WO2012150294A2 - Verfahren und vorrichtung zum steuern eines ventils - Google Patents

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Hans Riepl
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Continental Automotive Gmbh
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    • F02D2041/2037—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils characterised by the control of the circuit for preventing bouncing of the valve needle

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for controlling a valve.
  • such a valve is used in a high-pressure pump for conveying fluid for a storage injection system for internal combustion engines of motor vehicles.
  • Such valves are subject to heavy loads, especially when exposed to continuous loads, such as in high pressure pumps. Since high-pressure pumps are exposed to pressures of, for example, 2000 bar or more, high demands are placed on the valves in such pumps. Both when closing and when opening these valves, noise may occur.
  • the object of the invention is to provide a method and a device for controlling a valve, with or by which a precise and cost-effective operation of the valve is made possible.
  • the invention is characterized by a method and a corresponding device for controlling a valve.
  • the valve has a spring with a spring force, an actuator with an actuator force acting counter to the spring force, and a pin that is coupled to the spring and can be actuated by means of the actuator.
  • the actuator is supplied with a current with a given course of an initial value of the current, in which the pin is in an initial position in which the pin for a normally open valve, the closing and for a normally closed valve allows the valve to open.
  • the course of the current is predetermined such that it has one section or a plurality of chronologically successive sections, wherein each of the sections has an initial value of the current, an end value of the current, a first time interval with a continuously decreasing current profile and a second time interval subsequent thereto with a continuously increasing current profile, and the sections are formed such that, after passing through the respective section, the final value of the current is smaller than the initial value of the current, and after passing through the predetermined course of the current, the pin is in an end position, he for a normally open valve, the closing and for a normally closed valve, the opening of the valve is not allowed.
  • valve is closed by the predetermined current waveform to the portion or portions with continuously decreasing current flow and the temporally subsequent conti ⁇ ously increasing current flow so slowly in the case of a normally closed valve or in the case of a normally open valve such slow the advantage can be opened, that the noise of the valve kept small and yet a reliable and sufficiently rapid closing or opening of the valve can be achieved. Furthermore, wear of the valve can be kept small. In addition, a cost-effective design of the valve is possible.
  • the course of the current in each of the temporally successive sections is V-shaped educated. This has the advantage that the course of the current has a simple and easily producible form.
  • the valve is arranged in an injection system of an internal combustion engine, and the course of the current is determined depending on characteristic values of the internal combustion engine. This has the advantage that the valve can be quietly closed or opened under the operating conditions of the internal combustion engine.
  • FIG. 1 shows a schematic view of a pump with a valve in a longitudinal section
  • FIG. 2 shows a schematic view of the valve in three operating states
  • Figure 3 is a schematic view of a current waveform and a time course of the position of the valve pin. Elements of the same construction or function are identified across the figures with the same reference numerals.
  • FIG. 1 shows a pump 10 with a pump housing 12.
  • the pump 10 is designed in particular as a high-pressure pump, preferably as a radial piston pump.
  • a pump piston 14 is movably mounted in the pump housing 12 in order to fill the pressure chamber 16 with fluid, this has a supply line 18, in which a preferably as a Lassventil trained valve 20 is arranged.
  • the valve 20 designed as an inlet valve is preferably designed as a digitally switched valve.
  • the valve 20 it ⁇ facilitates the filling of the pressure chamber 16 and prevented during the filling of the backflow of fluid from the supply line 18.
  • the pressure chamber 16 further includes a drain line 22 in which is embodied as a discharge valve further valve 24 is attached ⁇ arranged. This fluid can be ejected from the pressure chamber 16.
  • the pump 10 further has a drive shaft 26, which is in operative connection with an eccentric ring 28 and is rotatable in a rotational direction D in the clockwise direction.
  • a drive shaft 26 is in operative connection with an eccentric ring 28 and is rotatable in a rotational direction D in the clockwise direction.
  • the eccentric ring 28 and a camshaft can be used.
  • the pump 10 may also be designed as a crank drive pump.
  • Figure 2 shows an embodiment of a valve 20 in three
  • the valve 20 has a valve housing 29 which has a recess 30.
  • a spring 32, a pin 34 and a sealing element 36 are arranged in the recess 30, a spring 32, a pin 34 and a sealing element 36 are arranged in the recess 30, a spring 32, a pin 34 and a sealing element 36 are arranged in the recess 30, a spring 32, a pin 34 and a sealing element 36 are arranged in the recess 30.
  • the spring 32 biases the sealing element 36 over the pin 34 by being supported on a wall of the recess 30.
  • a sealing seat 38 which is fixedly arranged relative to the valve housing 29 and has passage openings 40. Fluid can flow via the passage recesses 40 when the sealing element 36 is not in contact with the sealing seat 38.
  • the valve 20 further includes an actuator 42.
  • the actuator 42 is preferably designed as a magnetic coil.
  • the pin 34 is partially disposed within the actuator 42 and may be actuated by the actuator 42.
  • the valve 20 is closed by applying a current to the actuator 42, whereby an actuator force F_2 acting counter to the spring force F_1 can act on the pin 34.
  • an actuator force F_2 acting counter to the spring force F_1 can act on the pin 34.
  • the sealing element 36 can rest against the sealing seat 38, and a fluid flow through the through-holes 40 is prevented.
  • the compressed in the pressure chamber 16 fluid can now be completely discharged from the pump 10 via the formed as an outlet valve further valve 24.
  • the pump piston 14 has now reached a top dead center OT (see also FIG. 3).
  • the pump 10 is a high-pressure fuel pump of an injection system of an internal combustion engine
  • the fuel subjected to high pressure can reach a fluid reservoir, known as a common-rail, which is designed as a high-pressure fuel accumulator.
  • a current I is impressed with a predetermined course (Figure 3 above).
  • the impressed current I decreases starting from an initial value I_0.
  • the actuator force F_2 is greater than the spring force F_l.
  • the pin 34 is pressed against the spring force F_l in the direction of the spring 32 and is in an initial position P_0 ( Figure 3 below).
  • the valve 20 may be closed in this state (FIG. 2A). If the valve 20 is arranged in the pump 10, the impressed current assumes the initial value I_0 when the pump piston 14 reaches the top dead center OT.
  • the current is impressed on the actuator 42 such that the course of the current has one section or a plurality of temporally successive sections, wherein the current I in each of the sections initially decreases continuously in a first time interval Atl and in a second time interval At2 continuously increases again.
  • the current is taken from the output value I_0 at which the actuator force F_2 is greater than the spring force F_l.
  • the continuous decrease of the current in the first time interval Atl occurs up to a predetermined value of the current.
  • the current continuously increases again in the second time interval At2 until it reaches a final value in the section.
  • the final value of the current is less than the output value I_0 of the current.
  • the decrease of the current takes place from the previously reached final value of the current up to a predetermined value of the current, and then continuously increases again until it reaches a new final value.
  • the new end value of the current is smaller than the previous end value of the current. In the example shown in FIG. 3, the method is illustrated for four cyclically successive sections.
  • the predetermined course of the current in the temporally successive sections is V-shaped.
  • the course of the current may also have any other shape with a continuous decrease and a subsequent continuous increase in the current, for example, the course of the current in one or more of the sections may also be U-shaped.
  • the actuator force F_2 at a certain value of the current becomes smaller than the spring force F_l, and the pin 34 can move to the sealing element 36.
  • the start of the movement of the pin 34 takes place during the second section of the current profile. If the pin 34 has set in motion, it can be achieved by the respective increase of the current in the individual sections of the current flow, that on the pin 34, a braking force is applied.
  • the braking of the pin 34 it can come into contact with the sealing element 36 in a gentle manner in an end position P_F.
  • the position of the sealing element 36 relative to the sealing seat 38 can thereby be determined such that the valve 20 can be effectively kept open. Due to the slow movement of the pin 34 on the sealing element 36 out the noise of the valve 20 can be kept very small and the valve 20 can still be opened reliably and quickly enough. In addition, the slow movement of the pin 34, the wear of the valve 20 can be kept small.
  • the impressed current is set to zero when the pump piston 14 is near the bottom dead center UT. This can be a promotion of
  • Fuel can be ensured at the beginning of the delivery phase of the pump 10.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern eines Ventils (20), das aufweist eine Feder (32) mit einer Federkraft (F_1), einen Aktuator (42) mit einer entgegen der Federkraft (F_1) wirkenden Aktuatorkraft (F_2), und einen Stift (34), der mittels des Aktuators (42) betätigbar ist. Dem Aktuator (42) wird ein Strom mit einem vorgegebenen Verlauf aufgeprägt ausgehend von einem Anfangswert (I_0) des Stroms, bei dem der Stift (34) in einer Anfangsposition (P_0) ist, in der der Stift (34) für ein stromlos offenes Ventil (20) das Schließen und für ein stromlos geschlossenes Ventil (20) das Öffnen des Ventils (20) erlaubt. Der Verlauf des Stroms ist derart vorgegeben, dass dieser einen Abschnitt oder mehrere zeitlich aufeinander folgende Abschnitte aufweist, wobei jeder der Abschnitte jeweils einen Anfangswert des Stroms, einen Endwert des Stroms, ein erstes Zeitintervall (Δt1) mit einem kontinuierlich abfallenden Stromverlauf und ein zeitlich darauf folgendes zweites Zeitintervall (Δt2) mit einem kontinuierlich ansteigenden Stromverlauf aufweist, und die Abschnitte derart ausgebildet sind, dass nach einem Durchlaufen des jeweiligen Abschnitts der Endwert des Stroms kleiner ist als der Anfangswert des Stroms, und nach einem Durchlaufen des vorgegebenen Verlaufs des Stroms der Stift (34) in einer Endposition (P_F) ist, in der er für ein stromlos offenes Ventil (20) das Schließen und für ein stromlos geschlossenes Ventil (20) das Öffnen des Ventils (20) nicht erlaubt.

Description

Beschreibung
Verfahren und Vorrichtung zum Steuern eines Ventils
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern eines Ventils.
Vorzugsweise wird ein derartiges Ventil in einer Hochdruckpumpe zur Förderung von Fluid für ein Speichereinspritzsystem für Brennkraftmaschinen von Kraftfahrzeugen verwendet.
Derartige Ventile unterliegen starken Beanspruchungen, insbesondere wenn sie Dauerbelastungen, wie zum Beispiel in Hochdruckpumpen, ausgesetzt sind. Da Hochdruckpumpen Drücken von beispielsweise 2000 bar oder mehr ausgesetzt sind, werden hohe Anforderungen an die Ventile in derartigen Pumpen gestellt. Sowohl beim Schließen als auch beim Öffnen dieser Ventile können Geräusche auftreten.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern eines Ventils zu schaffen, mit dem beziehungsweise mit der ein präziser und kostengünstiger Betrieb des Ventils ermöglicht ist.
Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Die Erfindung zeichnet sich aus durch ein Verfahren und eine korrespondierende Vorrichtung zum Steuern eines Ventils. Das Ventil weist auf eine Feder mit einer Federkraft, einen Aktuator mit einer entgegen der Federkraft wirkenden Aktuatorkraft , und einen Stift, der mit der Feder gekoppelt und mittels des Aktuators betätigbar ist. Dem Aktuator wird ein Strom mit einem vorge- gebenen Verlauf aufgeprägt ausgehend von einem Anfangswert des Stroms, bei dem der Stift in einer Anfangsposition ist, in der der Stift für ein stromlos offenes Ventil das Schließen und für ein stromlos geschlossenes Ventil das Öffnen des Ventils erlaubt. Der Verlauf des Stroms ist derart vorgegeben, dass dieser einen Abschnitt oder mehrere zeitlich aufeinander folgende Abschnitte aufweist, wobei jeder der Abschnitte jeweils einen Anfangswert des Stroms, einen Endwert des Stroms, ein erstes Zeitintervall mit einem kontinuierlich abfallenden Stromverlauf und ein zeitlich darauf folgendes zweites Zeitintervall mit einem kontinuierlich ansteigenden Stromverlauf aufweist, und die Abschnitte derart ausgebildet sind, dass nach einem Durchlaufen des jeweiligen Abschnitts der Endwert des Stroms kleiner ist als der Anfangswert des Stroms, und nach einem Durchlaufen des vorgegebenen Verlaufs des Stroms der Stift in einer Endposition ist, in der er für ein stromlos offenes Ventil das Schließen und für ein stromlos geschlossenes Ventil das Öffnen des Ventils nicht erlaubt. Dies hat den Vorteil, dass das Ventil im Falle eines stromlos geschlossenes Ventils durch den vorgegebenen Stromverlauf mit dem Abschnitt oder den Abschnitten mit kontinuierlich abfallendem Stromverlauf und dem zeitlich darauf folgenden konti¬ nuierlich ansteigenden Stromverlauf derart langsam geschlossen beziehungsweise im Falle eines stromlos offenes Ventils derart langsam geöffnet werden kann, dass die Geräuschentwicklung des Ventils klein gehalten und dennoch ein zuverlässiges und ausreichend rasches Schließen beziehungsweise Öffnen des Ventils erreicht werden kann. Des Weiteren kann ein Verschleiß des Ventils klein gehalten werden. Darüber hinaus ist eine kostengünstige Ausführung des Ventils möglich.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist der Verlauf des Stroms in jedem der zeitlich aufeinander folgenden Abschnitte V-förmig ausgebildet. Dies hat den Vorteil, dass der Verlauf des Stroms eine einfache und leicht herstellbare Form aufweist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das Ventil in einem Einspritzsystem einer Brennkraftmaschine angeordnet, und der der Verlauf des Stroms wird bestimmt abhängig von Kennwerten der Brennkraftmaschine. Dies hat den Vorteil, dass das Ventil unter den Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine leise geschlossen beziehungsweise geöffnet werden kann.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden anhand von schematischen Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Ansicht einer Pumpe mit einem Ventil in einem Längsschnitt,
Figur 2 eine schematische Ansicht des Ventils in drei Be- triebszuständen, und
Figur 3 eine schematische Ansicht eines Stromverlaufs und eines zeitlichen Verlaufs der Position des Ventilstifts. Elemente gleicher Konstruktion oder Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
Figur 1 zeigt eine Pumpe 10 mit einem Pumpengehäuse 12. Die Pumpe 10 ist insbesondere als Hochdruckpumpe, vorzugsweise als Ra- dialkolbenpumpe ausgebildet. In dem Pumpengehäuse 12 ist ein Pumpenkolben 14 bewegbar gelagert. In dem Pumpengehäuse 12 befindet sich an einem Ende des Pumpenkolbens 14 ein Druckraum 16. Um den Druckraum 16 mit Fluid befüllen zu können, weist dieser eine Zulaufleitung 18 auf, in der vorzugsweise ein als Ein- lassventil ausgebildetes Ventil 20 angeordnet ist. Das als Einlassventil ausgebildete Ventil 20 ist vorzugsweise als digital geschaltetes Ventil ausgebildet. Das Ventil 20 er¬ leichtert die Befüllung des Druckraums 16 und verhindert beim Befüllen das Zurückströmen des Fluids aus der Zulaufleitung 18. Der Druckraum 16 weist weiter eine Ablaufleitung 22 auf, in der ein als Auslassventil ausgebildetes weiteres Ventil 24 ange¬ ordnet ist. Damit kann Fluid aus dem Druckraum 16 ausgestoßen werden .
Die Pumpe 10 weist weiter eine Antriebswelle 26 auf, die mit einem Exzenterring 28 in Wirkverbindung steht und in einer Drehrichtung D im Uhrzeigersinn drehbar ist. Anstelle des Exzenterrings 28 kann auch eine Nockenwelle eingesetzt werden. Alternativ kann die Pumpe 10 auch als Kurbeltriebpumpe ausgeführt sein.
Figur 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Ventils 20 in drei
Betriebs zuständen .
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Das Ventil 20 hat ein Ventilgehäuse 29, das eine Ausnehmung 30 aufweist. In der Ausnehmung 30 sind eine Feder 32, ein Stift 34 und ein Dichtelement 36 angeordnet. Die Feder 32 spannt das Dichtelement 36 über den Stift 34 vor, indem sie sich an einer Wand der Ausnehmung 30 abstützt.
In der Ausnehmung 30 befindet sich weiter ein gegenüber dem Ventilgehäuse 29 fest angeordneter Dichtsitz 38, der Durch- gangsausnehmungen 40 aufweist. Über die Durchgangsausnehmungen 40 kann Fluid strömen, wenn das Dichtelement 36 nicht an dem Dichtsitz 38 anliegt.
Das Ventil 20 weist weiter einen Aktuator 42 auf. Der Aktuator 42 ist vorzugsweise als Magnetspule ausgebildet. Der Stift 34 ist teilweise innerhalb des Aktuators 42 angeordnet und kann von dem Aktuator 42 betätigt werden. Im Folgenden soll die Funktionsweise der Pumpe 10 und des Ventils 20 beschrieben werden:
Durch eine Drehbewegung der Antriebswelle 26 in der Drehrichtung D wird der Pumpenkolben 14 mittels des Exzenterrings 28 zu der Antriebswelle 26 hin bewegt, bis er einen unteren Totpunkt UT (siehe auch Figur 3) erreicht. Dabei öffnet das Ventil 20 aufgrund einer Federkraft F_l der Feder 32 und der Druckdifferenz vor und hinter dem Ventil 20. Das Dichtelement 36 hebt von dem Dichtsitz 38 ab. Der Druckraum 16 wird nun mit Fluid befüllt. Durch eine weitere Drehbewegung der Antriebswelle 26 in der Drehrichtung D wird der Pumpenkolben 14 durch den Exzenterring 28 von der Antriebswelle 26 weg bewegt und verdichtet dabei das in dem Druckraum 16 befindliche Fluid. Zu einem vorgegebenen Zeitpunkt wird das Ventil 20 durch Anlegen eines Stroms an den Aktuator 42 geschlossen, wodurch eine entgegen der Federkraft F_l wirkende Aktuatorkraft F_2 auf den Stift 34 wirken kann. Durch die Bewegung des Stifts 34 in Richtung der Aktuatorkraft F_2 und der herrschenden Druckverhältnisse vor und hinter dem Ventil 20 kann sich das Dichtelement 36 an den Dichtsitz 38 anlegen, und eine Fluidströmung durch die Durchgangsausnehmungen 40 ist unterbunden. Das in den Druckraum 16 verdichtete Fluid kann nun vollständig über das als Auslassventil ausgebildete weitere Ventil 24 aus der Pumpe 10 ausgestoßen werden. Der Pumpenkolben 14 hat nun einen oberen Totpunkt OT (siehe auch Figur 3) erreicht.
Handelt es sich bei der Pumpe 10 um eine Kraftstoffhochdruckpumpe einer Einspritzanlage einer Brennkraftmaschine, so kann der mit hohem Druck beaufschlagte Kraftstoff zu einem als Hochdruck- kraftstoffSpeicher ausgebildeten Fluidspeicher, dem so genannten Common Rail, gelangen.
Sowohl beim Öffnen als auch beim Schließen des Ventils 20 können aufgrund mechanischer und hydraulischer Ursachen Geräusche an dem Ventil 20 auftreten. Die beim Öffnen des Ventils 20 auf¬ tretenden Geräusche werden im Folgenden anhand von Figur 2 beschrieben. Beim Öffnen des Ventils gelangt in einem ersten Schritt das Dichtelement 36 in Anschlag mit dem Ventilgehäuse 29 (Figur 2B) , wodurch ein erstes Geräusch auftreten kann. Der Stift 34 wird anschließend durch die Federkraft F_l der Feder 32 auf das Dichtelement 36 zu bewegt. Treffen das Dichtelement 36 und der Stift 34 aufeinander, so kann ein weiteres Geräusch auftreten (Figur 2C) . Sind der Stift 34 und das Dichtelement 36 zusammen einstückig ausgebildet, so kann durch die gemeinsame Masse von Stift 34 und Dichtelement 36 insbesondere das erste Geräusch sehr deutlich ausgebildet sein.
Im Folgenden soll das Verfahren zum Steuern des Ventils 20 für ein stromlos offenes Ventil im Detail dargestellt werden (Figur 3) . Es versteht sich, dass dies in entsprechender Weise auf ein stromlos geschlossenes Ventil angewendet werden kann. Zur Erläuterung des Verfahrens soll dabei lediglich der Stromverlauf zwischen dem oberen Totpunkt OT und dem unteren Totpunkt UT beschrieben werden.
Für ein Öffnen des Ventils 20 wird dem Aktuator 42 ein Strom I mit einem vorgegebenen Verlauf aufgeprägt (Figur 3 oben) . Der aufgeprägte Strom I nimmt ausgehend von einem Anfangswert I_0 ab. Für den Anfangswert I_0 des Stroms ist die Aktuatorkraft F_2 größer als die Federkraft F_l . Damit wird der Stift 34 entgegen der Federkraft F_l in Richtung auf die Feder 32 hin gedrückt und befindet sich in einer Anfangsposition P_0 (Figur 3 unten) . Das Ventil 20 kann in diesem Zustand geschlossen sein (Figur 2A) . Ist das Ventil 20 in der Pumpe 10 angeordnet, so nimmt der aufgeprägte Strom den Anfangswert I_0 an, wenn der Pumpenkolben 14 den oberen Totpunkt OT erreicht. Im weiteren Verlauf des Betriebs wird dem Aktuator 42 der Strom derart aufgeprägt, dass der Verlauf des Stroms einen Abschnitt oder mehrere zeitlich aufeinander folgende Abschnitte aufweist, wobei der Strom I in jedem der Abschnitte zunächst in einem ersten Zeitintervall Atl kontinuierlich abnimmt und in einem zweiten Zeitintervall At2 wieder kontinuierlich zunimmt. In dem ersten Abschnitt erfolgt die Abnahme des Stroms ausgehend von dem Ausgangswert I_0, bei dem die Aktuatorkraft F_2 größer ist als die Federkraft F_l . Die kontinuierliche Abnahme des Stroms in dem ersten Zeitintervall Atl erfolgt bis zu einem vorgegebenen Wert des Stroms. Im weiteren Verlauf nimmt der Strom in dem zweiten Zeitintervall At2 wieder kontinuierlich zu, bis er in dem Abschnitt einen Endwert erreicht. Der Endwert des Stroms ist kleiner als der Ausgangswert I_0 des Stroms.
In den zyklisch aufeinander folgenden Abschnitten erfolgt die Abnahme des Stroms ausgehend von dem vorher erreichten Endwert des Stroms bis zu einem vorgegebenen Wert des Stroms, um dann im weiteren Verlauf wieder kontinuierlich zuzunehmen, bis er einen neuen Endwert erreicht. In den zyklisch aufeinander folgenden Abschnitten ist der neue Endwert des Stroms jeweils kleiner als der vorhergehende Endwert des Stroms. In dem in Figur 3 gezeigten Beispiel ist das Verfahren für vier zyklisch aufeinander folgende Abschnitte dargestellt.
In der hier dargestellten Ausführungsform ist der vorgegebene Verlauf des Stroms in den zeitlich aufeinander folgenden Abschnitten V-förmig ausgebildet. Der Verlauf des Stroms kann jedoch auch eine beliebige andere Form mit einer kontinuierlichen Abnahme und einer darauf folgenden kontinuierlichen Zunahme des Stroms aufweisen, beispielsweise kann der Verlauf des Stroms in einem oder mehreren der Abschnitte auch U-förmig sein. Bei dem Durchlaufen des dargestellten Stromverlaufs wird die Aktuatorkraft F_2 bei einem bestimmten Wert des Stroms kleiner als die Federkraft F_l, und der Stift 34 kann sich auf das Dichtelement 36 zu bewegen. In dem in Figur 3 gezeigten Bei- spielfall erfolgt der Beginn der Bewegung des Stifts 34 während des zweiten Abschnitts des Stromverlaufs. Hat sich der Stift 34 in Bewegung gesetzt, so kann durch die jeweilige Zunahme des Stroms in den einzelnen Abschnitten des Stromverlaufs erreicht werden, dass auf den Stift 34 eine Bremskraft ausgeübt wird. Die Bewegung des Stifts 34 auf das Dichtelement 36 hin wird so abgebremst. In dem gezeigten Beispielfall erfolgt die Brems¬ bewegung des Stifts 34 im Wesentlichen im dritten Abschnitt des Stromverlaufs (siehe Figur 3 unten; zum Vergleich ist der Verlauf der Bewegung des Stifts 34 ohne Bremsbewegung gestrichelt dargestellt) .
Durch das Abbremsen des Stiftes 34 kann dieser in sanfter Weise in einer Endposition P_F mit dem Dichtelement 36 in Kontakt gelangen. Die Position des Dichtelements 36 gegenüber dem Dichtsitz 38 kann dadurch derart festgelegt werden, dass das Ventil 20 wirksam offen gehalten werden kann. Durch die langsame Bewegung des Stifts 34 auf das Dichtelement 36 hin kann das Geräusch des Ventils 20 sehr klein gehalten werden und das Ventil 20 dennoch zuverlässig und ausreichend rasch geöffnet werden. Durch die langsame Bewegung des Stifts 34 kann darüber hinaus der Verschleiß des Ventils 20 klein gehalten werden.
Ist das Ventil 20 in der Pumpe 10 angeordnet, so wird der aufgeprägte Strom auf Null gesetzt, wenn der Pumpenkolben 14 nahe dem unteren Totpunkt UT ist. Damit kann eine Förderung von
Kraftstoff zu Beginn der Förderphase der Pumpe 10 sichergestellt werden .

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Steuern eines Ventils (20), das aufweist eine Feder (32) mit einer Federkraft (F_l), einen Aktuator (42) mit einer entgegen der Federkraft (F_l) wirkenden Aktuatorkraft
(F_2) , und einen Stift (34) , der mit der Feder (32) gekoppelt und mittels des Aktuators (42) betätigbar ist,
bei dem
- dem Aktuator (42) ein Strom mit einem vorgegebenen Verlauf aufgeprägt wird ausgehend von einem Anfangswert (I_0) des Stroms, bei dem der Stift (34) in einer Anfangsposition (P_0) ist, in der der Stift (34) für ein stromlos offenes Ventil (20) das Schließen und für ein stromlos geschlossenes Ventil (20) das Öffnen des Ventils (20) erlaubt,
wobei der Verlauf des Stroms derart vorgegeben ist, dass dieser einen Abschnitt oder mehrere zeitlich aufeinander folgende Abschnitte aufweist, wobei jeder der Abschnitte jeweils einen Anfangswert des Stroms, einen Endwert des Stroms, ein erstes Zeitintervall (Atl) mit einem kontinuierlich abfallenden Stromverlauf und ein zeitlich darauf folgendes zweites Zeit¬ intervall (At2) mit einem kontinuierlich ansteigenden Stromverlauf aufweist, und die Abschnitte derart ausgebildet sind, dass nach einem Durchlaufen des jeweiligen Abschnitts der Endwert des Stroms kleiner ist als der Anfangswert des Stroms, und nach einem Durchlaufen des vorgegebenen Verlaufs des Stroms der Stift (34) in einer Endposition (P_F) ist, in der er für ein stromlos offenes Ventil (20) das Schließen und für ein stromlos ge¬ schlossenes Ventil (20) das Öffnen des Ventils (20) nicht erlaubt .
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Verlauf des Stroms in den zeitlich aufeinander folgenden Abschnitten V-förmig ausgebildet ist.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Ventil (20) in einem Einspritzsystem einer Brennkraftmaschine angeordnet ist, und der Verlauf des Stroms bestimmt wird abhängig von Kennwerten der Brennkraftmaschine.
4. Vorrichtung zum Steuern eines Ventils (20), das aufweist eine Feder (32) mit einer Federkraft (F_l), einen Aktuator (42) mit einer entgegen der Federkraft (F_l) wirkenden Aktuatorkraft (F_2) , und einen Stift (34) , der mit der Feder (32) gekoppelt und mittels des Aktuators (42) betätigbar ist, wobei die Vorrichtung ausgebildet ist dafür
- dem Aktuator (42) ein Strom mit einem vorgegebenen Verlauf aufgeprägt wird ausgehend von einem Anfangswert (I_0) des Stroms, bei dem der Stift (34) in einer Anfangsposition (P_0) ist, in der der Stift (34) für ein stromlos offenes Ventil (20) das Schließen und für ein stromlos geschlossenes Ventil (20) das Öffnen des Ventils (20) erlaubt,
wobei der Verlauf des Stroms derart vorgegeben ist, dass dieser einen Abschnitt oder mehrere zeitlich aufeinander folgende Abschnitte aufweist, wobei jeder der Abschnitte jeweils einen Anfangswert des Stroms, einen Endwert des Stroms, ein erstes Zeitintervall (Atl) mit einem kontinuierlich abfallenden Stromverlauf und ein zeitlich darauf folgendes zweites Zeit¬ intervall (At2) mit einem kontinuierlich ansteigenden Strom- verlauf aufweist, und die Abschnitte derart ausgebildet sind, dass nach einem Durchlaufen des jeweiligen Abschnitts der Endwert des Stroms kleiner ist als der Anfangswert des Stroms, und nach einem Durchlaufen des vorgegebenen Verlaufs des Stroms der Stift (34) in einer Endposition (P_F) ist, in der er für ein stromlos offenes Ventil (20) das Schließen und für ein stromlos ge¬ schlossenes Ventil (20) das Öffnen des Ventils (20) nicht erlaubt .
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9201427B2 (en) 2011-05-04 2015-12-01 Continental Automotive Gmbh Method and device for controlling a valve

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014206231A1 (de) 2014-04-02 2015-10-08 Continental Automotive Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Hochdruckpumpe eines Einspritzsystems und Einspritzsystem
DE102014225642B4 (de) * 2014-12-12 2016-06-30 Continental Automotive Gmbh Ventilanordnung und Hochdruckpumpe für ein Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine
FR3035448B1 (fr) * 2015-04-22 2018-11-02 Continental Automotive France Procede de determination de longueurs reelles de petits intervalles d'une cible dentee d'un vilebrequin
DE102016219891B3 (de) * 2016-10-12 2018-02-08 Continental Automotive Gmbh Betreiben eines Kraftstoffinjektors mit hydraulischem Anschlag
DE102016219888B3 (de) * 2016-10-12 2017-11-23 Continental Automotive Gmbh Betreiben eines Kraftstoffinjektors mit hydraulischem Anschlag
DE102016219881B3 (de) 2016-10-12 2017-11-23 Continental Automotive Gmbh Betreiben eines Kraftstoffinjektors mit hydraulischem Anschlag
DE102016219956B3 (de) * 2016-10-13 2017-08-17 Continental Automotive Gmbh Verfahren zum Einstellen eines Dämpfungsstroms eines Einlassventils eines Kraftfahrzeug-Hochdruckeinspritzsystems, sowie Steuervorrichtung, Hochdruckeinspritzsystem und Kraftfahrzeug
CN106594355B (zh) * 2016-12-05 2020-03-27 广东美的制冷设备有限公司 一种电磁阀开关控制方法、系统及空调
JP6699571B2 (ja) * 2017-01-26 2020-05-27 株式会社デンソー 燃料ポンプ制御装置
DE102017207705A1 (de) * 2017-05-08 2018-11-08 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Ansteuern eines Ventils
DE102018211686A1 (de) * 2018-07-13 2020-01-16 Robert Bosch Gmbh Steuervorrichtung und Verfahren zum elektrischen Schalten eines zweistufigen Magnetventils
US10683825B1 (en) * 2018-12-04 2020-06-16 Delphi Technologies Ip Limited Fuel pump and inlet valve assembly thereof

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES8703213A1 (es) * 1985-04-25 1987-02-16 Kloeckner Wolfgang Dr Procedimiento para el accionamiento de una maquina motriz de combustion interna
DE3722527A1 (de) * 1987-07-08 1989-01-19 Vdo Schindling Verfahren und schaltungsanordnung zur ansteuerung eines einspritzventils
DE3942836A1 (de) * 1989-12-23 1991-06-27 Daimler Benz Ag Verfahren zur bewegungs- und lagezustandserkennung eines durch magnetische wechselwirkung zwischen zwei endpositionen beweglichen bauteiles eines induktiven elektrischen verbrauchers
DE4110254C2 (de) * 1991-03-28 1999-12-30 Bosch Gmbh Robert Steuerschaltung für ein Magnetventil
US6019441A (en) * 1997-10-09 2000-02-01 General Motors Corporation Current control method for a solenoid operated fluid control valve of an antilock braking system
DE19745536C1 (de) * 1997-10-15 1999-05-27 Siemens Ag Verfahren zum Steuern eines elektromechanischen Stellgeräts
AU1467600A (en) * 1998-11-06 2000-05-29 Perry Robert Czimmek Method of compensation for flux control of an electromechanical actuator
US6128175A (en) * 1998-12-17 2000-10-03 Siemens Automotive Corporation Apparatus and method for electronically reducing the impact of an armature in a fuel injector
DE19920181A1 (de) * 1999-05-03 2000-11-09 Fev Motorentech Gmbh Verfahren zur Regelung der Ankerauftreffgeschwindigkeit an einem elektromagnetischen Aktuator durch eine kennfeldgestützte Regelung der Bestromung
JP3800896B2 (ja) * 1999-12-03 2006-07-26 日産自動車株式会社 電磁アクチュエータの制御装置
JP2001248478A (ja) * 2000-02-29 2001-09-14 Hitachi Ltd 内燃機関の燃料噴射装置及び燃料噴射制御方法
DE10148219B4 (de) * 2001-09-28 2007-05-16 Bosch Gmbh Robert Verfahren, Computerprogram und Steuer-und/oder Regelgerät für eine Brennkraftmaschine, sowie Brennkraftmaschine
US6741441B2 (en) * 2002-02-14 2004-05-25 Visteon Global Technologies, Inc. Electromagnetic actuator system and method for engine valves
JP3743396B2 (ja) * 2002-06-10 2006-02-08 トヨタ自動車株式会社 電磁駆動弁の制御装置
JP4363280B2 (ja) * 2004-09-08 2009-11-11 株式会社デンソー 燃料噴射装置
DE102004048706A1 (de) * 2004-10-06 2006-04-20 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung eines mit einer Ditherfrequenz überlagerten PWM-Signals zur Steuerung eines Magnetventils
DE102004062073B4 (de) * 2004-12-23 2015-08-13 Continental Automotive Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Kompensation von Prelleffekten in einem piezogesteuerten Einspritzsystem einer Verbrennungskraftmaschine
CN100552219C (zh) * 2005-02-02 2009-10-21 庞巴迪动力产品美国公司 燃料喷射系统、控制喷射器的方法及移动泵送组件的方法
FR2906593B1 (fr) * 2006-10-03 2008-12-05 Valeo Sys Controle Moteur Sas Dispositif et procede de commande d'une soupape avec controle de l'energie consommable.
DE102007035316B4 (de) * 2007-07-27 2019-12-24 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Steuerung eines Magnetventils einer Mengensteuerung in einer Brennkraftmaschine
DE102010022536A1 (de) 2010-06-02 2011-12-08 Continental Automotive Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Steuern eines Ventils
EP2453122B1 (de) * 2010-11-12 2016-09-07 Hitachi, Ltd. Verfahren und Steuergerät zur Steuerung einer Hochdruckkraftstoffförderpumpe zur Speisung von Kraftstoff unter Druck in einen Verbrennungsmotor
DE102011075269B4 (de) 2011-05-04 2014-03-06 Continental Automotive Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Steuern eines Ventils

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
None

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9201427B2 (en) 2011-05-04 2015-12-01 Continental Automotive Gmbh Method and device for controlling a valve

Also Published As

Publication number Publication date
WO2012150294A3 (de) 2013-01-31
CN103717864B (zh) 2016-06-22
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KR101785276B1 (ko) 2017-10-16
US9201427B2 (en) 2015-12-01
DE102011075269A1 (de) 2012-11-08
CN103717864A (zh) 2014-04-09
DE102011075269B4 (de) 2014-03-06
US20140070124A1 (en) 2014-03-13

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