(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
とりわけ内燃機関への燃料噴射のためのソレノイドバルブの制御のための方法であって、
前記ソレノイドバルブの制御フェーズは、前記ソレノイドバルブのバルブニードルが前記ソレノイドバルブのソレノイドコイルを流れる第１の電流強度（ＩＡ）によって開弁状態にもたらされる吸引フェーズ（ＴＡ）と、前記バルブニードルがソレノイドコイルを流れる第２のより小さい電流強度（ＩＨ）によって開弁状態に保持される保持フェーズ（ＴＨ）とに分割されており、少なくとも１度は前記吸引フェーズ（ＴＡ）の開始時にブースタフェーズ（Ｂ１）が活性化され、該ブースタフェーズ（Ｂ１）ではパルス状のブースタ電流（ＩＢｏｏｓｔ）が高い電圧（ＵＢｏｏｓｔ）に充電されたブースタコンデンサから前記ソレノイドコイルに流れる、とりわけ内燃機関への燃料噴射のためのソレノイドバルブの制御のための方法において、
保持フェーズ（ＴＨ）において給電バッテリの電圧（ＵＢＡＴＴ）が所定の閾値電圧の下にある場合には、更に別の１つのブースタパルス又は複数のブースタパルスがソレノイドバルブのこの保持フェーズ（ＴＨ）の間に活性化される
ことを特徴とする、とりわけ内燃機関への燃料噴射のためのソレノイドバルブの制御のための方法。
【請求項２】
吸引フェーズ（ＴＡ）の開始時に活性化された第１のブースタパルス（Ｂ１）の後で、更に別のブースタパルス（Ｂ２１）がバルブニードルの移動フェーズの開始の前に又はこの移動フェーズの間に活性化されることを特徴とする、請求項１記載の制御方法。
【請求項３】
吸引フェーズ（ＴＡ）の開始時に活性化された第１のブースタパルス（Ｂ１）の後で、更に別のブースタパルス（Ｂ２２）がバルブニードルの移動フェーズの最後に又はこの移動フェーズの直後に活性化されることを特徴とする、請求項１又は２記載の制御方法。
【請求項４】
とりわけ内燃機関への燃料噴射のためのソレノイドバルブの制御のための装置であって、該装置は前記ソレノイドバルブの制御フェーズを、前記ソレノイドバルブのバルブニードルが前記ソレノイドバルブのソレノイドコイルを流れる第１の電流強度（ＩＡ）によって開弁状態にもたらされる吸引フェーズ（ＴＡ）と、前記バルブニードルがソレノイドコイルを流れる第２のより小さい電流強度（ＩＨ）によって開弁状態に保持される保持フェーズ（ＴＨ）とに分割し、前記装置は少なくとも１度は前記吸引フェーズ（ＴＡ）の開始時にブースタフェーズ（Ｂ１）を活性化し、この場合、パルス状のブースタ電流（ＩＢｏｏｓｔ）を高い電圧（ＵＢｏｏｓｔ）に充電されたブースタコンデンサから前記ソレノイドコイルに流す、とりわけ内燃機関への燃料噴射のためのソレノイドバルブの制御のための装置において、
該装置は、保持フェーズ（ＴＨ）において給電バッテリの電圧（ＵＢＡＴＴ）が所定の閾値電圧の下にある場合に、更に別の１つのブースタパルス又は複数のブースタパルスをソレノイドバルブのこの保持フェーズ（ＴＨ）の間に活性化するための手段を有する
ことを特徴とする、とりわけ内燃機関への燃料噴射のためのソレノイドバルブの制御のための装置。
【請求項５】
活性化手段は、少なくとも
吸引電流強度（ＩＡ）、
保持電流強度（ＩＨ）、
給電バッテリのバッテリ電圧（ＵＢＡＴＴ）、
ブースタ電圧（ＵＢｏｏｓｔ）及び
ブースタ電流強度（ＩＢｏｏｓｔ）を測定するための測定手段に接続されていることを特徴とする請求項４記載の装置。
【請求項６】
ガソリン直接噴射における高圧噴射ソレノイドバルブのための請求項１〜３のうちの１項記載の方法の使用。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
従来技術
本発明は、とりわけ内燃機関への燃料噴射のためのソレノイドバルブの制御のための方法及び装置に関し、ソレノイドバルブの制御フェーズは、ソレノイドバルブのバルブニードルがソレノイドバルブのソレノイドコイルを流れる第１の電流強度によって開弁状態にもたらされる吸引フェーズと、バルブニードルがソレノイドコイルを流れる第２のより小さい電流強度によって開弁状態に保持される保持フェーズとに分割されており、少なくとも１度は吸引フェーズの開始時にブースタフェーズが活性化され、このブースタフェーズではパルス状のブースタ電流が高い電圧に充電されたブースタコンデンサから乃至はその他の電流源からソレノイドコイルに流れる。
【０００２】
このような方法及びこのような装置はRobert Bosch GmbHのＤＥ１９７４６９８０Ａ１から公知である。
【０００３】
添付した図１及び２は、信号線図の形式において、制御フェーズの間に噴射弁のソレノイドコイルに印加される電圧及び電流の経過を示している。この制御フェーズは吸引フェーズＴＡ及び保持フェーズＴＨから構成され、実際に図１は給電バッテリがノーマルな電圧レベル、例えばＵＢＡＴＴ＝１４Ｖを有する場合のものであり、図２は給電バッテリが例えば１４Ｖよりも小さいあまりにも低い電圧レベルを有する場合のものである。
【０００４】
図１によれば、電流は、大きなブースタ電圧ＵＢＯＯＳＴを有する第１のブースタフェーズＢ１によって惹起された初期の電流最大値ＩＢＯＯＳＴの後で吸引電流レベルＩＡに到達する。この吸引電流レベルＩＡによってソレノイドバルブのバルブニードルは吸引され得る。明らかに、ブースタフェーズＢ１の間にソレノイドバルブに印加されるブースタ電圧ＵＢＯＯＳＴはバッテリ電圧Ｕ１よりもはるかに大きい。吸引フェーズＴＡの間に給電電流レベルＩＡはソレノイドコイルへのバッテリ電圧ＵＢＡＴＴの複数回の印加によって調整される。この吸引フェーズＴＡに続いてまず最初に噴射弁のソレノイドコイルを流れる電流が非常に迅速に減少する短いフリーホイーリングフェーズ（Freilaufphase）又は迅速抑制（Schnellloeschung）が行われる。そして保持電流レベルＩＨに到達し、この保持電流レベルＩＨは保持フェーズＴＨの間にバッテリ電圧ＵＢＡＴＴの反復的なパルス状の印加によって目標レベルに調整される。最後にこの保持フェーズＴＨに続いて再びフリーホイーリングフェーズ又は迅速抑制が行われ、このフリーホイーリングフェーズ又は迅速抑制の終了時にはこのソレノイドコイルを流れる電流は完全に無くなる。
【０００５】
図２は、バルブニードルが吸引フェーズＴＡの間にあまりにも小さいバッテリ電圧ＵＢＡＴＴ２（図２）＜ＵＢＡＴＴ１（図１）のために吸引できない場合を示している。従って、とりわけ電流回路の所与のオーム抵抗における低いバッテリ電圧の際に噴射ソレノイドバルブのための十分な吸引電流が形成されない。すなわち、（Ｉ＜ＩＡ）図２はソレノイドコイルを流れる電流Ｉが非常に迅速に降下し、吸引電流調整の調整領域に到達せず、従ってソレノイドバルブの確実な開弁がもはや保障されないことを示している。
【０００６】
このバルブの良好なダイナミック特性を実現するためには、噴射弁を流れる電流のレベルができるだけ吸引フェーズＴＡのバルブニードルの全開弁運動の間に高いレベルに保持されるべきである。理論的に想定可能なこの高い電流レベルを作り出すことができる全吸引フェーズに亘る長いブースタフェーズは、内部ブースタコンデンサからの高いエネルギ消費のために有利ではない。実用的な適用事例ではブースタフェーズはできるだけ急速に高い電流レベルに到達するために使用され、ブースタエネルギの大部分は吸引フェーズＴＡの初めに渦電流に変換される。まだバルブニードルが完全に開弁状態にもたらされる前に、従来技術では所定の動作条件下においてブースタフェーズＢ１が中断され、バルブ電流がバッテリから駆動されて低下する。すなわち、バルブニードルが運動するフェーズである本来の移動フェーズ（Flugpahse）の間にもう既に磁気力がその最大値から低下してしまうのである。これはソレノイドバルブの悪いダイナミック特性を意味する。
【０００７】
本発明の課題及び利点
従来技術の上記の欠点に鑑みて、本発明の一般的な課題はブースタエネルギを経済的に利用し、さらに、小さいバッテリ電圧においてもバルブの作動開始特性を改善することである。
【０００８】
本発明の基本的な局面によれば、上記課題は、ソレノイドバルブの制御フェーズの間に複数のブースタパルスを順次活性化することによって解決される。原理的にはこれらの複数のブースタパルスの時間的な位置はこの制御フェーズ内で自由に選択可能である。
【０００９】
従って、本発明の第１の実施例では、吸引フェーズの開始時に活性化された第１のブースタパルスの後で、更に別のブースタパルスがバルブニードルの移動フェーズの開始の前に又はこの移動フェーズの間に活性化される。
【００１０】
第２の実施例によれば、吸引フェーズの開始時に活性化された第１のブースタパルスの後で、更に別のブースタパルスがバルブニードルの移動フェーズの最後に又はこの移動フェーズの直後に活性化される。
【００１１】
最後に、第３の実施例によれば、保持フェーズにおいて給電バッテリの電圧が所定の閾値電圧の下にある場合には、更に別の１つのブースタパルス又は複数のブースタパルスがソレノイドバルブのこの保持フェーズの間に活性化される。
【００１２】
上記の本発明の実施例を互いに組み合わせることもできる。
【００１３】
多重ブースト（mehrfache Boosterung）によって、個々のブースタパルスのエネルギ乃至は最大電流は、非常に高い電流強度を有する長い単一ブーストに比べて低減される。低減されたピーク電流強度は、集積回路のボンディングアイランド、ハイブリッドモジュールの比較的小さい負荷及びブースタコンデンサの比較的小さい蓄積容量をもたらす。
【００１４】
第２のブースタパルス及び場合によっては第３のブースタパルスの時点の適切な選択によって、磁気力の形成が時間的に自由に変化される。これは渦電流形成の低減をもたらす。さらに、ブースタエネルギはソレノイドバルブの時間的な必要に応じて供給され得る。これによって、下部ストッパ地点からのソレノイドバルブのバルブニードルの引き離し（Losreissen）が助長され、ニードル移動が加速され、バルブニードルの上部ストッパにおける強いストッパ衝撃が抑えられる。
【００１５】
さらに、高圧噴射弁に流れる十分に高い電流を駆動するには十分ではないあまりにも小さいバッテリ電圧の場合でも、多重ブーストによって電流レベルが上げられ、これによりこの高圧噴射ソレノイドバルブの確実な動作が保証される。
【００１６】
図面
本発明の実施例を次に図面に基づいて詳しく説明する。
【００１７】
図１は信号・時間線図の形式において単一ブーストにおける噴射弁のソレノイドバルブに印加される電圧及び電流の上記の既に記述した通常の経過をグラフィックに示す。
【００１８】
図２は単一ブーストによる公知の方法においてバッテリ電圧があまりにも小さい場合の同様に既に記述したケースをグラフィックに示す。
【００１９】
図３Ａは信号・時間線図の形式において二重ブーストによる本発明の方法の第１の実施例によるソレノイドコイルを流れる電流経過をグラフィックに示す。
【００２０】
図３Ｂは高圧噴射ソレノイドバルブの制御フェーズの間のバルブニードルの変位をグラフィックに示す。
【００２１】
図３Ｃは三重ブーストによる本発明の第２の実施例の時間上の電流及び電圧経過をグラフィックに示す。
【００２２】
実施例
図３Ａのグラフィックな図示は本発明の方法の第１の実施例を示し、この第１の実施例では比較的低いバッテリ電圧ＵＢＡＴＴにおいて二重ブーストが行われる。すなわち、吸引フェーズＴＡの開始時に活性化された第１のブースタパルスＢ１の後で更に別のブースタパルスＢ２１が活性化される。この更に別のブースタパルスＢ２１は、バルブニードルの変位Ｘを示している図３Ｂとの比較によってすぐに明白なように、バルブニードルの移動フェーズｆの間に行われる。これによって図３Ａにおいて破線で示されているソレノイドコイルを流れる電流の低下が回避され、この結果、低いバッテリ電圧ＵＢＡＴＴにもかかわらず吸引電流調整の調整領域に到達し、バルブの確実な開弁が保証される。よって、二重ブーストによって低いバッテリ電圧ＵＢＡＴＴでも吸引フェーズＴＡの間の電流レベルは高く保持され、これによってバルブが確実に開かれる。
【００２３】
図３Ｃは本発明の制御方法の第２の実施例を示し、この第２の実施例において第２のブースタパルスＢ２１の後の移動フェーズの直後に第３のブースタパルスＢ２２が活性化される。この第３のブースタパルスＢ２２は上部ストッパにおけるバルブニードルの衝撃Ｐを抑える。
【００２４】
図には図示されていない他の実施例では、電流回路自体における高いオーム抵抗のために保持電流ＩＨがもはやバッテリから供給できない場合に、更に別の１つのブースタパルス又は更に別の複数のブースタパルスが保持フェーズＴＨの間に活性化される。
【００２５】
図に図示された制御方法は有利には内燃機関への燃料噴射のためのソレノイドバルブの制御のための装置によって実施される。この装置はソレノイドバルブの制御フェーズを、ソレノイドバルブのバルブニードルがソレノイドバルブのソレノイドコイルを流れる第１の電流強度によって開弁状態にもたらされる吸引フェーズと、バルブニードルがソレノイドコイルを流れる第２のより小さい電流強度によって開弁状態に保持される保持フェーズとに分割し、この装置は少なくとも１度は吸引フェーズの開始時にブースタフェーズを活性化し、この場合、パルス状のブースタ電流を高い電圧に充電されたブースタコンデンサから又はその他の電流源からソレノイドコイルに流し、この装置はソレノイドバルブの制御フェーズ内の選択可能な時点に複数のブースタパルスを活性化するための手段を有する。
【００２６】
これらの活性化手段は少なくとも吸引電流強度ＩＡ、保持電流強度ＩＨ、給電バッテリのバッテリ電圧ＵＢＡＴＴ、ブースタ電圧ＵＢＯＯＳＴ及びブースタ電流強度ＩＢＯＯＳＴを測定するために測定手段に接続されている。
【００２７】
従って、本発明の方法によって、複数のブースタパルスの活性化及びこれによる電流レベルの上昇及びこの結果として高圧噴射弁の確実な開弁乃至は開弁状態保持が保証されることによる小さいバッテリ電圧における高圧噴射弁の動作の保証のほかに、ブースタエネルギのより経済的及び可変的な利用が可能となる。これは、多重ブーストにより渦電流形成が低減され、ブースタエネルギが時間的な必要に応じて供給され得ることによって可能となる。これによって、下部ストッパ地点からのソレノイドバルブのバルブニードルの引き離しが助長され、ニードル移動が加速され、バルブニードルの上部ストッパにおける強いストッパ衝撃が抑えられる。
【００２８】
多重ブーストによって個々のブースタパルスのエネルギ乃至は最大電流は、従来の単一ブーストを示す図１及び図２との比較が示すように、低減される。これによって、集積回路のボンディングアイランド及びハイブリッドモジュールのピーク負荷及びブースタコンデンサの蓄積容量が低減される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  信号・時間線図の形式において単一ブーストにおける噴射弁のソレノイドバルブに印加される電圧及び電流の上記に既に記述した通常の経過をグラフィックに示す。
【図２】  単一ブーストによる公知の方法においてバッテリ電圧があまりにも小さい場合の同様に既に記述したケースをグラフィックに示す。
【図３】  図３Ａは信号・時間線図の形式において二重ブーストによる本発明の方法の第１の実施例によるソレノイドコイルを流れる電流経過をグラフィックに示す。図３Ｂは高圧噴射ソレノイドバルブの制御フェーズの間のバルブニードルの変位をグラフィックに示す。図３Ｃは三重ブーストによる本発明の第２の実施例の時間上の電流及び電圧経過をグラフィックに示す。
【符号の説明】
ＵＢＡＴＴ  バッテリ電圧
ｆ  移動フェーズ
ＴＡ  吸引フェーズ
ＴＨ  保持フェーズ
Ｂ１  第１のブースタパルス
Ｂ２１  第２のブースタパルス
Ｂ２２  第３のブースタパルス
ＩＡ  吸引電流レベル
ＵＢＡＴＴ  バッテリ電圧
ＵＢＯＯＳＴ  ブースタ電圧
ＩＢＯＯＳＴ  ブースタ電圧によって惹起される電流最大値
Ｘ  バルブニードルの変位
Ｐ  上部ストッパにおけるバルブニードルの衝撃
【図１】
0004418616.tif 000002
【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
0004418616.tif 000006