zur Anwendung in einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 programmiert ist.Control and / or regulating device ( 27 ), for an internal combustion engine, characterized in that it is programmed for use in a method according to one of claims 1 to 8.
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010041880A1 (en) * 2010-10-01 2012-04-05 Continental Automotive Gmbh Determining the ballistic trajectory of an electromagnetically driven armature of a Spulenaktuators
ITRM20120507A1 (en) * 2012-10-19 2014-04-20 Politecnico Di Bari OPTICAL SYSTEM FOR THE MEASUREMENT OF THE MOVEMENT OF A MOBILE BODY DENIED IN A FLUIDO
DE102014203538A1 (en) 2014-02-27 2015-08-27 Robert Bosch Gmbh Method for noise-reducing control of switchable valves, in particular injection valves of an internal combustion engine of a motor vehicle
EP2955365A1 (en) * 2013-02-08 2015-12-16 Hitachi Automotive Systems, Ltd. Drive device for fuel injection device
DE102015207274A1 (en) 2015-04-22 2016-10-27 Robert Bosch Gmbh Method for noise-reducing control of switchable valves, in particular injection valves of an internal combustion engine of a motor vehicle
EP3029309A4 (en) * 2013-07-29 2017-03-08 Hitachi Automotive Systems, Ltd. Drive device for fuel injection device, and fuel injection system
WO2017194266A1 (en) * 2016-05-12 2017-11-16 Continental Automotive Gmbh Method and device for actuating a solenoid valve
DE102016218515A1 (en) 2016-09-27 2018-03-29 Robert Bosch Gmbh Method for controlling switchable valves, in particular injection valves of an internal combustion engine of a motor vehicle
DE102016108711B4 (en) * 2015-05-15 2021-02-11 Keihin Corporation Fuel injection control device

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19708104A1 (en) 1997-02-28 1998-09-03 Bosch Gmbh Robert magnetic valve
DE10249161B3 (en) 2002-10-22 2004-01-29 Robert Bosch Gmbh Device for setting an armature stroke of a solenoid valve
DE19834405B4 (en) 1998-07-30 2007-04-05 Robert Bosch Gmbh Method of estimating a needle lift of a solenoid valve
DE102008007206A1 (en) 2007-11-09 2009-05-14 Robert Bosch Gmbh Method for controlling a solenoid valve

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19708104A1 (en) 1997-02-28 1998-09-03 Bosch Gmbh Robert magnetic valve
DE19834405B4 (en) 1998-07-30 2007-04-05 Robert Bosch Gmbh Method of estimating a needle lift of a solenoid valve
DE10249161B3 (en) 2002-10-22 2004-01-29 Robert Bosch Gmbh Device for setting an armature stroke of a solenoid valve
DE102008007206A1 (en) 2007-11-09 2009-05-14 Robert Bosch Gmbh Method for controlling a solenoid valve

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010041880B4 (en) 2010-10-01 2022-02-03 Vitesco Technologies GmbH Determining the ballistic trajectory of an electromagnetically driven armature of a coil actuator
DE102010041880A1 (en) * 2010-10-01 2012-04-05 Continental Automotive Gmbh Determining the ballistic trajectory of an electromagnetically driven armature of a Spulenaktuators
US9448260B2 (en) 2010-10-01 2016-09-20 Continental Automotive Gmbh Ascertaining the ballistic trajectory of an electromagnetically driven armature of a coil actuator
ITRM20120507A1 (en) * 2012-10-19 2014-04-20 Politecnico Di Bari OPTICAL SYSTEM FOR THE MEASUREMENT OF THE MOVEMENT OF A MOBILE BODY DENIED IN A FLUIDO
WO2014060799A1 (en) * 2012-10-19 2014-04-24 Politecnico Di Bari Optical system for the measurement of the displacement of a movable body drowned in a fluid
EP2955365A1 (en) * 2013-02-08 2015-12-16 Hitachi Automotive Systems, Ltd. Drive device for fuel injection device
EP2955365A4 (en) * 2013-02-08 2016-08-24 Hitachi Automotive Systems Ltd Drive device for fuel injection device
US9926874B2 (en) 2013-07-29 2018-03-27 Hitachi Automotive Systems, Ltd. Drive device for fuel injection device, and fuel injection system
US10961935B2 (en) 2013-07-29 2021-03-30 Hitachi Automotive Systems, Ltd. Drive device for fuel injection device, and fuel injection system
EP3029309A4 (en) * 2013-07-29 2017-03-08 Hitachi Automotive Systems, Ltd. Drive device for fuel injection device, and fuel injection system
EP3597899A1 (en) * 2013-07-29 2020-01-22 Hitachi Automotive Systems, Ltd. Drive device for fuel injection device, and fuel injection system
CN107605635A (en) * 2013-07-29 2018-01-19 日立汽车***株式会社 The drive device of fuel injection device
JP2015161412A (en) * 2014-02-27 2015-09-07 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツングRobert Bosch Gmbh Control method of selector valve, computer program capable of executing the method; storage medium where the computer program is stored; and electronic control device containing the storage medium
DE102014203538A1 (en) 2014-02-27 2015-08-27 Robert Bosch Gmbh Method for noise-reducing control of switchable valves, in particular injection valves of an internal combustion engine of a motor vehicle
DE102015207274A1 (en) 2015-04-22 2016-10-27 Robert Bosch Gmbh Method for noise-reducing control of switchable valves, in particular injection valves of an internal combustion engine of a motor vehicle
DE102016108711B4 (en) * 2015-05-15 2021-02-11 Keihin Corporation Fuel injection control device
WO2017194266A1 (en) * 2016-05-12 2017-11-16 Continental Automotive Gmbh Method and device for actuating a solenoid valve
DE102016218515A1 (en) 2016-09-27 2018-03-29 Robert Bosch Gmbh Method for controlling switchable valves, in particular injection valves of an internal combustion engine of a motor vehicle

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