用于控制电磁调节单元的方法与流程

本发明涉及一种具有权利要求1的前序部分的特征的、用于控制电磁调节单元的方法。

优选地，电磁调节单元用于操纵阀的阀活塞，该阀尤其是能够电磁操纵的抽吸阀，该阀能够用于调节高压泵的输送量。

背景技术：

示例性地，由公开文献DE 10 2013 219 396 A1得知一种用于抽吸阀的电磁调节单元。该电磁调节单元包括线圈和能够在其中运动的衔铁，该衔铁用作抽吸阀的阀活塞的行程限制止挡件。在衔铁与阀活塞之间不存在机械连接。在线圈未通电的情况下，通过弹簧的弹簧力使衔铁保持在原位中，在该原位中，抽吸阀打开。如果给线圈通电，则衔铁相对于线圈的位置改变，其中，衔铁克服弹簧的弹簧力运动。随着衔铁的位置改变，用于阀活塞的行程限制止挡件也改变，从而通过衔铁的位置能够确定抽吸阀的打开程度。

对于开篇所提到的类型的抽吸阀，衔铁的行程通常由止挡体所限制。磁极铁心(Polkern)例如可以用作止挡体，该磁极铁心布置在磁线圈内部并且在工作气隙处与衔铁相对置。示例性地，在这种情况下，参阅在公开文献DE 10 2014 200 339 A1中公开的能够电磁操纵的抽吸阀。如果给磁线圈通电，以便能够借助衔铁的行程实现抽吸阀的关闭，则衔铁克服弹簧的弹簧力向磁极铁心运动，以便关闭工作气隙。只有借助衔铁在磁极铁心上的止挡才确保抽吸阀的可靠关闭。然而，借助衔铁在磁极铁心上的止挡，使止挡区域定期承受高负荷，该高负荷导致相应接触面区域中的磨损增加。

技术实现要素：

本发明基于如下任务：使电磁调节单元的衔铁止挡区域中的磨损最小化，以便以此方式提高电磁调节单元的使用寿命。

为了解决该任务，提出具有权利要求1的特征的、用于控制电磁调节单元的方法。由从属权利要求得出本发明的有利的扩展方案。

提出一种用于控制电磁调节单元的方法，该电磁调节单元具有环状的磁线圈以及衔铁，该衔铁能够在第一端部止挡件与第二端部止挡件之间往复运动并且用于操纵阀的、尤其能够电磁操纵的抽吸阀的阀活塞。在该方法中，通过给磁线圈通电而产生磁力，通过该磁力，衔铁克服弹簧的弹簧力朝第二端部止挡件的方向被牵引。根据本发明，在预给定的开关时间内，在衔铁到达第二端部止挡件之前，通过改变通电特性(Bestromungsprofil)和/或施加在磁线圈上的电压来降低衔铁的速度。

衔铁速度的降低导致，衔铁以减小的速度到达构成第二端部止挡件的止挡体上。以这种方式，实现止挡冲击的降低，这减小了止挡区域中的磨损。因此，该方法具有减小磨损的作用，由此提高电磁调节单元的使用寿命。

该方法的执行在遵循预给定的开关时间的情况下进行，其中，通过相应地匹配通电特性和/或施加的电压，完全地充分利用可用的或允许的开关时间。为此，优选根据运行点或特性来使衔铁速度最小化。

可以通过通电水平和/或通过通电持续时间来改变通电特性。这两个调节参量影响衔铁运动。

优选地，在预给定的开关时间内改变通电水平。通电水平确定对衔铁产生影响的磁力。磁力越强，则将衔铁吸向第二端部止挡件方向的吸引力就越大。为了实现衔铁速度的降低以及减小的止挡冲击，优选在衔铁到达第二端部止挡件之前降低通电水平。在衔铁上至少暂时(zeitweise)作用有降低的磁力。

替代地或补充地，可以在预给定的开关时间内改变通电持续时间，其中，优选在预给定的开关时间内缩短通电持续时间。这意味着，在磁线圈通电情况下建立的磁场提前重新消失，从而在到达第二端部止挡件之前，不再有磁力对衔铁起作用。

此外，为了引起衔铁速度的降低，替代地或者补充地，至少可以短时间地减小在预给定的开关时间内施加在磁线圈上的电压。

有利地，在一开始增大在预给定的开关时间内施加在磁线圈上的电压，使得衔铁在其行程开始时获得加速。该加速补偿了衔铁速度随后的降低，从而可靠地遵循所要求的开关时间。

在本发明的一种扩展方案中提出，探测衔铁止挡在第二端部止挡件上的时刻。由此，如果识别出止挡时刻，则可以实现准确性的提高。例如，在用于操纵抽吸阀的电磁调节单元的情况下，可以定义与燃料粘度的相关性。

优选地，在未发生衔铁止挡的情况下，在预给定的开关时间内通过改变通电特性和/或施加在磁线圈上的电压来修改衔铁速度。因此，可以通过调节和学习最佳操控参数来补偿公差和/或系统性影响。附加地，可以通过函数存储所学习的调节参量，使得在重新向运行点运行时加快调节过程。

此外，可以通过函数优化止挡时刻，该函数按照待定义的策略连续改变通电特性和/或电压。如果未识别到衔铁的止挡，则可以撤消最后的改变，因此可以调节最小可能的止挡动态特性。

所提出的方法以这种方式能够使所需的操控能量最小化。因为不再需要同时考虑使用寿命余量或样本分布(好/坏阀分布)。

有利地，按照(nach Maβgabe)与电磁调节单元连接的控制单元来执行通电特性的改变和/或施加在磁线圈上的电压的改变。可以将所学习的调节参量存储在控制单元中并且作为函数储存。

此外提出，根据输送泵的和/或与输送泵连接的内燃机的至少一个运行参数来预给定开关时间。当该方法用于控制抽吸阀的电磁调节单元时，这尤其是有利的。以这种方式确保给输送泵提供足够量的燃料。例如开关时间可以取决于转速或输送量。

附图说明

接下来根据所附的附图进一步阐述本发明的优选实施方式。在此示出：

图1示出由现有技术已知的能够电磁操纵的抽吸阀的示意性纵截面；

图2示出衔铁行程与控制参量、即通电水平、通电持续时间以及电压的相关性的示意图。

具体实施方式

在图1中示出的能够电磁操纵的抽吸阀7包括电磁调节单元1，该电磁调节单元与抽吸阀7共同构造在用于燃料的输送泵9的气缸头10上。电磁调节单元1包括环状的磁线圈2以及能够在两个端部止挡件3、4之间往复运动的衔铁5，该衔铁能够与阀活塞6耦合以操纵抽吸阀7。在磁线圈2不通电的情况下，弹簧8的弹簧力使衔铁5压抵阀活塞6，以这种方式使该阀活塞从阀座11上被抬起。因为弹簧8的弹簧力大于阀弹簧12的弹簧力，所以这使阀活塞6朝阀座11的方向被加载。因此，在磁线圈2不通电的情况下，抽吸阀7打开，使得燃料能够从低压室13通过流入口14在阀活塞6旁边经过流到输送泵9的高压元件室15中。在输送泵9的输送运行中，到达高压元件室15中的燃料通过泵活塞16的输送行程被压缩，并且随后通过高压出口(Hochdruckabgang)17输送给高压存储器(未示出)。

为了关闭抽吸阀7，给磁线圈2通电，其中，由高压元件室15中上升的压力支持该关闭。磁线圈2的通电产生磁场，该磁场的磁力使衔铁5在朝第二端部止挡件4的方向运动，在此，该第二端部止挡件由磁极铁心18构成。因此，阀活塞6的负荷减轻，从而阀弹簧12能够将阀活塞6牵引到阀座11中。只要抽吸阀7保持打开，就可以将多余的燃料量从高压元件室15送回到低压室13中。因此，可以通过电磁调节单元1的开关时间来调节输送泵9的输送量。

在预给定的开关时间内，衔铁5的行程必须确保抽吸阀7的可靠关闭。电磁调节单元1的操控相应地进行。衔铁5以高的速度到达磁极铁心18上，这导致止挡区域中的磨损增加。

在使用根据本发明的方法时，以如此方式操控电磁调节单元1，使得止挡冲击降低。因为在衔铁5到达第二端部止挡件4之前不久，在预给定的开关时间内减小衔铁5的速度。

可以以不同的方式对衔铁速度产生影响。可以将磁线圈2的通电I的水平和/或持续时间和/或施加在磁线圈2上的电压U用作调节参量。

在图2中示意性示出相关性。分别地，上方的曲线图示出通电I在时间t上的可能变化，下方的曲线图示出电压U在时间t上的可能变化。在中间示出衔铁行程H的变化过程。如果例如在衔铁行程开始时短时间地显著增大电压U，则这导致快速的衔铁运动，这补偿了用于降低止挡冲击的、衔铁速度的后续减小。

替代地或者补充地，可以通过通电持续时间和/或通电水平来对衔铁运动产生影响。为了在预给定的开关时间内实现衔铁速度的降低，可以缩短通电持续时间(箭头19)和/或可以降低通电水平(箭头20)。