DE102016208197A1

DE102016208197A1 - Verfahren zum Ansteuern eines Magnetventils

Info

Publication number: DE102016208197A1
Application number: DE102016208197.7A
Authority: DE
Inventors: Stephan Rittler
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2016-05-12
Filing date: 2016-05-12
Publication date: 2017-11-16

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ansteuern eines Magnetventils eines Kraftstoffversorgungssystems einer Brennkraftmaschine, wobei eine Vergleichszeitdauer (∆tV) ermittelt wird, die nötig ist, bis bei einem Anlegen einer Spannung an eine Magnetspule des Magnetventils ein Strom (I) in der Magnetspule einen vorgegebenen Schwellwert (I'B) erreicht, und wobei für nachfolgende Ansteuerungen des Magnetventils ein Stromprofil (P) in Abhängigkeit von der ermittelten Vergleichszeitdauer (∆tV) verwendet wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ansteuern eines Magnetventils eines Kraftstoffversorgungssystems einer Brennkraftmaschine sowie eine Recheneinheit und ein Computerprogramm zu dessen Durchführung.
Stand der Technik
Saugventile mit einem frei beweglichen Ventilkolben können in Kombination mit Kolbenpumpen als Hochdruckpumpen eingesetzt werden, um Kraftstoff bis zu einem gewünschten Druckwert, dem sog. Raildruck, zu verdichten und in einen Hochdruckspeicher (Common-Rail) weiterzuleiten. Das Saugventil öffnet im Saughub des Kolbens und lässt Kraftstoff nachfließen und kann im Kompressionshub des Kolbens so angesteuert werden, dass es schließt, um den Kraftstoff nicht in den Niederdruck abfließen zu lassen.
Aus der DE 10 2013 201 974 A1 ist bspw. ein Saugventil bekannt, bei dem ein elektrisches Schaltventil verwendet wird, um den Weg für den Kraftstoff aus dem Niederdruckbereich in das Fördervolumen der Hochdruckpumpe zu öffnen oder zu schließen.
Offenbarung der Erfindung
Erfindungsgemäß werden ein Verfahren zum Ansteuern eines Magnetventils sowie eine Recheneinheit und ein Computerprogramm zu dessen Durchführung mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren dient zum Ansteuern eines Magnetventils eines Kraftstoffversorgungssystems einer Brennkraftmaschine. Hierbei wird eine Vergleichszeitdauer ermittelt, die nötig ist, bis bei einem Anlegen einer Spannung an eine Magnetspule des Magnetventils ein Strom in der Magnetspule einen vorgegebenen Wert erreicht. Für nachfolgende Ansteuerungen des Magnetventils wird dann ein Stromprofil in Abhängigkeit von der ermittelten Vergleichszeitdauer verwendet.
Bei Magnetventilen in Kraftstoffversorgungssystemen einer Brennkraftmaschine ist oftmals eine zeitgenaue Ansteuerung bzw. eine zeitgenaue Öffnung des Magnetventils wünschenswert, um möglichst genau eine gewünschte Kraftstoffmenge zu fördern oder zuzumessen. Da bei solchen Magnetventilen Ansteuerparameter, also bspw. der Strom, auch von der Temperatur und damit dem Widerstand der Magnetspule des Magnetventils abhängen, um bspw. einen gewünschten Öffnungszeitpunkt zu erreichen, werden die Ansteuerparameter üblicherweise dahingehend ausgelegt, dass auch ein bspw. aufgrund hoher Temperatur bzw. hohem Widerstand der Magnetspule langsam öffnendes Magnetventil rechtzeitig öffnet. Eine solche Erhöhung der Temperatur und damit des Widerstands der Magnetspule kann nicht nur durch äußere Temperatureinflüsse, sondern insbesondere auch durch die Bewegung von Komponenten des Magnetventils, bspw. des Magnetankers, und damit einhergehender Reibung hervorgerufen werden. Dies kann jedoch, gerade bei niedriger Temperatur bzw. bei niedrigem Widerstand zu unnötig hohem Energieverbrauch und unnötigem Wärmeeintrag in die Magnetspule führen.
Das vorgeschlagene Verfahren macht sich nun zunutze, dass ein Anstieg des Stroms in der Magnetspule in Folge des Anlegens einer Spannung zumindest im Wesentlichen einem Sättigungsverhalten gemäß einer Exponentialfunktion folgt. Die Steigung hängt dabei unter anderem vom Widerstand und damit von der Temperatur der Magnetspule ab. Je kleiner der Widerstand, desto schneller steigt der Strom an, und je höher der Widerstand, desto langsamer steigt der Strom an. Die Zeitdauer, die benötigt wird, bis der Strom in der Magnetspule bei Anlegen einer Spannung einen bestimmten Schwellwert erreicht hat, hier als Vergleichszeitdauer bezeichnet, ist demnach ein Maß für den Widerstand bzw. die Temperatur der Magnetspule. Wenn nun in Abhängigkeit von dieser Vergleichszeitdauer, und damit auch abhängig vom Widerstand der Magnetspule, ein entsprechendes Stromprofil verwendet wird oder ein Stromprofil entsprechend angepasst wird, muss nicht ein Stromprofil verwendet werden, dass auf den höchsten auftretenden Widerstand abstellt, sondern es kann individuell auf den aktuellen Widerstand reagiert werden. Bspw. durch die Wahl niedriger Ströme oder kürzerer Ansteuerdauern kann auf diese Weise zum einen Energie eingespart und zum anderen ein übermäßiger Energie- bzw. Wärmeeintrag in die Spule vermieden werden.
Vorzugsweise umfasst das Stromprofil einen Wert für einen Anzugsstrom und einen Wert für einen darauffolgenden Haltestrom, und insbesondere einen Wert für einen vorausgehenden Booststrom. Der Wert kann insbesondere ein Effektivwert oder Sollwert sein. Bei Magnetventilen ist es zweckmäßig, wenn zunächst ein sog. Anzugsstrom, d.h. ein Strom mit einem bestimmten Anzugsstromwert, verwendet wird, um das Magnetventil bspw. zunächst zu öffnen, d.h. bspw. den Magnetanker anzuheben. Sobald das Magnetventil dann geöffnet ist, kann es ausreichend sein, wenn ein sog. Haltestrom, der einen geringeren Wert als der Anzugsstrom aufweist, verwendet wird, da nunmehr das Magnetventil lediglich offengehalten werden muss. Denkbar ist dabei auch die Verwendung eines sog. Booststroms vor dem Anzugsstrom, d.h. eines Stroms mit einem höheren Wert als der Anzugsstrom, zum initialen Anheben des Magnetankers. Auf diese Weise kann ein noch schnelleres bzw. effektiveres Öffnen des Magnetventils erreicht werden. Während der jeweiligen Phasen, d.h. während der Anzugsphase mit dem Anzugsstrom, der Haltephase mit dem Haltestrom und ggf. der Boostphase mit dem Booststrom, kann der Strom dann bspw. mittels einer sog. Zweipunkt-Regelung auf dem jeweiligen Wertgehalten werden.
Vorteilhafterweise umfasst das Stromprofil eine von der ermittelten Vergleichszeitdauer abhängige Zeitdauer für das Erzeugen des Anzugsstroms und/oder für das Erzeugen des Booststroms. Bei kürzerer Zeitdauer und damit kleinerem Widerstand der Magnetspule kann sich ein nötiger oder gewünschter Wert des Boost- bzw. Anzugsstroms und damit auch eine Magnetisierung der Magnetspule schneller einstellen, sodass insgesamt eine kürzere Zeitdauer des betreffenden Stroms ausreichend ist, um das Magnetventil zu öffnen.
Es ist von Vorteil, wenn das Stromprofil einen von der ermittelten Vergleichszeitdauer abhängigen Sollwert oder Effektivwert des Anzugsstroms und/oder des Booststroms und/oder des Haltestroms umfasst. Bei kürzerer Zeitdauer und damit kleinerem Widerstand der Magnetspule kann sich ein nötiger oder gewünschter Wert des Boost- bzw. Anzugsstroms und damit auch eine Magnetisierung der Magnetspule schneller einstellen, sodass bspw. ein nötiger Strom in der Magnetspule, um das Magnetventil zu öffnen, bei einem niedrigeren Maximalwert des Stroms, der einzustellen ist, erreicht wird, als bei einem höheren Widerstand der Magnetspule.
Vorzugsweise entspricht der vorgegebene Schwellwert des Stroms einem Wert des Anzugsstroms oder des Booststroms des Stromprofils oder eines Vergleichsstromprofils, d.h. die Vergleichszeitdauer wird während des Erzeugens des Anzugsstroms oder des Booststroms ermittelt. Zweckmäßigerweise kann dabei der dem Booststrom entsprechende Wert gewählt werden, sofern ein Booststrom in dem Stromprofil verwendet wird, andernfalls kann der dem Anzugsstrom entsprechende Wert verwendet werden. Insbesondere wird die Vergleichszeitdauer während der ersten Stromphase während des Anlegens der Spannung ermittelt, insbesondere während des ersten Ansteigens des Stroms. Bei dem jeweiligen Wert kann es sich bspw. um den Sollwert oder Effektivwert des entsprechenden Stroms handeln, bspw. aber auch um einen davon abweichenden, größeren oder kleineren Hysteresewert, wenn bspw. eine Zweipunkt-Regelung verwendet wird. Es ist jedoch auch denkbar, dass nur zur Ermittlung der Vergleichszeitdauer ein Booststrom, dann bspw. im Rahmen eines Vergleichsstromprofils, verwendet wird, für spätere Ansteuerungen hingegen nicht mehr. Auf diese Weise kann besonders schnell und einfach ein Maß für den Widerstand der Magnetspule ermittelt werden.
Vorteilhafterweise wird die Vergleichszeitdauer bei einem Start der Brennkraftmaschine und insbesondere zusätzlich ein oder mehrere Male während eines Betriebs der Brennkraftmaschine ermittelt. Für eine Ermittlung während des Betriebs ist es dabei zweckmäßig, die Vergleichszeitdauer in vorgegebenen, zeitlichen Abständen wiederholt zu ermitteln. Bei einem Start der Brennkraftmaschine kann in der Regel davon ausgegangen werden, dass die Temperatur der Magnetspule Umgebungstemperatur entspricht. Denkbar ist hierbei auch, dass eine vorangehende Standzeit der Brennkraftmaschine berücksichtigt wird. Eine solche Vergleichszeitdauer kann dann bspw. als Anfangswert zur Auswahl bzw. Anpassung des Stromprofils verwendet werden. Im Laufe des Betriebs können sich die Temperatur und damit der Widerstand der Magnetspule erhöhen, sodass hier eine laufende Anpassung vorgenommen werden kann.
Es ist von Vorteil, wenn als Magnetventil ein elektrisches Saugventil einer Hochdruckpumpe verwendet wird. Eine solche Hochdruckpumpe wird bspw. zum Fördern von Kraftstoff aus einem Niederdruckbereich über ein Fördervolumen der Hochdruckpumpe in einen Hochdruckspeicher verwendet. Bei einem solchen Saugventil ist in der Regel eine Wegbegrenzung für einen Ventilkolben, der den Niederdruckbereich von dem Fördervolumen der Hochdruckpumpe trennt, vorgesehen, wobei die Wegbegrenzung mittels einer Magnetspule oder eines Elektromagneten zwischen einer ersten Stellung, bei der der Ventilkolben nicht schließbar ist, und einer zweiten Stellung, bei der der Ventilkolben schließbar ist, verstellbar ist. Bei einem solchen Saugventil besteht in der Regel keine mechanische Verbindung zwischen der Wegbegrenzung, bei der es sich bspw. um einen Magnetanker handeln kann, und dem Ventilkolben. Eine mechanische Feder kann eine mechanische Federkraft auf den Magnetanker ausüben und diesen in einer Grundposition halten. Durch Bestromen der Magnetspule wird eine Position des Magnetankers relativ zu der Magnetspule verändert, insbesondere entgegen der Federkraftwirkung der mechanischen Feder, so dass die Wegbegrenzung von der ersten Stellung zur zweiten Stellung wechselt. Dies bedeutet, dass das Saugventil im stromlosen Zustand in der Regel geöffnet ist und nur im bestromten Zustand ein vollständiges Schließen möglich ist, sofern ein Druck auf den Ventilkolben ausgeübt wird. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass zwar bei einer Ansaugphase der Hochdruckpumpe Kraftstoff aus dem Niederdruckbereich in das Fördervolumen der Hochdruckpumpe gesaugt wird, jedoch Kraftstoff nur dann während einer Kompressionsphase vom Fördervolumen in den Hochdruckspeicher gefördert wird, wenn das Saugventil vollständig geschlossen ist. Andernfalls wird während einer Kompressionsphase Kraftstoff zurück in den Niederdruckbereich gefördert. Da über den Zeitpunkt, zu dem das Saugventil schließt, die Fördermenge bestimmt wird, ist gerade hier eine genaue Einstellung des Schließzeitpunkts vorteilhaft, was mit dem vorgeschlagenen Verfahren erreicht werden kann.
Eine erfindungsgemäße Recheneinheit, z.B. ein Steuergerät eines Kraftfahrzeugs, ist, insbesondere programmtechnisch, dazu eingerichtet, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen.
Auch die Implementierung des Verfahrens in Form eines Computerprogramms ist vorteilhaft, da dies besonders geringe Kosten verursacht, insbesondere wenn ein ausführendes Steuergerät noch für weitere Aufgaben genutzt wird und daher ohnehin vorhanden ist. Geeignete Datenträger zur Bereitstellung des Computerprogramms sind insbesondere magnetische, optische und elektrische Speicher, wie z.B. Festplatten, Flash-Speicher, EEPROMs, DVDs u.a.m. Auch ein Download eines Programms über Computernetze (Internet, Intranet usw.) ist möglich.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt schematisch ein Kraftversorgungssystem einer Brennkraftmaschine mit einer Hochdruckpumpe mit einem elektrischen Saugventil, bei dem ein erfindungsgemäßes Verfahren durchführbar ist.
2 zeigt schematisch eine Hochdruckpumpe mit elektrischem Saugventil, bei dem ein erfindungsgemäßes Verfahren durchführbar ist.
3 zeigt einen Stromverlauf bei der Ansteuerung eines Magnetventils im Rahmen eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
Ausführungsform(en) der Erfindung
In 1 ist schematisch ein Kraftstoffversorgungssystem 10 einer Brennkraftmaschine 40 gezeigt. Dieses umfasst beispielhaft eine elektrische Kraftstoffpumpe 14, mittels welcher Kraftstoff aus einem Kraftstofftank 12 entnommen und über einen Kraftstofffilter 13 zu einer Hochdruckpumpe 15 gefördert werden kann. Der Bereich vor der Hochdruckpumpe 15 stellt dabei einen Niederdruckbereich dar. Die Hochdruckpumpe 15 ist in der Regel mit der Brennkraftmaschine 40 bzw. deren Nockenwelle verbunden und kann damit angetrieben werden.
Die Hochdruckpumpe 15 weist ein als elektrisches Saugventil ausgebildetes Magnetventil 16 auf, welches in Bezug auf 2 detaillierter erläutert wird. Der Ausgang der Hochdruckpumpe 15 ist mit einem Hochdruckspeicher 18, dem sog. Rail, verbunden, an dem eine Mehrzahl von Kraftstoffinjektoren 19 angeschlossen ist. Über die Kraftstoffinjektoren 19 wiederum kann Kraftstoff in die Brennkraftmaschine 40 eingebracht werden. Weiterhin ist am Hochdruckspeicher 18 ein Drucksensor 20 vorgesehen, der dazu eingerichtet ist, einen Druck im Hochdruckspeicher 18 zu erfassen.
Weiterhin ist eine als Steuergerät ausgebildete Recheneinheit 80 gezeigt, die beispielhaft dazu eingerichtet ist, die Brennkraftmaschine 40 bzw. die Kraftstoffinjektoren 19 und die Hochdruckpumpe 15 mit elektrischem Saugventil 16 anzusteuern. Weiterhin kann das Steuergerät 80 Signale des Drucksensors 20 einlesen und so den Druck im Hochdruckspeicher 18 erfassen.
In 2 sind die Hochdruckpumpe 15 und das als elektrisches Saugventil ausgebildete Magnetventil 16 aus 1 detaillierter dargestellt. Die Hochdruckpumpe 15 weist einen Kolben 23 auf, der von einem Nocken 24 betätigt wird. Der Nocken kann pumpenseitig in einem Pumpengehäuse der Hochdruckpumpe 15 angeordnet sein. Insbesondere wird die Nockenbewegung durch eine zweckmäßige Anbindung (z.B. über die Nockenwelle) von der Brennkraftmaschine bewirkt.
In der hier gezeigten Stellung befindet sich der Kolben 23 an einem oberen Totpunkt, d.h. an einem Übergang von einer Ansaugphase in eine Kompressionsphase.
Weiterhin weist die Hochdruckpumpe 15 ein Auslassventil 25 auf, über welches ein Fördervolumen 26 der Hochdruckpumpe 15 an den Hochdruckspeicher angebunden ist. Das Auslassventil 25 kann bspw. mittels einer Feder als Rückschlagventil ausgebildet sein, so dass nur dann Kraftstoff vom Fördervolumen 26 in den Hochdruckspeicher gefördert werden kann, wenn ein genügend hoher Druck im Fördervolumen 26 vorherrscht.
Das elektrische Saugventil 16 weist einen Ventilkolben 30 auf, der den Niederdruckbereich von dem Fördervolumen 26 der Hochdruckpumpe 15 trennt. Ein Kraftstofffluss vom Niederdruckbereich ist hier mittels eines Pfeiles gezeigt.
Weiterhin weist das elektrische Saugventil 16 eine Magnetspule 31 als Teil eines Elektromagneten 32 auf. Die Magnetspule 31 kann bspw. an das Steuergerät angebunden sein, so dass eine Spannung U an die Magnetspule 31 angelegt werden kann, so dass ein Strom I in der Magnetspule 31 fließt. Weiterhin ist eine Wegbegrenzung 33 vorgesehen, die vorliegend als Anker für den Elektromagneten ausgebildet ist.
In unbestromtem Zustand der Magnetspule 31 bzw. des Elektromagneten 32 kann der Anker 33 bspw. mittels einer oder mehrerer Federn vom Elektromagneten 32 weg in Richtung Ventilkolben 30 gedrückt werden. In diesem stromlosen Zustand befindet sich das elektrische Saugventil 16 bzw. die Wegbegrenzung 33, wie hier beispielhaft gezeigt, in einer ersten Stellung S₁.
In der ersten Stellung S₁ kann der Ventilkolben 30 nicht vollständig schließen bzw. den Niederdruckbereich nicht vollständig von dem Fördervolumen 26 abtrennen, da der Anker 33 den Weg des Ventilkolbens 25 begrenzt.
Wird die Spule 31 bzw. der Elektromagnet 32 bestromt, so bewegt sich der Anker 33 in Richtung des Elektromagneten 32 und somit weg vom Ventilkolben 30. In diesem bestromten Zustand befindet sich das elektrische Saugventil 16 bzw. die Wegbegrenzung 33 in einer zweiten Stellung S₂.
In der zweiten Stellung S₂ kann der Ventilkolben 30 vollständig schließen bzw. den Niederdruckbereich vollständig von dem Fördervolumen 26 abtrennen, da der Anker 33 den Weg des Ventilkolbens 25 nicht mehr begrenzt. In geschlossenem Zustand verschließt der Ventilkolben 30 den Ventilsitz 35.
Im Folgenden soll nun kurz die Funktionsweise der Hochdruckpumpe 15 zusammen mit dem elektrischen Saugventil 16 erläutert werden. In einem Ausgangszustand sind das elektrische Saugventil 16 und insbesondere der Ventilkolben 30 im stromlosen Zustand geöffnet und das Auslassventil 25 geschlossen.
In einem Saughub bzw. einer Ansaugphase der Hochdruckpumpe 15 bewegt sich der Nocken 24 im Zuge einer Drehbewegung, wie dies durch einen Pfeil angedeutet ist, und der Kolben 23 bewegt sich nach unten, d.h. in Richtung des Nockens 24. Aufgrund des geöffneten Saugventils 16 wird somit Kraftstoff in das Fördervolumen 26 gesaugt.
In einem Förderhub bzw. einer Kompressionsphase der Hochdruckpumpe 15 ist der Elektromagnet 32 zunächst noch unbestromt, d.h. der Anker 33 befindet sich in der ersten Stellung S₁. Der Kolben 23 bewegt sich nach oben und aufgrund des geöffneten Saugventils 16 wird damit Kraftstoff aus dem Förderraum 26 zurück in Richtung zu der elektrischen Kraftstoffpumpe 11 gefördert. Hierzu sei angemerkt, dass der Ventilkolben 30 trotz des im Fördervolumen 26 erzeugten Druckes bzw. des Kraftstoffflusses in Richtung Niederdruckbereich nicht vollständig schließt, da der Anker 33 den Weg des Ventilkolbens 30 begrenzt.
Wird nun, bspw. noch während der Kompressionsphase, die Magnetspule 31 bzw. der Elektromagnet 32 bestromt, so bewegt sich der Anker 33 in die zweite Stellung S₂. Der Ventilkolben 30 kann somit durch den Druck des Kraftstoffs im Fördervolumen 26 bzw. den Kraftstofffluss in Richtung Niederdruckbereich in den Ventilsitz 32 gedrückt werden. Das Saugventil 16 ist somit geschlossen. Durch die weitere Hubbewegung des Kolbens 23 wird im Fördervolumen 26 nun weiter Druck aufgebaut. Mit Erreichen eines genügend hohen Druckes wird das Auslassventil 25 geöffnet und Kraftstoff in den Hochdruckspeicher gefördert.
In 3 ist schematisch ein Stromprofil P als Stromverlauf bei der Ansteuerung eines Magnetventils im Rahmen eines erfindungsgemäßen Verfahrens in einer bevorzugten Ausführungsform gezeigt. Bei dem Magnetventil kann es sich bspw. um das in 2 näher erläuterte elektrische Saugventil handeln. Hierzu ist der Strom I, der in der Magnetspule fließt, über der Zeit t dargestellt.
Hier ist ein Stromverlauf gezeigt, mittels welchem die Magnetspule ein Magnetfeld aufbaut und hält, sodass ein zugehöriger Anker angezogen wird und angezogen bleibt. Zu beachten ist dabei, dass das in 2 gezeigte elektrische Saugventil dann schließt, wenn die Magnetspule bestromt wird. Andere Magnetventile können jedoch bspw. auch dann öffnen, wenn die Magnetspule bestromt wird.
Im hier gezeigten Beispiel umfasst das Stromprofil P einen Stromverlauf mit einer Boostphase ∆t_B, einer Anzugsphase ∆t_A und einer Haltephase ∆t_H. Im vorliegenden Fall wird eine sog. Zweipunkt-Regelung vorgenommen. Um einen Sollwert I_B eines Booststroms einzustellen bzw. zu erreichen, der bspw. nötig ist, um den Magnetanker initial anzuheben, wird eine Spannung solange an die Magnetspule angelegt, bis ein Wert I'_B, der größer als der Sollwert I_B ist, erreicht ist. Erst nachdem der Strom auf den Sollwert I_B abgesunken ist, wird erneut die Spannung angelegt. Auf diese Weise schwankt der Strom I zwischen dem Sollwert I_B und dem Wert I'_B, der auch als Hysteresewert bezeichnet wird. In der Praxis kann sich auch ein Über- und Unterschwingen einstellen. Auf die gleiche Weise kann der Anzugsstrom mit Sollwert I_A und der Haltestrom mit Sollwert I_H geregelt werden.
Die Bestromung der Magnetspule beginnt zu einem bestimmten, hier nicht näher bezeichneten, Zeitpunkt mit der Boostphase, indem bspw. die Boostspannung angelegt wird. Infolgedessen steigt der Strom I zunächst bis zu dem Hysteresewert I'_B an. Der genaue Verlauf des Stroms, der hier nur schematisch dargestellt ist, zeigt aufgrund der Induktivität der Magnetspule ein Sättigungsverhalten mit einer Exponentialfunktion. Die Steigung dieses Verlaufs hängt dabei nicht nur von der Induktivität der Magnetspule, sondern auch vom (ohmschen) Widerstand der Magnetspule ab. Je größer der Widerstand, desto langsamer ist der Anstieg, und je kleiner der Widerstand, desto schneller ist der Anstieg.
Die Vergleichszeitdauer ∆t_V, die der Strom I benötigt, um einen hier den Hysteresewert I'_B als bestimmten Schwellwert zu erreichen, ist damit ein Maß für den Widerstand der Magnetspule. Nachdem diese Vergleichszeitdauer ermittelt worden ist, kann für nachfolgende Ansteuerungen des Magnetventils ein Stromprofil in Abhängigkeit von der Vergleichszeitdauer ∆t_V verwendet werden.
Hierzu kann bspw. ein Kennfeld oder eine Tabelle vorgesehen sein, gemäß welchem in Abhängigkeit von der ermittelten Vergleichszeitdauer ∆t_V ein Stromprofil mit geeigneten Stromwerten und/oder Zeitdauern der jeweiligen Phasen ausgewählt wird. Es ist jedoch auch denkbar, dass ein Stromprofil wie das gezeigte Stromprofil P angepasst wird. So kann bspw. nur der Sollwert des Booststroms und/oder des Anzugsstroms angehoben werden, wenn die Vergleichszeitdauer gegenüber einem vorhergehenden Wert angestiegen ist.
Es versteht sich, dass der bestimmte Wert, bis zu dem der Strom bei der Ermittlung der Vergleichszeitdauer ansteigen soll, auch anders gewählt werden kann, wenngleich im vorliegenden Fall mit der Zeitpunkt-Regelung der Hysteresewert des Booststroms zweckmäßig ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102013201974 A1 [0003]

Claims

Verfahren zum Ansteuern eines Magnetventils (16) eines Kraftstoffversorgungssystems (10) einer Brennkraftmaschine (40), wobei eine Vergleichszeitdauer (∆t_V) ermittelt wird, die nötig ist, bis bei einem Anlegen einer Spannung (U) an eine Magnetspule (31) des Magnetventils (16) ein Strom (I) in der Magnetspule (31) einen vorgegebenen Schwellwert (I'_B) erreicht, und wobei für nachfolgende Ansteuerungen des Magnetventils (16) ein Stromprofil (P) in Abhängigkeit von der ermittelten Vergleichszeitdauer (∆t_V) verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Stromprofil (P) einen Wert für einen Anzugsstrom und einen Wert für einen darauffolgenden Haltestrom, und insbesondere einen Wert für einen vorausgehenden Booststrom, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Stromprofil (P) eine von der ermittelten Vergleichszeitdauer (∆t_V) abhängige Zeitdauer (∆t_A) für ein Erzeugen des Anzugsstroms und/oder für ein Erzeugen des Booststroms (∆t_B) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, wobei das Stromprofil (P) einen von der ermittelten Vergleichszeitdauer (∆t_V) abhängigen Sollwert oder Effektivwert des Anzugsstroms (I_A) und/oder des Booststroms (I_B) und/oder des Haltestroms (I_H) umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei der vorgegebene Schwellwert des Stroms einem Wert des Anzugsstroms oder des Booststroms des Stromprofils (P) oder eines Vergleichsstromprofils entspricht.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Vergleichszeitdauer (∆t_V) während einer ersten Stromphase während des Anlegens der Spannung (U) ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Vergleichszeitdauer (∆t_V) bei einem Start der Brennkraftmaschine (40) und insbesondere zusätzlich ein oder mehrere Male während eines Betriebs der Brennkraftmaschine (40) ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei als Magnetventil (16) ein elektrisches Saugventil einer Hochdruckpumpe (15) verwendet wird.
Recheneinheit (80), die dazu eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche durchzuführen.
Computerprogramm, das eine Recheneinheit (80) dazu veranlasst, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 durchzuführen, wenn es auf der Recheneinheit (80) ausgeführt wird.
Maschinenlesbares Speichermedium mit einem darauf gespeicherten Computerprogramm nach Anspruch 10.