DE102014225886A1 - Verfahren zur Ansteuerung eines Kraftstoffinjektors - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ansteuerung eines Kraftstoffinjektors 100), umfassend eine Ventilnadel (110), die mittels eines an einem an ihr ausgebildeten Anschlag (120) angreifenden Magnetankers (130) bewegbar ist, zur Einspritzung von Kraftstoff in einer Brennkraftmaschine, wobei vor einer zur Einspritzung von Kraftstoff vorgenommenen Einspritz-Bestromung einer mit dem Magnetanker (130) zusammenwirkenden Magnetspule (140) eine zusätzliche Ankerhub-Bestromung der Magnetspule (140) vorgenommen wird und wobei der Magnetanker (130) durch die Ankerhub-Bestromung in Öffnungsrichtung der Ventilnadel (110) und höchstens bis zu dem Anschlag (120) bewegt wird.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ansteuerung eines Kraftstoffinjektors.
  • Stand der Technik
  • Einspritzsysteme für Brennkraftmaschinen fördern Kraftstoff vom Tank bis in die Brennkammer der Brennkraftmaschine. Ein solches Einspritzsystem umfasst üblicherweise, beginnend im Tank, ein Niederdrucksystem, zusammengesetzt aus Niederdruckpumpe, Kraftstofffiltern und Leitungen, gefolgt von einem Hochdrucksystem, bestehend aus einer Hochdruckpumpe, Kraftstoffleitungen, Verteilerleisten und Einspritzventilen bzw. Kraftstoffinjektoren, welche den Kraftstoff zeitlich und räumlich bedarfsgerecht der Brennkammer der Brennkraftmaschine zuführen.
  • Bei modernen, zeitgesteuerten Einspritzsystemen übernimmt ein Steuergerät die Berechnung von Einspritzfunktionen und die Ansteuerung von Kraftstoffinjektoren und anderen Stellgliedern zur Regelung des Systems und der Brennkraftmaschine.
  • Um bspw. ein Hochdruckeinspritzventil eines Benzindirekteinspritzsystems zu öffnen, wird ein Magnet bestromt, dessen Magnetkraft gegen eine Schließfeder und einen wirksamen Kraftstoffdruck die Ventilnadel aus ihrem Sitz bewegt, um den Einspritzquerschnitt zu öffnen. Um den Strombedarf möglichst niedrig zu halten, wird der Magnetanker mit einem sog. Ankerfreiweg an der Ventilnadel fixiert. Erfolgt eine Bestromung, so beschleunigt der Magnetanker zunächst und stößt anschließend nach einem geringen Hub auf die Ventilnadel. Zum Zeitpunkt des Anhebens der Ventilnadel wirkt somit neben der Magnetkraft auch noch ein mechanischer Impuls. Dadurch können eine maximal nötige Magnetkraft niedriger ausgelegt und der Strombedarf reduziert werden.
  • Bei üblichen Konstruktionen von Benzin-Hochdruck-Einspritzventilen wirkt ein hoher Kraftstoffdruck der Magnetkraft entgegen, d.h. bei steigendem Kraftstoffdruck werden höhere Magnetkräfte nötig, um das Ventil zu öffnen.
  • Ist der wirksame Kraftstoffdruck deutlich über einem nominellen Systemdruck, bspw. in einem Fehlerfall, so ist der Bedarf an Magnetkraft zum Öffnen des Ventils höher als bei Betrieb bis zum nominellen Systemdruck. Um ein Öffnen des Ventils sicherzustellen, kann in diesen Sonderfällen eine druckabhängige Erhöhung des Stroms und somit eine Erhöhung der Magnetkraft aktiviert werden.
  • Trotzdem gibt es eine physikalische Druckgrenze, oberhalb derer die Einspritzventile gegen den hydraulischen Überdruck nicht mehr öffnen. Ein im hydraulischen Hochdruckkreis integriertes Überdruck- bzw. Druckbegrenzungsventil kann dann sicherstellen, dass der sich einstellende Kraftstoffdruck immer unterhalb des maximalen Öffnungsdrucks der Einspritzventile bleibt.
  • Aus der DE 196 46 052 A1 ist ein Verfahren bekannt, bei dem ein Magnetventil hintereinander über verschiedene Schaltwege angesteuert wird, um so schwächere Leistungselemente verwenden zu können.
  • Aus der DE 10 2007 002 743 A1 ist ein Verfahren zum Öffnen eines Magnetventils bei geringer Spannung bekannt. Dazu wird sich einer Federkraft auf den Anker bedient, die durch ein kurzes, vorzeitiges Ansteuern und Loslassen des Magneten und somit einem kurzen Öffnen und Schließen des Magnetventils erzeugt wird, wobei der Anker dann eine Feder spannt.
  • Es ist daher wünschenswert, einen maximal zulässigen Überdruck, bei dem Ventile von Kraftstoffinjektoren noch öffnen, zu erhöhen.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Erfindungsgemäß wird ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.
  • Vorteile der Erfindung
  • Ein erfindungsgemäßes Verfahren dient einer Ansteuerung eines Kraftstoffinjektors, umfassend eine Ventilnadel, die mittels eines an einem an ihr ausgebildeten Anschlag angreifenden Magnetankers bewegbar ist, zur Einspritzung von Kraftstoff in einer Brennkraftmaschine. Typischerweise ist der Magnetanker im Ruhezustand von dem Anschlag an der Ventilnadel beabstandet, d.h. es ist ein sog. Ankerfreiweg vorhanden. Dabei wird nun vor einer zur Einspritzung von Kraftstoff vorgenommenen Einspritz-Bestromung einer mit dem Magnetanker zusammenwirkenden Magnetspule eine zusätzliche Ankerhub-Bestromung der Magnetspule vorgenommen, wobei der Magnetanker durch die Ankerhub-Bestromung in Öffnungsrichtung der Ventilnadel und höchstens bis zu dem Anschlag bewegt wird.
  • Dadurch wird der Magnetanker aus der Ruheposition hochgezogen, d.h. in Öffnungsrichtung der Ventilnadel bewegt, und fällt nach der Ankerhub-Bestromung und vor der eigentlichen Ansteuerung wieder zurück. Zu Beginn der Einspritz-Bestromung, d.h. der eigentlichen Ansteuerung, kann der Magnetanker somit noch einen Geschwindigkeitsvektor in Richtung Ruheposition haben. Der Magnetanker wird somit durch die Magnetkraft der eigentlichen Ansteuerung zunächst abgebremst und anschließend wieder in Richtung des Anschlags, d.h. der Öffnungsrichtung der Ventilnadel, beschleunigt. Mit dieser zusätzlichen Ankerhub-Bestromung, d.h. einer Voransteuerung, bleibt für die Bestromung vor dem Auftreffen des Ankers am Anschlag mehr Zeit als ohne diese zusätzliche Ankerhub-Bestromung. Während der Richtungsumkehr und der Beschleunigung des Magnetankers kann somit bis zu dem Zeitpunkt, an dem der Magnetanker am Anschlag auftrifft und dabei die Ventilnadel öffnen soll, eine höhere Magnetkraft aufgebaut werden. Insgesamt ergibt sich im Zeitpunkt des Öffnens der Ventilnadel somit ein höherer mechanischer Impuls bei gleichzeitig höherer Magnetkraft. Die öffnenden Kräfte auf die Nadel sind höher und ein höherer Kraftstoffdruck, der eine schließende Kraft auf die Ventilnadel bewirkt, kann überwunden werden. Außerdem wird durch die Begrenzung der Dauer der Voransteuerung in der Weise, dass ein Anheben des Magnetankers nicht höher als bis zum Anschlag erfolgt, sichergestellt, dass keine vorzeitige Öffnung der Ventilnadel und somit keine vorzeitige Einspritzung von Kraftstoff erfolgt.
  • Dabei ist hervorzuheben, dass ein erfindungsgemäßes Verfahren keine baulichen Änderungen an einem Kraftstoffinjektor benötigt, sondern durch eine geeignete Ansteuerung desselben durchführbar ist. Zudem ist es zweckmäßig, wenn die erfindungsgemäße Ansteuerung, d.h. die zusätzliche Ankerhub-Bestromung, nur bei Vorliegen eines Fehlers einer Kraftstoffversorgung vorgenommen wird. Ein solcher Fehlerfall ist bspw. ein zu hoher Kraftstoffdruck. Im regulären Betrieb reichen die durch den Magnetanker aufgebrachten Kräfte üblicherweise aus. Insgesamt kann somit ein maximal zulässiger Überdruck, bei dem das Ventil noch öffnet, erhöht werden.
  • Vorzugsweise wird die Ankerhub-Bestromung vor der Einspritz-Bestromung beendet. Damit kann erreicht werden, dass die eigentliche Ansteuerung – sofern die Ankerhub-Bestromung zeitlich an sie angepasst ist – wie bisher erfolgen kann. Somit ist lediglich die Ankerhub-Bestromung, aber keine Anpassung der eigentlichen Bestromung, nötig.
  • Es ist von Vorteil, wenn die Ankerhub-Bestromung durch Anlegen einer ersten Spannung an die Magnetspule begonnen und durch Abschalten der ersten Spannung beendet wird. Damit kann die Vorbestromung auf besonders einfache Weise gesteuert werden.
  • Vorzugsweise kann ein durch die Ankerhub-Bestromung in der Magnetspule fließender Strom durch Anlegen einer zweiten Spannung mit zur ersten Spannung entgegengesetzter Polarität gelöscht werden. Damit kann eine Wartezeit bis zur Einspritz-Bestromung verkürzt werden.
  • Vorteilhafterweise erfolgt die Einspritz-Bestromung zu einem Zeitpunkt, zu dem sich der Magnetanker entgegengesetzt zur Öffnungsrichtung der Ventilnadel bewegt, insbesondere noch bevor der Magnetanker seine Ruheposition zum ersten Mal nach der Ankerhub-Bestromung wieder erreicht hat. Damit erfolgt die eigentliche Ansteuerung vor einem eventuellen Prellen des Magnetankers. Zu diesem Zeitpunkt ist noch eine ausreichende Magnetisierung von Magnetspule und Magnetanker vorhanden, um bei der eigentlichen Ansteuerung eine schnellere Beschleunigung des Magnetankers zu erreichen, als bei einer Ansteuerung ohne der zusätzlichen Ankerhub-Bestromung.
  • Es ist von Vorteil, wenn die Ankerhub-Bestromung eine vorbestimmte, insbesondere von einem Beginn der Einspritz-Bestromung abhängige, Zeitdauer andauert. Damit kann bspw. die Umkehr des Magnetankers gezielt auf kurz vor Erreichen des Anschlags an der Ventilnadel abgestimmt werden.
  • Vorzugsweise beginnt die Ankerhub-Bestromung zu einem vorbestimmten, insbesondere von einem Beginn der Einspritz-Bestromung abhängigen, Zeitpunkt. Damit kann bspw. der Zeitpunkt, zu dem bei der eigentlichen Ansteuerung der Magnetanker angehoben wird, so gewählt werden, dass die Anhebung möglichst kurz vor Erreichen der Ruheposition nach der Ankerhub-Bestromung erfolgt. Dies ermöglicht eine möglichst hohe Beschleunigung des Magnetankers.
  • Besonders zweckmäßig ist die gemeinsame Abstimmung der Zeitdauer und des Zeitpunkts des Beginns der Ankerhub-Bestromung im Hinblick auf den Beginn der Einspritz-Bestromung, da durch die Kombination beider Vorteile, d.h. möglichst weites Anheben des Magnetankers und möglichst weites Absenken des Magnetankers nach der Ankerhub-Bestromung, ein möglichst großer zusätzlicher Impuls zur Öffnung der Ventilnadel erreicht werden kann.
  • Vorteilhafterweise erfolgt die Ankerhub-Bestromung in Abhängigkeit von einem Kraftstoffdruck und/oder von einer Temperatur und/oder von Kraftstoffeigenschaften. Diese Größen beeinflussen das Verhalten eines Kraftstoffinjektors. Somit kann bei Berücksichtigung dieser Größen eine bessere Ansteuerung erzielt werden. Bspw. können die Stromamplitude und/oder der genaue Beginn der Ankerhub-Bestromung in Abhängigkeit vom Kraftstoffdruck oder bspw. der Kraftstoffviskosität variiert werden. Ein höherer Kraftstoffdruck erfordert bspw. eine höhere Magnetkraft zum Öffnen der Ventilnadel. Dies kann sowohl durch die Stromamplitude als auch durch eine geänderte Ansteuerzeit erreicht werden. Die Temperatur beeinflusst zum einen das Verhalten der Magnetisierung des Magnetankers und zum anderen bspw. die Fluideigenschaften des Kraftstoffs. Eine Berücksichtigung der Temperatur bspw. bei Beginn und/oder Dauer der Ankerhub-Bestromung kann somit zu besseren Ergebnissen führen. Da sich diese Werte im Laufe des Betriebs ändern, können diese bspw. mittels eines Kennfelds vorgegeben werden.
  • Es ist von Vorteil, wenn die Ankerhub-Bestromung in Abhängigkeit von einer auf die Ventilnadel und gegen eine Bewegungsrichtung des bestromten Magnetankers wirkende Federkraft und/oder von einem Abstand zwischen dem nicht bestromten, sich in Ruhe befindlichen Magnetanker und dem Anschlag und/oder von wenigstens einer weiteren, für den Kraftstoffinjektor spezifischen Größe erfolgt. Auch diese Größen beeinflussen das Verhalten eines Kraftstoffinjektors und können somit bei Berücksichtigung zu einer besseren Ansteuerung führen. Insbesondere handelt es sich bei diesen Werten um feste, sich während des Betriebs nicht verändernde Werte. Diese können also bspw. einmalig eingestellt werden.
  • Weiterhin sei erwähnt, dass die erwähnten Größen und/oder Zeiten besonders vorteilhaft auch in beliebiger Kombination berücksichtigt werden können. Insbesondere können sich diese Größen und/oder Zeiten auch gegenseitig beeinflussen. Eine Ermittlung dieser Größen und/oder Zeiten kann bspw. mittels Simulation erfolgen. Aufgrund fertigungsbedingter Abweichung in einzelnen Kraftstoffinjektoren sind jedoch auch Testmessungen sinnvoll. Insbesondere können die optimalen Größen und/oder Zeiten auch individuell für jeden in einer Brennkraftmaschine vorhanden Kraftstoffinjektor voneinander abweichen.
  • Eine erfindungsgemäße Recheneinheit, z.B. ein Steuergerät eines Kraftfahrzeugs, ist, insbesondere programmtechnisch, dazu eingerichtet, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen.
  • Auch die Implementierung des Verfahrens in Form von Software ist vorteilhaft, da dies besonders geringe Kosten verursacht, insbesondere wenn ein ausführendes Steuergerät noch für weitere Aufgaben genutzt wird und daher ohnehin vorhanden ist. Geeignete Datenträger zur Bereitstellung des Computerprogramms sind insbesondere Disketten, Festplatten, Flash-Speicher, EEPROMs, CD-ROMs, DVDs u.a.m. Auch ein Download eines Programms über Computernetze (Internet, Intranet usw.) ist möglich.
  • Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
  • Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachfolgend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
  • Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 zeigt schematisch einen Ausschnitt aus einem Kraftstoffinjektor mit Magnetventil und Ankerfreiweg, mittels welchem ein erfindungsgemäßes Verfahren in einer bevorzugten Ausführungsform durchführbar ist.
  • 2 zeigt Verläufe von Magnetanker- und Ventilnadelhub bei einem Kraftstoffinjektor mit Magnetventil und Ankerfreiweg bei einer Einspritz-Bestromung zur Einspritzung von Kraftstoff.
  • 3 zeigt vergleichend Magnetankerhub, an der Magnetspule anliegende Spannung und Magnetkraft bei herkömmlicher und erfindungsgemäßer Ansteuerung eines Kraftstoffinjektors.
  • 4a und 4b zeigen den Verlauf des Magnetankerhubs bei verschiedenen Kraftstoffdrücken bei herkömmlicher und erfindungsgemäßer Ansteuerung eines Kraftstoffinjektors.
  • Ausführungsform der Erfindung
  • In 1 ist schematisch ein Ausschnitt aus einem Kraftstoffinjektor 100 gezeigt. Eine Ventilnadel 110 ist dazu vorgesehen, im Ruhezustand den Kraftstoffinjektor 100 zu verschließen, sodass kein Kraftstoff aus dem Kraftstoffinjektor 100 in eine Brennkraftmaschine gelangt. Sobald die Ventilnadel 110 angehoben, d.h. in Öffnungsrichtung bewegt wird, wird Kraftstoff in die Brennkraftmaschine eingespritzt.
  • Weiterhin sind eine Magnetspule 140 und ein Magnetanker 130 vorgesehen. Die Magnetspule 140 ist ortsfest im Kraftstoffinjektor 100 angeordnet, während der Magnetanker 130 in Längsrichtung der Ventilnadel 110 beweglich ist. Dazu ist im Magnetanker 130 bspw. ein Loch mit einem Durchmesser, der leicht größer als der Durchmesser der Ventilnadel 110 ist, vorgesehen.
  • Im Ruhezustand liegt der Magnetanker 130 auf einer fest mit der Ventilnadel verbundenen Anschlaghülse 160 auf, die bspw. mittels einer Feder 170 und einem Federtopf 180 mit dem Magnetanker 130 verbunden ist. In der gezeigten Ansicht ist die Feder 170 entspannt bzw. lediglich vorgespannt, d.h. die Feder 170 zieht den Magnetanker 130 mit der Vorspannkraft nach unten, sodass ein Ankerfreiweg erhalten bleibt. Sobald die Magnetspule 140 bestromt wird, wird der Magnetanker 130 aus seiner Ruheposition durch eine Magnetkraft in Richtung der Magnetspule 140 bewegt. Nach der Bestromung zieht die Feder 170 den Magnetanker üblicherweise zurück auf die Anschlaghülse. Durch die Vorspannung der Feder 170 kann ein eventuelles Prellen geschwächt werden.
  • An der Ventilnadel 110 ist ein Anschlag 120 ausgebildet. Der Anschlag 120 kann dabei bspw. integral mit der Ventilnadel 110 oder als mit der Ventilnadel 110 fest verbundenes Anbauteil ausgebildet sein. Der Durchmesser des Anschlags 120 ist dabei größer als der Durchmesser des Lochs im Magnetanker 130. In Ruheposition des Magnetankers 130 ist dabei zwischen der Oberkante des Magnetankers 130 und der Unterkante des Anschlags 120 ein Spalt der Größe ∆h vorgesehen, der sog. Ankerfreiweg.
  • Weiterhin ist eine Schließfeder 150 gezeigt, welche die Ventilnadel 110 in ihren – nicht dargestellten – Ventilsitz drückt. Zusätzlich wirkt in Richtung der Federkraft der Schließfeder 150 bei einem typischen Kraftstoffinjektors 100 durch entsprechende Bauart auch ein Kraftstoffdruck eines Kraftstoffs, welcher sich im Kraftstoffinjektor 100 und insbesondere auch an der Oberseite der Ventilnadel 110 befindet.
  • In 2 sind die Verläufe von Magnetankerhub hM und Ventilnadelhub hV bei einem üblichen Einspritzvorgang schematisch dargestellt. Zu Beginn der Bestromung der Magnetspule 140 bewegt sich der Magnetanker 130 in Richtung Anschlag 120. Nach Durchlaufen des Ankerfreiwegs ∆h nimmt der Magnetanker 130 die Ventilnadel 110 in seiner Aufwärtsbewegung mit, was zum Öffnen der Ventilnadel 110 und damit zum Einspritzvorgang führt.
  • Maßgeblich für den erfolgreichen Öffnungsvorgang sind dabei sowohl ein Impuls des Magnetankers zu dem Zeitpunkt, zu dem er auf den Anschlag 120 trifft, als auch die zum selben Zeitpunkt wirkende Magnetkraft. Nach der Bestromung fällt der Magnetanker zurück und prellt an der Anschlaghülse 160.
  • Bei hohem Kraftstoffdruck reichen ggf. Magnetkraft und Impuls nicht aus, um die Ventilnadel vollständig zu öffnen, d.h. die durch die Schließfeder 150 und den Kraftstoffdruck wirkenden Kräfte auf die Ventilnadel 110 können nicht überwunden werden. Die Ventilnadel 110 hebt dann nicht oder nur sehr verzögert ab. Dies bedeutet, dass kein oder zu wenig Kraftstoff in die Brennkraftmaschine eingespritzt wird. Es kann in der Folge bspw. zu unerwünschten Verbrennungsaussetzern kommen.
  • Um dies zu vermeiden, kann im Stand der Technik sowohl der im Fehlerfall maximal erreichbare als auch der maximal zulässige, reguläre Kraftstoffdruck (Nenndruck) so festgelegt werden, dass die Einspritzventile jederzeit geöffnet werden können. Dies kann bspw. mittels eines Überdruck- bzw. Druckbegrenzungsventils erfolgen.
  • In 3 sind beispielhaft in drei Diagrammen Magnetankerhub hM, an der Magnetspule anliegende Spannung U und Magnetkraft F (von oben nach unten) für herkömmliche (h'M, U', F') und erfindungsgemäße Ansteuerung (hM, U, F) eines Kraftstoffinjektors über der Zeit t gezeigt.
  • An der Spannung U ist die erfindungsgemäße zusätzliche Ankerhub-Bestromung der Magnetspule zu sehen, welche zum Zeitpunkt t1 durch Anlegen einer ersten Spannung beginnt. Dadurch wird vor der eigentlichen Ansteuerung mittels der Magnetkraft F eine Bewegung des Magnetankers bewirkt, was sich in dem zusätzlichen Magnetankerhub hM auswirkt. Zum Zeitpunkt t2 wird die Spannung abgeschaltet, der Strom fließt in der Spule zunächst jedoch noch weiter.
  • Zwischen den Zeitpunkten t3 und t4 wird eine zweite Spannung mit einer Polarität entgegengesetzt zu der Polarität der ersten Spannung angelegt, um den Strom in der Spule zu Löschen und das Magnetfeld zu reduzieren. Der Strom in der Spule sinkt folglich ab und die Magnetkraft F geht (betragsmäßig) zurück.
  • Zum Zeitpunkt t5 beginnt die Einspritz-Bestromung der Magnetspule zur Einspritzung von Kraftstoff, also die eigentliche Ansteuerung, wie an der Spannung U zu sehen ist. Ebenso würde zum Zeitpunkt t5 bei einer herkömmlichen Ansteuerung die Spannung U' anliegen. Am Verlauf der Magnetkraft nach dem Zeitpunkt t5 ist jedoch zu erkennen, dass im erfindungsgemäßen Fall die Magnetkraft F zum jeweils gleichen Zeitpunkt (betragsmäßig) leicht höher ist als die Magnetkraft F' im herkömmlichen Fall (dabei ist zu beachten, dass die Kraft negativ ist, d.h. eine betragsmäßig größere Kraft zeigt sich durch eine weiter unten liegende Linie).
  • Diese leicht erhöhte Magnetkraft führt nun einerseits direkt, andererseits durch den erhöhten Impuls des Magnetankers dazu, dass der Magnetanker die Ventilnadel auch dann noch entgegen der auf die Ventilnadel wirkenden Kräfte anheben kann, wenn dies im herkömmlichen Fall nicht mehr möglich ist. Dies ist deutlich im Verlauf des Magnetankerhubs hM gegenüber dem Magnetankerhub h'M zu sehen. Der hierfür zusätzliche nötige Strombedarf ist dabei sehr gering. Der weitere Verlauf der Ansteuerung ab dem Zeitpunkt t5 entspricht nun im erfindungsgemäßen Fall dem herkömmlichen Fall, welcher erst zum Zeitpunkt t5 beginnt.
  • In den 4a und 4b sind Magnetankerhübe hM für verschiedene Kraftstoffdrücke pi, d.h. verschiedene Kräfte, gegen die der Magnetanker beim Anheben der Ventilnadel ankommen muss, dargestellt. In 4a handelt es sich um eine herkömmliche Ansteuerung, in 4b hingegen um eine erfindungsgemäße Ansteuerung.
  • Dazu wurden verschiedene Kraftstoffdrücke pi (i = 1..8) mit pi < pi+1 untersucht. Im Vergleich zwischen den 4a und 4b ist zu sehen, dass bei der herkömmlichen Ansteuerung ab p3, bei der erfindungsgemäßen Ansteuerung hingegen erst ab p7 ein Öffnen der Ventilnadel nicht mehr möglich ist. Dabei liegt p7 in etwa 12% über p3. Diese signifikante Verbesserung zeigt deutlich den Vorteil eines erfindungsgemäßen Verfahrens gegenüber einer herkömmlichen Ansteuerung, nämlich einer Erhöhung des maximal zulässigen Überdrucks im Kraftstoffsystem.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 19646052 A1 [0008]
    • DE 102007002743 A1 [0009]

Claims (13)

  1. Verfahren zur Ansteuerung eines Kraftstoffinjektors (100), umfassend eine Ventilnadel (110), die mittels eines an einem an ihr ausgebildeten Anschlag (120) angreifenden Magnetankers (130) bewegbar ist, zur Einspritzung von Kraftstoff in einer Brennkraftmaschine, wobei vor einer zur Einspritzung von Kraftstoff vorgenommenen Einspritz-Bestromung einer mit dem Magnetanker (130) zusammenwirkenden Magnetspule (140) eine zusätzliche Ankerhub-Bestromung der Magnetspule (140) vorgenommen wird, und wobei der Magnetanker (130) durch die Ankerhub-Bestromung in Öffnungsrichtung der Ventilnadel (110) und höchstens bis zu dem Anschlag (120) bewegt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Ankerhub-Bestromung vor der Einspritz-Bestromung beendet wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Ankerhub-Bestromung durch Anlegen einer ersten Spannung an die Magnetspule begonnen und durch Abschalten der ersten Spannung beendet wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei nach Abschalten der ersten Spannung eine zweite Spannung mit zur ersten Spannung entgegengesetzter Polarität angelegt wird.
  5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Ankerhub-Bestromung nur bei Vorliegen eines Fehlers einer Kraftstoffversorgung vorgenommen wird.
  6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Einspritz-Bestromung zu einem Zeitpunkt erfolgt, zu dem sich der Magnetanker (130) entgegengesetzt zur Öffnungsrichtung der Ventilnadel (110) bewegt.
  7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Ankerhub-Bestromung eine vorbestimmte, insbesondere vom Beginn der Einspritz-Bestromung abhängige, Zeitdauer andauert.
  8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Ankerhub-Bestromung zu einem vorbestimmten, insbesondere von einem Beginn der Einspritz-Bestromung abhängigen, Zeitpunkt beginnt.
  9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Ankerhub-Bestromung in Abhängigkeit von einem Kraftstoffdruck und/oder von einer Temperatur und/oder von Kraftstoffeigenschaften erfolgt.
  10. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Ankerhub-Bestromung in Abhängigkeit von einer auf die Ventilnadel (110) und gegen eine Bewegungsrichtung des bestromten Magnetankers (130) wirkende Federkraft und/oder von einem Abstand zwischen dem nicht bestromten, sich in Ruhe befindlichen Magnetanker (130) und dem Anschlag (120) und/oder von wenigstens einer weiteren, für den Kraftstoffinjektor (100) spezifischen Größe erfolgt.
  11. Recheneinheit, die dazu eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche durchzuführen.
  12. Computerprogramm, das eine Recheneinheit dazu veranlasst, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10 durchzuführen, wenn es auf der Recheneinheit ausgeführt wird.
  13. Maschinenlesbares Speichermedium mit einem darauf gespeicherten Computerprogramm nach Anspruch 12.
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