JP2007534879A - 量制御のためのソレノイドバルブの作動方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、特に自動車におけるソレノイドバルブの駆動制御のための方法に関しており、この場合はまず第１の電圧（Ｕ_１）がソレノイドバルブ（２２）のコイル（２１）に第１の時点（ｔ_１）まで印加され、続いて当該第１の電圧よりも小さい第２の電圧（Ｕ_２）が印加される。この場合は第１の時点（ｔ_１）は時間的にみてソレノイドバルブ（２２）の終端位置に到達する前に存在する。

Description

本発明は、請求項１の上位概念による量制御のためのソレノイドバルブの作動方法並びに該ソレノイドバルブを備えた内燃機関の燃料供給のための装置に関する。

さらに本発明は、量制御のためのソレノイドバルブの作動方法を実施するための制御機器並びにコンピュータ上で当該方法を実施するためのコンピュータプログラム製品に関する。

独国特許出願 DE 199 13 477 号明細書からは既にソレノイドバルブを用いた燃料供給装置の作動方法が公知である。このソレノイドバルブは無電流状態で開かれ、閉鎖に対しては定電圧（バッテリ電圧）によって駆動される。この場合電流は特徴的な形態で上昇する。電圧が遮断された後では、電流は再び特徴的な形態で低減し、バルブは電流が低減した直後に開かれる。

独国特許出願 DE 102 01 453 号明細書からはブレーキシリンダのためのソレノイドバルス作動方法が公知である。この公開されたソレノイドバルブは、無電流状態で開かれ、閉鎖に対しては低電圧で駆動制御される。最大の吸引電流に達すると、ソレノイドバルブのコイルはパルス制御された電圧で駆動制御され、それによってコイルを流れる電流が最小の許容保持電流まで低減する。ソレノイドバルブを開くためには、ソレノイドバルブに印加される電圧が遮断される。その場合電流低下が保持電流から出発して目下の最大吸引電流よりも時間的に迅速に行われる。

それに対して独立請求項の特徴部分に記載された本発明による方法は次のような利点を有している。すなわち、まず第１の電圧がソレノイドバルブのコイルに第１の時点まで印加され、続いて当該第１の電圧よりも小さい第２の電圧が印加される。第１の時点での第２の２の電圧への切換は、ソレノイドバルブの終端位置に到達する前に行われる。この本発明による手法の特別な利点は、第１の印加電圧によってコイル電流とそれに伴う磁力が迅速に構築され、それによってソレノイドバルブの迅速な移動開始が達成されることである。より低い第２の電圧への切換によれば、コイル電流の不所望な上昇が避けられる。第１の時点は、ソレノイドバルブアーマチュアが動かされる所定の電力値に達する前におかれてもよいし、達した後におかれてもよい。重要なことは、本発明による駆動制御によってソレノイドバルブアーマチュアの確実な吸引が保証されることである。基本的には、本発明による方法は、無電流開放型のバルブにも無電流閉鎖型のバルブにも適用が可能である。第１の電圧よりも低い値にある第２の電圧への切換によって、コイル電流がソレノイドバルブのさらなる駆動制御のもとで最大許容電流を超えることが避けられる。

従属請求項に記載されている手段によれば、さらに本発明による装置の有利な実施例ないし改善例が可能となる。

特に有利には第２の電圧が少なくとも次のような大きさである。すなわちソレノイドバルブの動きが継続されると共にソレノイドバルブの確実な開閉が保証されるような大きさである。

さらに別の有利な実施例によれば、第２の電圧が有利な形態で次のように選択される、すなわち。コイルを通る電流とソレノイドバルブに作用する力が引き続き上昇するように選択される。これにより閉鎖運動／開放運動の信頼性が高められる。

さらに別の有利な実施例によれば、第２の時点から第３の電圧がソレノイドバルブのコイルに印加される。この第３の電圧は第２の電圧よりも小さい値範囲にあり、第２の電圧に比べて電流をさらに上昇させないことができる。それにより有利には、コイル電流が引き続き上昇して最大許容電流を上回るようなことが避けられる。

さらに有利な実施形態によれば、第３の時点から第４の電圧がソレノイドバルブのコイルに印加される。この第４の電圧は第３の電圧よりも小さく、この場合は次のような電流が生じる。すなわち少なくとも有利な形態でソレノイドバルブの最低保持力を保証し得る大きさの電流である。

さらに別の有利な実施形態によれば、ソレノイドバルブのコイルに印加する電圧の少なくとも１つがパルス幅変調によってその有効電圧に影響を与える。このことは次のような利点につながる。すなわち全ての電圧がベース電圧から出発してパルス幅変調だけで所望の電圧レベルに応じて設定できる利点である。

また本発明の別の有利な実施形態によれば、ソレノイドバルブの駆動制御のための装置、特に自動車における制御機器が提案されており、この場合この装置はソレノイドバルブを次のように駆動制御している。すなわち少なくとも第１の電圧がソレノイドバルブのコイルにソレノイドバルブの動きがトリガされるまで印加され、それに続いて第２の電圧が印加され、この第２の電圧は第１の電圧よりも小さいものである。

さらに別の有利な実施形態によれば、電圧の切り換えられる時点と電圧が例えば内燃機関や高圧ポンプなどの作動パラメータに依存して特性マップにファイルされる。

さらに有利な実施形態によれば、本発明による方法や手順が機械で読み込み可能な担体上に記憶されているプログラムコードを備えたコンピュータプログラム製品として提供される。この場合プログラムの実行は、本発明による方法を実施し得るコンピュータ、計算機、制御機器などで行われる。有利には機械で読み込み可能な担体として、ディスケット（商標名）、メモリモジュール、フラッシュロム、光学式メモリ、ハードディスクなどが用いられる。

図面
本発明のさらなる特徴、適用分野及び利点は、以下の明細書で図面に示されている本発明の実施例に基づいて明らかにされる。この場合は記載されている若しくは描写されている全ての特徴部分ないしそれらの任意の組み合わせは、特許請求の範囲の独立請求項や従属請求項の概要、並びに明細書ないし図面中のそれらの形式や描写に依存することなく、本発明の対象をなすものである。
この場合、
図１は、内燃機関の燃料供給のための装置を概略的に示した図であり、
図２は、高圧ポンプの様々な機能状態を所属の時間ダイヤグラムと共に概略的に表した図であり、
図３は、ソレノイドバルブの通電後のソレノイドバルブのストロークの時間経過とそれに基づく作用力を概略的に表した図であり、
図４は、高圧ポンプ内の圧力の時間経過を表した図であり、
図５は、ソレノイドバルブのコイルに印加される電圧の時間経過を概略的に表した図であり、
図６は、コイルを流れる電流の時間経過を概略的に表した図であり、
図７は、所定の駆動制御持続時間毎のソレノイドバルブのコイルにおける電流と電圧の時間経過を概略的に表した図である。

実施例
次に本発明の実施例を図面に基づき以下の明細書で詳細に説明する。

なおここでは説明をわかりやすくするために、実質的に無電流状態で開放されるタイプのソレノイドバルブに関連させて説明しているが、しかしながら本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、例えば無電流状態で閉鎖されるタイプのソレノイドバルブも含有するものである。

図１には例示的に内燃機関の燃料供給のための装置１０が示されている。この装置１０は、電気的な燃料ポンプ１１を有しており、このポンプによって燃料タンク１２から燃料が汲み上げられ、さらに燃料フィルタ１３を介して吐出されている。燃料ポンプ１１は、負圧を生成するのに適している。この負圧の開ループ及び／又は閉ループ制御のために、負圧制御器１４が設けられており、この負圧制御器は燃料フィルタ１３の出力側に接続されている。さらにこのフィルタを介して燃料は再び燃料タンク１２に環流され得る。燃料フィルタ１３の出力側にはさらに、ソレノイドバルブ１５と機械的な高圧ポンプ１６からなる直列回路が接続されている。高圧ポンプ１６の出力側は過圧バルブ１７を介してソレノイドバルブ１５の入力側に戻されている。高圧ポンプ１６の出力側はさらに蓄圧器１８にも接続されており、この蓄圧器１８には複数の燃料噴射バルブ１９が接続されている。蓄圧器１８は一般に"レール"ないし"コモンレール"とも称される。さらにこの蓄圧器１８には圧力センサ２０が接続されている。図１に示されている燃料供給装置は、本発明の当該実施例においては、例えば４気筒内燃機関の燃料噴射弁１９から十分な燃料が所要の燃圧のもとで供給されるように用いられている。そのため信頼性の高い燃料噴射と内燃機関の確かな作動が保証されている。

量制御バルブ１５と高圧ポンプ１６の機能性については図２に基づいて詳細に説明する。量制御バルブ１５は無電流開放型のソレノイドバルブとして構成され、コイル２１を有している。このコイル２１を介した電流ないし電圧の印加ないし遮断によってソレノイドバルブ２２が閉鎖されたり開放されたりしている。高圧ポンプ１６はピストン２３を有しており、このピストン２３は内燃機関のカム２４によって操作される。さらに高圧ポンプ１６は、バルブ２５を備えている。このバルブ２５とソレノイドバルブ２２とピストン２３の間には高圧ポンプ１６の吐出空間２６が存在している。

ソレノイドバルブ２２によってこの吐出空間２６は電気式燃料ポンプ１１による燃料供給と負圧から分離されている。またバルブ２５を用いることにより吐出空間２６は、蓄積器１８と高圧から分離されている。

初期状態においては図２の左側に示されているように、ソレノイドバルブ２２が開き、バルブ２５は閉じる。開かれているソレノイドバルブ２２はコイル２１の無電流状態に相応している。バルブ２５は、ばねなどの圧力によって閉じられている。

図２の左側の描写には高圧ポンプ１６の吸引ストロークが表されている。矢印２７の方向にカム２４が回転移動すると、ピストン２３は矢印２８の方向に移動する。開かれたソレノイドバルブ２２に基づいて電気式燃料ポンプ１１によって吐出された燃料が吐出空間２６に通流する。

図２の中央側の描写は、高圧ポンプ１６の吐出ストロークが示されており、しかしながらこの場合はコイル２１がまだ無電流でそれに伴ってソレノイドバルブ２２がまだ開かれている。カム２４の回転移動に基づいてピストン２３は矢印２９の方向に移動する。開かれたソレノイドバルブ２２に基づいて燃料は吐出空間２６から電気的燃料ポンプ１１の方向に環流される。この燃料は、低圧制御器１４を介して燃料タンク１２に戻される、
図２の右側には中央側の描写の場合と同じように、さらに高圧ポンプ１６の吐出ストロークが示されている。但し中央表示との違いは、少なくともここではコイル２１が励起され、それに伴ってソレノイドバルブ２２が閉じていることである。このことは次のような結果となる。すなわちピストン２３のさらなる行程運動によって吐出空間２６内に圧力が形成される。蓄積器１８内部で占められている圧力に到達すると共にバルブ２５が開き、残量が蓄積器へ吐出される。

蓄積器１８に吐出される燃料の量は、ソレノイドバルブ２２がその閉じられた状態からいつ移行したかに依存する。ソレノイドバルブ２２の閉鎖が早ければ早いほど、より多くの燃料がバルブ２５を介して蓄積器１８へ吐出される。このことは図２において矢印で表されている領域Ｂによって表される。

図２の右側の描写のもとでピストン２３がその最大ピストンストローク量に達すると、直ちにピストン２３によってさらなる燃料がバルブ２５を介して蓄積器１８へ何も吐出されなくなる。このバルブ２５は閉じられる。さらにコイル２１は再び無電流状態に制御され、それによってソレノイドバルブ２２は再び開かれる。さらに図２の左側の描写に相応して矢印２８方向に移動するピストン２３は再び電気式燃料ポンプの燃料を吐出空間２６に吸引する。

図３には、ソレノイドバルブ２２のストロークｈ_Ｍの時間経過と、ソレノイドバルブ２２のコイル２１の下方電圧設定のもとでのソレノイドバルブ２２に作用する電磁力Ｆ_Ｍが示されている。第１の電圧Ｕ_１が駆動制御開始時点ｔ_０からコイル２１に印加されると同時に磁界が形成され、この磁界はソレノイドバルブ２２のアーマチュアに電磁力Ｆ_Mが作用する。この電磁力Ｆ_Ｍは観察中の量制御バルブ１５のバネ力Ｆ_ｆに対抗している。電磁力Ｆ_Ｍがバネ力Ｆ_ｆを上回って初めてソレノイドバルブ２２は移動を開始する（移動開始時点ｔ_Ｂ）。図３に示されているケースでは、この移動開始時点ｔ_Ｂと同じところに第１の時点ｔ_１もおかれており、この第１の時点ではまず最初に印加される第１の電圧Ｕ_１がより低い第２の電圧Ｕ_２に切り換えられる。

この第２の電圧Ｕ_２は少なくとも次のようなレベルの電圧である。すなわち第１の電圧Ｕ_１の印加によって開始されたソレノイドバルブの移動が継続されるくらいのレベルである。図示のケースでは次のような第２の電圧Ｕ_２が設けられている。すなわち駆動制御時間の経過と共にコイル電流とそれに伴う電磁力Ｆ_Ｍが、第１の時点ｔ_１までの勾配よりも緩やかな勾配で上昇するような電圧である。終端時点ｔ_Ｅでは、ソレノイドバルブ２２がその終端位置に達する。無電流開放型のソレノイドバルブ２２では、終端時点ｔ_Ｅにおいてソレノイドバルブ２２が完全に閉じられ、無電流閉鎖型のソレノイドバルブ２２では完全に開かれる。図示の実施例においては、終端時短ｔ_Ｅと同じところに第２の時点ｔ_２がセットされており、この第２の時点ｔ_２からはソレノイドバルブに印加される電磁力Ｆ_Ｍが実質的に一定に維持され、第３の時点ｔ_３からは例えば最低維持力まで低減される。

ソレノイドバルブが所定の駆動制御のもとで移動を開始する移動開始時点ｔ_Ｂと、終端時点ｔ_Ｅは基本的にはそれぞれのソレノイドバルブにとって既知である。しかしながらこの移動開始時点ｔ_Ｂはセンサを介した例えば移動量を介して直接か若しくはその他のパラメータを介して間接的に確定することも可能である。

有利には第１の電圧Ｕ_１から第２の電圧Ｕ_２への切り換えが行われる第１の時点ｔ_１が次のように確定される。すなわちソレノイドバルブ２２のコイル２１が第１の電圧Ｕ_１によって駆動制御される期間が少なくともソレノイドバルブ２２の移動がトリガされるような長さとなるように確定される。

各実施形態に応じてこの第１の時点ｔ_１は、ソレノイドバルブの実際の移動開始時点ｔ_Ｂと一致し得る。しかしながら第１の時点ｔ_１を実際の移動開始時点ｔ_Ｂの前後にずらして設定することも可能である。そのため第１の時点ｔ_１を次のような早期時点に選択することも考えられる。すなわち第１の時点ｔ_１ではソレノイドバルブがまだ移動を開始してないが、駆動制御の持続時間はコイルにもたらされるエネルギーがソレノイドバルブを遅れた時点で移動開始させるのに十分な長さとなるような時点である。このようなケースではソレノイドバルブの移動が第１の電圧Ｕ_１の第１の時点ｔ_１までの印加によってトリガされるが、しかしながらソレノイドバルブの実際の移動は第１の時点ｔ_１よりも時間的に後の移動開始時点ｔ_Ｂで行われる。

第１の時点ｔ_１で第２の電圧Ｕ_２への切り換えが行われた後では、さらに待機時間Δｔｓが設けられており、この待機時間の後に続けて第２の時点ｔ_２では第３の電圧Ｕ_３に切り換えられる。この待機時間Δｔｓは図３において次のように選定されている。すなわち第２の時点ｔ_２が終端時点ｔ_Ｅでのソレノイドバルブ２２の終端位置到達と一致するように選定されている。高圧ポンプ１６の低回転数のもとでも、第２の時点ｔ_２がソレノイドバルブ２２の終端時点ｔ_Ｅよりも時間的に後に位置するように待機時間Δｔｓを長く選定することは十分可能である。そのため第２の時点ｔ_２は、多くの作動条件に対して不変のまま維持することが可能となる。

しかしながら高圧ポンプの高回転数領域での作動と所要の短い駆動制御時間に関しては、できるだけ短い駆動制御時間を実現するために、電圧の切り換えられる時点ｔ_１，２，３ができるだけ早期に設定されることが望ましい。

図４には、無電流開放型のソレノイドバルブ２２を備えた高圧ポンプ１６のと出空間２６における圧力の時間経過が概略的に示されている。ソレノイドバルブの終端位置の到達前で終端時点ｔ_Ｅないしは第２の時点ｔ_２までの吐出空間２６内は実質的に一定の負圧が占めている。この負圧は燃料ポンプ１１や負圧制御器１４によって生成され設定されている。終端時点ｔ_Ｅでのソレノイドバルブ２２の閉鎖の後は、上死点に移動するピストン２３が吐出空間２６内の体積を圧縮する。これにより燃圧が上昇する。圧力時点ｔ_Ｄでは吐出空間２６内の圧力は保持圧力ｐ_１に達する。この保持圧力ｐ_１によってソレノイドバルブ２２にかけられる力は実質的にばね応力Ｆ_ｆに相応する。この圧力は基本的にソレノイドバルブを駆動制御なしでも閉鎖状態に維持することが十分なものであり、つまり基本的には圧力時点ｔ_Ｄでソレノイドバルブ２２のコイル２１に印加される電圧の遮断が可能である。しかしながら特に高い作動の確実性と所定の作動状態を保証するためには、圧力時点ｔ_Ｄに第３の時点ｔ_３が設定される。この第３の時点ｔ_３では第４の電圧Ｕ_４への切り換えが行われ、印加される電磁力Ｆ_Ｍが確実な保持力まで低減される。

様々な時点でソレノイドバルブ２２のコイル２１に印加される電圧は図５に概略的に示されており、さらに図６にはそれに対応するコイル電流が概略的に示されている。この２つの図からわかることは、ソレノイドバルブ２２の閉鎖時点で第１の電圧Ｕ_１がソレノイドバルブ２２のコイル２１に印加されることである。さらなる時間経過においては、第１の時点ｔ_１、第２の時点ｔ_２、第３の時点ｔ_３の後でそれぞれ第２の電圧Ｕ_２、第３の電圧Ｕ_３、第４の電圧Ｕ_４が印加されている。この場合はそれぞれ後に続く電圧が先行する値よりも数値的に小さい。図６に示されているように、電圧に対応する電流は相応に特徴的な関係にある。第１の電圧Ｕ_１の印加の際には、電流が急激に上昇する。これは第１の時点ｔ_１での第２の電圧Ｕ_２のもとで、比較的緩やかな勾配の上昇が生じるようにするためである。第２の時点ｔ_２からは電流は実質的に一定に経過し、第３の時点ｔ_３の後では特徴的な形態で実質的に一定の低い値まで低下する。

前述したようにソレノイドバルブ２２の閉鎖時点でコイル２１には第１の電圧Ｕ_１が印加される。コイル電流は、公知の関係式、
Ｉ＝Ｕ／Ｒ（１−ｅｘｐ（−ｔ×Ｒ／Ｌ））
に従って上昇する。この場合例示的に観察される期間に対して指数項が一時近似において無視され得る。第１の電流上昇は、ｄｉ_１/ｄｔ(ｔ＝０）＝Ｕ／Ｌに相応し、実質的に印加された電圧とコイルのインダクタンスに依存する。短いスイッチング時間に関連して高い印加電圧もコイル２１の僅かなインダクタンスも必要である。

コイルの駆動制御の持続時間の増加と共にコイル電流Ｉもソレノイドバルブ２２に作用する電磁力Ｆ_Ｍも上昇する。つまり電流の上昇は早ければ早いほど、印加される電磁力Ｆ_Ｍも早く増加し、さらに閉鎖移動の開始時点も早くなり、ひいてはソレノイドバルブ２２の閉鎖も早まる。

ソレノイドバルブ２２が第１の時点ｔ_１で動きを開始すると同時にさらに迅速な電流上昇や作用力の上昇はもはや必要ない。本発明によれば、電流の上昇を緩慢にさせることが行われる。第１の時点ｔ_１からはコイル２１が第２の電圧Ｕ_２を供給される。この第２の電圧Ｕ_２は第１の電圧Ｕ_１よりも数値的に小さいものである。この場合第２の電圧Ｕ_２は次のように選定される。すなわち電流Ｉがさらに上昇するように選定される。第２の時点ｔ_２に対応する第２の電流上昇ｄｉ_２/ｄｔは、より高い第１の電圧Ｕ_１に対応する第１の電流上昇ｄｉ_１/ｄｔよりも小さい。この第２の電流上昇ｄｉ_２/ｄｔないしはそれに所属する第２の電圧Ｕ_２は、有利には次のように選定される。すなわちその後の第２の時点ｔ_２及び／又は第３の時点ｔ_３までソレノイドバルブ２２の最大許容コイル電流を上回ることがないように選定される。

既に前述したように第２の時点ｔ_２では、ソレノイドバルブ２２が閉鎖される。ソレノイドバルブ２２に作用する電磁力Ｆ_Ｍのさらなる上昇は必ずしもソレノイドバルブ２２の確実な閉鎖を向上させるものではない。それ故に本発明では、さらなる電流上昇ないしはさらなる電磁力Ｆ_Ｍの引き上げは行われない。この目的のためにコイル２１に印加される電圧はさらに第３の電圧Ｕ_３まで低減される。この第３の電圧Ｕ_３は電流Ｉが実質的にさらに上昇しないように選定される。

さらなる時間経過においては圧力ｐが第３の時点ｔ_３で吐出空間２６において圧力ｐ_１に達する。この圧力においては次のようなことが前提とされている。すなわちソレノイドバルブ２２が実質的に単独で既に形成された圧力の力によって閉鎖し続けることが可能となることである。本発明によれば、ソレノイドバルブ２２に作用する電磁力Ｆ_Ｍが電圧のさらなる低減によって第４の電圧Ｕ_４まで低減する。この第４の電圧Ｕ_４の印加によって対応するコイル電流は、特徴的な形態で実質的に一定な保持電流まで低減する。

図７には、概略的な形態で本発明による装置の駆動制御が駆動制御持続時間ｔａとソレノイドバルブ２２のコイル２１における電流及び電圧と共に典型的に表されている。ソレノイドバルブ２２の駆動制御は時点ｔ_０で開始され、第２の時点ｔ_２直後の時点ｔａで終了している。時点ｔ_０からは第１の電圧Ｕ_１が印加され、既に前述したように、第１の時点ｔ_１及び第２の時点ｔ_２ではそれぞれ第２の電圧Ｕ_２、第３の電圧Ｕ_３まで低減している。電流経過も相応に関係しており、この場合はまず最初に電流が急速に上昇し、その後では比較的緩やかな勾配で上昇し、第２の時点ｔ_２からは実質的に一定に維持されている。駆動制御期間の終了時点ｔａでは印加されている第３の電圧Ｕ_３が遮断され、電流が特徴的な形態で低下する。

所定の電流値を下回ってからは、分かり易くする理由からコイル２１は無電流状態で実質的な電磁力Ｆ_Ｍがもはやソレノイドバルブ２２に印加されないことを前提とする。それにより吐出空間２６内の相応の減圧のもとでソレノイドバルブ２２が開かれる。磁界の消滅に関わる時間は実質的に以下の公知の関係式、
Ｉ＝Ｉ_ｍａｘ×exp(-ｔ×Ｒ/Ｌ）
に従って算出される。駆動制御持続時間ｔａに対して生じる消滅時間ΔｔＬ_１は図７でも相応に表されている。

第１の時点ｔ_１からは、点線でもって、高められた電流経過が概略的に示されており、これは第１の電圧Ｕ_１の維持のもとで電圧低減なしで生じ得るものである。当該のケースにおいて遮断時点ｔａで、高められた電流経過がまだコイルの破壊を引き起こさないことを前提とするならば、図７では消滅時間ΔｔＬ_ｘが高められた電流のもとで消滅時間ΔｔａＬ（これは本発明では僅かな電流のもとで生じている）よりも明らかに長いことが容易にみてとれる。

本発明の手法によれば、ソレノイドバルブ２２と特に量制御バルブを高圧ポンプの高回転数のもとで短い駆動制御時間に関して最適化することも可能である。例えば吸入バルブを緩くソレノイドタペットに当接させるようにすることも可能である。この場合は付加的な装置を介して吐出空間２６内で吸入バルブ／ソレノイドバルブ２２がバネで押さえられる。それによりタペットストロークが著しく小さく抑えられる。このことは、高回転数に対して必要とされる短いスイッチング時間ないし駆動制御時間を得るのにも寄与する。さらなる手段は、巻回数の少ない低抵抗なコイルの使用である。このことは迅速な電流上昇ないし電磁力上昇に結びつく。

さらに別の有利な実施形態によれば、ソレノイドバルブ２２のコイル２１に印加される第１の電圧Ｕ_１、第２の電圧Ｕ_２、第３の電圧Ｕ_３、第４の電圧Ｕ_４の少なくとも１つがパルス幅変調によって設定される。オン・オフ時間の変更によって例えば次のようなことも可能となる。すなわち第１の作動電圧から出発してさらなる電圧の有効電圧を、本発明による電流経過ないし電磁力経過が所望の時点で生じるように設定することも可能である。それにより例えば第１の電圧Ｕ_１として搭載電源網電圧が選択されてもよいし、別のさらなる電圧全てが本発明による相応のパルス幅変調によって低減されてもよい。

高圧ポンプの通常動作においては図２でも示したように量制御バルブ１５が吐出行程中に駆動制御され、特にこの量制御バルブ１５が吸引行程の開始時点で開かれることが保証されなければならない。量制御バルブ１５の駆動制御は典型的には第２の時点ｔ_２と第３の時点ｔ_３の間で狩猟される。この量制御バルブ１５は、駆動制御時間に後続する消滅時間の後で再び開かれる。

第３の時点ｔ_３を超える駆動制御は、通常は例えば内燃機関の始動時に生じるような非常に低い回転数のもとでしか生じない。僅かな保持電流への切り換えによって特に始動時のソレノイドバルブ２２のコイル２１の負荷は低減される。

さらに別の実施形態においては、前記時点と所要の電圧を作動パラメータに依存して特性マップにファイルすることも考えられる。それにより例えば制御機器、制御要素若しくは計算ユニットを介してそれぞれ存在する作動条件毎に適した量制御バルブ１５の駆動制御を特性マップから取り出すことも可能である。典型的な作動パラメータとして例えばエンジン回転数ｎｍｏｔやそれに相応する高圧ポンプの回転数ｎ_ｈｄｐ、所要の吐出開始時点ないし駆動制御時点、既存のバッテリ電圧Ｕ_Ｂａｔないし作動電圧Ｕ_Ｂｅｔ、ソレノイドバルブの作動温度Ｔ_Ｍ並びにさらなる特性量などが考慮される。

さらに様々な電圧間での切り換えを段階的ではなくて連続的に行うことも可能である。

さらに別の有利な実施形態によれば、電流上昇が第１の時点ｔ_１から第３の時点ｔ_３まで継続される。但しこの場合は最大電流を超えることはない。

さらに別の実施形態によれば、ソレノイドバルブ２２が第２の時点ｔ_２で閉鎖され、吐出空間２６内の圧力が上昇した後で、電磁力Ｆ_Ｍないし電流及び電圧が、上昇する圧力に対して連続的に最低保持力まで低減される。

さらに別の有利な実施形態によれば、まず最初に図３〜図７に基づいて説明したように、高い第１の電圧Ｕ_１がソレノイドバルブ２２のコイル２１に印加され、ソレノイドバルブの閉鎖移動が第１の時点ｔ_１において開始されると同時に、第２のより低い電圧Ｕ_２が印加される。この第２の電圧Ｕ_２は、次のように選定される。すなわち電流がさらに上昇することはないがソレノイドバルブ２２に作用する電磁力Ｆ_Ｍが、当該ソレノイドバルブ２２の閉鎖移動を継続するのに十分であるように選定される。

さらに別の有利な実施形態によれば、高い第１の電圧Ｕ_１がソレノイドバルブ２２のコイル２１に印加され、第１の時点ｔ_１のソレノイドバルブの閉鎖移動の開始前に、第２のより低い電圧Ｕ_２が印加される。この第２の電圧Ｕ_２は、次のように選定される。すなわち電磁力Ｆ_Ｍのさらなる磁力形成が、ソレノイドバルブ２２を確実に閉鎖するのに十分であるように選定される。

可能な実施例においては、第２の電圧が実質的に第３の電圧Ｕ_３と同じである。この第３の電圧Ｕ_３は本発明によれば第２の時点ｔ_２でのソレノイドバルブ２２の完全な閉鎖の後で選定される。この種の手法は、有利な形式で第２の時点ｔ_２での電圧の切り換えを省略できる。

さらに別の有利な実施形態によれば、第２の電圧Ｕ_２が次のように選定される。すなわち生じる電流Ｉが第３の時点ｔ_３で生じる電流Ｉよりも数値的に大きくなるように選定される。

さらに別の有利な実施形態によれば、ソレノイドバルブの駆動制御が電流制御で行われ、それぞれの時点ｔ_１，ｔ_２，ｔ_３，ｔ_４で選定されるべき電圧が所定の電流上昇に依存するようになされる。

基本的には物理的な時点、例えば移動開始時点ｔ_Ｂ、終端時点ｔ_Ｅ、圧力検出時点などが例えば直接的若しくは間接的な測定やモデリング、エミュレーション等によって求められてもよい。

切り換え時点、すなわち第１の時点ｔ_１、２の時点ｔ_２、第３の時点ｔ_３と駆動制御開始時点ｔ_０が物理的な所与性や作動条件に依存して確定されるが、しかしながらこれらの切り換え時点は必ずしも所定の特性、例えば物理的な時点に一致させる必要はない。

特に待機時間Δｔｓを適用ケース毎に例えば省略することも可能である。それにより第１の時点ｔ_１が第２の時点ｔ_２と一致し、第１の電圧Ｕ_１の印加後は第３の電圧Ｕ_３と等しくなる。また待機時間Δｔｓを次のように選定してもよい。すなわち第２の時点ｔ_２を第３の時点ｔ_３と一致させ、それによって第２の電圧Ｕ_２の印加後に第４の電圧Ｕ_４に等価される。もちろん全ての介在時点を実現させてもよい。

最後に前述した実施形態ないし実施例は個々の例に対する本発明の限定を意味しているのではなく、それどころか任意の組み合わせにおいても本発明の対象を形成するものであることを述べておく。

内燃機関の燃料供給のための装置を概略的に示した図 高圧ポンプの様々な機能状態を所属の時間ダイヤグラムと共に概略的に表した図 ソレノイドバルブの通電後のソレノイドバルブのストロークの時間経過とそれに基づく作用力を概略的に表した図 高圧ポンプ内の圧力の時間経過を表した図 ソレノイドバルブのコイルに印加される電圧の時間経過を概略的に表した図 コイルを流れる電流の時間経過を概略的に表した図 所定の駆動制御持続時間毎のソレノイドバルブのコイルにおける電流と電圧の時間経過を概略的に表した図

Claims (9)

1. ソレノイドバルブ、特に自動車におけるソレノイドバルブの駆動制御のための方法であって、
   最初に第１の電圧（Ｕ_１）がソレノイドバルブ（２２）のコイル（２１）に第１の時点（ｔ_１）まで印加され、引き続き数値的に小さな第２の電圧（Ｕ_２）が印加される形式の方法において、
   前記第１の時点（ｔ_１）が時間的にみてソレノイドバルブ（２２）の終端位置に到達する前に設定されるようにしたことを特徴とする方法。
2. 前記第２の電圧（Ｕ_２）は、ソレノイドバルブ（２２）が終端位置に到達するくらいの大きさである、請求項１記載の方法。
3. 第２の電圧（Ｕ_２）が印加されている間、電流（Ｉ）がさらに上昇する、請求項１又は２記載の方法。
4. 第２の時点（ｔ_２）から第３の電圧（Ｕ_３）がソレノイドバルブのコイルに印加され、当該第３の電圧は実質的に第２の電圧（Ｕ_２）よりも数値的に大きいか又は小さく、第２の電圧（Ｕ_２）に比べて電流をさらに上昇させることができない、請求項１から３いずれか１項記載の方法。
5. 第３の時点（ｔ_３）から第４の電圧（Ｕ_４）がソレノイドバルブのコイルに印加され、当該第４の電圧は前記第３の電圧（Ｕ_３）よりも数値的に小さく、この場合は少なくともソレノイドバルブの最低保持力を保証し得る大きさの電流が生じる、請求項１から４いずれか１項記載の方法。
6. ソレノイドバルブのコイルに印加する電圧（Ｕ_１，Ｕ_２，Ｕ_３，Ｕ_４）の少なくとも１つがパルス幅変調によってその有効電圧に影響を与える、請求項１から５いずれか１項記載の方法。
7. ソレノイドバルブ、特に自動車におけるソレノイドバルブの駆動制御装置であって、
   最初に第１の電圧（Ｕ_１）がソレノイドバルブ（２２）のコイル（２１）に第１の時点（ｔ_１）まで印加され、引き続き数値的に小さな第２の電圧（Ｕ_２）が印加される形式の装置において、
   前記第１の時点（ｔ_１）が時間的にみてソレノイドバルブ（２２）の終端位置に到達する前に設定されるように構成されていることを特徴とする装置。
8. 前記時点（ｔ_１，ｔ_２，ｔ_３，ｔ_４）と電圧（Ｕ_１，Ｕ_２，Ｕ_３，Ｕ_４）が作動パラメータに依存して特性マップにファイルされている、請求項７記載の装置。
9. プログラムがコンピュータ上で実行される、請求項１から６いずれか１項記載の方法を実施するための、機械で読み込み可能な担体上に記憶されているプログラムコードを備えたコンピュータプログラム製品。

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