DE102010044285B4

DE102010044285B4 - Verfahren und Vorrichtung zum Einstellen eines Leerhubs eines Stellantriebs eines Einspritzventils und Injektorbaugruppe

Info

Publication number: DE102010044285B4
Application number: DE102010044285.2A
Authority: DE
Inventors: Dr. Kronberger Maximilian; Hellmut Freudenberg; Robert Schäpers; Matthias Wicke; Stefan Mindl; Wolfgang Wechler
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Vitesco Technologies GmbH
Priority date: 2010-09-03
Filing date: 2010-09-03
Publication date: 2014-02-27
Anticipated expiration: 2030-09-04
Also published as: US9371807B2; WO2012028464A1; EP2612018A1; EP2612018B1; DE102010044285A1; US20130153675A1

Abstract

Verfahren zum Einstellen eines Leerhubs (D) eines Stellantriebs (22) eines Einspritzventils bezüglich eines von dem Stellantrieb (22) betätigbaren Stellglieds (26), wobei der Stellantrieb (22) in einem Injektorkörper (14) und das Stellglied (26) in Richtung einer Längsachse (A) beweglich in einem Stellgliedgehäuse (16) angeordnet ist, und der Injektorkörper (14) und das Stellgliedgehäuse (16) in axialer Richtung zueinander angeordnet sind, bei dem – eine axiale Spannkraft auf den Injektorkörper (14) und das Stellgliedgehäuse (16) aufgebracht wird, derart, dass ein Teil des Injektorkörpers (14) oder ein Teil des Stellgliedgehäuses (16), das in einem durch die axiale Spannkraft ausgebildeten Kraftflussweg in dem Injektorkörper (14) und dem Stellgliedgehäuse (16) angeordnet ist, dauerhaft verformt wird, solange, bis ein Wert (VAL_EL) einer für den Leerhub (D) des Stellantriebs (22) direkt oder indirekt ermittelten repräsentativen elektrischen Größe in einem vorgegebenen Wertebereich liegt, – die axiale Spannkraft auf den Injektorkörper (14) und das Stellgliedgehäuse (16) wenigstens teilweise aufgebracht wird mittels einer von dem Einspritzventil separat ausgebildeten Spannvorrichtung (50), – mittels der von dem Einspritzventil separaten Spannvorrichtung (50) eine axiale Spannkraft mit einem vorgegebenen ersten Wert (F_1) auf den Injektorkörper (14) und das Stellgliedgehäuse (16) aufgebracht wird, – mittels eines Spannelements (18) des Einspritzventils eine weitere axiale Spannkraft mit einem vorgegebenen Wert (F_SE) auf den Injektorkörper (14) und das Stellgliedgehäuse (16) aufgebracht wird, – ein Basiswert (VAL_EL_BAS) der für den Leerhub (D) des Stellantriebs (22) repräsentativen elektrischen Größe ermittelt wird, – ein von dem ermittelten Basiswert (VAL_EL_BAS) abhängiger zweiter Wert (F_2) der axialen Spannkraft der Spannvorrichtung (50) ermittelt wird, ...

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zum Einstellen eines Leerhubs eines Stellantriebs eines Einspritzventils bezüglich eines von dem Stellantrieb betätigbaren Stellglieds, sowie eine Injektorbaugruppe.
Immer strengere gesetzliche Vorschriften bezüglich der zulässigen Schadstoffemission von Brennkraftmaschinen, die in Kraftfahrzeugen angeordnet sind, machen es erforderlich, diverse Maßnahmen vorzunehmen, durch welche die Schadstoffemissionen gesenkt werden. Die Bildung von Schadstoffen ist stark abhängig von der Aufbereitung des Luft/Kraftstoff-Gemisches in dem jeweiligen Zylinder der Brennkraftmaschine. Eine entsprechend verbesserte Gemischaufbereitung kann erreicht werden, wenn der Kraftstoff unter sehr hohem Druck zugemessen wird. Für Brennkraftmaschinen mit Diesel betragen die Fluiddrücke über 2000 Bar. Insbesondere werden im Falle von Brennkraftmaschinen hohe Anforderungen an die Präzision der Injektorbaugruppe gestellt.
Die DE 10 2005 015 409 A1 offenbart ein Verfahren zur Vorgabe eines Abstands, der unter Referenzbedingungen vorgegeben wird, zwischen einem vorgegebenen ersten Bezugspunkt auf einem ersten Körper und einem vorgegebenen zweiten Bezugspunkt auf einem zweiten Körper, bei dem in dem ersten Körper im Bereich einer Auflagefläche eine vorgegebene Struktur derart ausgebildet wird, dass der erste Körper und/oder der zweite Körper im Bereich der Auflagefläche vorgegeben plastisch verformbar ist, der erste Körper über die Auflagefläche mit einer Kontaktfläche des zweiten Körpers gekoppelt wird durch eine vorgegebene Kraft in Richtung senkrecht zu der Auflagefläche, eine Größe ermittelt wird, die repräsentativ ist für einen tatsächlichen Abstand unter den Referenzbedingungen zwischen dem ersten und dem zweiten Bezugspunkt, die Kraft solange erhöht wird, bis unter den Referenzbedingungen der tatsächliche Abstand dem vorgegebenen Abstand entspricht.
Die Aufgabe der Erfindung ist, ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zum Einstellen eines Leerhubs eines Stellantriebs eines Einspritzventils sowie eine Injektorbaugruppe zu schaffen, welche einen zuverlässigen Betrieb des Einspritzventils ermöglichen.
Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Die Erfindung zeichnet sich gemäß eines ersten und eines zweiten Aspekts aus durch ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zum Einstellen eines Leerhubs eines Stellantriebs eines Einspritzventils bezüglich eines von dem Stellantrieb betätigbaren Stellglieds. Der Stellantrieb ist in einem Injektorkörper und das Stellglied in Richtung einer Längsachse beweglich in einem Stellgliedgehäuse angeordnet. Der Injektorkörper und das Stellgliedgehäuse sind in axialer Richtung zueinander angeordnet. Eine axiale Spannkraft wird auf den Injektorkörper und das Stellgliedgehäuse aufgebracht, derart, dass ein Teil des Injektorkörpers oder ein Teil des Stellgliedgehäuses, das in einem durch die axiale Spannkraft ausgebildeten Kraftflussweg in dem Injektorkörper und dem Stellgliedgehäuse angeordnet ist, dauerhaft verformt wird, solange, bis ein Wert einer für den Leerhub des Stellantriebs direkt oder indirekt ermittelten repräsentativen elektrischen Größe in einem vorgegebenen Wertebereich liegt. Die axiale Spannkraft wird auf den Injektorkörper und das Stellgliedgehäuse wenigstens teilweise aufgebracht mittels einer von dem Einspritzventil separat ausgebildeten Spannvorrichtung. Mittels der von dem Einspritzventil separaten Spannvorrichtung wird eine axiale Spannkraft mit einem vorgegebenen ersten Wert auf den Injektorkörper und das Stellgliedgehäuse aufgebracht. Mittels eines Spannelements des Einspritzventils wird eine weitere axiale Spannkraft mit einem vorgegebenen Wert auf den Injektorkörper und das Stellgliedgehäuse aufgebracht. Ein Basiswert der für den Leerhub des Stellantriebs repräsentativen elektrischen Größe wird ermittelt. Ein von dem ermittelten Basiswert abhängiger zweiter Wert der axialen Spannkraft der Spannvorrichtung wird ermittelt. Die axiale Spannkraft der Spannvorrichtung mit dem ermittelten zweiten Wert wird auf den Injektorkörper und das Stellgliedgehäuse aufgebracht. Die axiale Spannkraft des Spannelements auf den Injektorkörper und das Stellgliedgehäuse wird solange variiert, bis der Wert der für den Leerhub des Stellantriebs repräsentativen elektrischen Größe in dem vorgegebenen Wertebereich liegt.
Dies hat den Vorteil, dass der Leerhub des Stellantriebs mit einer hohen Genauigkeit eingestellt werden kann. Des Weiteren kann die Einstellung des Leerhubs mit niedrigen Kosten erfolgen. Dies hat weiter den Vorteil, dass die axiale Spannkraft unabhängig von Komponenten des Einspritzventils durch die Spannvorrichtung auf den Injektorkörper und das Stellgliedgehäuse aufgebracht werden kann. Dies hat weiter den Vorteil, dass unterschiedliche axiale Spannkräfte der Spannelemente, beispielsweise bei Spannelementen aus unterschiedlichen Fertigungschargen, durch die Spannvorrichtung ausgeglichen werden können. So kann eine im Hinblick auf die Genauigkeit des Leerhubs korrekte Montage des Spannelements erreicht werden. Damit kann eine hohe Genauigkeit beim Einstellen des Leerhubs erreicht werden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die für den Leerhub des Stellantriebs repräsentative elektrische Größe repräsentativ für eine Schließzeit des Einspritzventils. Dies hat den Vorteil, dass eine beim Betrieb des Einspritzventils verfügbare Größe zum Einstellen des Leerhubs eingesetzt werden kann.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird, nachdem die axiale Spannkraft der Spannvorrichtung mit dem ermittelten zweiten Wert auf den Injektorkörper und das Stellgliedgehäuse aufgebracht wird, die axiale Spannkraft des Spannelements auf den Injektorkörper und das Stellgliedgehäuse zuerst solange variiert, bis der Wert der für den Leerhub des Stellantriebs repräsentativen elektrischen Größe in einem vorgegebenen Grenzbereich außerhalb des vorgegebenen Wertebereichs liegt. Die axiale Spannkraft der Spannvorrichtung mit dem ermittelten zweiten Wert wird auf den Injektorkörper und das Stellgliedgehäuse anschließend noch solange aufgebracht, bis der Wert der für den Leerhub des Stellantriebs repräsentativen elektrischen Größe in dem vorgegebenen Wertebereich liegt. Der Injektorkörper und das Stellgliedgehäuse werden anschließend vollständig von der axialen Spannkraft der von dem Einspritzventil separaten Spannvorrichtung entlastet. Dies hat den Vorteil, dass ein nachträgliches Fließen des Injektorkörpers und/oder des Stellgliedgehäuses unterbleibt, das heißt, dass der Wert der für den Leerhub des Stellantriebs repräsentativen elektrischen Größe in dem vorgegebenen Wertebereich sich geringstmöglich ändert.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird der Stellantrieb vorvermessen, indem eine Abhängigkeit eines Hubs des Stellantriebs von einem charakteristischen elektrischen Signal des Stellantriebs ermittelt wird. Abhängig von dem Hub des Stellantriebs wird der Wertebereich der für den Leerhub des Stellantriebs repräsentativen elektrischen Größe ermittelt. Das charakteristische elektrische Signal des Stellantriebs ist beispielsweise repräsentativ für die Arbeitskennlinie des Stellantriebs. Dies hat den Vorteil, dass abhängig von dem Ansteuersignal des Stellantriebs unterschiedliche Hubverhalten von Stellantrieben beim Einstellen des Leerhubs kompensiert werden können.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird zusammen mit der axialen Spannkraft der von dem Einspritzventil separaten Spannvorrichtung eine radiale Stützkraft mit einem vorgegebenen Wert auf den Injektorkörper und/oder das Stellgliedgehäuse aufgebracht, ein erster Wert der für den Leerhub des Stellantriebs repräsentativen elektrischen Größe wird ermittelt, der Injektorkörper und/oder das Stellgliedgehäuse wird von der axialen Spannkraft und von der radialen Stützkraft entlastet, ein zweiter Wert der für den Leerhub des Stellantriebs repräsentativen elektrischen Größe wird ermittelt, abhängig von dem ersten Wert und dem zweiten Wert wird der Wertebereich der für den Leerhub des Stellantriebs repräsentativen elektrischen Größe ermittelt, die axiale Spannkraft der von dem Einspritzventil separaten Spannvorrichtung und die radiale Stützkraft werden auf den Injektorkörper und/oder das Stellgliedgehäuse aufgebracht, und die axiale Spannkraft des Spannelements auf den Injektorkörper und das Stellgliedgehäuse wird solange variiert, bis der Wert der für den Leerhub des Stellantriebs repräsentativen elektrischen Größe in dem vorgegebenen Wertebereich liegt. Dies hat den Vorteil, dass individuelle Verformungen des Injektorkörpers und/oder des Stellgliedgehäuses aufgrund von axial und/oder radial auf das Einspritzventil einwirkenden Kräften beim Einstellen des Leerhubs kompensiert werden können.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden anhand der schematischen Zeichnungen erläutert.
Es zeigen:
1 ein Einspritzventil im Längsschnitt,
2 ein Teil des Einspritzventils in einer perspektivischen Ansicht,
3 ein Ablaufdiagramm eines Programms zum Einstellen eines Leerhubs eines Stellantriebs des Einspritzventils,
4 ein Ablaufdiagramm eines weiteren Programms zum Einstellen des Leerhubs des Stellantriebs, und
5 ein Ablaufdiagramm eines weiteren Programms zum Einstellen des Leerhubs des Stellantriebs.
Elemente gleicher Konstruktion oder Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt ein Einspritzventil mit einer Injektorbaugruppe 10 mit einer Längsachse A. Die Injektorbaugruppe 10 weist einen Injektorkörper 14 und ein Stellgliedgehäuse 16 auf. Das Stellgliedgehäuse 16 ist mehrteilig ausgebildet und weist eine Ausnehmung 17 auf. Die Ausnehmung 17 im Stellgliedgehäuse 16 ist mit einem nicht dargestellten Hochdruckkreis des Fluids koppelbar. Sie ist in einem eingebauten Zustand des Einspritzventils mit dem Hochdruckkreis gekoppelt. Das Stellgliedgehäuse 16 ist mittels eines als Düsenspannmutter ausgebildeten Spannelements 18 fest mit dem Injektorkörper 14 gekoppelt. Das Stellgliedgehäuse 16 und der Injektorkörper 14 bilden ein gemeinsames Gehäuse des Einspritzventils.
Der Injektorkörper 14 hat eine Ausnehmung 20, in der ein Stellantrieb 22 angeordnet ist. Der Stellantrieb 22 ist als Hubstellantrieb ausgebildet und ist vorzugsweise ein Piezoaktuator, der einen Stapel piezoelektrischer Elemente umfasst. Der Piezoaktuator ändert seine axiale Ausdehnung abhängig von einem angelegten Spannungssignal. Der Stellantrieb 22 kann jedoch auch als ein anderer dem Fachmann für diesen Zweck als geeignet bekannter Stellantrieb ausgebildet sein, insbesondere als Solenoid.
Der Stellantrieb 22 wirkt über einen kolbenförmigen Übertrager 24 auf ein Stellglied 26 ein. Das Stellglied 26 umfasst einen glockenförmigen Körper 28, eine Hebeleinrichtung 30 und eine Düsennadel 32. Der glockenförmige Körper 28, die Hebeleinrichtung 30 und die Düsennadel 32 sind in der Ausnehmung 17 des Stellgliedgehäuses 16 angeordnet. Der glockenförmige Körper 28 ist mit der Hebeleinrichtung 30 gekoppelt. Die Düsennadel 32 weist einen Düsennadelkopf 34 auf. Die Hebeleinrichtung 30 wirkt mit dem Düsennadelkopf 34 zur axialen Bewegung der Düsennadel 32 zusammen.
Das Stellglied 26 umfasst weiter einen Stift 35. Der glockenförmige Körper 28 ist über den Stift 35 mit dem Übertrager 24 des Stellantriebs 22 gekoppelt.
Die Düsennadel 32 ist in einem Bereich der Ausnehmung 17 des Stellgliedgehäuses 16 geführt. Sie ist mittels einer Düsenfeder 36 so vorgespannt, dass sie einen Fluidfluss durch mindestens eine in einer Düsenkuppe 38 des Stellgliedgehäuses 16 angeordnete Einspritzöffnung 40 verhindert, wenn keine weiteren Kräfte auf die Düsennadel 16 einwirken. Die Düsenfeder 36 ist zwischen einem Auflager 42 des Stellgliedgehäuses 16 und einem Absatz 44 der Düsennadel 32 angeordnet, und so vorgespannt, dass sie auf die Düsennadel 32 eine in Schließrichtung wirkende Kraft ausübt.
Das Stellgliedgehäuse 16 hat einen in axialer Richtung erhabenen Kontaktabschnitt 46. Der Kontaktabschnitt 46 ist insbesondere an einem dem Injektorkörper 14 zugewandten Ende des Stellgliedgehäuses 16 zwischen dem Injektorkörper 14 und dem Stellgliedgehäuse 16 angeordnet. Bei einem Aufbringen einer geeigneten axialen Spannkraft auf den Injektorkörper 14 und das Stellgliedgehäuse 16 verformt der Kontaktabschnitt 46 eine Kontaktstelle am Injektorkorper 14 plastisch. Alternativ kann durch eine entsprechende Werkstoffwahl auch der Kontaktabschnitt 46 verformt werden. In weiteren Ausführungsformen kann der Kontaktabschnitt 46 auch an dem Injektorkörper 14 angeordnet sein. Vorzugsweise ist der Kontaktabschnitt 46 ringförmig ausgebildet, so dass eine Verformung des Kontaktabschnitts 46 über den Umfang des Injektorkörpers 14 beziehungsweise des Stellgliedgehäuses 16 möglich ist (2).
Der Injektorbaugruppe 10 ist eine Steuereinheit 48 zugeordnet, die Sensoren aufweist, die verschiedene Messgrößen erfassen und die jeweils den Wert der Messgrößen ermitteln können. Die Steuereinheit 48 ermittelt in Abhängigkeit von mindestens einer der Messgrößen Stellgrößen, die dann in ein oder mehrere Stellsignale zum Steuern von Stellgliedern mittels entsprechender Stellantriebe umgesetzt werden können. Die Steuereinheit 48 kann auch als Vorrichtung zum Einstellen des Leerhubs des Stellantriebs 22 des Einspritzventils bezeichnet werden.
Im Folgenden wird die Funktion des Einspritzventils dargestellt:
Durch Aktivieren des als Piezoaktuator ausgebildeten Stellantriebs 22 dehnt sich dieser aus. Nach Überwinden eines Leerhubs D trifft der Übertrager 24 auf den Stift 35 auf, und die Düsennadel 32 wird mittels des glockenförmigen Körpers 28 und der Hebeleinrichtung 30 von dem Dichtsitz abgehoben. Damit bewegt sich die Düsennadel 32 in Richtung auf den Stellantrieb 22 zu, wodurch die mindestens eine Einspritzöffnung 40 in der Düsenkuppe 38 freigegeben wird. Ist das Einspritzventil 10 als Kraftstoffeinspritzventil ausgebildet, so kann nunmehr eine Einspritzung von Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine erfolgen. Sobald die Einspritzung beendet werden soll, wird der Stellantrieb 22 deaktiviert. Dadurch zieht sich der als Piezoaktuator ausgebildete Stellantrieb 22 zusammen, und die Düsennadel 32 wird mit Unterstützung der Düsenfeder 36 in axialer Richtung von dem Stellantrieb 22 wegbewegt. Damit gelangt die Düsennadel 32 in eine Schließposition und der Fluidfluss durch die mindestens eine Einspritzöffnung 40 wird unterbunden.
Ein in 3 schematisch dargestelltes erstes Programm zur Steuerung der Vorrichtung zum Einstellen des Leerhubs des Stellantriebs des Einspritzventils ist vorzugsweise auf einem Speichermedium der Steuereinheit 48 gespeichert. Das Programm wird vorzugsweise in einem Schritt S10 gestartet, in dem gegebenenfalls Variablen initialisiert werden. Dies geschieht vorzugsweise zu Beginn des Einstellens des Leerhubs des Stellantriebs des Einspritzventils. In einem Schritt S12 wird mittels einer von dem Einspritzventil separaten Spannvorrichtung 50 (1) eine axiale Spannkraft mit einem vorgegebenen ersten Wert F_1 auf den Injektorkörper 14 und das Stellgliedgehäuse 16 aufgebracht. In einem Schritt S14 wird mittels des Spannelements 18 des Einspritzventils eine weitere axiale Spannkraft mit einem vorgegebenen Wert F_SE auf den Injektorkörper 14 und das Stellgliedgehäuse 16 aufgebracht. Durch das Aufbringen der axialen Spannkräfte auf den Injektorkörper 14 und das Stellgliedgehäuse 16 wird ein Teil des Injektorkörpers 14 und/oder ein Teil des Stellgliedgehäuses 16, das in einem durch die axiale Spannkraft ausgebildeten Kraftflussweg in dem Injektorkörper 14 und dem Stellgliedgehäuse 16 angeordnet ist, dauerhaft verformt. In der in 1 gezeigten Ausführungsform des Einspritzventils wird in diesem Fall insbesondere der dem Kontaktabschnitt 46 zugewandte Teil des Injektorkörpers 14 plastisch verformt. In einem Schritt S16 wird ein Basiswert VAL_EL_BAS der für den Leerhub D des Stellantriebs 22 repräsentativen elektrischen Größe ermittelt. Vorzugsweise ist die für den Leerhub D des Stellantriebs 22 repräsentative elektrische Größe repräsentativ für eine Schließzeit des Einspritzventils. Der Basiswert VAL_EL_BAS der für den Leerhub D des Stellantriebs 22 repräsentativen elektrischen Größe kann direkt oder indirekt ermittelt werden. Ein indirektes Ermitteln kann beispielsweise mittels eines Drucksensors erfolgen, der einen Druckverlauf in der Ausnehmung 17 im Stellgliedgehäuse 16 erfasst. In einem Schritt S18 wird ein von dem ermittelten Basiswert VAL_EL_BAS abhängiger zweiter Wert F_2 der axialen Spannkraft der Spannvorrichtung 50 ermittelt, und die axiale Spannkraft der Spannvorrichtung 50 mit dem ermittelten zweiten Wert F_2 wird auf den Injektorkörper 14 und das Stellgliedgehäuse 16 aufgebracht. In einem Schritt S20 wird der Wert F_SE der axialen Spannkraft des Spannelements 18 auf den Injektorkörper 14 und das Stellgliedgehäuse 16 variiert. In einem Schritt S22 wird überprüft, ob ein Wert VAL_EL der für den Leerhub D des Stellantriebs 22 repräsentativen elektrischen Größe in einem vorgegebenen Wertebereich mit einem Minimalwert VAL_EL_MIN und einem Maximalwert VAL_EL_MAX liegt. Ist die Bedingung des Schrittes S22 nicht erfüllt, so wird die Bearbeitung in dem Schritt S20 fortgesetzt. Ist die Bedingung des Schritts S22 erfüllt, so wird die Bearbeitung in einem Schritt S24 fortgesetzt. In dem Schritt S24 wird das Programm beendet.
Durch das dargestellte Aufbringen der axialen Spannkraft der Spannvorrichtung 50 kann eine Variation der axialen Spannkraft verschiedener Spannelemente 18, beispielsweise bedingt durch unterschiedliche Chargen des Spannelements 18, kompensiert werden. Damit kann eine hohe Genauigkeit beim Einstellen des Leerhubs D erreicht werden.
In 4 ist ein zweites Programm zur Steuerung der Vorrichtung zum Einstellen des Leerhubs des Stellantriebs des Einspritzventils schematisch dargestellt. Das Programm wird vorzugsweise in einem Schritt S100 gestartet, in dem gegebenenfalls Variablen initialisiert werden. In einem Schritt S102 wird mittels der Spannvorrichtung 50 eine axiale Spannkraft mit dem vorgegebenen ersten Wert F_1 auf den Injektorkörper 14 und das Stellgliedgehäuse 16 aufgebracht. In einem Schritt S104 wird mittels des Spannelements 18 des Einspritzventils die weitere axiale Spannkraft mit dem vorgegebenen Wert F_SE auf den Injektorkörper 14 und das Stellgliedgehäuse 16 aufgebracht. In einem Schritt S106 wird der Basiswert VAL_EL_BAS der für den Leerhub D des Stellantriebs 22 repräsentativen elektrischen Größe ermittelt. In einem Schritt S108 wird der von dem ermittelten Basiswert VAL_EL_BAS abhängige zweite Wert F_2 der axialen Spannkraft der Spannvorrichtung 50 ermittelt, und die axiale Spannkraft der Spannvorrichtung 50 mit dem zweiten Wert F_2 wird auf den Injektorkörper 14 und das Stellgliedgehäuse 16 aufgebracht. In einem Schritt S110 wird der Wert F_SE der axialen Spannkraft des Spannelements 18 auf den Injektorkörper 14 und das Stellgliedgehäuse 16 variiert. In einem Schritt S112 wird überprüft, ob der Wert VAL_EL der für den Leerhub D des Stellantriebs 22 repräsentativen elektrischen Größe in einem vorgegebenen Grenzbereich LIM außerhalb des vorgegebenen Wertebereichs liegt. Ist die Bedingung des Schrittes S112 nicht erfüllt, so wird die Bearbeitung in dem Schritt S110 fortgesetzt. Ist die Bedingung des Schritts S112 erfüllt, so wird die Bearbeitung in einem Schritt S114 fortgesetzt. In dem Schritt S114 wird die axiale Spannkraft der Spannvorrichtung 50 mit dem ermittelten zweiten Wert F_2 weiter auf den Injektorkörper 14 und das Stellgliedgehäuse 16 aufgebracht. In einem Schritt S116 wird überprüft, ob der Wert VAL_EL der für den Leerhub D des Stellantriebs 22 repräsentativen elektrischen Größe in dem vorgegebenen Wertebereich mit dem Minimalwert VAL_EL_MIN und dem Maximalwert VAL_EL_MAX liegt. Ist die Bedingung des Schrittes S116 nicht erfüllt, so wird die Bearbeitung in dem Schritt S114 fortgesetzt. Ist die Bedingung des Schritts S116 erfüllt, so wird die Bearbeitung in einem Schritt S118 fortgesetzt. In dem Schritt S118 werden der Injektorkörper 14 und das Stellgliedgehäuse 16 von der axialen Spannkraft der von dem Einspritzventil separaten Spannvorrichtung 50 entlastet. In dem Schritt S120 wird das Programm beendet.
Gelangt der Wert VAL_EL der für den Leerhub D des Stellantriebs 22 repräsentativen elektrischen Größe zunächst in den vorgegebenen Grenzbereich LIM außerhalb des vorgegebenen Wertebereichs (Schritt S112), und wird die axiale Spannkraft der Spannvorrichtung 50 mit dem zweiten Wert F_2 anschließend noch weiter auf den Injektorkörper 14 und das Stellgliedgehäuse 16 aufgebracht (Schritt S114), so kann der Injektorkörper 14 oder das Stellgliedgehäuse 16 noch fließen. Durch diesen Fließvorgang kann der Wert VAL_EL der für den Leerhub D des Stellantriebs 22 repräsentativen elektrischen Größe in den vorgegebenen Wertebereich mit dem Minimalwert VAL_EL_MIN und dem Maximalwert VAL_EL_MAX gelangen. Werden der Injektorkörper 14 und das Stellgliedgehäuse 16 anschließend vollständig von der axialen Spannkraft der Spannvorrichtung 50 entlastet (Schritt S118), so endet der Fließvorgang. Damit kann der Leerhub D sehr genau eingestellt werden.
In 5 ist ein drittes Programm zur Steuerung der Vorrichtung zum Einstellen des Leerhubs des Stellantriebs des Einspritzventils schematisch dargestellt. Das Programm wird vorzugsweise in einem Schritt S200 gestartet, in dem gegebenenfalls Variablen initialisiert werden. In einem Schritt S202 wird eine vorgegebene radiale Stützkraft mit einem Wert F_RAD zusammen mit der axialen Spannkraft der von dem Einspritzventil separaten Spannvorrichtung 50 auf den Injektorkörper 14 und das Stellgliedgehäuse 16 aufgebracht. In einem Schritt S204 wird ein erster Wert VAL_EL_1 der für den Leerhub D des Stellantriebs 22 repräsentativen elektrischen Größe ermittelt. In einem Schritt S206 werden der Injektorkörper 14 und das Stellgliedgehäuse 16 zusammen mit der axialen Spannkraft der von dem Einspritzventil separaten Spannvorrichtung 50 von der radialen Stützkraft F_RAD entlastet. In einem Schritt S208 wird ein zweiter Wert VAL_EL_2 der für den Leerhub D des Stellantriebs 22 repräsentativen elektrischen Größe ermittelt. In einem Schritt S210 wird der vorgegebene Wertebereich der für den Leerhub D des Stellantriebs 22 repräsentativen elektrischen Größe mit dem Minimalwert VAL_EL_MIN und dem Maximalwert VAL_EL_MAX ermittelt abhängig von dem ersten Wert VAL_EL_1 und dem zweiten Wert VAL_EL_2. In einem Schritt S212 wird die radiale Stützkraft mit dem Wert F_RAD zusammen mit der axialen Spannkraft der von dem Einspritzventil separaten Spannvorrichtung 50 auf den Injektorkörper 14 und das Stellgliedgehäuse 16 aufgebracht. In einem Schritt S214 wird die axiale Spannkraft des Spannelements 18 auf den Injektorkörper 14 und das Stellgliedgehäuse 16 variiert. In einem Schritt S216 wird überprüft, ob der Wert VAL_EL der für den Leerhub D des Stellantriebs 22 repräsentativen elektrischen Größe in dem vorgegebenen Wertebereich mit dem Minimalwert VAL_EL_MIN und dem Maximalwert VAL_EL_MAX liegt. Ist die Bedingung des Schrittes S216 nicht erfüllt, so wird die Bearbeitung in dem Schritt S214 fortgesetzt. Ist die Bedingung des Schritts S216 erfüllt, so wird die Bearbeitung in einem Schritt S218 fortgesetzt, in dem das Programm beendet wird. Damit können individuelle, nicht dauerhafte Verformungen des Injektorkörpers 14 und/oder des Stellgliedgehäuses 16 aufgrund von axial und/oder radial auf das Einspritzventil einwirkenden Kräften beim Einstellen des Leerhubs D kompensiert werden, und der Leerhub D kann sehr genau eingestellt werden.
Des Weiteren kann der Wertebereich des Werts VAL_EL der für den Leerhub D des Stellantriebs 22 repräsentativen elektrischen Größe abhängig davon ermittelt werden, wie der Hub des Stellantriebs 22 von einem Ansteuersignal des Stellantriebs 22 abhängig ist. Eine derartige Abhängigkeit des Hubs des Stellantriebs 22 kann so beim Einstellen des Leerhubs D in einfacher Weise kompensiert werden.

Claims

Verfahren zum Einstellen eines Leerhubs (D) eines Stellantriebs (22) eines Einspritzventils bezüglich eines von dem Stellantrieb (22) betätigbaren Stellglieds (26), wobei der Stellantrieb (22) in einem Injektorkörper (14) und das Stellglied (26) in Richtung einer Längsachse (A) beweglich in einem Stellgliedgehäuse (16) angeordnet ist, und der Injektorkörper (14) und das Stellgliedgehäuse (16) in axialer Richtung zueinander angeordnet sind, bei dem – eine axiale Spannkraft auf den Injektorkörper (14) und das Stellgliedgehäuse (16) aufgebracht wird, derart, dass ein Teil des Injektorkörpers (14) oder ein Teil des Stellgliedgehäuses (16), das in einem durch die axiale Spannkraft ausgebildeten Kraftflussweg in dem Injektorkörper (14) und dem Stellgliedgehäuse (16) angeordnet ist, dauerhaft verformt wird, solange, bis ein Wert (VAL_EL) einer für den Leerhub (D) des Stellantriebs (22) direkt oder indirekt ermittelten repräsentativen elektrischen Größe in einem vorgegebenen Wertebereich liegt, – die axiale Spannkraft auf den Injektorkörper (14) und das Stellgliedgehäuse (16) wenigstens teilweise aufgebracht wird mittels einer von dem Einspritzventil separat ausgebildeten Spannvorrichtung (50), – mittels der von dem Einspritzventil separaten Spannvorrichtung (50) eine axiale Spannkraft mit einem vorgegebenen ersten Wert (F_1) auf den Injektorkörper (14) und das Stellgliedgehäuse (16) aufgebracht wird, – mittels eines Spannelements (18) des Einspritzventils eine weitere axiale Spannkraft mit einem vorgegebenen Wert (F_SE) auf den Injektorkörper (14) und das Stellgliedgehäuse (16) aufgebracht wird, – ein Basiswert (VAL_EL_BAS) der für den Leerhub (D) des Stellantriebs (22) repräsentativen elektrischen Größe ermittelt wird, – ein von dem ermittelten Basiswert (VAL_EL_BAS) abhängiger zweiter Wert (F_2) der axialen Spannkraft der Spannvorrichtung (50) ermittelt wird, – die axiale Spannkraft der Spannvorrichtung (50) mit dem ermittelten zweiten Wert (F_2) auf den Injektorkörper (14) und das Stellgliedgehäuse (16) aufgebracht wird, und – die axiale Spannkraft des Spannelements (18) auf den Injektorkörper (14) und das Stellgliedgehäuse (16) solange variiert wird, bis der Wert (VAL_EL) der für den Leerhub (D) des Stellantriebs (22) repräsentativen elektrischen Größe in dem vorgegebenen Wertebereich liegt.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die für den Leerhub (D) des Stellantriebs (22) repräsentative elektrische Größe repräsentativ ist für eine Schließzeit des Einspritzventils.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem, nachdem die axiale Spannkraft der Spannvorrichtung (50) mit dem ermittelten zweiten Wert (F_2) auf den Injektorkörper (14) und das Stellgliedgehäuse (16) aufgebracht wird, – die axiale Spannkraft des Spannelements (18) auf den Injektorkörper (14) und das Stellgliedgehäuse (16) zuerst solange variiert wird, bis der Wert (VAL_EL) der für den Leerhub (D) des Stellantriebs (22) repräsentativen elektrischen Größe in einem vorgegebenen Grenzbereich (LIM) außerhalb des vorgegebenen Wertebereichs liegt, und – die axiale Spannkraft der Spannvorrichtung (50) mit dem ermittelten zweiten Wert (F_2) auf den Injektorkörper (14) und das Stellgliedgehäuse (16) anschließend noch solange aufgebracht wird, bis der Wert (VAL_EL) der für den Leerhub (D) des Stellantriebs (22) repräsentativen elektrischen Größe in dem vorgegebenen Wertebereich liegt, und – der Injektorkörper (14) und das Stellgliedgehäuse (16) anschließend vollständig von der axialen Spannkraft der von dem Einspritzventil separaten Spannvorrichtung (50) entlastet werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem – der Stellantrieb vorvermessen wird, indem eine Abhängigkeit eines Hubs des Stellantriebs (22) von einem charakteristischen elektrischen Signal des Stellantriebs (22) ermittelt wird, und – abhängig von dem Hub des Stellantriebs (22) der Wertebereich der für den Leerhub (D) des Stellantriebs (22) repräsentativen elektrischen Größe ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem – zusammen mit der axialen Spannkraft der von dem Einspritzventil separaten Spannvorrichtung (50) eine radiale Stützkraft mit einem vorgegebenen Wert (F_RAD) auf den Injektorkörper (14) und/oder das Stellgliedgehäuse (16) aufgebracht wird, – ein erster Wert (VAL_EL_1) der für den Leerhub (D) des Stellantriebs (22) repräsentativen elektrischen Größe ermittelt wird, – der Injektorkörper (14) und/oder das Stellgliedgehäuse (16) von der axialen Spannkraft und der radialen Stützkraft entlastet werden, – eine zweiter Wert (VAL_EL_2) der für den Leerhub (D) des Stellantriebs (22) repräsentativen elektrischen Größe ermittelt wird, – der Wertebereich der für den Leerhub (D) des Stellantriebs (22) repräsentativen elektrischen Größe ermittelt wird abhängig von dem ersten Wert (VAL_EL_1) und dem zweiten Wert (VAL_EL_2), – die axiale Spannkraft der von dem Einspritzventil separaten Spannvorrichtung (50) und die radiale Stützkraft mit dem Wert (F_RAD) auf den Injektorkörper (14) und/oder das Stellgliedgehäuse (16) aufgebracht wird, und – die axiale Spannkraft des Spannelements (18) auf den Injektorkörper (14) und das Stellgliedgehäuse (16) solange variiert wird, bis der Wert (VAL_EL) der für den Leerhub (D) des Stellantriebs (22) repräsentativen elektrischen Größe in dem vorgegebenen Wertebereich liegt.
Vorrichtung zum Einstellen eines Leerhubs (D) eines Stellantriebs (22) eines Einspritzventils bezüglich eines von dem Stellantrieb (22) betätigbaren Stellglieds (26), wobei der Stellantrieb (22) in einem Injektorkörper (14) und das Stellglied (26) in Richtung einer Längsachse (A) beweglich in einem Stellgliedgehäuse (16) angeordnet ist, und der Injektorkörper (14) und das Stellgliedgehäuse (16) in axialer Richtung zueinander angeordnet sind, wobei die Vorrichtung ausgebildet ist zum – Aufbringen einer axialen Spannkraft auf den Injektorkörper (14) und das Stellgliedgehäuse (16), derart, dass ein Teil des Injektorkörpers (14) oder ein Teil des Stellgliedgehäuses (16), das in einem durch die axiale Spannkraft ausgebildeten Kraftflussweg in dem Injektorkörper (14) und dem Stellgliedgehäuse (16) angeordnet ist, dauerhaft verformt wird, solange, bis ein Wert (VAL_EL) einer für den Leerhub (D) des Stellantriebs (22) direkt oder indirekt ermittelten repräsentativen elektrischen Größe in einem vorgegebenen Wertebereich liegt, – wenigstens teilweisen Aufbringen der axialen Spannkraft auf den Injektorkörper (14) und das Stellgliedgehäuse (16) mittels einer von dem Einspritzventil separat ausgebildeten Spannvorrichtung (50), – mittels der von dem Einspritzventil separaten Spannvorrichtung (50) Aufbringen einer axialen Spannkraft mit einem vorgegebenen ersten Wert (F_1) auf den Injektorkörper (14) und das Stellgliedgehäuse (16), – mittels eines Spannelements (18) des Einspritzventils Aufbringen einer weiteren axialen Spannkraft mit einem vorgegebenen Wert (F_SE) auf den Injektorkörper (14) und das Stellgliedgehäuse (16), – Ermitteln eines Basiswerts (VAL_EL_BAS) der für den Leerhub (D) des Stellantriebs (22) repräsentativen elektrischen Größe, – Ermitteln eines von dem ermittelten Basiswert (VAL_EL_BAS) abhängigen zweiten Werts (F_2) der axialen Spannkraft der Spannvorrichtung (50), – Aufbringen der axialen Spannkraft der Spannvorrichtung (50) mit dem ermittelten zweiten Wert (F_2) auf den Injektorkörper (14) und das Stellgliedgehäuse (16), und – Variieren der axialen Spannkraft des Spannelements (18) auf den Injektorkörper (14) und das Stellgliedgehäuse (16) solange, bis der Wert (VAL_EL) der für den Leerhub (D) des Stellantriebs (22) repräsentativen elektrischen Größe in dem vorgegebenen Wertebereich liegt.