DE10148219A1 - Verfahren, Computerprogram und Steuer-und/oder Regelgerät für eine Brennkraftmaschine, sowie Brennkraftmaschine - Google Patents

Verfahren, Computerprogram und Steuer-und/oder Regelgerät für eine Brennkraftmaschine, sowie Brennkraftmaschine

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Abstract

Bei einem Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, insbesondere mit Benzin-Direkteinspritzung, gelangt der Kraftstoff über mindestens eine Kraftstoff-Einspritzvorrichtung in mindestens einen Brennraum. Die Kraftstoff-Einspritzvorrichtung umfasst dabei ein Gehäuse, ein Aktorelement und ein von diesen betätigtes und von einer Beaufschlagungseinrichtung wenigstens zeitweise in Schließrichtung beaufschlagtes Ventilelement. Um die Präzision bei der Einspritzung von Kraftstoffen in den Brennraum zu erhöhen, wird vorgeschlagen, dass das Aktorelement nach dem Schließvorgang des Ventilelements, wenn das Ventilelement wieder an einem Dichtsitz anliegt, relativ zum Ventilelement sich in Schließrichtung weiter und anschließend entgegen der Schließrichtung zurückbewegt und dass die Relativbewegung des Aktorelements mindestens zeitweise durch eine mit dem Gehäuse der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung verbunden Einrichtung verzögert wird.

Description

    Stand der Technik
  • Die Erfindung betrifft zunächst ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, insbesondere mit Benzin- Direkteinspritzung, bei dem der Kraftstoff über mindestens eine Kraftstoff-Einspritzvorrichtung in mindestens einen Brennraum gelangt, wobei die Kraftstoff- Einspritzvorrichtung ein Gehäuse, ein Aktorelement und ein von diesem betätigtes und von einer Beaufschlagungseinrichtung wenigstens zeitweise in Schließrichtung beaufschlagtes Ventilelement umfasst.
  • Ein solches Verfahren ist aus der EP 0 914 551 D1 bekannt. In dieser wird ein Kraftstoffinjektor für eine Brennkraftmaschine beschrieben, an dessen Ventilnadel ein Magnetanker befestigt ist. Durch eine Bestromung einer Magnetspule kann die Ventilnadel gegen die Beaufschlagungskraft durch eine Ventilfeder von einem zugehörigen Ventilsitz abgehoben werden, so dass der Injektor öffnet und Kraftstoff in die Brennräume der Brennkraftmaschine gelangen kann.
  • Aus dieser Druckschrift ist auch das Problem bekannt, dass es beim Schließen des Injektors, wenn die Ventilnadel wieder am Ventilsitz anschlägt, zu einem Zurückschnellen der Ventilnadel kommen kann. Ursache hierfür ist die Elastizität einerseits des Materials, aus dem die Ventilnadel hergestellt ist, und andererseits des Materials, aus dem der Ventilsitz gefertigt ist. Dadurch, dass die Ventilnadel nach dem eigentlichen Schließen nochmals, entgegen der Federkraft, vom Ventilsitz abhebt, gelangt jedoch eine zusätzliche und unkontrollierte Menge Kraftstoff in den Brennraum. Eine derartige zusätzliche Kraftstoffmenge verschlechtert jedoch das Emissionsverhalten der Brennkraftmaschine und erhöht den Kraftstoffverbrauch.
  • Besonders problematisch ist ein solches Zurückfedern des Ventilelements dann, wenn nur sehr kleine Kraftstoffmengen in den Brennraum der Brennkraftmaschine gelangen sollen. Da die Kraftstoffmenge durch die Öffnungsdauer der Kraftstoff- Einspritzvorrichtung eingestellt wird, ist diese Öffnungsdauer bei kleinen einzuspritzenden Kraftstoffmengen nur sehr klein. Die zusätzliche Öffnungsdauer, welche durch das Zurückfedern des Ventilelements nach dem eigentlichen Schließvorgang bewirkt wird, ist jedoch, unabhängig von der vorhergehenden eigentlichen Öffnungsdauer der Kraftstoff- Einspritzvorrichtung, im wesentlichen immer gleich lang und spielt somit bei einer vorhergehenden nur kurzen Öffnungsdauer der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung eine wesentlich größere Rolle als bei einer vorhergehenden langen Öffnungsdauer der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung.
  • Dies wirkt sich vor allem auch bei Brennkraftmaschinen mit Benzin-Direkteinspritzung aus, bei denen immer mehr dazu übergegangen wird, auch größere Kraftstoffmengen durch eine Mehrzahl von Kleinsteinspritzungen in die Brennräume der Brennkraftmaschine zu bringen. Die Einstellung eines solchen Kraftstoff-Luft-Gemisches in den Brennräumen der Brennkraftmaschine, bei dem der Kraftstoffverbrauch minimal und das Emissionsverhalten optimal sind, ist in solchen Fällen besonders schwierig.
  • Bei dem in der EP 0 914 551 B1 beschriebenen Verfahren wird versucht, durch eine entsprechende gegengerichtete Bestromung der Magnetspule eine Kraft auf das Ventilelement auszuüben, welche dazu führt, dass sich die Geschwindigkeit des Ventilelements während der eigentlichen Schließbewegung verlangsamt. Trifft das Ventilelement mit einer geringeren Geschwindigkeit auf den Ventilsitz, ist die kinetische Energie des Ventilelements beim Auftreffen auf den Ventilsitz weniger groß, so dass das Zurückfedern auch weniger ausgeprägt ist.
  • Gänzlich und zuverlässig unterdrückt werden kann ein solches Zurückfedern des Ventilelements nach dem Auftreffen auf den Ventilsitz mit dem in der EP 0 914 551 B1 beschriebenen Verfahren jedoch nicht. Darüberhinaus führt die Verlangsamung des Ventilelements während des Schließvorganges zur einer längeren Öffnungsdauer des Ventilelements, was das Bemessen der richtigen Kraftstoffmenge erschwert.
  • Die vorliegende Erfindung hat daher die Aufgabe, ein Verfahren der eingangs genannten Art so weiter zu bilden, dass die Kraftstoffmenge mit höchster Präzision in den Brennraum oder die Brennräume der Brennkraftmaschine eingebracht werden kann.
  • Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass das Aktorelement nach dem Schließvorgang des Ventilelements, wenn das Ventilelement wieder an einem Dichtsitz anliegt, relativ zum Ventilelement sich in Schließrichtung weiter - und anschließend entgegen der Schließrichtung zurückbewegt, und dass die Relativbewegung des Aktorelements mindestens zeitweise durch eine mit dem Gehäuse der Kraftstoff- Einspritzvorrichtung verbundene Einrichtung verzögert wird.
  • Vorteile der Erfindung
  • Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, dass bei ihm ein Zurückfedern des Ventilelements nach dem Auftreffen auf den Ventilsitz beim eigentlichen Schließvorgang wirkungsvoll und zuverlässig verhindert wird. Dies geschieht dadurch, dass das üblicherweise eine vergleichsweise große Masse aufweisende Aktorelement nach dem Auftreffen des Ventilelements auf den Ventilsitz vom Ventilelement insoweit entkoppelt wird, dass es sich in Schließrichtung zumindest noch um einen bestimmten Weg weiterbewegen kann. Dieser zusätzliche Weg steht nun zur Verfügung, um die Geschwindigkeit des Aktorelements soweit herabzusetzen, dass es bei einer anschließenden Zurückbewegung und Wiederankopplung an das Ventilelement dieses nicht mehr vom Ventilsitz abheben kann.
  • Das Ventilelement selbst wird durch die Beaufschlagungseinrichtung, beispielsweise eine Ventilfeder, währenddessen aufgrund seiner vergleichsweise geringen Masse sicher gegen den Ventilsitz beaufschlagt und am Abheben gehindert. Somit gelangt Kraftstoff von der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung nur noch während der eigentlich hierfür vorgesehenen Öffnungsdauer des Ventilelementes in den entsprechenden Brennraum der Brennkraftmaschine. Ein "Nachtröpfeln" von Kraftstoff nach dem Ende der eigentlichen Einspritzung findet nicht mehr statt. Der Kraftstoff kann somit mit höchster Präzision in den Brennraum der Brennkraftmaschine eingeleitet werden. Hierdurch wird der Kraftstoffverbrauch der Brennkraftmaschine gesenkt und deren Emissionsverhalten verbessert.
  • Die Geschwindigkeit des Ventilelements bleibt dabei während des Schließvorgangs durch die erfindungsgemäße Maßnahme unbeeinflußt, da das Aktorelement erst nach dem Ende des eigentlichen Schließvorgangs verlangsamt wird. Die Öffnungs- und Schließzeiten können somit weiterhin sehr kurz sein.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.
  • In einer ersten Weiterbildung wird vorgeschlagen, dass zum Verzögern des Aktorelements eine mit dem Gehäuse der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung verbundene Magnetspule impulsartig bestromt wird, welche auf einen Magnetanker wirkt, der mit dem Ventilelement der Kraftstoff- Einspritzvorrichtung in Schließrichtung elastisch gekoppelt ist. Diese Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann also bei einer solchen Kraftstoff-Einspritzvorrichtung angewendet werden, bei welcher das Aktorelement einen Magnetanker umfasst. Die elastische Kopplung des Magnetankers mit dem Ventilelement in Schließrichtung kann beispielsweise durch ein elastisches Kissen oder eine elastische Membran hergestellt werden. Durch die elastische Kopplung wird der Magnetanker zusätzlich verzögert. Diese Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist ohne großen Aufwand realisierbar, was den Kosten für die solchermaßen betriebene Brennkraftmaschine zu Gute kommt.
  • Möglich ist auch, dass das Aktorelement durch eine mit dem Gehäuse der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung verbundene Einrichtung mechanisch verzögert wird. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass das Aktorelement nach der "Abkopplung" vom Ventilelement in den Bereich einer Reibungsbremse eintaucht, wodurch seine Bewegung verlangsamt wird.
  • Optimal ist es, wenn die Verzögerung des Aktorelements genau zu jenem Zeitpunkt eingeleitet wird, zu dem das Ventilelement in Anlage an den Dichtsitz kommt. In diesem Fall steht für die Verzögerung des Aktorelements das Maximum an Zeit zur Verfügung, so dass das Aktorelement auf eine sehr geringe Geschwindigkeit verzögert werden kann.
  • Entsprechend kann die Kraft der Beaufschlagungseinrichtung, welche das Ventilelement in Schließrichtung beaufschlagt, kleiner ausfallen, da die Geschwindigkeit des Aktorelements dann, wenn es nach der Zurückbewegung wieder an das Ventilelement "ankoppelt" nur noch minimal ist. Eine kleine Vorspannkraft kommt jedoch der Ventildynamik und der Baugröße der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung zu Gute.
  • Besonders bevorzugt wird jene Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei welcher das Aktorelement zunächst während seiner Bewegung in Schließrichtung und nachfolgend während seiner Bewegung in Öffnungsrichtung verzögert wird. Bei dieser Weiterbildung wird das Aktorelement also auch nach der Umkehr seiner Bewegung verzögert, was ebenfalls zu einer nur noch minimalen Restgeschwindigkeit, wenn überhaupt, beim "Wiederankoppeln" des Aktorelements am Ventilelement führt.
  • Die Erfindung betrifft auch ein Computerprogramm, welches zur Durchführung des obigen Verfahrens geeignet ist, wenn es auf einem Computer ausgeführt wird. Dabei wird besonders bevorzugt, wenn das Computerprogramm auf einem Speicher, insbesondere auf einem Flash-Memory oder einem Ferrit-RAM, abgespeichert ist.
  • Weiterhin betrifft die Erfindung ein Steuer- und/oder Regelgerät zum Betreiben einer Brennkraftmaschine. Um den Kraftstoff mit möglichst hoher Präzision durch eine Kraftstoff-Einspritzvorrichtung in einen Brennraum der Brennkraftmaschine einbringen zu können, wird vorgeschlagen, dass das Steuer- und/oder Regelgerät einen Speicher umfasst, auf dem ein Computerprogramm der obigen Art abgespeichert ist.
  • Die Erfindung betrifft auch eine Brennkraftmaschine mit einem Brennraum und mit einer Kraftstoff- Einspritzvorrichtung, über welche der Kraftstoff in den Brennraum gelangt und welche ein Gehäuse, eine Ventilelement, eine Beaufschlagungseinrichtung, welche das Ventilelement in Schließrichtung wenigstens zeitweise beaufschlagt, und ein mit dem Ventilelement koppelbares Aktorelement umfasst.
  • Um bei einer solchen Brennkraftmaschine den Kraftstoff mit möglichst großer Präzision in den Brennraum der Brennkraftmaschine einbringen zu können, wird vorgeschlagen, dass das Aktorelement der Kraftstoff- Einspritzvorrichtung in Schließrichtung mit dem Ventilelement elastisch gekoppelt ist, und dass die Kraftstoff-Einspritzvorrichtung eine mit dem Gehäuse der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung verbundene Einrichtung umfasst, welche das Aktorelement wenigstens zeitweise verzögert, wenn das Ventilelement nach einem Schließvorgang wieder an einem Dichtsitz anliegt.
  • Zeichnung
  • Nachfolgend wird ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung im Detail erläutert. In der Zeichnung zeigen:
  • Fig. 1 eine Prinzipdarstellung einer Brennkraftmaschine mit einer Kraftstoff-Einspritzvorrichtung;
  • Fig. 2 einen teilweisen Schnitt durch die Kraftstoff- Einspritzvorrichtung von Fig. 1;
  • Fig. 3 eine teilweise geschnittene Darstellung eines Details der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung von Fig. 2;
  • Fig. 4 ein Diagramm, in dem der Hub eines Ankers der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung von Fig. 2 über der Zeit dargestellt ist;
  • Fig. 5 ein Diagramm, in dem der Hub eines Ventilelements der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung von Fig. 2 über der Zeit aufgetragen ist und
  • Fig. 6 ein Diagramm, in dem die Bestromung einer Magnetspule der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung von Fig. 2 über der Zeit aufgetragen ist.
  • Beschreibung des Ausführungsbeispiels
  • In Fig. 1 trägt eine Brennkraftmaschine insgesamt das Bezugszeichen 10. Sie umfasst mehrere Brennräume, von denen in Fig. 1 nur einer mit dem Bezugszeichen 12 dargestellt ist. Verbrennungsluft gelangt in den Brennraum 12 durch ein Saugrohr 14 und über ein Einlassventil 16. Die Abgase werden aus dem Brennraum 12 über ein Auslassventil 18 und ein Abgasrohr 20 abgeleitet.
  • Kraftstoff gelangt in den Brennraum 12 direkt über eine Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 22. Da es sich beim einzuspritzenden Kraftstoff um Benzin handelt, ist in Fig. 1 eine Brennkraftmaschine 10 mit Benzin-Direkteinspritzung dargestellt. Der Kraftstoff gelangt zur Kraftstoff- Einspritzvorrichtung 22 von einem Kraftstoffsystem 24, welches den Kraftstoff unter sehr hohem Druck bereit stellt. Gezündet wird das Kraftstoff-Luft-Gemisch im Brennraum 12 von einer Zündkerze 26, welche von einem Zündsystem 28 angesteuert wird.
  • Die Drehzahl einer Kurbelwelle 30 der Brennkraftmaschine 10 wird von einem Drehzahlsensor 32 abgegriffen. Der Drehzahlsensor 32 ist so ausgebildet, dass er auch die Winkelstellung der Kurbelwelle 30 und somit auch die Position eines Kolbens (nicht dargestellt) erfassen kann. Der Drehzahlsensor 32 leitet entsprechende Signale an ein Steuer- und Regelgerät 34. Dieses steuert auch das Kraftstoffsystem 24 und die Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 22 an.
  • Der genaue Aufbau der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 22 ist aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich:
    Die Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 22 umfasst ein mehrteiliges Gehäuse 36. In dem in Fig. 2 unteren Bereich des Gehäuses 36 ist eine langgestreckte Ausnehmung 38 vorhanden, welche über einen Hochdruckanschluss 40 mit dem Kraftstoffsystem 24 verbunden ist. Koaxial zu der Ausnehmung 38 ist eine Ventilnadel 42 angeordnet. Das in Fig. 2 untere Ende der Ausnehmung 38 ist durch eine Frontplatte 44 verschlossen. In dieser befindet sich ein zentrisches Spritzloch 46, welches sich zur Ausnehmung 38 konisch erweitert. Diese konische Erweiterung bildet einen Ventilsitz 48 für die Ventilnadel 42.
  • Auf einen Fig. 2 mittleren Bereich der Ventilnadel 42 ist eine Anschlaghülse 50 aufgepresst. An dem in den Fig. 2 und 3 oberen Ende der Anschlaghülse 50 stützt sich eine Ventilfeder 52 ab. Das andere Ende der Ventilfeder 52 stützt sich auf in Fig. 2 nicht dargestellte Art und Weise am Gehäuse 36 der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 22 ab.
  • Durch die Ventilfeder 52 wird die Ventilnadel 42 gegen den Ventilsitz 48 beaufschlagt. Zwischen der Anschlaghülse 50 und dem in Fig. 2 unteren Ende der Ventilnadel 42 ist an der Ventilnadel 42 eine kegelstumpfförmige Erweiterung 54vorhanden. Die Erweiterung 54 hat zur Anschlaghülse 50 zugewandt den größeren Durchmesser, so dass dort eine ringförmige Anschlagfläche 56 gebildet wird.
  • Zwischen der Anschlaghülse 50 und der ringförmigen Anschlagfläche 56 ist auf die Ventilnadel 42 ein ringförmiges Dämpfungselement 58 aufgeschoben. Das Dämpfungselement 58 ist aus einem gummielastischen Kunststoffmaterial hergestellt. Zwischen dem Dämpfungselement 58 und der Anschlaghülse 50 ist wiederum ein ringförmiger Magnetanker 60 im Gleitsitz auf die Ventilnadel 42 aufgeschoben. Das Dämpfungselement 58 ist so ausreichend dick, dass der Magnetanker 60 im Ruhezustand der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 22, zwischen dem Dämpfungselement 58 und der Anschlaghülse 50 verspannt ist, der Magnetanker 60 also an der Anschlaghülse 50 anliegt.
  • Oberhalb des Magnetankers 60 ist koaxial zur Ventilnadel 42 in das Gehäuse 36 der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 22 ein Anschlagrohr 62 eingesetzt. Das Anschlagrohr 62 ist aus einem dielektrischen Material und fest mit dem Gehäuse 36 verbunden. Seine axiale Erstreckung ist so bemessen, dass dann, wenn die Ventilnadel 42 am Ventilsitz 48 anliegt, zwischen dem Magnetanker 60 und dem Anschlagrohr 62 ein geringer Spalt vorhanden ist. Dieser ist nur in Fig. 3 sichtbar und dort deutlich überhöht dargestellt. Er trägt in Fig. 3 das Bezugszeichen 64. Das Spaltmaß beträgt typischerweise ungefähr 80 µm. Oberhalb des Magnetankers 60 ist koaxial zur Ventilnadel 42 eine ringförmige Magnetspule 66 vorhanden, welche fest mit dem Gehäuse 36 verbunden ist. Die Magnetspule 66 wird von einer nicht dargestellten Endstufe bestromt, welche vom Steuer und Regelgeräte 34 angesteuert wird.
  • Die Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 22 wird folgendermaßen betrieben:
    Um Kraftstoff in den Brennraum 12 einzubringen, wird die Magnetspule 66 bestromt. Durch die Bestromung der Magnetspule 66 wird auf den Magnetanker 60 eine in den Fig. 2 und 3 nach oben wirkende Kraft ausgeübt und dieser nach oben bewegt, bis er am Anschlagrohr 62 anliegt. Die Anschlaghülse 50 wirkt nun als Mitnehmer für die Ventilnadel 42, so dass diese gegen die Beaufschlagung durch die Ventilfeder 52 nach oben bewegt wird. Somit hebt das untere Ende der Ventilnadel 42 vom Ventilsitz 48 ab, was die Ausnehmung 38 mit dem zentrischen Spritzloch 46 verbindet. Kraftstoff kann somit vom Kraftstoffsystem 24 über den Hochdruckanschluss 40 und die Ausnehmung 38 zum zentrischen Spritzloch 46 und von dort in den Brennraum 12 der Brennkraftmaschine 10 gelangen. Durch diesen Vorgang wird die Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 22 also geöffnet und die entsprechende Bewegungsrichtung der Ventilnadel 42 wird somit auch als "Öffnungsrichtung" bezeichnet. Ein entsprechender Pfeil trägt in den Fig. 2 und 3 das Bezugszeichen 68.
  • Soll die Einspritzung von Kraftstoff in den Brennraum 12 beendet werden, wird die Bestromung der Magnetspule 66 vom Steuer- und Regelgerät 34 unterbrochen. Die Ventilfeder 52 drückt nun die Anschlaghülse 50 und mit ihr die Ventilnadel 42 in den Fig. 2 und 3 nach unten. Die Anschlaghülse 50 wirkt jetzt als Mitnehmer für den Magnetanker 60. Kommt die Ventilnadel 42 wieder in Anlage an den Ventilsitz 48, wird die Verbindung zwischen der Ausnehmung 38 und dem zentrischen Spritzloch 46 unterbrochen, so dass der Eintrag von Kraftstoff aus der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 22 in den Brennraum 12 endet.
  • Durch den Anschlag der Ventilnadel 42 an dem Ventilsitz 48 wird die Bewegung der Ventilnadel 42 abrupt gestoppt. Nicht so jedoch die Bewegung des Magnetankers 60. Dieser bewegt sich weiter in Schließrichtung (Pfeil 70) und komprimiert dabei das elastische Dämpfungselement 58. Dadurch, dass der Magnetanker 60 von der Ventilnadel 42 entkoppelt wird, wenn die Ventilnadel 42 am Ventilsitz 48 anschlägt, ist die in eine elastische Verformung des Ventilsitzes 48 umzuwandelnde kinetische Energie erheblich geringer als bei einer starren Ankopplung des Magnetankers 60 an die Ventilnadel 42. Ein Zurückfedern der Ventilnadel 42 und ein damit einhergehendes Wiederabheben der Ventilnadel 42 vom Ventilsitz 48 kann somit durch die Beaufschlagungskraft der Ventilfeder 52 ohne weiteres verhindert werden. Die gemeinsame Bewegung der Ventilnadel 42 (Fig. 5) und des Magnetankers 60 (Fig. 4) während des eigentlichen Schließvorganges der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 22 trägt in den Fig. 4 und 5 das Bezugszeichen 72 bzw. 74.
  • Sobald die Ventilnadel 42 am Ventilsitz 48 anschlägt (Zeitpunkt t1 in Fig. 5), wird, wie aus Fig. 6 ersichtlich ist, die Magnetspule 66 vom Steuer und Regelgerät 34 impulsartig bestromt (Bezugszeichen 76 in Fig. 6). Hierdurch wird von der Magnetspule 66 eine Kraft in Öffnungsrichtung 68 auf den Magnetanker 60 ausgeübt. Diese Kraft ist entgegengesetzt zur aktuellen Bewegungsrichtung des Magnetankers 60.
  • Die Geschwindigkeit des Magnetankers 60 wird somit zusätzlich verlangsamt. Der Magnetanker 60 kommt dann nach einer Strecke hAU (Fig. 4) zum Stillstand. Ohne die von der Magnetspule 66 zusätzlich ausgeübte Kraft würde der Magnetanker 60 erst nach einer Strecke hAU' zum Stillstand kommen. Das Dämpfungselement 58 wird somit vergleichsweise nur gering verformt.
  • Aufgrund der Elastizität des Dämpfungselements 58 wird der Magnetanker 60 nach Erreichen seines unteren Totpunkts hAU in Öffnungsrichtung 68 gedrückt. Die Magnetspule 66 wird nun vom Steuer- und Regelgerät 34 nochmals impulsartig, jedoch mit umgekehrter Spannung bestromt. Somit wird nun von der Magnetspule 66 auf den Magnetanker 60 eine Kraft in Schließrichtung 70 ausgeübt. Diese ist entgegengesetzt zu der jetzigen Bewegungsrichtung des Magnetankers 60, so dass dieser nochmals auch bei seiner Bewegung in Öffnungsrichtung 68 verlangsamt wird. Wie besonders gut aus Fig. 4 ersichtlich ist, ist die Geschwindigkeit des Magnetankers 60 dann, wenn er wieder in Anlage an die Anschlaghülse 50 kommt und somit an die Ventilnadel 42 wieder "ankoppelt", nur noch sehr gering. Die kinetische Energie des Magnetankers 60 reicht jedenfalls nicht mehr aus, um die Ventilnadel 42 nach dem "Ankoppeln" entgegen der Beaufschlagungskraft durch die Ventilfeder 52 vom Ventilsitz 48 abzuheben.
  • In den Fig. 4 und 5 sind gestrichelt die Bewegungen des Magnetankers 60 und der Ventilnadel 42 dargestellt, welche eintreten würden, wenn die Magnetspule 66 nicht wie in der in Fig. 6 dargestellten Art und Weise bestromt werden würde. Da der Magnetanker 60, wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, mit einer noch erheblichen Geschwindigkeit bei seiner Bewegung in Öffnungsrichtung 68 gegen die Anschlaghülse 50 anschlagen würde, könnte er die Ventilnadel 42 vom Ventilsitz 48 abheben (Bezugszeichen 80) und so zu einem ungewollten Austritt von Kraftstoff in den Brennraum 12 führen.
  • Wie aus Fig. 5 ebenso ersichtlich ist, wird durch die oben beschriebenen Maßnahmen der eigentliche Schließvorgang der Ventilnadel 42 (Bezugszeichen 74) nicht beeinflusst. Die Ventilschließzeit kann somit sehr kurz gehalten werden.

Claims (10)

1. Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (10), insbesondere mit Benzin-Direkteinspritzung, bei dem der Kraftstoff über mindestens eine Kraftstoff- Einspritzvorrichtung (22) in mindestens einen Brennraum (12) gelangt, wobei die Kraftstoff-Einspritzvorrichtung (22) ein Gehäuse (36), ein Aktorelement (60) und ein von diesem betätigtes und von einer Beaufschlagungseinrichtung (52) wenigstens zeitweise in Schließrichtung (70) beaufschlagtes Ventilelement (42) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Aktorelement (60) nach dem Schließvorgang des Ventilelements (42), wenn das Ventilelement (42) wieder an einem Dichtsitz (48) anliegt, relativ zum Ventilelement (42) sich in Schließrichtung (70) weiter- und anschließend entgegen der Schließrichtung zurückbewegt (68), und dass die Relativbewegung des Aktorelements (60) mindestens zeitweise durch eine mit dem Gehäuse (36) der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung (22) verbundene Einrichtung (66) verzögert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Verzögern des Aktorelements (60) eine mit dem Gehäuse (36) der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung (22) verbundene Magnetspule (66) impulsartig bestromt wird, welche auf einen Magnetanker (60) wirkt, der mit dem Ventilelement (42) der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung (22) in Schließrichtung (70) elastisch gekoppelt ist (58).
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Aktorelement durch eine mit dem Gehäuse der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung verbundene Einrichtung mechanisch verzögert wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzögerung des Aktorelements (42) genau zu jenem Zeitpunkt (t1) eingeleitet wird, zu dem das Ventilelement (42) in Anlage an den Dichtsitz (48) kommt.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aktorelement (42) zunächst während seiner Bewegung in Schließrichtung (70) und nachfolgend während seiner Bewegung in Öffnungsrichtung (68) verzögert wird.
6. Computerprogramm, dadurch gekennzeichnet, dass es zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche geeignet ist, wenn es auf einem Computer ausgeführt wird.
7. Computerprogramm nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass es auf einem Speicher, insbesondere auf einem Flash-Memory oder einem Ferrit-RAM, abgespeichert ist.
8. Steuer- und/oder Regelgerät (34) zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (10), dadurch gekennzeichnet, dass es einen Speicher umfasst, auf dem ein Computerprogramm nach einem der Ansprüche 6 oder 7 abgespeichert ist.
9. Brennkraftmaschine (10), mit einem Brennraum (12) und mit einer Kraftstoff-Einspritzvorrichtung (22), über welche der Kraftstoff in den Brennraum (12) gelangt und welche ein Gehäuse (36), ein Ventilelement (42), eine Beaufschlagungseinrichtung (52), welche das Ventilelement (42) in Schließrichtung (70) wenigstens zeitweise beaufschlagt, und ein mit dem Ventilelement (42) koppelbares Aktorelement (60) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Aktorelement (60) der Kraftstoff- Einspritzvorrichtung (22) in Schließrichtung (70) mit dem Ventilelement (42) elastisch gekoppelt ist, und dass die Kraftstoff-Einspritzvorrichtung (22) eine mit dem Gehäuse (36) der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung (22) verbundene Einrichtung (66) umfasst, welche das Aktorelement (60) wenigstens zeitweise verzögert, wenn das Ventilelement (42) nach einem Schließvorgang wieder an einem Dichtsitz (48) anliegt.
10. Brennkraftmaschine (10) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Steuer- und/oder Regelgerät (34) nach Anspruch 8 umfasst.
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