DE102015104011A1 - Intelligent Actuator for Plug and Play - Google Patents

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Thomas Wolfgang Nehl
Avoki M. Omekanda
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Abstract

Eine Vorrichtung für einen Betrieb mit geschlossenem Regelkreis eines durch Solenoide aktivierten Aktors umfasst ein externes Steuerungsmodul und eine Leistungsquelle, die mit einem Aktivierungscontroller des Aktors elektrisch und wirksam gekoppelt sind. Das externe Steuerungsmodul und die Leistungsquelle sind außerhalb des Aktors angeordnet. Die Vorrichtung umfasst ferner einen Aktivierungscontroller, der in den Körper des Aktors integriert ist. Der Aktivierungscontroller umfasst ein Steuerungsmodul und einen Aktor-Treiber und er ist ausgestaltet, um mit dem externen Steuerungsmodul zu kommunizieren und um elektrische Leistung von der Leistungsquelle zu empfangen. Die Vorrichtung umfasst zudem mindestens eine Sensorvorrichtung, die in den Körper des Aktors integriert ist und mit dem Aktivierungscontroller elektrisch und wirksam gekoppelt ist. Die mindestens eine Sensorvorrichtung ist ausgestaltet, um einen oder mehrere Parameter während eines Betriebs des Aktors zu messen und die gemessenen Parameter werden als Rückmeldung an den Aktivierungscontroller bereitgestellt.An apparatus for closed loop operation of a solenoid activated actuator includes an external control module and a power source that are electrically and efficiently coupled to an activation controller of the actuator. The external control module and the power source are located outside the actuator. The device further comprises an activation controller integrated in the body of the actuator. The activation controller includes a control module and an actuator driver and is configured to communicate with the external control module and to receive electrical power from the power source. The device also comprises at least one sensor device which is integrated in the body of the actuator and is electrically and effectively coupled to the activation controller. The at least one sensor device is configured to measure one or more parameters during operation of the actuator, and the measured parameters are provided as feedback to the activation controller.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGENCROSS-REFERENCE TO RELATED APPLICATIONS

Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-Anmeldung mit der Nummer 61/968,001, die am 20. März 2014 eingereicht wurde.This application claims the benefit of US Provisional Application No. 61 / 968,001, filed March 20, 2014.

TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA

Diese Offenbarung betrifft durch Solenoide aktivierte Aktoren.This disclosure relates to solenoids activated actuators.

HINTERGRUNDBACKGROUND

Die Aussagen in diesem Abschnitt stellen nur Hintergrundinformationen mit Bezug auf die vorliegende Offenbarung bereit. Folglich sind diese Aussagen nicht dazu gedacht, eine Anerkennung des Standes der Technik zu bilden.The statements in this section provide only background information related to the present disclosure. Consequently, these statements are not intended to constitute acknowledgment of the state of the art.

Solenoidaktoren können verwendet werden, um Fluide (Flüssigkeiten und Gase) zu steuern, oder zum Positionieren oder für Steuerungsfunktionen. Ein typisches Beispiel für einen Solenoidaktor ist das Kraftstoffeinspritzventil. Kraftstoffeinspritzventile werden verwendet, um druckbeaufschlagten Kraftstoff in einen Krümmer, einen Ansaugkanal oder direkt in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine einzuspritzen. Bekannte Kraftstoffeinspritzventile umfassen elektromagnetisch aktivierte Solenoidvorrichtungen, die mechanische Federn überwinden, um ein Ventil zu öffnen, das sich an einer Spitze des Einspritzventils befindet, um eine Kraftstoffströmung dort hindurch zu ermöglichen. Einspritzventil-Treiberschaltungen steuern einen elektrischen Stromfluss an die elektromagnetisch aktivierten Solenoidvorrichtungen, um die Einspritzventile zu öffnen und zu schließen. Einspritzventil-Treiberschaltungen können in einer Spitzenwert-und-Halten-Steuerungskonfiguration oder in einer Konfiguration mit einer Schaltersättigung betrieben werden.Solenoid actuators can be used to control fluids (liquids and gases), or for positioning or control functions. A typical example of a solenoid actuator is the fuel injector. Fuel injectors are used to inject pressurized fuel into a manifold, intake passage, or directly into a combustion chamber of an internal combustion engine. Known fuel injectors include electromagnetically activated solenoid devices that overcome mechanical springs to open a valve located at a tip of the injector to allow fuel flow therethrough. Injector driver circuits control electrical current flow to the solenoid activated solenoid devices to open and close the injectors. Injector driver circuits may operate in a peak and hold control configuration or in a switch saturation configuration.

Kraftstoffeinspritzventile werden kalibriert, wobei eine Kalibrierung ein Einspritzventil-Aktivierungssignal umfasst, das eine Geöffnetzeit des Einspritzventils oder eine Zeitdauer der Einspritzung und eine entsprechende dosierte oder gelieferte eingespritzte Kraftstoffmasse bei einem Betrieb mit einem vorbestimmten oder bekannten Kraftstoffdruck enthält. Der Betrieb des Einspritzventils kann mit Hilfe einer pro Kraftstoffeinspritzereignis eingespritzten Kraftstoffmasse in Bezug auf die Zeitdauer der Einspritzung charakterisiert werden. Die Charakterisierung des Einspritzventils umfasst eine dosierte Kraftstoffströmung über einen Bereich zwischen einer hohen Strömungsrate, die mit einem Kraftmaschinenbetrieb mit hoher Drehzahl und hoher Last verbunden ist, und einer niedrigen Strömungsrate, die mit Leerlaufbedingungen der Kraftmaschine verbunden ist.Fuel injectors are calibrated, wherein a calibration includes an injector activation signal that includes an open time of the injector or a duration of injection and a corresponding metered or delivered injected fuel mass when operating at a predetermined or known fuel pressure. The operation of the injector may be characterized by a fuel mass injected per one fuel injection event with respect to the duration of the injection. The characterization of the injector includes metered fuel flow over a range between a high flow rate associated with high speed, high load engine operation and a low flow rate associated with engine idle conditions.

Es ist bekannt, einen externen Einspritzventil-Treiber über Drähte und/oder Kabel mit einem Kraftstoffeinspritzventil zu verbinden. Diese Drähte weisen resistive Absenkungen und parasitäre Kapazitäten und Induktivitäten auf, die den Strom beeinflussen, der von dem Einspritzventil-Treiber zu dem Kraftstoffeinspritzventil wandert, wodurch ein Betrieb mit hoher Geschwindigkeit des Kraftstoffeinspritzventils beeinträchtigt wird. Zudem können Parameter wie etwa Spannungs-, Strom- und Flussmessungen innerhalb des Kraftstoffeinspritzventils als Rückmeldung an den externen Einspritzventil-Treiber geliefert werden. Die Genauigkeit dieser Rückmeldungsparameter kann aufgrund der Distanz, die diese Messwerte durch die Drähte hindurch zurücklegen müssen, welche das Kraftstoffeinspritzventil mit dem Einspritzventil-Treiber verbinden, beeinträchtigt werden.It is known to connect an external injector driver via wires and / or cables to a fuel injector. These wires have resistive sinks and parasitic capacitances and inductances that affect the current traveling from the injector driver to the fuel injector, thereby affecting high speed operation of the fuel injector. Additionally, parameters such as voltage, current, and flow measurements within the fuel injector may be provided as feedback to the external injector driver. The accuracy of these feedback parameters may be compromised because of the distance these measurements must travel through the wires connecting the fuel injector to the injector driver.

ZUSAMMENFASSUNGSUMMARY

Eine Vorrichtung für einen Betrieb mit geschlossenem Regelkreis eines durch ein Solenoid aktivierten Aktors umfasst ein externes Steuerungsmodul und eine Leistungsquelle, welche mit einem Aktivierungscontroller des Aktors elektrisch und wirksam gekoppelt sind. Das externe Steuerungsmodul und die Leistungsquelle sind außerhalb des Aktors angeordnet. Die Vorrichtung umfasst ferner einen Aktivierungscontroller, der in den Körper des Aktors eingebaut ist. Der Aktivierungscontroller umfasst ein Steuerungsmodul und einen Aktortreiber und er ist ausgestaltet, um mit dem externen Steuerungsmodul zu kommunizieren und um elektrische Leistung von der Leistungsquelle zu empfangen. Die Vorrichtung umfasst zusätzlich mindestens eine Sensorvorrichtung, die in den Körper des Aktors eingebaut ist und mit dem Aktivierungscontroller elektrisch und wirksam gekoppelt ist. Die mindestens eine Sensorvorrichtung ist ausgestaltet, um während eines Betriebs des Aktors einen oder mehrere Parameter zu messen, und die gemessenen Parameter werden als Rückmeldung an den Aktivierungscontroller geliefert.An apparatus for closed loop operation of a solenoid activated actuator includes an external control module and a power source that are electrically and efficiently coupled to an activation controller of the actuator. The external control module and the power source are located outside the actuator. The device further comprises an activation controller built into the body of the actuator. The activation controller includes a control module and an actuator driver and is configured to communicate with the external control module and to receive electrical power from the power source. The device additionally comprises at least one sensor device which is installed in the body of the actuator and is electrically and efficiently coupled to the activation controller. The at least one sensor device is configured to measure one or more parameters during operation of the actuator, and the measured parameters are provided as feedback to the activation controller.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Nun wird eine oder werden mehrere Ausführungsformen anhand von Beispielen mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen:One or more embodiments will now be described by way of example with reference to the accompanying drawings, in which:

1-1 eine schematische Schnittansicht eines Kraftstoffeinspritzventils und eines Aktivierungscontrollers in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht; 1-1 a schematic sectional view of a fuel injection valve and an activation controller in accordance with the present disclosure illustrated;

1-2 eine schematische Schnittansicht des Aktivierungscontrollers, der in das Kraftstoffeinspritzventil von 1-1 integriert ist, in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht; 1-2 a schematic sectional view of the activation controller, which in the fuel injection valve of 1-1 is illustrated in accordance with the present disclosure;

1-3 eine schematische Schnittansicht eines Einspritzventil-Treibers von 1-1 und 1-2 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht; 1-3 a schematic sectional view of an injection valve driver of 1-1 and 1-2 illustrated in accordance with the present disclosure;

2 eine nicht einschränkende beispielhafte erste Aufzeichnung 1000 eines gemessenen Stroms und einer gemessenen Kraftstoffströmungsrate und eine nicht einschränkende beispielhafte zweite Aufzeichnung 1010 von gemessenen Spannungen an einer Haupterregungsspule und einer Suchspule für zwei aufeinanderfolgende Kraftstoffeinspritzereignisse mit identischen Stromimpulsen, die durch eine Verweilzeit getrennt sind, welche nicht anzeigt, dass sie dicht aufeinanderfolgen, in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht; 2 a non-limiting exemplary first record 1000 a measured current and a measured fuel flow rate and a non-limiting exemplary second record 1010 measured voltages at a main excitation coil and a search coil for two consecutive fuel injection events with identical current pulses separated by a dwell time which does not indicate that they are close in sequence, in accordance with the present disclosure;

3 eine nicht einschränkende beispielhafte erste Aufzeichnung 1020 eines gemessenen Stroms und einer gemessenen Kraftstoffströmungsrate und eine nicht einschränkende beispielhafte zweite Aufzeichnung 1030 von gemessenen Spannungen an einer Haupterregungsspule und einer Suchspule für zwei aufeinanderfolgende Kraftstoffeinspritzereignisse mit identischen Stromimpulsen, die durch eine Verweilzeit getrennt sind, die anzeigt, dass sie dicht aufeinanderfolgen, in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht; 3 a non-limiting exemplary first record 1020 a measured current and a measured fuel flow rate and a non-limiting exemplary second record 1030 measured voltages at a main excitation coil and a search coil for two consecutive fuel injection events with identical current pulses separated by a dwell time indicating that they are close in sequence, in accordance with the present disclosure;

4 eine schematische detaillierte Schnittansicht des Kraftstoffeinspritzventils von 1-1, das den in das Kraftstoffeinspritzventil eingebauten Aktivierungscontroller enthält, in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht; 4 a schematic detailed sectional view of the fuel injection valve of 1-1 illustrating the activation controller incorporated in the fuel injection valve, in accordance with the present disclosure;

5 eine schematische detaillierte Schnittansicht einer Suchspule, die innerhalb eines Bereichs 422 von 4 mit einer elektrischen Spule gegenseitig magnetisch gekoppelt ist, in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht; 5 a schematic detailed sectional view of a search coil, which is within a range 422 from 4 is magnetically coupled to an electrical coil, in accordance with the present disclosure;

6-1 eine transiente Flusskonzentration entlang einer magnetischen Flussströmungsstrecke in einer schematischen detaillierten Schnittansicht des Bereichs 422 von 4 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht; 6-1 a transient flux concentration along a magnetic flux flow path in a schematic detailed sectional view of the area 422 from 4 illustrated in accordance with the present disclosure;

6-2 einen Magnetfluss entlang einer Magnetflussströmungsstrecke während eines stationären Zustands in einer schematischen detaillierten Schnittansicht des Bereichs 422 von 4 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht; und 6-2 a magnetic flux along a magnetic flux flow path during a steady state in a schematic detailed sectional view of the area 422 from 4 illustrated in accordance with the present disclosure; and

6-3 eine schematische detaillierte Schnittansicht von beispielhaften Stellen für Magnetfeldsensoren innerhalb des Bereichs 422 von 4 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht. 6-3 a schematic detailed sectional view of exemplary locations for magnetic field sensors within the range 422 from 4 illustrated in accordance with the present disclosure.

GENAUE BESCHREIBUNGPRECISE DESCRIPTION

Diese Offenbarung beschreibt die Konzepte des gegenwärtig beanspruchten Gegenstands mit Bezug auf eine beispielhafte Anwendung auf Kraftstoffeinspritzventile mit linearer Bewegung. Jedoch kann der beanspruchte Gegenstand weiter gefasst auf beliebige lineare oder nichtlineare elektromagnetische Aktoren angewendet werden, die eine elektrische Spule verwenden, um ein Magnetfeld in einen magnetischen Kern zu induzieren, was dazu führt, dass eine Anziehungskraft auf einen beweglichen Anker wirkt. Typische Beispiele umfassen Fluidsteuerungssolenoide, Benzin- oder Diesel- oder CNG-Kraftstoffeinspritzventile, die in Brennkraftmaschinen eingesetzt werden, und nichtfluidische Solenoidaktoren zur Positionierung und zur Steuerung.This disclosure describes the concepts of the presently claimed subject matter with reference to an exemplary application to linear motion fuel injectors. However, the claimed subject matter may be broadly applied to any linear or nonlinear electromagnetic actuators that use an electrical coil to induce a magnetic field in a magnetic core, causing an attractive force to act on a movable armature. Typical examples include fluid control solenoids, gasoline or diesel or CNG fuel injectors used in internal combustion engines, and non-fluid solenoid actuators for positioning and control.

Nun mit Bezug auf die Zeichnungen, in denen das Gezeigte nur zum Zweck der Veranschaulichung bestimmter beispielhafter Ausführungsformen und nicht zum Zweck, diese einzuschränken, gedacht ist, veranschaulicht 1-1 auf schematische Weise eine nicht einschränkende beispielhafte Ausführungsform eines elektromagnetisch aktivierten Kraftstoffeinspritzventils 10 für Direkteinspritzung. Obwohl in der veranschaulichten Ausführungsform ein elektromagnetisch aktiviertes Kraftstoffeinspritzventil für Direkteinspritzung dargestellt ist, kann ein Kraftstoffeinspritzventil für Ansaugkanaleinspritzung gleichermaßen verwendet werden. Das Kraftstoffeinspritzventil 10 ist ausgestaltet, um Kraftstoff direkt in einen Brennraum 100 einer Brennkraftmaschine einzuspritzen. Zur Steuerung der Aktivierung des Kraftstoffeinspritzventils 10 ist ein Aktivierungscontroller 80 mit diesem elektrisch wirksam verbunden. Obwohl die veranschaulichte Ausführungsform den Aktivierungscontroller 80 an der Außenseite des Kraftstoffeinspritzventils 10 darstellt, sind Ausführungsformen hier darauf gerichtet, dass der Aktivierungscontroller in einen Körper 12 des Kraftstoffeinspritzventils 10 integriert oder darin fest eingebaut ist. Der in den Körper 12 integrierte Aktivierungscontroller 80 ist nachstehend in 4 im Detail gezeigt. Der Aktivierungscontroller 80 entspricht nur dem Kraftstoffeinspritzventil 10. In der veranschaulichten Ausführungsform umfasst der Aktivierungscontroller 80 ein Steuerungsmodul 60 und einen Einspritzventil-Treiber 50. Das Steuerungsmodul 60 ist mit dem Einspritzventil-Treiber 50 elektrisch wirksam verbunden, der wiederum mit dem Kraftstoffeinspritzventil 10 zur Steuerung der Aktivierung desselben elektrisch wirksam verbunden ist. Das Kraftstoffeinspritzventil 10, das Steuerungsmodul 60 und der Einspritzventil-Treiber 50 können beliebige geeignete Vorrichtungen sein, die ausgestaltet sind, um wie hier beschrieben zu arbeiten. In veranschaulichten Ausführungsformen umfasst das Steuerungsmodul 60 eine Verarbeitungsvorrichtung. Eine elektrische Leistungsquelle 40 und ein externes Steuerungsmodul 5, etwa ein Kraftmaschinensteuerungsmodul (ECM), können mit dem Aktivierungscontroller 80 über ein oder mehrere Kabel/Drähte, die mit Anschlüssen einer Verbindungsanordnung 36 des Kraftstoffeinspritzventils 10 gekoppelt sind, elektrisch wirksam gekoppelt sein. Die Begriffe ”Kabel” und ”Draht” werden hier austauschbar verwendet, um eine Übertragung von elektrischer Leistung und/oder eine Übertragung von elektrischen Signalen bereitzustellen.Referring now to the drawings in which the illustrated is intended only for the purpose of illustrating certain example embodiments and not for the purpose of limiting the same, illustrates 1-1 schematically a non-limiting example embodiment of an electromagnetically activated fuel injection valve 10 for direct injection. Although in the illustrated embodiment, an electromagnetically activated direct injection fuel injection valve is illustrated, an intake port injection fuel injection valve may equally be used. The fuel injector 10 is designed to fuel directly into a combustion chamber 100 to inject an internal combustion engine. To control the activation of the fuel injection valve 10 is an activation controller 80 electrically connected to this. Although the illustrated embodiment is the activation controller 80 on the outside of the fuel injection valve 10 Here, embodiments are directed here that the activation controller in a body 12 of the fuel injection valve 10 integrated or permanently installed in it. The one in the body 12 integrated activation controller 80 is below in 4 shown in detail. The activation controller 80 corresponds only to the fuel injection valve 10 , In the illustrated embodiment, the activation controller includes 80 a control module 60 and an injector driver 50 , The control module 60 is with the injector driver 50 electrically connected, in turn, with the fuel injection valve 10 is operatively connected to control the activation thereof. The fuel injector 10 , the control module 60 and the injector driver 50 may be any suitable devices designed to operate as described herein. In illustrated embodiments, the control module comprises 60 a processing device. An electrical power source 40 and an external control module 5 , such as an engine control module (ECM), may communicate with the activation controller 80 via one or more cables / wires connected to terminals of a connection assembly 36 of the fuel injection valve 10 coupled, be electrically operatively coupled. The terms "cable" and "wire" are used interchangeably herein to provide transmission of electrical power and / or transmission of electrical signals.

Steuerungsmodul, Modul, Steuerung, Controller, Steuerungseinheit, Prozessor und ähnliche Begriffe bezeichnen eine beliebige oder verschiedene Kombinationen aus einem oder mehreren anwendungsspezifischen integrierten Schaltungen (ASICs), elektronischen Schaltungen, zentralen Verarbeitungseinheiten (vorzugsweise Mikroprozessoren) und zugehörigem Arbeitsspeicher und Massenspeicher (Festwertspeicher, programmierbarer Festwertspeicher, Speicher mit wahlfreiem Zugriff, Festplattenlaufwerk usw.), die ein oder mehrere Software- oder Firmware-Programme oder Routinen ausführen, kombinatorischen Logikschaltungen, Eingabe/Ausgabe-Schaltungen und -Vorrichtungen, geeigneten Signalaufbereitungs- und Pufferschaltungen und andere Komponenten zum Bereitstellen der beschriebenen Funktionalität. Software, Firmware, Programme, Anweisungen, Routinen, Code, Algorithmen und ähnliche Begriffe bezeichnen beliebige Anweisungssätze mit Kalibrierungen und Nachschlagetabellen. Das Steuerungsmodul weist einen Satz von Steuerungsroutinen auf, die ausgeführt werden, um die gewünschten Funktionen bereitzustellen. Routinen werden ausgeführt, beispielsweise von einer zentralen Verarbeitungseinheit, und können betrieben werden, um Eingaben von Erfassungsvorrichtungen und anderen Netzwerksteuerungsmodulen zu überwachen und um Steuerungs- und Diagnoseroutinen zum Steuern des Betriebs von Aktoren auszuführen. Routinen können in regelmäßigen Intervallen ausgeführt werden, beispielsweise alle 3,125, 6,25, 12,5, 25 und 100 Millisekunden während eines fortlaufenden Betriebs der Kraftmaschine und des Fahrzeugs. Alternativ können Routinen in Ansprechen auf das Auftreten eines Ereignisses ausgeführt werden.Control module, module, controller, controller, controller, processor, and similar terms refer to any or various combinations of one or more application specific integrated circuits (ASICs), electronic circuits, central processing units (preferably microprocessors) and associated random access memory and mass storage (read only memory, programmable read only memory) , Random access memory, hard disk drive, etc.) running one or more software or firmware programs or routines, combinatorial logic circuits, input / output circuits and devices, suitable signal conditioning and buffer circuits, and other components to provide the described functionality , Software, firmware, programs, instructions, routines, code, algorithms, and similar terms refer to any set of instructions including calibrations and look-up tables. The control module has a set of control routines that are executed to provide the desired functions. Routines are executed, for example, by a central processing unit, and may be operated to monitor inputs from sensing devices and other network control modules, and to perform control and diagnostic routines for controlling the operation of actuators. Routines may be executed at regular intervals, for example, every 3.125, 6.25, 12.5, 25, and 100 milliseconds during ongoing engine and vehicle operation. Alternatively, routines may be executed in response to the occurrence of an event.

Allgemein kann ein Anker entweder in eine betätigte Position oder in eine statische oder Ruheposition gesteuert werden. Das Kraftstoffeinspritzventil 10 kann eine beliebige geeignete diskrete Kraftstoffeinspritzvorrichtung sein, die entweder in eine offene (betätigte) Position oder eine geschlossene (statische oder ruhende) Position gesteuert werden kann. Bei einer Ausführungsform umfasst das Kraftstoffeinspritzventil 10 einen zylinderförmigen Hohlkörper 12, der eine Längsachse 101 definiert. Ein Kraftstoffeinlass 15 ist an einem ersten Ende 14 des Körpers 12 angeordnet, und eine Kraftstoffdüse 28 ist an einem zweiten Ende 16 des Körpers 12 angeordnet. Der Kraftstoffeinlass 15 ist mit einem Hochdruck-Kraftstoffverteilerrohr 30 fluidtechnisch gekoppelt, das mit einer Hochdruck-Einspritzpumpe fluidtechnisch gekoppelt ist. Eine Ventilanordnung 18 ist dem Körper 12 enthalten und umfasst ein Nadelventil 20, eine federbetätigte Düsennadel 22 und einen Ankerabschnitt 21. Das Nadelventil 20 sitzt eingreifend in der Kraftstoffdüse 28, um eine Kraftstoffströmung dort hindurch zu steuern. Obwohl die veranschaulichte Ausführungsform ein dreieckig geformtes Nadelventil 20 darstellt, können andere Ausführungsformen eine Kugel verwenden. Bei einer Ausführungsform ist der Ankerabschnitt 21 mit der Düsennadel 22 starr gekoppelt und zu einer linearen Verschiebung als Einheit zusammen mit der Düsennadel 22 und dem Nadelventil 20 in erste bzw. zweite Richtungen 81, 82 ausgestaltet. Bei einer anderen Ausführungsform kann der Ankerabschnitt 21 mit der Düsennadel 22 verschiebbar gekoppelt sein. Beispielsweise kann der Ankerabschnitt 21 in die erste Richtung 81 verschoben werden, bis er durch einen Düsennadelanschlag gestoppt wird, der an der Düsennadel 22 starr angebracht ist. Analog kann der Ankerabschnitt 21 in die zweite Richtung 82 unabhängig von der Düsennadel 22 verschoben werden, bis er einen Düsennadelanschlag kontaktiert, der an der Düsennadel 22 starr angebracht ist. Bei einem Kontakt mit dem Düsennadelanschlag, der an der Düsennadel 22 starr angebracht ist, bewirkt die Kraft des Ankerabschnitts 21, dass die Düsennadel 22 zusammen mit dem Ankerabschnitt 21 in die zweite Richtung 82 gedrückt wird. Der Ankerabschnitt 21 kann Vorsprünge zum Eingriff mit verschiedenen Anschlägen innerhalb des Kraftstoffeinspritzventils 10 enthalten.Generally, an anchor can be controlled to either an actuated position or a static or rest position. The fuel injector 10 may be any suitable discrete fuel injector that can be controlled to either an open (actuated) position or a closed (static or stationary) position. In one embodiment, the fuel injection valve comprises 10 a cylindrical hollow body 12 , which is a longitudinal axis 101 Are defined. A fuel inlet 15 is at a first end 14 of the body 12 arranged, and a fuel nozzle 28 is at a second end 16 of the body 12 arranged. The fuel inlet 15 is with a high pressure fuel rail 30 fluidly coupled, which is fluidly coupled to a high-pressure injection pump. A valve arrangement 18 is the body 12 included and includes a needle valve 20 , a spring-operated nozzle needle 22 and an anchor section 21 , The needle valve 20 sits engaging in the fuel nozzle 28 to control fuel flow therethrough. Although the illustrated embodiment is a triangular shaped needle valve 20 For example, other embodiments may use a ball. In one embodiment, the anchor portion is 21 with the nozzle needle 22 rigidly coupled and to a linear displacement as a unit together with the nozzle needle 22 and the needle valve 20 in first or second directions 81 . 82 designed. In another embodiment, the anchor portion 21 with the nozzle needle 22 be slidably coupled. For example, the anchor section 21 in the first direction 81 until it is stopped by a jet needle stopper attached to the nozzle needle 22 is rigidly attached. Analogously, the anchor section 21 in the second direction 82 independent of the nozzle needle 22 be moved until it contacts a nozzle needle stop, which at the nozzle needle 22 is rigidly attached. In contact with the Nozzle needle stop, on the nozzle needle 22 rigidly attached, causes the force of the anchor section 21 that the nozzle needle 22 together with the anchor section 21 in the second direction 82 is pressed. The anchor section 21 can projections for engagement with various stops within the fuel injection valve 10 contain.

Eine Anordnung 24 mit einem ringförmigen Elektromagneten, die eine elektrische Spule und einen Magnetkern umfasst, ist zum magnetischen Eingriff mit dem Ankerabschnitt 21 der Ventilanordnung ausgestaltet. Die Anordnung 24 mit der elektrischen Spule und dem Magnetkern ist zu Veranschaulichungszwecken so dargestellt, dass sie sich außerhalb des Körpers des Kraftstoffeinspritzventils befindet; jedoch sind Ausführungsformen hier darauf gerichtet, dass die Anordnung 24 mit der elektrischen Spule und dem Magnetkern entweder in das Kraftstoffeinspritzventil 10 fest eingebaut oder darin integriert sind. Die elektrische Spule ist auf den Magnetkern gewickelt und enthält Anschlüsse zum Empfang von elektrischem Strom vom Einspritzventil-Treiber 50. Hier nachstehend wird die ”Anordnung mit der elektrischen Spule und dem Magnetkern” einfach als ”elektrische Spule 24” bezeichnet werden. Wenn die elektrische Spule 24 deaktiviert und nicht erregt ist, drückt die Feder 26 die Ventilanordnung 18 einschließlich des Nadelventils 20 in die erste Richtung 81 zu der Kraftstoffdüse 28 hin, um das Nadelventil 20 zu schließen und eine Kraftstoffströmung dort hindurch zu verhindern. Wenn die elektrische Spule 24 aktiviert und erregt ist, wirkt eine elektromagnetische Kraft (hier nachstehend ”Magnetkraft”) auf den Ankerabschnitt 21 ein, um die von der Feder 26 ausgeübte Federkraft zu überwinden, und drückt die Ventilanordnung 18 in die zweite Richtung 82, wodurch das Nadelventil 20 von der Kraftstoffdüse 28 weg bewegt wird und das Strömen von druckbeaufschlagtem Kraftstoff innerhalb der Ventilanordnung 18 durch die Kraftstoffdüse 28 ermöglicht wird. Das Kraftstoffeinspritzventil 10 kann eine Anhaltevorrichtung 29 umfassen, die mit der Ventilanordnung 18 interagiert, um eine Verschiebung der Ventilanordnung 18 zu stoppen, wenn diese zum Öffnen gezwungen wird. Bei einer Ausführungsform ist ein Drucksensor 32 ausgestaltet, um einen Kraftstoffdruck 34 in dem Hochdruck-Kraftstoffverteilerrohr 30 in der Nähe des Kraftstoffeinspritzventils 10, vorzugsweise stromaufwärts zu dem Kraftstoffeinspritzventil 10, zu beschaffen. Bei einer anderen Ausführungsform kann ein Drucksensor 32' in den Einlass 15 des Kraftstoffeinspritzventils integriert sein, anstelle des Drucksensors 32 im Kraftstoffverteilerrohr 30 oder in Kombination mit dem Drucksensor. In der in 1-1 veranschaulichten Ausführungsform ist das Kraftstoffeinspritzventil 10 nicht auf die räumliche und geometrische Anordnung der hier beschriebenen Merkmale begrenzt, und es kann zusätzliche Merkmale und/oder andere räumliche und geometrische Anordnungen umfassen, die in der Technik bekannt sind, um das Kraftstoffeinspritzventil 10 zwischen offenen und geschlossenen Positionen zu betreiben, um die Zufuhr von Kraftstoff an die Kraftmaschine 100 zu steuern.An arrangement 24 with an annular electromagnet comprising an electric coil and a magnetic core is for magnetic engagement with the anchor portion 21 designed the valve assembly. The order 24 with the electric coil and the magnetic core is shown as being outside the body of the fuel injection valve for illustrative purposes; However, embodiments are directed here that the arrangement 24 with the electric coil and the magnetic core either in the fuel injection valve 10 permanently installed or integrated therein. The electric coil is wound on the magnetic core and includes terminals for receiving electrical power from the injector driver 50 , Hereinafter, the "electrical coil and magnetic core assembly" will be referred to simply as "electrical coil 24 Be designated. When the electric coil 24 deactivated and not energized, presses the spring 26 the valve assembly 18 including the needle valve 20 in the first direction 81 to the fuel nozzle 28 towards the needle valve 20 close and prevent fuel flow therethrough. When the electric coil 24 is activated and energized, an electromagnetic force (hereinafter "magnetic force") acts on the armature section 21 a, to that of the spring 26 overcome applied spring force, and pushes the valve assembly 18 in the second direction 82 , causing the needle valve 20 from the fuel nozzle 28 is moved away and the flow of pressurized fuel within the valve assembly 18 through the fuel nozzle 28 is possible. The fuel injector 10 can be a stopping device 29 include that with the valve assembly 18 interacts to shift the valve assembly 18 to stop when forced to open. In one embodiment, a pressure sensor is 32 designed to provide a fuel pressure 34 in the high pressure fuel rail 30 near the fuel injection valve 10 , preferably upstream of the fuel injection valve 10 , to get. In another embodiment, a pressure sensor 32 ' in the inlet 15 be integrated with the fuel injection valve, instead of the pressure sensor 32 in the fuel rail 30 or in combination with the pressure sensor. In the in 1-1 illustrated embodiment is the fuel injection valve 10 is not limited to the spatial and geometric arrangement of the features described herein, and may include additional features and / or other spatial and geometric arrangements known in the art to the fuel injector 10 operate between open and closed positions to increase the supply of fuel to the engine 100 to control.

Das Steuerungsmodul 60 erzeugt ein Einspritzventil-Befehlssignal 52, das den Einspritzventil-Treiber 50 steuert, welcher das Kraftstoffeinspritzventil 10 in die offene Position aktiviert, um ein Kraftstoffeinspritzereignis zu bewirken. In der veranschaulichten Ausführungsform kommuniziert das Steuerungsmodul 60 mit einem oder mehreren externen Steuerungsmodulen wie etwa dem ECM 5. Das Einspritzventil-Befehlssignal 52 steht in Korrelation mit einer gewünschten Kraftstoffmasse, die von dem Kraftstoffeinspritzventil 10 während des Kraftstoffeinspritzereignisses geliefert werden soll. Analog kann das Einspritzventil-Befehlssignal 52 mit einer gewünschten Kraftstoffströmungsrate in Korrelation stehen, die von dem Kraftstoffeinspritzventil 10 während des Kraftstoffeinspritzereignisses zugeführt werden soll. Bei der Verwendung hierin bezeichnet der Ausdruck ”gewünschte eingespritzte Kraftstoffmasse” die gewünschte Kraftstoffmasse, die der Kraftmaschine durch das Kraftstoffeinspritzventil 10 zugeführt werden soll. Bei der Verwendung hierin bezeichnet der Ausdruck ”gewünschte Kraftstoffströmungsrate” die Rate, mit welcher Kraftstoff der Kraftmaschine durch das Kraftstoffeinspritzventil 10 zugeführt werden soll, um die gewünschte Kraftstoffmasse zu erreichen.The control module 60 generates an injector command signal 52 including the injector driver 50 controls which the fuel injector 10 activated to the open position to effect a fuel injection event. In the illustrated embodiment, the control module communicates 60 with one or more external control modules such as the ECM 5 , The injector command signal 52 is correlated with a desired fuel mass flowing from the fuel injector 10 during the fuel injection event. Analogously, the injector command signal 52 are correlated with a desired fuel flow rate from the fuel injector 10 during the fuel injection event. As used herein, the term "desired injected fuel mass" refers to the desired fuel mass that the engine through the fuel injector 10 should be supplied. As used herein, the term "desired fuel flow rate" refers to the rate at which fuel of the engine is injected through the fuel injector 10 should be supplied to achieve the desired fuel mass.

Die gewünschte eingespritzte Kraftstoffmasse kann auf einem oder mehreren überwachten Eingabeparametern 51 beruhen, die in das Steuerungsmodul 60 oder das ECM 5 eingegeben werden. Der eine oder die mehreren überwachten Eingabeparameter 51 können eine Bedienerdrehmomentanforderung, einen Krümmerabsolutdruck (MAP), eine Kraftmaschinendrehzahl, eine Kraftmaschinentemperatur, eine Kraftstofftemperatur und eine Umgebungstemperatur, die durch bekannte Verfahren beschafft werden, umfassen, sind aber nicht darauf beschränkt. Der Einspritzventil-Treiber 50 erzeugt ein Einspritzventil-Aktivierungssignal 75 in Ansprechen auf das Einspritzventil-Befehlssignal 52, um das Kraftstoffeinspritzventil 10 zu aktivieren. Das Einspritzventil-Aktivierungssignal 75 steuert einen Stromfluss an die elektrische Spule 24, um eine elektromagnetische Kraft in Ansprechen auf das Einspritzventil-Befehlssignal 52 zu erzeugen. Eine elektrische Leistungsquelle 40 stellt eine Quelle für elektrische DC-Leistung für den Einspritzventil-Treiber 50 bereit. Bei einigen Ausführungsformen stellt die elektrische DC-Leistungsquelle eine Niederspannung bereit, z. B. 12 V, und ein Aufwärtswandler kann verwendet werden, um eine hohe Spannung auszugeben, z. B. 24 V bis 200 V, die dem Einspritzventil-Treiber 50 zugeführt wird. Wenn die elektrische Spule 24 unter Verwendung des Einspritzventil-Aktivierungssignals 75 aktiviert wird, drückt die von dieser erzeugte elektromagnetische Kraft den Ankerabschnitt 21 in die zweite Richtung 82. Wenn der Ankerabschnitt 21 in die zweite Richtung 82 gedrückt wird, wird folglich bewirkt, dass die Ventilanordnung 18 in die zweite Richtung 82 in eine offene Position gedrückt oder verschoben wird, was ermöglicht, dass druckbeaufschlagter Kraftstoff dort hindurch strömt. Der Einspritzventil-Treiber 50 steuert das Einspritzventil-Aktivierungssignal 75 für die elektrische Spule 24 durch ein beliebiges geeignetes Verfahren, welches beispielsweise einen pulsbreitenmodulierten (PWM) Fluss von elektrischer Leistung umfasst. Der Einspritzventil-Treiber 50 ist ausgestaltet, um eine Aktivierung des Kraftstoffeinspritzventils 10 zu steuern, in dem er geeignete Einspritzventil-Aktivierungssignale 75 erzeugt. Bei Ausführungsformen, die mehrere aufeinanderfolgende Kraftstoffeinspritzereignisse für einen gegebenen Kraftmaschinenzyklus verwenden, kann ein Einspritzventil-Aktivierungssignal 75 erzeugt werden, das für jedes der Kraftstoffeinspritzereignisse innerhalb des Kraftmaschinenzyklus festgelegt ist.The desired injected fuel mass may be on one or more monitored input parameters 51 based in the control module 60 or the ECM 5 be entered. The one or more monitored input parameters 51 may include, but are not limited to, operator torque request, manifold absolute pressure (MAP), engine speed, engine temperature, fuel temperature, and ambient temperature, which are provided by known methods. The injector driver 50 generates an injector activation signal 75 in response to the injector command signal 52 to the fuel injector 10 to activate. The injector activation signal 75 controls a current flow to the electric coil 24 to generate an electromagnetic force in response to the injector command signal 52 to create. An electrical power source 40 provides a source of DC electrical power to the injector driver 50 ready. In some embodiments, the DC electric power source provides a low voltage, e.g. 12 V, and a boost converter may be used to output a high voltage, e.g. B. 24V to 200V, the injector driver 50 is supplied. When the electric coil 24 using the injector activation signal 75 is activated, presses the electromagnetic force generated by this armature section 21 in the second direction 82 , When the anchor section 21 in the second direction 82 is pressed, thus causing the valve assembly 18 in the second direction 82 is pushed or shifted to an open position, allowing pressurized fuel to flow therethrough. The injector driver 50 controls the injector activation signal 75 for the electric coil 24 by any suitable method, including, for example, a pulse width modulated (PWM) flow of electrical power. The injector driver 50 is configured to activate the fuel injection valve 10 in which it receives appropriate injector activation signals 75 generated. In embodiments employing multiple consecutive fuel injection events for a given engine cycle, an injector activation signal may 75 generated for each of the fuel injection events within the engine cycle.

Das Einspritzventil-Aktivierungssignal 75 ist durch eine Einspritzzeitdauer und eine Stromwellenform gekennzeichnet, die einen anfänglichen Spitzenwert-Anzugsstrom und einen sekundären Haltestrom umfasst. Der anfängliche Spitzenwert-Anzugsstrom ist durch ein stetiges Hochfahren gekennzeichnet, um einen Spitzenwertstrom zu erzielen, welcher wie hier beschrieben gewählt sein kann. Der anfängliche Spitzenwert-Anzugsstrom erzeugt eine elektromagnetische Kraft, die auf den Ankerabschnitt 21 der Ventilanordnung 18 einwirkt, um die Federkraft zu überwinden und die Ventilanordnung 18 in die zweite Richtung 82 in die offene Position zu drücken, wodurch das Strömen von druckbeaufschlagtem Kraftstoff durch die Kraftstoffdüse 28 hindurch eingeleitet wird. Wenn der anfängliche Spitzenwert-Anzugsstrom erreicht ist, verringert der Einspritzventil-Treiber 50 den Strom in der elektrischen Spule 24 auf den sekundären Haltestrom. Der sekundäre Haltestrom ist durch einen in etwa stationären Strom gekennzeichnet, der niedriger als der anfängliche Spitzenwert-Anzugsstrom ist. Der sekundäre Haltestrom ist ein Stromniveau, das von dem Einspritzventil-Treiber 50 gesteuert wird, um die Ventilanordnung 18 in der offenen Position zu halten, um das Strömen von druckbeaufschlagtem Kraftstoff durch die Kraftstoffdüse 28 hindurch fortzusetzen. Der sekundäre Haltestrom wird vorzugsweise durch ein minimales Stromniveau angezeigt. In einigen Ausführungsformen ist der Einspritzventil-Treiber 50 als bidirektionaler Stromtreiber ausgestaltet, der zum Bereitstellen eines negativen Stromflusses durch die elektrische Spule 24 hindurch in der Lage ist. Bei der Verwendung hierin bezeichnet der Ausdruck ”negativer Stromfluss”, dass die Richtung des Stromflusses zum Erregen der elektrischen Spule umgedreht wird. Folglich werden die Ausdrücke ”negativer Stromfluss” und ”umgedrehter Stromfluss” hier austauschbar verwendet. In Ausführungsformen, bei denen der Einspritzventil-Treiber 50 als bidirektionaler Stromtreiber ausgestaltet ist, kann das Einspritzventil-Aktivierungssignal 75 zusätzlich durch den negativen Stromfluss durch die elektrische Spule 24 hindurch gekennzeichnet sein.The injector activation signal 75 is characterized by an injection period and a current waveform that includes an initial peak pull-in current and a secondary hold-up current. The initial peak pull-up current is characterized by steady startup to achieve a peak current which may be selected as described herein. The initial peak pull-up current generates an electromagnetic force that is incident on the armature section 21 the valve assembly 18 acts to overcome the spring force and the valve assembly 18 in the second direction 82 to push into the open position, whereby the flow of pressurized fuel through the fuel nozzle 28 is initiated through. When the initial peak pull-up current is reached, the injector driver decreases 50 the current in the electric coil 24 on the secondary holding current. The secondary hold current is characterized by an approximately steady state current that is lower than the initial peak pull-up current. The secondary holding current is a current level provided by the injector driver 50 is controlled to the valve assembly 18 in the open position to prevent the passage of pressurized fuel through the fuel nozzle 28 to continue through. The secondary holding current is preferably indicated by a minimum current level. In some embodiments, the injector driver is 50 designed as a bidirectional current driver, which is to provide a negative current flow through the electric coil 24 through it is capable of. As used herein, the term "negative current flow" refers to reversing the direction of current flow for energizing the electrical coil. Consequently, the terms "negative current flow" and "reversed current flow" are used interchangeably herein. In embodiments where the injector driver 50 is configured as a bidirectional current driver, the injection valve activation signal 75 additionally by the negative current flow through the electrical coil 24 be characterized.

Ausführungsformen sind hier auf das Steuern des Kraftstoffeinspritzventils für mehrere Kraftstoffeinspritzereignisse gerichtet, die während eines Kraftmaschinenzyklus dicht aufeinanderfolgen. Bei der Verwendung hierin bezeichnet der Begriff ”dicht aufeinanderfolgend” eine Verweilzeit zwischen jedem aufeinanderfolgenden Kraftstoffeinspritzereignis, die kleiner als ein vorbestimmter Verweilzeit-Schwellenwert ist. Bei der Verwendung hierin bezeichnet der Ausdruck ”Verweilzeit” eine Zeitspanne zwischen dem Ende der Einspritzung des ersten Kraftstoffeinspritzereignisses (Aktorereignisses) und dem Start der Einspritzung für ein entsprechendes zweites Kraftstoffeinspritzereignis (Aktorereignis) von jedem aufeinanderfolgenden Paar von Kraftstoffeinspritzereignissen. Der Verweilzeit-Schwellenwert kann so gewählt sein, dass er eine Zeitspanne derart definiert, dass Verweilzeiten, die kleiner als der Verweilzeit-Schwellenwert sind, das Erzeugen einer Instabilität und/oder von Abweichungen bei der Größe der eingespritzten Kraftstoffmasse anzeigen, die bei jedem der Kraftstoffeinspritzereignisse zugeführt wird. Die Instabilität und/oder die Abweichungen bei der Größe der eingespritzten Kraftstoffmasse können die Reaktion auf das Vorhandensein sekundärer magnetischer Effekte sein. Die sekundären magnetischen Effekte umfassen persistente Wirbelströme und eine magnetische Hysterese innerhalb des Kraftstoffeinspritzventils und einen darauf beruhenden Restfluss. Die persistenten Wirbelströme und die magnetische Hysterese sind aufgrund von Übergängen bei anfänglichen Flusswerten zwischen den dicht aufeinanderfolgenden Kraftstoffeinspritzereignissen vorhanden. Folglich wird der Verweilzeit-Schwellenwert nicht einen beliebigen festgelegten Wert definiert und die Wahl desselben kann auf einer Kraftstofftemperatur, auf einer Temperatur des Kraftstoffeinspritzventils, auf dem Typ des Kraftstoffeinspritzventils, auf einem Kraftstoffdruck und auf Kraftstoffeigenschaften wie etwa Kraftstofftypen und Kraftstoffmischungen beruhen, ist aber nicht darauf beschränkt. Bei der Verwendung hierin bezeichnet der Ausdruck ”Fluss” einen Magnetfluss, der das Gesamtmagnetfeld angibt, das von der elektrischen Spule 24 erzeugt wird und durch den Ankerabschnitt hindurchgeht. Da die elektrische Spule 24 durch einen Strom durch ihre Induktivität hindurch erregt wird, kann der Magnetfluss aus der Flusskopplung hergeleitet werden, die gleich dem Produkt aus der Spuleninduktivität und dem dort hindurchfließenden Strom ist. Da die Wicklungen der elektrischen Spule 24 den Magnetfluss in den Magnetkern einkoppeln, kann dieser Fluss daher gleich der Flusskopplung gesetzt werden. Die Flusskopplung beruht außerdem auf der Flussdichte, die durch den Ankerabschnitt hindurchgeht, auf der Oberfläche des Ankerabschnitts benachbart zu dem Luftspalt, und auf der Anzahl der Wicklungen der Spule 24. Folglich werden die Ausdrücke ”Fluss”, ”Magnetfluss” und ”Flusskopplung” hier austauschbar verwendet, sofern es nicht anderweitig angegeben ist.Embodiments herein are directed to controlling the fuel injection valve for a plurality of fuel injection events that closely track one another during an engine cycle. As used herein, the term "closely spaced" refers to a dwell time between each successive fuel injection event that is less than a predetermined dwell threshold. As used herein, the term "dwell time" refers to a period of time between the end of injection of the first fuel injection event (actuator event) and the start of injection for a corresponding second fuel injection event (actuator event) of each successive pair of fuel injection events. The dwell threshold may be selected to define a period of time such that dwell times that are less than the dwell threshold indicate generation of instability and / or variations in injected fuel mass magnitude at each of the fuel injection events is supplied. The instability and / or variations in the size of the injected fuel mass may be the response to the presence of secondary magnetic effects. The secondary magnetic effects include persistent eddy currents and magnetic hysteresis within the fuel injector and residual flow based thereon. Persistent eddy currents and magnetic hysteresis are present due to transitions at initial flow values between the closely spaced fuel injection events. Thus, the dwell threshold is not defined to be any fixed value, and the choice thereof may be based on fuel temperature, fuel injector temperature, fuel injector type, fuel pressure, and fuel properties such as fuel types and fuel blends limited. As used herein, the term "flux" refers to a magnetic flux that indicates the total magnetic field that is from the electrical coil 24 is generated and passes through the anchor portion. Because the electric coil 24 is energized by a current through its inductance, the magnetic flux can be derived from the flux coupling which is equal to the product of the coil inductance and the current flowing therethrough. Because the windings of the electric coil 24 couple the magnetic flux into the magnetic core, this flux can therefore be set equal to the flux coupling. The flux coupling is also based on the flux density passing through the armature section, on the surface of the armature section adjacent to the air gap, and on the number of windings of the armature section Kitchen sink 24 , Thus, the terms "flow,""magneticflux," and "flux linkage" are used interchangeably herein, unless otherwise specified.

Bei Kraftstoffeinspritzereignissen, die nicht dicht aufeinanderfolgen, kann unabhängig von der Verweilzeit eine festgelegte Stromwellenform für jedes Kraftstoffeinspritzereignis verwendet werden, weil das erste Kraftstoffeinspritzereignis eines aufeinanderfolgenden Paars wenig Einfluss auf die zugeführte eingespritzte Kraftstoffmasse des zweiten Kraftstoffeinspritzereignisses des aufeinanderfolgenden Paars aufweist. Jedoch kann das erste Kraftstoffeinspritzereignis dazu neigen, die zugeführte eingespritzte Kraftstoffmasse des zweiten Kraftstoffeinspritzereignisses und/oder von weiteren anschließenden Kraftstoffeinspritzereignissen zu beeinflussen, wenn das erste und zweite Kraftstoffeinspritzereignis dicht aufeinanderfolgen und eine feste Stromwellenform verwendet wird. Jedes Mal, wenn ein Kraftstoffeinspritzereignis durch ein oder mehrere vorhergehende Kraftstoffeinspritzereignisse eines Kraftmaschinenzyklus beeinflusst wird, kann die jeweilige zugeführte eingespritzte Kraftstoffmasse des entsprechenden Kraftstoffeinspritzereignisses zu einer nicht akzeptablen Wiederholbarkeit über den Verlauf von mehreren Kraftmaschinenzyklen hinweg führen, und die aufeinanderfolgenden Kraftstoffeinspritzereignisse werden als dicht aufeinanderfolgend betrachtet. Allgemeiner werden alle aufeinanderfolgenden Aktorereignisse, bei denen ein Restfluss von dem vorhergehenden Aktorereignis das Verhalten des nachfolgenden Aktorereignisses relativ zu einem Standard beeinflusst, beispielsweise relativ zu einem Verhalten in Abwesenheit des Restflusses, als dicht aufeinanderfolgend betrachtet.For fuel injection events that are not close in sequence, regardless of dwell time, a fixed current waveform may be used for each fuel injection event because the first fuel injection event of a consecutive pair has little impact on the injected fuel mass input of the second fuel injection event of the consecutive pair. However, the first fuel injection event may tend to affect the injected fuel mass of the second fuel injection event and / or subsequent fuel injection events when the first and second fuel injection events are close to each other and a fixed current waveform is used. Each time a fuel injection event is affected by one or more previous fuel injection events of an engine cycle, the respective injected fuel mass of the corresponding fuel injection event may result in unacceptable repeatability over the course of multiple engine cycles, and the consecutive fuel injection events are considered to be tightly sequential. More generally, all successive actuator events in which a residual flow from the previous actuator event affects the behavior of the subsequent actuator event relative to a standard, for example, relative to behavior in the absence of residual flow, are considered to be closely sequential.

2 veranschaulicht eine nicht einschränkende beispielhafte erste Aufzeichnung 1000 eines gemessenen Stroms und einer gemessenen Kraftstoffströmungsrate und eine nicht einschränkende beispielhafte zweite Aufzeichnung 1010 von gemessenen Spannungen an einer Haupterregungsspule und an einer Suchspule für zwei aufeinanderfolgende Kraftstoffeinspritzereignisse mit identischen Strompulsen, die durch eine Verweilzeit getrennt sind, die nicht anzeigt, dass diese dicht aufeinanderfolgen. Eine gestrichelte vertikale Linie 1001, die sich durch jede der Aufzeichnungen 1000 und 1010 hindurch erstreckt, repräsentiert einen ersten Zeitpunkt, bei dem ein Einspritzende für das erste Kraftstoffeinspritzereignis auftritt, und eine gestrichelte vertikale Linie 1002 repräsentiert einen zweiten Zeitpunkt, bei dem ein Einspritzstart für das zweite Kraftstoffeinspritzereignis auftritt. Die Verweilzeit 1003 repräsentiert eine Zeitspanne zwischen den gestrichelten vertikalen Linien 1001 und 1002, welche das erste und das zweite Kraftstoffeinspritzereignis voneinander trennt. In der veranschaulichten Ausführungsform überschreitet die Verweilzeit einen Verweilzeit-Schwellenwert. Folglich zeigen das erste und das zweite Kraftstoffeinspritzereignis nicht an, dass sie dicht aufeinanderfolgen. 2 illustrates a non-limiting example first record 1000 a measured current and a measured fuel flow rate and a non-limiting exemplary second record 1010 of measured voltages on a main excitation coil and on a search coil for two consecutive fuel injection events with identical current pulses separated by a dwell time which does not indicate that they are close together. A dashed vertical line 1001 that goes through each of the records 1000 and 1010 , represents a first time at which an injection end for the first fuel injection event occurs, and a dashed vertical line 1002 represents a second time at which an injection start for the second fuel injection event occurs. The residence time 1003 represents a time span between the dashed vertical lines 1001 and 1002 which separates the first and second fuel injection events. In the illustrated embodiment, the residence time exceeds a dwell threshold. As a result, the first and second fuel injection events do not indicate that they are following each other closely.

Mit Bezug auf die erste Aufzeichnung 1000 sind Profile 1011 bzw. 1012 des gemessenen Stroms und der Strömungsrate für die zwei Kraftstoffeinspritzereignisse veranschaulicht. Die vertikale y-Achse entlang der linken Seite der Aufzeichnung 1000 zeigt den elektrischen Strom in Ampere (A) an und die vertikale y-Achse entlang der rechten Seite der Aufzeichnung 1000 zeigt die Kraftstoffströmungsrate in Milligramm (mg) pro Millisekunde (ms) an. Das Profil 1011 des gemessenen Stroms ist für jedes der Kraftstoffeinspritzereignisse im Wesentlichen identisch. Analog ist das Profil 1012 der gemessenen Kraftstoffströmungsrate im Wesentlichen identisch für jedes der Kraftstoffeinspritzereignisse aufgrund dessen, dass die Kraftstoffeinspritzereignisse nicht anzeigen, dass sie dicht aufeinanderfolgen.With reference to the first record 1000 are profiles 1011 respectively. 1012 of the measured current and flow rate for the two fuel injection events. The vertical y-axis along the left side of the record 1000 indicates the electrical current in amperes (A) and the vertical y-axis along the right side of the plot 1000 indicates the fuel flow rate in milligrams (mg) per millisecond (ms). The profile 1011 The measured current is substantially identical for each of the fuel injection events. Analog is the profile 1012 the measured fuel flow rate is substantially identical for each of the fuel injection events due to the fuel injection events not indicating that they are closely following each other.

Mit Bezug auf die zweite Aufzeichnung 1010 sind Profile 1013 bzw. 1014 der gemessenen Spannung einer Haupterregungsspule und einer Suchspule für die zwei Kraftstoffeinspritzereignisse veranschaulicht. Die gemessene Spannung der Hauptspule kann eine gemessene Spannung der elektromagnetischen Spule 24 von 1-1 repräsentieren und die gemessene Spannung der Suchspule kann eine gemessene Spannung einer Suchspule 25 repräsentieren, die mit der elektrischen Spule 24 von 1-1 gegenseitig magnetisch gekoppelt ist. Die vertikale y-Achse der Aufzeichnung 1010 zeigt die Spannung (V) an. Wenn folglich die Haupterregungsspule erregt wird, kann ein Magnetfluss, der von der Haupterregungsspule erzeugt wird, aufgrund der gegenseitigen magnetischen Kopplung in die Suchspule eingekoppelt werden. Das Profil 1014 der gemessenen Spannung der Suchspule zeigt die Spannung an, die in die Suchspule induziert wird, welche proportional zu der Änderungsrate der gegenseitigen Flusskopplung ist. Die Profile 1013 bzw. 1014 der gemessenen Spannung der Haupterregungsspule und der Suchspule sind sowohl für das erste als auch für das zweite Kraftstoffeinspritzereignis im Wesentlichen identisch, welche nicht anzeigen, dass sie dicht aufeinanderfolgen.With reference to the second record 1010 are profiles 1013 respectively. 1014 illustrates the measured voltage of a main excitation coil and a search coil for the two fuel injection events. The measured voltage of the main coil may be a measured voltage of the electromagnetic coil 24 from 1-1 and the measured voltage of the search coil may be a measured voltage of a search coil 25 represent that with the electric coil 24 from 1-1 is magnetically coupled to each other. The vertical y-axis of the recording 1010 indicates the voltage (V). Consequently, when the main excitation coil is energized, a magnetic flux generated by the main excitation coil can be coupled into the search coil due to the mutual magnetic coupling. The profile 1014 The measured voltage of the search coil indicates the voltage induced in the search coil, which is proportional to the rate of change of the mutual flux linkage. The profiles 1013 respectively. 1014 The measured voltage of the main excitation coil and the search coil are substantially identical for both the first and second fuel injection events, which do not indicate that they are closely following each other.

3 veranschaulicht eine nicht einschränkende beispielhafte erste Aufzeichnung 1020 eines gemessenen Stroms und einer gemessenen Kraftstoffströmungsrate und eine nicht einschränkende beispielhafte zweite Aufzeichnung 1030 von gemessenen Spannungen der Haupterregungsspule und der Suchspule für zwei aufeinanderfolgende Kraftstoffeinspritzereignisse mit identischen Stromimpulsen, die durch eine Verweilzeit getrennt sind, die anzeigt, dass sie dicht aufeinanderfolgen. Die horizontale x-Achse in jeder der Aufzeichnungen 1020 und 1030 zeigt die Zeit in Sekunden (s) an. Eine gestrichelte vertikale Linie 1004, die sich durch jede der Aufzeichnungen 1020 und 1030 hindurch erstreckt, repräsentiert einen ersten Zeitpunkt, an dem ein Einspritzende für das erste Kraftstoffeinspritzereignis auftritt, und eine gestrichelte vertikale Linie 1005 repräsentiert einen zweiten Zeitpunkt, bei dem ein Einspritzstart für das zweite Kraftstoffeinspritzereignis auftritt. Die Verweilzeit 1006 repräsentiert eine Zeitspanne zwischen den gestrichelten vertikalen Linien 1004 und 1005, welche das erste und zweite Kraftstoffeinspritzereignis trennt. In der veranschaulichten Ausführungsform ist die Verweilzeit kleiner als ein Verweilzeit-Schwellenwert. Folglich zeigen das erste und zweite Kraftstoffeinspritzereignis an, dass sie dicht aufeinanderfolgen. 3 illustrates a non-limiting example first record 1020 a measured current and a measured fuel flow rate and a non-limiting exemplary second record 1030 measured voltages of the main excitation coil and the search coil for two consecutive fuel injection events with identical current pulses separated by a dwell time indicating that they are close to each other. The horizontal x-axis in each of the records 1020 and 1030 displays the time in seconds (s). A dashed vertical line 1004 that are going through each of the records 1020 and 1030 , represents a first time at which an injection end for the first fuel injection event occurs, and a dashed vertical line 1005 represents a second time at which an injection start for the second fuel injection event occurs. The residence time 1006 represents a time span between the dashed vertical lines 1004 and 1005 which separates the first and second fuel injection events. In the illustrated embodiment, the residence time is less than a dwell threshold. Thus, the first and second fuel injection events indicate that they are following each other closely.

Mit Bezug auf die erste Aufzeichnung 1020 sind Profile 1021 bzw. 1022 des gemessenen Stroms und der gemessenen Strömungsrate für die zwei Kraftstoffeinspritzereignisse veranschaulicht. Die vertikale y-Achse entlang der linken Seite der Aufzeichnung 1020 zeigt den elektrischen Strom in Ampere (A) an und die vertikale y-Achse entlang der rechten Seite der Aufzeichnung 1020 zeigt die Kraftstoffströmungsrate in Milligramm (mg) pro Millisekunde (ms) an. Das Profil 1021 des gemessenen Stroms ist für jedes der Kraftstoffeinspritzereignisse im Wesentlichen identisch. Jedoch veranschaulicht das Profil 1022 der gemessenen Kraftstoffrate eine Schwankung bei der gemessenen Kraftstoffströmungsrate zwischen jedem der ersten und zweiten Kraftstoffeinspritzereignisse, obwohl die gemessenen Stromprofile im Wesentlichen identisch sind. Diese Varianz bei der gemessenen Kraftstoffströmungsrate ist bei dicht aufeinanderfolgenden Kraftstoffeinspritzereignissen naturgegeben und führt in nicht gewünschter Weise zu einer zugeführten eingespritzten Kraftstoffmasse bei dem zweiten Kraftstoffeinspritzereignis, die sich von der eingespritzten zugeführten Kraftstoffmasse bei dem ersten Kraftstoffeinspritzereignis unterscheidet.With reference to the first record 1020 are profiles 1021 respectively. 1022 of the measured flow and the measured flow rate for the two fuel injection events. The vertical y-axis along the left side of the record 1020 indicates the electrical current in amperes (A) and the vertical y-axis along the right side of the plot 1020 indicates the fuel flow rate in milligrams (mg) per millisecond (ms). The profile 1021 The measured current is substantially identical for each of the fuel injection events. However, the profile illustrates 1022 the measured fuel rate is a variation in the measured fuel flow rate between each of the first and second fuel injection events, although the measured power profiles are substantially identical. This variance in the measured fuel flow rate is inherent in closely spaced fuel injection events and undesirably results in an injected fuel mass delivered at the second fuel injection event that is different than the injected fuel mass injected in the first fuel injection event.

Mit Bezug auf die zweite Aufzeichnung 1030 sind Profile 1023 bzw. 1024 der gemessenen Spannung der Haupterregungsspule und der Suchspule für die zwei Kraftstoffeinspritzereignisse veranschaulicht. Die gemessene Spannung der Hauptspule kann eine gemessene Spannung der elektrischen Spule 24 von 1-1 repräsentieren und die gemessene Spannung der Suchspule kann eine gemessene Spannung einer Suchspule 25 repräsentieren, die mit der elektrischen Spule 24 von 1-1 gegenseitig magnetisch gekoppelt ist. Die vertikale y-Achse der Aufzeichnung 1030 zeigt die Spannung (V) an. Wenn daher die Haupterregungsspule erregt wird, kann ein Magnetfluss, der von der Haupterregungsspule erzeugt wird, aufgrund der gegenseitigen magnetischen Kopplung mit der Suchspule gekoppelt sein. Das Profil 1024 der gemessenen Spannung der Suchspule zeigt die in die Suchspule induzierte Spannung an, die proportional zu der Änderungsrate der gegenseitigen Flusskopplung ist. Die Profile 1023 bzw. 1024 der gemessenen Spannung der Haupterregungsspule und der Suchspule der Aufzeichnung 1030 weichen während des zweiten Einspritzereignisses im Vergleich mit dem ersten Kraftstoffeinspritzereignis ab. Diese Abweichung zeigt das Vorhandensein eines Restflusses oder eines Magnetflusses an, wenn die Einspritzereignisse dicht aufeinanderfolgen. Mit Bezug auf die Aufzeichnung 1010 von 2 weichen die Profile 1013 bzw. 1014 der gemessenen Spannung der Haupterregungsspule und der Suchspule während des zweiten Einspritzereignisses im Vergleich mit dem ersten Kraftstoffeinspritzereignis nicht ab, wenn das erste und zweite Kraftstoffeinspritzereignis nicht dicht aufeinanderfolgen.With reference to the second record 1030 are profiles 1023 respectively. 1024 the measured voltage of the main excitation coil and the search coil for the two fuel injection events illustrated. The measured voltage of the main coil may be a measured voltage of the electrical coil 24 from 1-1 and the measured voltage of the search coil may be a measured voltage of a search coil 25 represent that with the electric coil 24 from 1-1 is magnetically coupled to each other. The vertical y-axis of the recording 1030 indicates the voltage (V). Therefore, when the main excitation coil is energized, a magnetic flux generated by the main excitation coil may be coupled to the search coil due to the mutual magnetic coupling. The profile 1024 The measured voltage of the search coil indicates the voltage induced in the search coil, which is proportional to the rate of change of the mutual flux coupling. The profiles 1023 respectively. 1024 the measured voltage of the main excitation coil and the search coil of the record 1030 Dodge during the second injection event compared to the first fuel injection event. This deviation indicates the presence of residual flow or magnetic flux as the injection events follow each other closely. With respect to the record 1010 from 2 soft the profiles 1013 respectively. 1014 the measured voltage of the main excitation coil and the search coil during the second injection event in comparison with the first fuel injection event not if the first and second fuel injection event is not close to each other.

Wieder mit Bezug auf 1-1 sind beispielhafte Ausführungsformen ferner auf das Bereitstellen von Rückmeldungssignalen 42 von dem Kraftstoffeinspritzventil 10 zurück an das Steuerungsmodul 60 und/oder an den Einspritzventil-Treiber 50 gerichtet. Wie nachstehend in größerem Detail erörtert wird, können Sensorvorrichtungen in das Kraftstoffeinspritzventil 10 integriert sein, um verschiedene Kraftstoffeinspritzventilparameter zu messen, die einen Kraftstoffdruck, einen Spulenwiderstandswert, eine Spulentemperatur, einen Magnetfluss innerhalb des Kraftstoffeinspritzventils 10, die Flusskopplung der elektrischen Spule 24, die Spannung der elektrischen Spule 24 und den Strom durch die elektrische Spule 24 hindurch umfassen, aber nicht darauf beschränkt sind. Das Integrieren des Aktivierungscontrollers in den Körper 12 des Kraftstoffeinspritzventils 10 ermöglicht in vorteilhafter Weise, dass die Rückmeldungssignale 42 schnell an das Steuerungsmodul 60 übertragen werden. Aufgrund der großen Nähe des Steuerungsmoduls 60 erfahren die Rückmeldungssignale 42 darüber hinaus weniger Störungen, was genauere Lesewerte der darin enthaltenen Parameter ermöglicht. Ein Stromsensor kann an einer Stromflussstrecke zwischen dem Aktivierungscontroller 80 und dem Kraftstoffeinspritzventil bereitgestellt sein, um den Strom zu messen, der an die elektrische Spule geliefert wird, oder der Stromsensor kann in das Kraftstoffeinspritzventil 10 an der Stromflussstrecke integriert sein. Der Drucksensor 32' ist in den Einlass 15 des Kraftstoffeinspritzventils 10 integriert. Die über die Rückmeldungssignale 42 bereitgestellten Parameter des Kraftstoffeinspritzventils können den Magnetfluss, die Flusskopplung, die Spannung und den Strom umfassen, die von entsprechenden Sensorvorrichtungen, die in das Kraftstoffeinspritzventil 10 eingebaut sind, direkt gemessen werden. Zusätzlich oder alternativ können die Kraftstoffeinspritzventilparameter Stellvertreter umfassen, die über die Rückmeldungssignale 42 für das Steuerungsmodul 60 bereitgestellt und von diesem verwendet werden, um die Flusskopplung, den Magnetfluss, die Spannung und den Strom innerhalb des Kraftstoffeinspritzventils 10 zu schätzen. Das Steuerungsmodul 60 kann eine Nachschlagetabelle verwenden, um indirekte Sensorlesewerte in geschätzte Parameter des Kraftstoffeinspritzventils umzusetzen. Wenn das Steuerungsmodul 60 über eine Rückmeldung der Flusskopplung der elektrischen Spule 24, der Spannung der elektrischen Spule 24 und des Stroms, der an die elektrische Spule 24 geliefert wird, verfügt, kann es das Aktivierungssignal 75 für das Kraftstoffeinspritzventil 10 für mehrere aufeinanderfolgende Einspritzereignisse in vorteilhafter Weise modifizieren. Die Rückmeldungssignale 42 können zusätzlich Informationen im Hinblick auf die tatsächlichen Öffnungs- und Schließzeiten des Kraftstoffeinspritzventils weiterleiten. Da der Aktivierungscontroller 80 in den Körper 12 des Kraftstoffeinspritzventils 10 integriert ist, kann das Steuerungsmodul befohlene Öffnungs- und Schließzeiten des Kraftstoffeinspritzventils überwachen und eine Rückmeldung von tatsächlichen Öffnungs- und Schließzeiten empfangen. Danach kann das Steuerungsmodul 60 das Einspritzventil-Befehlssignal 52 für den Einspritzventil-Treiber 50 modifizieren, um Verzögerungen zwischen den befohlenen und den tatsächlichen Öffnungs- und Schließzeiten zu reduzieren. Es versteht sich, dass herkömmliche Kraftstoffeinspritzventile durch einen Betrieb mit offenem Regelkreis gesteuert werden, der nur auf einer gewünschten Stromwellenform beruht, die aus Nachschlagetabellen oder analytischen Funktionen erhalten wird, ohne irgendwelche Informationen mit Bezug auf die krafterzeugende Komponente der Flusskopplung (z. B. des Magnetflusses), die eine Bewegung des Ankerabschnitts 21 bewirkt. Als Folge sind herkömmliche Vorsteuerungs-Kraftstoffeinspritzventile, die nur den Stromfluss zum Steuern des Kraftstoffeinspritzventils berücksichtigen, anfällig für eine Instabilität bei aufeinanderfolgenden Kraftstoffeinspritzereignissen, die dicht aufeinanderfolgen.Again with respect to 1-1 Further, exemplary embodiments are further directed to providing feedback signals 42 from the fuel injection valve 10 back to the control module 60 and / or to the injector driver 50 directed. As will be discussed in greater detail below, sensor devices may be incorporated into the fuel injector 10 be integrated to measure various fuel injection valve parameters that include a fuel pressure, a coil resistance value, a coil temperature, a magnetic flux within the fuel injection valve 10 , the flux coupling of the electric coil 24 , the voltage of the electric coil 24 and the current through the electrical coil 24 include, but are not limited to. Integrating the activation controller into the body 12 of the fuel injection valve 10 advantageously allows the acknowledgment signals 42 quickly to the control module 60 be transmitted. Due to the close proximity of the control module 60 learn the feedback signals 42 moreover, less interference, allowing for more accurate readings of the parameters contained therein. A current sensor may be connected to a current flow path between the activation controller 80 and the fuel injection valve to measure the current supplied to the electric coil, or the current sensor may enter the fuel injection valve 10 be integrated at the current flow path. The pressure sensor 32 ' is in the inlet 15 of the fuel injection valve 10 integrated. The over the feedback signals 42 Provided parameters of the fuel injector may include magnetic flux, flux linkage, voltage, and current supplied by respective sensor devices provided in the fuel injector 10 are built in, can be measured directly. Additionally or alternatively, the fuel injector parameters may include proxies responsive to the feedback signals 42 for the control module 60 be provided and used by the flux link, the magnetic flux, the voltage and the current within the fuel injection valve 10 appreciate. The control module 60 can a Use the look-up table to translate indirect sensor readings into estimated parameters of the fuel injector. If the control module 60 via a feedback of the flux coupling of the electric coil 24 , the voltage of the electric coil 24 and the current connected to the electric coil 24 is delivered, it can be the activation signal 75 for the fuel injection valve 10 for several consecutive injection events advantageously. The feedback signals 42 In addition, information can be forwarded with regard to the actual opening and closing times of the fuel injection valve. Because the activation controller 80 in the body 12 of the fuel injection valve 10 is integrated, the control module can monitor commanded fuel injector opening and closing times and receive feedback of actual opening and closing times. Thereafter, the control module 60 the injector command signal 52 for the injector driver 50 to reduce delays between the commanded and the actual opening and closing times. It will be appreciated that conventional fuel injectors are controlled by open loop operation based only on a desired current waveform obtained from look-up tables or analytical functions without any information related to the force-generating component of the flux linkage (e.g. Magnetic flux), which is a movement of the anchor portion 21 causes. As a result, conventional pilot fuel injection valves that only account for the flow of current to control the fuel injector are susceptible to instability in successive fuel injection events that are close in sequence.

Ausführungsformen beschäftigen sich hier nicht mit einer beliebigen Technik zum Beschaffen des aktiven Magnetflusses oder der äquivalenten Flusskopplung. In einigen Ausführungsformen kann eine Suchspule 25 um die elektrische Spule herum verwendet werden, wobei der Magnetfluss, der durch die elektrische Spule erzeugt wird, aufgrund der gegenseitigen magnetischen Kopplung in die Suchspule eingekoppelt wird. Eine in die Suchspule induzierte Spannung ist proportional zu der Änderungsrate der Spulenflusskopplung beruhend auf der folgenden Beziehung. VSC = dλ / dt oder λ = ∫VSCdt [1] wobei

VSC
die in die Suchspule 25 induzierte Spannung ist,
λ
die Flusskopplung in der Suchspule 25 ist und
t
die Zeit ist.
Embodiments are not concerned here with any technique for obtaining active magnetic flux or equivalent flux coupling. In some embodiments, a search coil 25 be used around the electric coil, wherein the magnetic flux generated by the electric coil is coupled due to the mutual magnetic coupling in the search coil. A voltage induced in the search coil is proportional to the rate of change of the coil flux coupling based on the following relationship. V SC = dλ / dt or λ = ∫V SC dt [1] in which
V SC
in the search coil 25 induced voltage is,
λ
the flux coupling in the search coil 25 is and
t
the time is.

Die Flusskopplung in der Suchspule 25 kann verwendet werden, um den Magnetfluss innerhalb des Kraftstoffeinspritzventils beruhend auf der folgenden Beziehung zu bestimmen. φ = λ / N [2] wobei

φ
der Magnetfluss innerhalb des Kraftstoffeinspritzventils ist, und
N
die Anzahl der Wicklungen in der Suchspule 25 ist.
The flux coupling in the search coil 25 may be used to determine the magnetic flux within the fuel injector based on the following relationship. φ = λ / N [2] in which
φ
is the magnetic flux within the fuel injection valve, and
N
the number of windings in the search coil 25 is.

Folglich kann die Spannung der Suchspule 25 über die Rückmeldungssignale 42 an das Steuerungsmodul 60 geliefert werden, um die Flusskopplung zu schätzen. Daher zeigen ein Spannungssensor zum Messen der Spannung der Suchspule und die Suchspule selbst Erfassungsvorrichtungen an, die in das Kraftstoffeinspritzventil 10 eingebaut sind, um die Flusskopplung zu beschaffen. In anderen Ausführungsformen kann ein Magnetfeldsensor, etwa ein Hall-Sensor, innerhalb einer Magnetflussstrecke in dem Kraftstoffeinspritzventil positioniert sein, um den aktiven Magnetfluss zu messen. Analog können andere Magnetfeldsensoren verwendet werden, um den aktiven Magnetfluss zu messen, etwa analoge Hall Sensoren und magnetoresistive Sensoren (MR-Sensoren), ohne aber darauf beschränkt zu sein. Der aktive Magnetfluss, der von derartigen Magnetfeldsensoren gemessen wird, kann über die Rückmeldungssignale 42 an das Steuerungsmodul 60 geliefert werden. Es versteht sich, dass diese Magnetfeldsensoren Erfassungsvorrichtungen anzeigen, die in das Kraftstoffeinspritzventil integriert sind, um den aktiven Magnetfluss zu beschaffen. Die Integration der Suchspule und der Magnetfeldsensoren in das Kraftstoffeinspritzventil wird nachstehend in 5 und 6 in größerem Detail beschrieben.Consequently, the voltage of the search coil 25 via the feedback signals 42 to the control module 60 supplied to estimate the flux linkage. Therefore, a voltage sensor for measuring the voltage of the search coil and the search coil itself indicate detection devices included in the fuel injection valve 10 are installed to provide the flux linkage. In other embodiments, a magnetic field sensor, such as a Hall sensor, may be positioned within a magnetic flux path in the fuel injection valve to measure the active magnetic flux. Similarly, other magnetic field sensors can be used to measure active magnetic flux, such as, but not limited to, analog Hall sensors and magnetoresistive (MR) sensors. The active magnetic flux measured by such magnetic field sensors can be detected via the feedback signals 42 to the control module 60 to be delivered. It is understood that these magnetic field sensors indicate sensing devices integrated with the fuel injector to provide the active magnetic flux. The integration of the search coil and the magnetic field sensors into the fuel injection valve will be described below in FIG 5 and 6 described in more detail.

Es ist bekannt, dass, wenn der Einspritzventil-Treiber 50 Strom nur in eine Richtung in eine positive erste Richtung bereitstellt, um die Anordnung 24 mit der elektromagnetischen Spule und dem Kern zu erregen, ein Absenken des Stroms derart, dass er stabil bei Null bleibt, dazu führen wird, dass der Magnetfluss innerhalb des Kraftstoffeinspritzventils allmählich abfallen wird, z. B. auf Null zurückgehen wird. Jedoch ist die Reaktionszeit für das Abfallen des Magnetflusses langsam und das Vorhandensein einer magnetischen Hysterese innerhalb des Kraftstoffeinspritzventils führt oft zum Vorhandensein eines Restflusses, wenn ein anschließendes nachfolgendes Kraftstoffeinspritzereignis eingeleitet wird. Wie vorstehend erwähnt wurde, beeinflusst das Vorhandensein des Restflusses die Genauigkeit der Kraftstoffströmungsrate und der eingespritzten Kraftstoffmasse, die in dem nachfolgenden Kraftstoffeinspritzereignis zugeführt werden soll, wobei das Vorhandensein des Restflusses für dicht aufeinanderfolgende Kraftstoffeinspritzereignisse vergrößert wird.It is known that when the injector driver 50 Current only in one direction in a positive first direction provides to the arrangement 24 to excite with the electromagnetic coil and the nucleus lowering the current to remain stable at zero will cause the magnetic flux within the fuel injector to gradually decrease, e.g. B. will go back to zero. However, the response time for the magnetic flux drop is slow and the presence of magnetic hysteresis within the fuel injector often results in the presence of residual flux when a subsequent subsequent fuel injection event is initiated. As mentioned above, the presence of the residual flow affects the accuracy of the fuel flow rate and the injected fuel mass to be supplied in the subsequent fuel injection event, increasing the presence of residual flow for closely spaced fuel injection events.

1-2 veranschaulicht den Aktivierungscontroller 80 von 1-1. Eine Signalflussstrecke 362 stellt eine Kommunikation zwischen dem Steuerungsmodul 60 und dem Einspritzventil-Treiber 50 bereit. Beispielsweise stellt die Signalflussstrecke 362 das Einspritzventil-Befehlssignal (z. B. das Befehlssignal 52 von 1-1) bereit, das den Einspritzventil-Treiber 50 steuert. Das Steuerungsmodul 60 kommuniziert ferner mit dem externen ECM 5 über eine Signalflussstrecke 364 innerhalb des Aktivierungscontrollers 380, die in elektrischer Kommunikation mit einem Leistungsübertragungskabel steht. Beispielsweise kann die Signalflussstrecke 364 überwachte Eingabeparameter (z. B. die überwachten Eingabeparameter 51 von 1-1) von dem ECM 5 für das Steuerungsmodul 60 bereitstellen, um das Einspritzventil-Befehlssignal 52 zu erzeugen. Bei einigen Ausführungsformen kann die Signalflussstrecke 364 Kraftstoffeinspritzventil-Rückmeldungsparameter (z. B. die Rückmeldungssignale 42 von 1-1) an das ECM 5 liefern. 1-2 illustrates the activation controller 80 from 1-1 , A signal flow path 362 provides communication between the control module 60 and the injector driver 50 ready. For example, the signal flow path represents 362 the injector command signal (eg, the command signal 52 from 1-1 ) ready to use the injector driver 50 controls. The control module 60 communicates with the external ECM 5 over a signal flow path 364 within the activation controller 380 which is in electrical communication with a power transmission cable. For example, the signal flow path 364 monitored input parameters (eg the monitored input parameters 51 from 1-1 ) from the ECM 5 for the control module 60 provide to the injector command signal 52 to create. In some embodiments, the signal flow path 364 Fuel Injector Feedback Parameters (eg, the feedback signals 42 from 1-1 ) to the ECM 5 deliver.

Der Einspritzventil-Treiber 50 empfängt elektrische DC-Leistung von der Leistungsquelle 40 von 1-1 über eine Leistungsversorgungsflussstrecke 366. Unter Verwendung der empfangenen elektrischen DC-Leistung kann der Kraftstoffeinspritzventil-Treiber 50 Einspritzventil-Aktivierungssignale (z. B. die Einspritzventil-Aktivierungssignale 75 von 1-1) auf der Grundlage des Einspritzventil-Befehlssignals von dem Steuerungsmodul 60 erzeugen.The injector driver 50 receives DC electric power from the power source 40 from 1-1 via a power supply flow path 366 , Using the received DC electrical power, the fuel injector driver may 50 Injector activation signals (eg, the injector activation signals 75 from 1-1 ) based on the injector command signal from the control module 60 produce.

Der Einspritzventil-Treiber 50 ist ausgestaltet, um eine Aktivierung des Kraftstoffeinspritzventils 10 zu steuern, indem er geeignete Einspritzventil-Aktivierungssignale 75 erzeugt. Bei der veranschaulichten Ausführungsform ist der Einspritzventil-Treiber 50 ein bidirektionaler Stromtreiber, der einen positiven Stromfluss über eine erste Stromflussstrecke 352 und einen negativen Stromfluss über eine zweite Stromflussstrecke 354 an die Anordnung 24 mit der elektromagnetischen Spule und dem Kern in Ansprechen auf jeweilige Einspritzventil-Aktivierungssignale 75 bereitstellt. Der positive Strom über die erste Stromflussstrecke 352 wird bereitgestellt, um die Anordnung 24 mit der elektromagnetischen Spule und dem Kern zu erregen, und der negative Strom über die zweite Stromflussstrecke 354 dreht den Stromfluss durch die Anordnung 24 mit der elektromagnetischen Spule und dem Kern um. Die Stromflussstrecken 352 und 354 bilden einen geschlossenen Kreis; das heißt, dass ein positiver Strom in 352 hinein zu einem gleichen und entgegengesetzten (negativen) Strom in der Flussstrecke 354 führt und umgekehrt. Die Richtung des Stromflusses der ersten und zweiten Stromflussstrecken 352 bzw. 354 kann abwechseln, um einen Restfluss innerhalb des Kraftstoffeinspritzventils zurückzusetzen und ein Prellen des Ankerabschnitts 21 zu steuern. Eine Signalflussstrecke 371 kann eine Spannung der ersten Stromflussstrecke 352 an das Steuerungsmodul 60 liefern, und eine Signalflussstrecke 373 kann eine Spannung der zweiten Stromflussstrecke 354 an das Steuerungsmodul 60 liefern. Die Spannung und der Strom, die an die Anordnung 24 mit der elektromagnetischen Spule und dem Kern angelegt werden, beruhen auf einer Differenz zwischen den Spannungen an den Signalflussstrecken 371 und 373. Bei einer Ausführungsform verwendet der Einspritzventil-Treiber 50 einen Betrieb mit offenem Regelkreis, um eine Aktivierung des Kraftstoffeinspritzventils 10 zu steuern, wobei die Einspritzventil-Aktivierungssignale durch genaue vorbestimmte Stromwellenformen gekennzeichnet sind. Bei einer anderen Ausführungsform verwendet der Einspritzventil-Treiber 50 einen Betrieb mit geschlossenem Regelkreis, um eine Aktivierung des Kraftstoffeinspritzventils 10 zu steuern, wobei die Einspritzventil-Aktivierungssignale auf Kraftstoffeinspritzventilparametern beruhen, die als Rückmeldung an das Steuerungsmodul über die Signalflussstrecken 371 und 373 bereitgestellt werden. Über eine Signalflussstrecke 356 kann ein gemessener Stromfluss an die Spule 24 an das Steuerungsmodul 60 geliefert werden. In der veranschaulichten Ausführungsform wird der Stromfluss von einem Stromsensor an der zweiten Stromflussstrecke 354 gemessen. Die Kraftstoffeinspritzventilparameter können Werte für die Flusskopplung, die Spannung und den Strom innerhalb des Kraftstoffeinspritzventils 10 umfassen, oder die Kraftstoffeinspritzventilparameter können Stellvertreter umfassen, die von dem Steuerungsmodul 60 verwendet werden, um die Flusskopplung, die Spannung und den Strom innerhalb des Kraftstoffeinspritzventils 10 zu schätzen.The injector driver 50 is configured to activate the fuel injection valve 10 by controlling appropriate injector activation signals 75 generated. In the illustrated embodiment, the injector driver is 50 a bidirectional current driver that provides a positive current flow over a first current flow path 352 and a negative current flow over a second current flow path 354 to the arrangement 24 with the electromagnetic coil and the core in response to respective injector activation signals 75 provides. The positive current over the first current flow path 352 is provided to the arrangement 24 with the electromagnetic coil and the core to energize, and the negative current over the second current flow path 354 turns the flow of current through the assembly 24 with the electromagnetic coil and the core around. The flow of electricity 352 and 354 form a closed circle; that is, a positive current in 352 into a same and opposite (negative) stream in the river route 354 leads and vice versa. The direction of the current flow of the first and second current flow paths 352 respectively. 354 may alternate to reset a residual flow within the fuel injection valve and bouncing of the anchor portion 21 to control. A signal flow path 371 can be a voltage of the first current flow path 352 to the control module 60 deliver, and a signal flow path 373 may be a voltage of the second current flow path 354 to the control module 60 deliver. The voltage and the current connected to the arrangement 24 are applied with the electromagnetic coil and the core, based on a difference between the voltages on the signal flow paths 371 and 373 , In one embodiment, the injector driver uses 50 an open-loop operation to activate the fuel injector 10 wherein the injector activation signals are characterized by precise predetermined current waveforms. In another embodiment, the injector driver uses 50 a closed-loop operation to activate the fuel injector 10 wherein the injector activation signals are based on fuel injector parameters provided in response to the control module over the signal flow paths 371 and 373 to be provided. Via a signal flow path 356 can be a measured current flow to the coil 24 to the control module 60 to be delivered. In the illustrated embodiment, the flow of current from a current sensor is at the second current flow path 354 measured. The fuel injector parameters may include values for flow coupling, voltage, and current within the fuel injector 10 or the fuel injector parameters may include proxies provided by the control module 60 used to control the flux coupling, the voltage and the current within the fuel injector 10 appreciate.

Bei einigen Ausführungsformen ist der Einspritzventil-Treiber 50 für einen vollständigen Vierquadrantenbetrieb ausgestaltet. 1-3 veranschaulicht eine beispielhafte Ausführungsform des Einspritzventil-Treibers 50 von 1-1 und 1-2, die zwei Schaltersätze 370 und 372 verwendet, um den Stromfluss zu steuern, der zwischen dem Einspritzventil-Treiber 50 und der Anordnung 24 mit der elektromagnetischen Spule und dem Kern bereitgestellt wird. In der veranschaulichten Ausführungsform umfasst der erste Schaltersatz 370 Schaltervorrichtungen 370-1 und 370-2, und der zweite Schaltersatz 372 umfasst Schaltervorrichtungen 372-1 und 372-2. Die Schaltervorrichtungen 370-1, 370-2, 372-1 und 372-2 können Halbleiterschalter sein und sie können Silizium-Halbleiterschalter (Si-Halbleiterschalter) oder Halbleiterschalter mit großer Bandlücke (WBG-Halbleiterschalter) umfassen, die ein Schalten mit hoher Geschwindigkeit bei hohen Temperaturen ermöglichen. Der Vierquadrantenbetrieb des Einspritzventil-Treibers 50 steuert die Richtung des Stromflusses in die Anordnung 24 mit der elektromagnetischen Spule und dem Kern hinein und aus dieser heraus auf der Grundlage eines entsprechenden Schaltzustands, der durch das Steuerungsmodul 60 bestimmt wird. Das Steuerungsmodul 60 kann einen positiven Schaltzustand, einen negativen Schaltzustand und einen Null-Schaltzustand bestimmen und den ersten und zweiten Schaltersatz 370 und 372 zwischen offenen und geschlossenen Positionen beruhend auf dem bestimmten Schaltzustand befehlen. In dem positiven Schaltzustand werden die Schaltervorrichtungen 370-1 und 370-2 des ersten Schaltersatzes 370 in die geschlossene Position befohlen und die Schaltervorrichtungen 372-1 und 372-2 des zweiten Schaltersatzes 372 werden in die offene Position befohlen, um einen positiven Strom in die erste Stromflussstrecke 352 hinein und aus der zweiten Stromflussstrecke 354 heraus zu steuern. Diese Schaltervorrichtungen können ferner unter Verwendung einer Pulsbreitenmodulation moduliert werden, um die Amplitude des Stroms zu steuern. In dem negativen Schaltzustand werden die Schaltervorrichtungen 370-1 und 370-2 des ersten Schaltersatzes 370 in die offene Position befohlen und die Schaltervorrichtungen 372-1 und 372-2 des zweiten Schaltersatzes 372 werden in die geschlossene Position befohlen, um den negativen Strom in die zweite Stromflussstrecke 354 hinein und aus der ersten Stromflussstrecke 352 heraus zu steuern. Diese Schaltervorrichtungen können ferner unter Verwendung einer Pulsbreitenmodulation moduliert werden, um die Amplitude des Stroms zu steuern. In dem Null-Schaltzustand werden alle Schaltervorrichtungen 370-1, 370-2, 372-1 und 372-2 in die offene Position befohlen, um keinen Strom in die Anordnung mit der elektromagnetischen Spule und dem Kern hinein oder aus dieser heraus zu steuern, oder um zu erlauben, dass der Spulenstrom mit der natürlichen Zeitkonstante der Spule durch die geeigneten Freilaufdioden über den Schaltern abnimmt. Folglich kann eine bidirektionale Steuerung des Stroms durch die Spule 24 bewirkt werden.In some embodiments, the injector driver is 50 designed for a complete four-quadrant operation. 1-3 illustrates an exemplary embodiment of the injector driver 50 from 1-1 and 1-2 , the two sets of switches 370 and 372 used to increase the current flow control that between the injector driver 50 and the arrangement 24 is provided with the electromagnetic coil and the core. In the illustrated embodiment, the first switch set comprises 370 switch devices 370-1 and 370-2 , and the second switch set 372 includes switch devices 372-1 and 372-2 , The switch devices 370-1 . 370-2 . 372-1 and 372-2 These may be semiconductor switches and may include silicon semiconductor switches (Si semiconductor switches) or large bandgap semiconductor switches (WBG semiconductor switches), which enable high speed switching at high temperatures. The four-quadrant operation of the injector driver 50 controls the direction of current flow in the array 24 with the electromagnetic coil and the core in and out on the basis of a corresponding switching state by the control module 60 is determined. The control module 60 may determine a positive switching state, a negative switching state, and a zero switching state, and the first and second sets of switches 370 and 372 command between open and closed positions based on the particular switching state. In the positive switching state, the switch devices 370-1 and 370-2 of the first switch set 370 commanded into the closed position and the switch devices 372-1 and 372-2 of the second switch set 372 are commanded into the open position to inject a positive current into the first current flow path 352 into and out of the second flow path 354 to steer out. These switch devices may also be modulated using pulse width modulation to control the amplitude of the current. In the negative switching state, the switch devices 370-1 and 370-2 of the first switch set 370 commanded into the open position and the switch devices 372-1 and 372-2 of the second switch set 372 are commanded to the closed position to the negative flow in the second flow path 354 into and out of the first flow path 352 to steer out. These switch devices may also be modulated using pulse width modulation to control the amplitude of the current. In the zero-switching state, all switch devices 370-1 . 370-2 . 372-1 and 372-2 commanded into the open position to control no current into or out of the assembly with the electromagnetic coil and the core, or to allow the coil current to decrease with the natural time constant of the coil through the appropriate freewheeling diodes across the switches. Consequently, bidirectional control of the current through the coil 24 be effected.

Bei einigen Ausführungsformen wird der negative Strom durch die Anordnung 24 mit der elektromagnetischen Spule und dem Kern 24 für eine Zeitdauer angelegt, die ausreicht, um einen Restfluss innerhalb des Kraftstoffeinspritzventils 10 zu reduzieren, nachdem ein sekundärer Haltestrom abgesenkt wurde. Bei anderen Ausführungsformen wird der negative Strom im Anschluss an das Absenken des sekundären Haltestroms aber zusätzlich erst dann angelegt, nachdem sich das Kraftstoffeinspritzventil geschlossen hat oder der Aktor zu seiner statischen oder Ruheposition zurückgekehrt ist. Darüber hinaus können zusätzliche Ausführungsformen umfassen, dass die Schaltersätze 370 und 372 abwechselnd zwischen offenen und geschlossenen Positionen umgeschaltet werden, um die Richtung des Stromflusses an die Spule 24 zu wechseln, was eine Pulsbreitenmodulationssteuerung umfasst, um Stromflussprofile zu bewirken. Die Nutzung der zwei Schaltersätze 370 und 372 ermöglicht eine präzise Steuerung der Richtung und der Amplitude des Stromflusses, der an die Stromflussstrecken 352 und 354 der Anordnung 24 mit der elektromagnetischen Spule und dem Kern angelegt wird, für mehrere aufeinanderfolgende Kraftstoffeinspritzereignisse während eines Kraftmaschinenereignisses, indem das Vorhandensein von Wirbelströmen und einer magnetischen Hysterese innerhalb der Anordnung 24 mit der elektromagnetischen Spule und dem Kern verringert wird.In some embodiments, the negative current is through the device 24 with the electromagnetic coil and the core 24 for a time sufficient to allow a residual flow within the fuel injector 10 to reduce after a secondary holding current has been lowered. In other embodiments, the negative current is additionally applied subsequent to the lowering of the secondary holding current only after the fuel injection valve has closed or the actuator has returned to its static or rest position. In addition, additional embodiments may include the switch sets 370 and 372 alternately switched between open and closed positions to the direction of current flow to the coil 24 which includes pulse width modulation control to effect current flow profiles. Use of two sets of switches 370 and 372 allows precise control of the direction and amplitude of the current flowing to the current flow paths 352 and 354 the arrangement 24 with the electromagnetic coil and the core applied for several consecutive fuel injection events during an engine event, by the presence of eddy currents and magnetic hysteresis within the assembly 24 is reduced with the electromagnetic coil and the core.

Es ist festzustellen, dass der Aktivierungscontroller 80 nur einem einzigen Kraftstoffeinspritzventil entspricht. Daher werden Kraftmaschinen, die mehr als ein Kraftstoffeinspritzventil verwenden, einen jeweiligen darin integrierten Aktivierungscontroller 80 enthalten. Das ECM 5 und die Leistungsquelle 50 sind mit jedem der Aktivierungscontroller elektrisch wirksam gekoppelt. Folglich kann jedes Kraftstoffeinspritzventil auf einer individuellen Basis betrieben werden, unter Verwendung von Rückmeldungsparametern für jedes jeweilige Kraftstoffeinspritzventil, und ein Betrieb der Kraftstoffeinspritzventile kann auf einer individuellen Basis in Ansprechen auf die Rückmeldungsparameter modifiziert werden. Folglich ist der jeweilige Aktivierungscontroller 80, der in den Körper 12 des Kraftstoffeinspritzventils integriert ist, zu einem ”Plug & Play”-Betrieb in der Lage, um das jeweilige Kraftstoffeinspritzventil 10 auf einer individuellen Basis zu steuern.It should be noted that the activation controller 80 corresponds to only a single fuel injection valve. Therefore, engines using more than one fuel injector will have their respective activation controller integrated therein 80 contain. The ECM 5 and the power source 50 are electrically coupled to each of the activation controllers. Thus, each fuel injector may be operated on an individual basis using feedback parameters for each respective fuel injector, and operation of the fuel injectors may be modified on an individual basis in response to the feedback parameters. Consequently, the respective activation controller 80 who is in the body 12 the fuel injector is integrated, to a "plug and play" mode capable of the respective fuel injection valve 10 to control on an individual basis.

4 veranschaulicht eine nicht einschränkende beispielhafte Ausführungsform einer schematischen detaillierten Schnittansicht des Kraftstoffeinspritzventils 10 von 1-1 mit dem in das Kraftstoffeinspritzventil integrierten Aktivierungscontroller 80. 4 wird mit Bezugnahme auf 1-1 beschrieben, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche Merkmale beschreiben. In der veranschaulichten Ausführungsform von 4 umfasst ein oberer Körperabschnitt 420 des Kraftstoffeinspritzventils die elektromagnetische Anordnung 24 mit der elektrischen Spule 24-1 und dem Magnetkern 24-2, einen Führungsring 412, der den Ankerabschnitt 21 umschließt, einen Abstandshalter 414, der bereitgestellt ist, um einen Kontakt zwischen der elektromagnetischen Anordnung 24 zu verhindern, einen Flussverbinder 410 mit Anschlüssen, die mit der elektrischen Spule 24-1 bzw. der Suchspule 25 elektrisch wirksam gekoppelt sind, ein Aktorgehäuse 432, einen Kranz 434, der den oberen Körperabschnitt 420 mit dem unteren Körperabschnitt 424 koppelt, einen oder mehreren Magnetfeldsensoren in einem Bereich 422, und den in den Körper 12 des Kraftstoffeinspritzventils 10 integrierten Aktivierungscontroller 80. Eine Anordnung 416 mit einem oberen Gehäusesitz und einer Hülse trennt den oberen Körperabschnitt 420 von einem unteren Körperabschnitt 424, welcher die Düse 20 und eine Kraftstoffkammer enthält. Das Aktorgehäuse 432 ist ein zylindrisches Gehäuse, das den elektromagnetischen Kern umschließt. 4 illustrates a non-limiting exemplary embodiment of a schematic detailed sectional view of the fuel injection valve 10 from 1-1 with the activation controller integrated into the fuel injector 80 , 4 becomes with reference to 1-1 described, wherein like reference numerals describe like features. In the illustrated embodiment of FIG 4 includes an upper body portion 420 of the fuel injection valve, the electromagnetic arrangement 24 with the electric coil 24-1 and the magnetic core 24-2 , a guide ring 412 that the anchor section 21 encloses a spacer 414 which is provided to make contact between the electromagnetic arrangement 24 to prevent a flow connector 410 with connections, with the electric coil 24-1 or the search coil 25 electrically coupled, an actuator housing 432 , a wreath 434 , the upper body part 420 with the lower body portion 424 couples one or more magnetic field sensors in one area 422 , and in the body 12 of the fuel injection valve 10 integrated activation controller 80 , An arrangement 416 with an upper housing seat and a sleeve separates the upper body portion 420 from a lower body section 424 which is the nozzle 20 and a fuel chamber. The actuator housing 432 is a cylindrical housing enclosing the electromagnetic core.

Innerhalb des Einlasses 15 des Kraftstoffeinspritzventils 10 ist der Drucksensor 32' vorgesehen, um einen Kraftstoffdruck 34 zu beschaffen, der von dem Kraftstoffverteilerrohr 30 in den Einlass 15 eintritt. Der Kraftstoffdruck 34 kann direkt an das Steuerungsmodul 60 des Aktivierungscontrollers 80 geliefert werden, oder der Kraftstoffdruck 34 kann an den Flussverbinder 410 geliefert werden und in den Rückmeldungssignalen 42 an den Aktivierungscontroller 80 geliefert werden. Zu Abdichtungszwecken sind ein O-Ring 426 und ein Reservering 428 in der Nähe des Einlasses 15 bereitgestellt.Inside the inlet 15 of the fuel injection valve 10 is the pressure sensor 32 ' provided a fuel pressure 34 to procure that from the fuel rail 30 in the inlet 15 entry. The fuel pressure 34 can directly to the control module 60 of the activation controller 80 be delivered, or the fuel pressure 34 can connect to the river 410 be delivered and in the feedback signals 42 to the activation controller 80 to be delivered. For sealing purposes are an O-ring 426 and a spare server 428 near the inlet 15 provided.

In der veranschaulichten Ausführungsform ist der Aktivierungscontroller 80 in den Körper 12 des Kraftstoffeinspritzventils integriert. Der Aktivierungscontroller 80 ist mit dem externen ECM 5 und der externen Leistungsquelle 40 über Kabel 430 und 431, die mit einem Anschluss der Verbinderanordnung 36 verbunden sind, elektrisch wirksam gekoppelt. In einigen Ausführungsformen kann der Anschluss einen Verbinder mit mehreren Kontakten umfassen. Das ECM 5 kann Befehlssignale, etwa eine gewünschte eingespritzte Kraftstoffmasse, die an den Brennraum geliefert werden soll, an das Steuerungsmodul 60 des Aktivierungscontrollers 80 übertragen. Die Leistungsquelle 40 kann elektrische Leistung an den Einspritzventil-Treiber 50 des Aktivierungscontrollers 80 liefern, um die elektrische Spule 24-1 zu erregen. Darüber hinaus kann das Steuerungsmodul 60 Betriebsparameter der Kraftstoffeinspritzventils 10, etwa Status- und Ausgaberückmeldungssignale an das externe ECM 5 übermitteln.In the illustrated embodiment, the activation controller is 80 in the body 12 integrated of the fuel injection valve. The activation controller 80 is with the external ECM 5 and the external power source 40 via cable 430 and 431 connected to a connector of the connector assembly 36 are connected, coupled electrically effective. In some embodiments, the terminal may include a connector having a plurality of contacts. The ECM 5 For example, command signals, such as a desired injected fuel mass, to be delivered to the combustion chamber may be sent to the control module 60 of the activation controller 80 transfer. The power source 40 can supply electrical power to the injector driver 50 of the activation controller 80 deliver to the electric coil 24-1 to excite. In addition, the control module 60 Operating parameters of the fuel injection valve 10 , such as status and issue feedback signals to the external ECM 5 to transfer.

Ein oder mehrere Kabel oder Drähte können in den Körper des Kraftstoffeinspritzventils 10 integriert sein, so dass der Einspritzventil-Treiber 50 das Einspritzventil-Aktivierungssignal 75 mit der Einspritzdauer und den Stromwellenformen, z. B. bidirektionalen oder unidirektionalen Strömen, an den Flussverbinder 510 liefern kann, um die elektrische Spule 24-1 während Aktivierungsereignissen des Kraftstoffeinspritzventils zu erregen. Bei einigen Ausführungsformen kann der Einspritzventil-Treiber 50 fahrzeugeigene Leistungsversorgungstreiber umfassen, die ermöglichen, dass eine variable Spannung und ein variabler Strom von geeigneter Dauer, Größe und Polarität für den Aktor erzeugt werden.One or more cables or wires may enter the body of the fuel injector 10 be integrated so that the injector driver 50 the injector activation signal 75 with the duration of injection and the current waveforms, e.g. B. bidirectional or unidirectional currents, to the flow connector 510 can deliver to the electric coil 24-1 during energization events of the fuel injector. In some embodiments, the injector driver 50 includes on-board power supply drivers that enable a variable voltage and a variable current of appropriate duration, magnitude and polarity to be generated for the actuator.

Darüber hinaus können die Rückmeldungssignale 42, die einen oder mehrere Parameter des Kraftstoffeinspritzventils 10 umfassen, von dem Flussverbinder 410 an das Steuerungsmodul 60 des Aktivierungscontrollers 80 geliefert werden. Im Gegensatz zu herkömmlichen Kraftstoffeinspritzventilen, die nur durch externe Komponenten gesteuert werden, ermöglicht der integrierte Aktivierungscontroller 80 einen geregelten Betrieb bzw. einen Betrieb mit geschlossenem Regelkreis auf der Grundlage der Rückmeldungsparameter von dem Kraftstoffeinspritzventil und von Befehlen von dem externen ECM 5. Der Betrieb mit geschlossenem Regelkreis ermöglicht, dass sich der in das Kraftstoffeinspritzventil integrierte Aktivierungscontroller 80 schnell an den Betrieb des Kraftstoffeinspritzventils anpasst und das Einspritzventil-Aktivierungssignal 75 beruhend darauf so modifiziert, dass tatsächliche Zeitdauern für Kraftstoffeinspritzereignisse mit befohlenen Zeitdauern genau übereinstimmen und dass tatsächlich zugeführte eingespritzte Kraftstoffmassen genau mit befohlenen eingespritzten Kraftstoffmassen, die zugeführt werden sollen, übereinstimmen. Folglich können die Rückmeldungssignale 42 die tatsächlichen Öffnungs- und Schließzeiten des Kraftstoffeinspritzventils 10 umfassen, oder die Rückmeldungssignale 42 können einen oder mehrere der vorstehend erwähnten Parameter umfassen, die von dem Steuerungsmodul 60 verwendet werden sollen, um die tatsächlichen Öffnungs- und Schließzeiten zu beschaffen.In addition, the feedback signals 42 containing one or more parameters of the fuel injector 10 include, from the flow connector 410 to the control module 60 of the activation controller 80 to be delivered. Unlike conventional fuel injection valves, which are controlled only by external components, the integrated activation controller allows 80 regulated operation based on the feedback parameters from the fuel injection valve and commands from the external ECM 5 , The closed-loop operation allows the activation controller integrated into the fuel injector 80 quickly adapts to the operation of the fuel injector and the injector activation signal 75 based on this, modified so that actual periods of time for fuel injection events are exactly coincident with commanded periods of time and that actual injected fuel masses are exactly in line with commanded injected fuel masses to be delivered. Consequently, the acknowledgment signals 42 the actual opening and closing times of the fuel injection valve 10 include, or the feedback signals 42 may include one or more of the aforementioned parameters provided by the control module 60 should be used to obtain the actual opening and closing times.

Wie vorstehend erwähnt wurde, umfasst das Steuerungsmodul 60 eine Verarbeitungsvorrichtung. Die Verarbeitungsvorrichtung kann einen Ventilöffnungsbefehl empfangen und eine Kennung, einen Status und eine Ausgaberückmeldung des Einspritzventils für den Einspritzventil-Treiber 50 und/oder das externe ECM 5 bereitstellen. Die Verarbeitungsvorrichtung kann die Rückmeldungssignale 42 von Sensorvorrichtungen, die in das Kraftstoffeinspritzventil integriert sind, verarbeiten und notwendige Ausgaben für den Einspritzventil-Treiber 50 erzeugen, z. B. das Einspritzventil-Befehlssignal 52. Das Steuerungsmodul 60 kann ferner eine oder mehrere Speichervorrichtungen enthalten, um Programm- und Dateninformationen zu speichern, die von der Verarbeitungsvorrichtung geholt werden können, um Algorithmen und Routinen auszuführen, um die Ventil/Düsen-Öffnungszeiten zu detektieren und um das Einspritzventil-Aktivierungssignal 75 rekursiv zu verstellen, um es an die befohlene Ventil/Düsen-Öffnungszeit anzugleichen. Folglich kann der in das Kraftstoffeinspritzventil integrierte Aktivierungscontroller 80 eine oder mehrere anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASICs) enthalten, um Elemente des Erfassens, des Verarbeitens, der Kommunikation und des Einspritzventil-Treibers auszuführen.As mentioned above, the control module comprises 60 a processing device. The processing device may receive a valve opening command and an identifier, status, and output feedback of the injector driver injector 50 and / or the external ECM 5 provide. The processing device may receive the feedback signals 42 of sensor devices integrated into the fuel injector process and necessary injector driver expenditures 50 generate, for. B. the injection valve command signal 52 , The control module 60 may further include one or more memory devices to store program and data information that may be fetched by the processing device to execute algorithms and routines to detect the valve / nozzle opening times and the injector activation signal 75 recalibrate to match the commanded valve / nozzle opening time. Consequently, in the Fuel Injector Integrated Activation Controller 80 include one or more application specific integrated circuits (ASICs) to perform sensing, processing, communication, and injector driver elements.

Wie vorstehend erwähnt wurde, können die Rückmeldungssignale 42 Parameter direkt enthalten, etwa den Kraftstoffverteilerrohrdruck 34 von dem Drucksensor 32', den elektrischen Strom, der an die elektrische Spule 24-1 geliefert wird, und Spannungen, die durch die Suchspule und/oder die elektrische Spule 25 bzw. 24-1 induziert werden. Rückmeldungssignale 42 können ferner Parameter umfassen, die von dem Steuerungsmodul 60 verwendet werden, um den Magnetfluss, die Flusskopplung, die elektromagnetische Kraft und die Verschiebung der Ventilanordnung 18 zu schätzen. Das Rückmeldungssignal kann andere Kraftstoffeinspritzventilparameter umfassen, die Parameter umfassen, die von Sensoren mit mikroelektromechanischen Systemen (MEMS-Sensoren), Halleffekt-Sensoren, Riesenmagnetowiderstands-Sensoren (GMR-Sensoren), piezoelektrischen Sensoren und auf Leitfähigkeit beruhenden Sensoren beschafft werden, aber nicht darauf beschränkt sind. Beispielsweise können Parameter, die über die Rückmeldungssignale 42 bereitgestellt werden, von dem Steuerungsmodul 60 verwendet werden, um Unterschiede bei Widerstandswerten zwischen dem oberen und unteren Körperabschnitt 420 bzw. 424 zu beschaffen, um ein tatsächliches Öffnen und Schließen des Ventils zu detektieren.As mentioned above, the acknowledgment signals 42 Parameters directly included, such as the fuel rail pressure 34 from the pressure sensor 32 ' , the electric current flowing to the electric coil 24-1 is supplied, and voltages passing through the search coil and / or the electric coil 25 respectively. 24-1 be induced. Feedback signals 42 may further include parameters provided by the control module 60 used to control the magnetic flux, the flux coupling, the electromagnetic force and the displacement of the valve assembly 18 appreciate. The feedback signal may include other fuel injector parameters including, but not limited to, parameters obtained from sensors with microelectromechanical systems (MEMS sensors), Hall effect sensors, giant magnetoresistive (GMR) sensors, piezoelectric sensors, and conductivity based sensors are. For example, parameters can be transmitted via the feedback signals 42 be provided by the control module 60 used to measure differences in resistance between the upper and lower body sections 420 respectively. 424 to obtain to detect an actual opening and closing of the valve.

Der Aktivierungscontroller 80 kann ferner auf das Altern des Kraftstoffeinspritzventils 10 eingestellt werden. Zum Beispiel kann die Verarbeitungsvorrichtung des Steuerungsmoduls 60 programmiert sein, um einen anfänglichen Satz oder einen Nennsatz für spezielle Parameter zu empfangen, der ermöglichen wird, dass sich das Einspritzventil schnell anpasst, um die von dem ECM 5 befohlene gewünschte eingespritzte Kraftstoffmasse zu verstellen, um die notwendige Verhaltensgenauigkeit zu erreichen. Der Aktivierungscontroller 80 kann ferner Fehler im Einspritzventil auf der Grundlage von Schwankungen von kritischen Parametern, etwa Öffnungs- und Schließverzögerungen und einer Verschlechterung von Aktorkomponenten (z. B. der Feder 26, der elektrischen Spule 24-1, der Magnete) diagnostizieren und Gegenmaßnahmen auf der Grundlage einer Diagnose ergreifen. Zudem können der Aktivierungscontroller 80 und das Kraftstoffeinspritzventil 10, die integriert sind, anfänglich trainiert werden, indem anfängliche vorbestimmte Testsignale dem Controller 80 und dem Einspritzventil 10 für eine vorbestimmte Zeitspanne zugeführt werden, um zu ermöglichen, dass der Controller 80 benötigte Parameter erlernt, so dass Öffnungs- und Schließverzögerungen und die Wellenformen des elektrischen Stroms und der Spannung mit denjenigen übereinstimmen, die befohlen werden. Es versteht sich, dass herkömmliche Kraftstoffeinspritzventile Öffnungs- und Schließverzögerungen auf einer individuellen Basis nicht überwachen oder den Betrieb modifizieren, wenn ungewünschte Verzögerungen auftreten.The activation controller 80 may also be due to the aging of the fuel injection valve 10 be set. For example, the processing device of the control module 60 be programmed to receive an initial set or set of parameters for specific parameters that will allow the injector to quickly adjust to that of the ECM 5 commanded desired injected fuel mass to achieve the necessary behavioral accuracy. The activation controller 80 Further, injector valve failure may occur based on variations in critical parameters such as opening and closing delays and deterioration of actuator components (eg, the spring 26 , the electrical coil 24-1 who diagnose magnets) and take countermeasures based on a diagnosis. In addition, the activation controller 80 and the fuel injection valve 10 which are initially trained by initial predetermined test signals to the controller 80 and the injection valve 10 for a predetermined period of time to allow the controller 80 learns required parameters so that open and close delays and the waveforms of the electrical current and voltage match those being commanded. It is understood that conventional fuel injectors will not monitor opening and closing delays on an individual basis or modify operation if undesirable delays occur.

5 veranschaulicht eine nicht einschränkende beispielhafte Ausführungsform einer schematischen detaillierten Schnittansicht des Kraftstoffeinspritzventils 10 im Bereich 422 von 4 einschließlich der Suchspule 25, die gegenseitig mit der elektrischen Spule 24-1 magnetisch gekoppelt ist, welche um den Magnetkern 24-2 herumgewickelt ist. Die Längsachse 101 zeigt eine Symmetrieachse für das Kraftstoffeinspritzventil 10 an. Der Ankerabschnitt 21, der Führungsring 412, der Abstandshalter 414, die elektromagnetische Anordnung 24, das Aktorgehäuse 432 und der Kranz 434 sind in der veranschaulichten Ausführungsform von 5 innerhalb des Bereichs 422 des Kraftstoffeinspritzventils 10 dargestellt. 5 illustrates a non-limiting exemplary embodiment of a schematic detailed sectional view of the fuel injection valve 10 in the area 422 from 4 including the search coil 25 , with each other with the electric coil 24-1 is magnetically coupled, which around the magnetic core 24-2 is wrapped around. The longitudinal axis 101 shows an axis of symmetry for the fuel injection valve 10 at. The anchor section 21 , the guide ring 412 , the spacer 414 , the electromagnetic arrangement 24 , the actuator housing 432 and the wreath 434 are in the illustrated embodiment of 5 within the range 422 of the fuel injection valve 10 shown.

Die Suchspule 25 (z. B. 1-1) ermöglicht, dass der aktive Magnetfluss innerhalb des Kraftstoffeinspritzventils indirekt beschafft werden kann. Bei der veranschaulichten Ausführungsform ist die Suchspule 25 um die elektrische Spule 24-1 herumgewickelt. Zum Beispiel kann die Suchspule 25 auf den Magnetkern 24-2 benachbart zu der oder um die elektrische Spule 24-1 herum derart gewickelt sein, dass die Suchspule 25 innerhalb einer Magnetflussstrecke liegt, die von der elektrischen Spule 24-1 erzeugt wird, wenn sie durch einen elektrischen Strom erregt wird. Bei einer beispielhaften Ausführungsform kann die Suchspule so ausgestaltet sein, dass sie sich radial benachbart zu der elektrischen Spule 24-1 befindet, oder sie kann alternativ so ausgestaltet sein, dass sie zu der elektrischen Spule 24-1 axial benachbart ist. Die Suchspule 25 kann einen Draht mit kleinerer oder gleicher Größe als derjenige der elektrischen Spule umfassen. Die Anschlussleitungen der Suchspule 25 können entlang der Anschlussleitungen der elektrischen Spule 24-1 verlegt und an den Flussverbinder 410 angeschlossen sein, um eine Schnittstelle (z. B. die Rückmeldungssignale 42) für den Aktivierungscontroller 80 bereitzustellen. Ein Spannungssensor kann entlang der Leitungen der Suchspule 25 oder innerhalb des Flussverbinders 410 angeordnet sein.The search coil 25 (eg 1-1 ) allows the active magnetic flux within the fuel injector to be indirectly procured. In the illustrated embodiment, the search coil is 25 around the electric coil 24-1 wound. For example, the search coil 25 on the magnetic core 24-2 adjacent to or around the electrical coil 24-1 be wrapped around so that the search coil 25 within a magnetic flux path that is from the electrical coil 24-1 is generated when it is energized by an electric current. In an exemplary embodiment, the search coil may be configured to be radially adjacent to the electrical coil 24-1 or, alternatively, it may be configured to be connected to the electric coil 24-1 axially adjacent. The search coil 25 may comprise a wire of smaller or equal size than that of the electrical coil. The connection lines of the search coil 25 can along the connecting wires of the electric coil 24-1 laid and to the river connector 410 be connected to an interface (eg the acknowledgment signals 42 ) for the activation controller 80 provide. A voltage sensor can travel along the lines of the search coil 25 or within the flow connector 410 be arranged.

Wie vorstehend erwähnt wurde, sind die Suchspule 25 und die elektrische Spule 24-1 gegenseitig magnetisch gekoppelt, wobei eine durch die Suchspule 25 induzierte Spannung verwendet werden kann, um eine Flusskopplung der Suchspule 25 zu beschaffen, wie vorstehend unter Verwendung von Gleichung [1] beschrieben ist. Die gegenseitige magnetische Kopplung zwischen der elektrischen Spule und der Suchspule umfasst eine gegenseitige Kopplung, die als stark angezeigt ist, z. B. eine gegenseitige Kopplung gleich 0,99. Bei diesem Szenario ist die Flusskopplung für die Suchspule 25 unter Verwendung von Gleichung [1] im Wesentlichen identisch mit der Flusskopplung für die Hauptspule. Der Magnetfluss kann unter Verwendung von Gleichung [2] beruhend auf der Flusskopplung der Suchspule 25 und der Anzahl der Wicklungen der Suchspule 25 beschafft werden. Folglich müssen Abnahmen beim Widerstandswert, die mit dem Messen einer Spannung über der elektrischen Spule 24-1 verbunden sind, um eine Flusskopplung zu erhalten, nicht berücksichtigt werden. Das Steuerungsmodul 60 kann die in die Suchspule 25 induzierte Spannung empfangen und die Gleichungen [1] und [2] ausführen, um den Magnetfluss innerhalb des Kraftstoffeinspritzventils zu beschaffen. Das Steuerungsmodul 60 kann Daten speichern, etwa die vorgeschriebene Anzahl von Wicklungen für die elektrische Spule und die Suchspule 24-1 bzw. 25.As mentioned above, the search coil 25 and the electric coil 24-1 mutually magnetically coupled, one through the search coil 25 induced voltage can be used to provide a flux coupling of the search coil 25 as described above using equation [1]. The mutual magnetic coupling between the electric coil and the search coil includes a mutual coupling that is indicated as strong, e.g. B. a mutual coupling equal to 0.99. In this scenario, the flux coupling is for the search coil 25 using equation [1] substantially identical to the flux coupling for the main coil. The magnetic flux can be determined using Equation [2] based on the flux coupling of the search coil 25 and the number of turns of the search coil 25 be procured. Consequently, decreases in resistance must be measured by measuring a voltage across the electrical coil 24-1 are not connected to receive a flux link. The control module 60 can put that in the search coil 25 Receive induced voltage and execute the equations [1] and [2] to obtain the magnetic flux within the fuel injection valve. The control module 60 can store data such as the prescribed number of turns for the electric coil and the search coil 24-1 respectively. 25 ,

Darüber hinaus kann die Suchspule 25 eine vorgeschriebene Anzahl von Wicklungen enthalten, die so gewählt ist, dass die induzierte Suchspulenspannung innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt, um die Messung zu erleichtern. Zum Beispiel kann die Anzahl der Wicklungen in der Suchspule so gewählt sein, dass ein Wicklungsverhältnis zwischen der Hauptspule und der Suchspule etwa 10 beträgt. Beruhend auf der Spannung, die durch die Suchspule 25 induziert wird, kann die in die elektrische Spule 24-1 induzierte Spannung wie folgt ausgedrückt werden. VMI = k × VSC = k × dλ / dt [3] wobei

VMI
die in die elektrische Spule 24-1 induzierte Spannung ist,
k
das Wicklungsverhältnis der Anzahl von Wicklungen der elektrischen Spule 24-1 zu der Anzahl von Wicklungen der Suchspule 25 ist, und
t
die Zeit ist.
In addition, the search coil 25 include a prescribed number of windings chosen such that the induced search coil voltage is within a predetermined range to facilitate the measurement. For example, the number of windings in the search coil may be selected so that a winding ratio between the main coil and the search coil is about 10. Based on the voltage passing through the search coil 25 can be induced in the electric coil 24-1 induced voltage can be expressed as follows. V MI = k × V SC = k × dλ / dt [3] in which
V MI
in the electric coil 24-1 induced voltage is,
k
the winding ratio of the number of windings of the electric coil 24-1 to the number of turns of the search coil 25 is and
t
the time is.

Das Steuerungsmodul 60 kann die in die Suchspule 25 induzierte Spannung empfangen und die Gleichungen [1] und [2] ausführen, um den Magnetfluss innerhalb des Kraftstoffeinspritzventils zu beschaffen. Unter Verwendung der Spannung, die in die elektrische Spule induziert wird, und die aus Gleichung [3] beschafft wird, kann der Widerstandswert der elektrischen Spule 24-1 wie folgt auf der Grundlage der gemessenen Spannung VMC der Hauptspule ausgedrückt werden.

Figure DE102015104011A1_0002
wobei

VMC
die gemessene Spannung der elektrischen Spule 24-1 ist,
R
der Widerstandswert der elektrischen Spule 24-1 ist,
i
der gemessene Strom durch die elektrische Spule 24-1 hindurch ist.
The control module 60 can put that in the search coil 25 Receive induced voltage and execute the equations [1] and [2] to obtain the magnetic flux within the fuel injection valve. By using the voltage induced in the electric coil and obtained from Equation [3], the resistance value of the electric coil 24-1 be expressed as follows on the basis of the measured voltage V MC of the main coil.
Figure DE102015104011A1_0002
in which
V MC
the measured voltage of the electric coil 24-1 is
R
the resistance of the electric coil 24-1 is
i
the measured current through the electrical coil 24-1 is through.

Die Magnetflussstrecke, die durch die elektrische Spule 24-1 erzeugt wird, wenn sie durch einen elektrischen Strom erregt wird, ist vorzugsweise eine Flussstrecke mit hoher Permeabilität und geringer Reluktanz. Bei der beispielhaften Ausführungsform von 5 besteht die Magnetflussstrecke aus dem Magnetkreis, der den Magnetkern 24-2, den Anker 21 und eine zusätzliche Flussrückführungsstruktur umfasst, welche Flussrückführungsstreckenkomponenten umfasst, die den Flussverbinder 410, das Aktorgehäuse 432, den Kranz 434 und den Führungsring 412 umfassen. Alle Flussrückführungsstrukturkomponenten sind vorzugsweise in unmittelbarer Nachbarschaft miteinander gekoppelt, um Luftspalte zu minimieren, welche die Gesamtreluktanz des Magnetkreises erhöhen. Die Flussrückführungsstruktur besteht vorzugsweise aus Komponenten, die eine hohe magnetische Permeabilität aufweisen. Bei dieser Ausführungsform sind der Magnetkern 24-2 und der Flussverbinder 410 in unmittelbarer Nachbarschaft miteinander gekoppelt. Der Flussverbinder 410 ist zu dem Aktorgehäuse 432 unmittelbar benachbart, welches zu dem Kranz 434 unmittelbar benachbart ist. Der Kranz 434 ist zu dem Führungsring 412 unmittelbar benachbart, welcher zu dem Anker 21 unmittelbar benachbart ist. Der Anker 21 ist zu dem Magnetkern 24-1 unmittelbar benachbart, wodurch der Magnetkreis, der eine Magnetflussstrecke mit geringer Reluktanz bereitstellt, abgeschlossen wird. Der Kranz 434 kann aus einem magnetisierbaren Stahl bestehen, um den Magnetfluss entlang der Magnetflussstrecke zu dem Anker zu leiten.The magnetic flux path through the electrical coil 24-1 is generated when it is energized by an electric current, is preferably a high permeability and low reluctance flow path. In the exemplary embodiment of 5 the magnetic flux path consists of the magnetic circuit, the magnetic core 24-2 , the anchor 21 and an additional flow return structure comprising flow return path components that comprise the flow connector 410 , the actuator housing 432 , the wreath 434 and the guide ring 412 include. All flux return structure components are preferably coupled in close proximity to each other to minimize air gaps which increase the overall inductance of the magnetic circuit. The flow return structure is preferably made of components having a high magnetic permeability. In this embodiment, the magnetic core 24-2 and the river connector 410 coupled in the immediate vicinity. The river connector 410 is to the actuator housing 432 immediately adjacent to the wreath 434 is immediately adjacent. The wreath 434 is to the leadership ring 412 immediately adjacent to the anchor 21 is immediately adjacent. The anchor 21 is to the magnetic core 24-1 immediately adjacent, whereby the magnetic circuit, which provides a magnetic flux path with low reluctance, is completed. The wreath 434 may be made of a magnetizable steel to direct the magnetic flux along the magnetic flux path to the armature.

6-1 veranschaulicht eine transiente Flusskonzentration entlang einer Magnetfluss-Strömungsstrecke in einer detaillierten schematischen Schnittansicht des Bereichs 422 von 4. Der transiente Strom durch die elektrische Spule 24-1 hindurch ist ein hochfrequenter Strom, der zu einem begrenzten Eindringen des Magnetflusses in den Magnetkern 24-2 hinein und in die Flussrückführungsstreckenkomponenten führt, die den Flussverbinder 410, das Aktorgehäuse 432, den Kranz 434, den Führungsring 412 und den Anker 21 umfassen, welcher relativ zu der elektrischen Spule 24-1 gemessen wird. Bei einer beispielhaften Ausführungsform kann der hochfrequente (transiente) Strom als ein Stromanstieg im Bereich von 10.000 Ampere/Sekunde bis 500.000 Ampere/Sekunde und als ein Stromabfall im Bereich von 10.000 Ampere/Sekunde bis 2.000.000 Ampere/Sekunde definiert sein. Eine derartige hochfrequente Erregung der elektrischen Spule 24-1 führt zu einer transienten Flusskonzentration in Regionen der Magnetflussstrecke. Der transiente Flusskonzentrationseffekt wird durch die Magnetflusslinien 633 entlang der Magnetflussstrecke veranschaulicht. Die Magnetflusslinien 633 sind konzentriert und weisen ein begrenztes Eindringen in die Komponenten der Magnetflussstrecke auf. Wirbelströme, die aus dem hochfrequenten Strom resultieren, verhindern ein tiefes Eindringen des Magnetfelds in die eisenhaltigen Komponenten der Magnetflussstrecke, und der Magnetfluss wird zu den Oberflächen der eisenhaltigen Komponenten hin in der Nähe der elektrischen Spule 24-1 während Perioden mit transientem Strom konzentriert. Diese transiente Flusskonzentration tritt im Anschluss an einen stationären Aktorspulenstrom von im Wesentlichen Null auf, und wenn eine bestimmte Änderungsrate, die einen hochfrequenten (transienten) Strom anzeigt, in dem Strom durch die elektrische Spule hindurch erreicht wird. 6-1 illustrates a transient flux concentration along a magnetic flux flow path in a detailed schematic sectional view of the region 422 from 4 , The transient current through the electrical coil 24-1 Through is a high-frequency current, which leads to a limited penetration of the magnetic flux into the magnetic core 24-2 into and into the flow return path components connecting the flow connector 410 , the actuator housing 432 , the wreath 434 , the guide ring 412 and the anchor 21 which is relative to the electrical coil 24-1 is measured. In an exemplary embodiment, the high frequency (transient) current may be defined as a current increase in the range of 10,000 amps / second to 500,000 amps / second and as a current drop in the range of 10,000 amps / second to 2,000,000 amps / second. Such a high-frequency excitation of the electric coil 24-1 leads to a transient flux concentration in regions of the magnetic flux path. The transient flux concentration effect is due to the magnetic flux lines 633 along the magnetic flux path illustrated. The magnetic flux lines 633 are concentrated and have a limited penetration into the components of the magnetic flux path. Eddy currents resulting from the high-frequency current prevent deep penetration of the magnetic field into the ferrous components of the magnetic flux path, and the magnetic flux becomes the surfaces of the ferrous components in the vicinity of the electrical coil 24-1 concentrated during periods of transient current. This transient flux concentration occurs following a steady state actuator coil current of substantially zero, and when a certain rate of change indicative of a high frequency (transient) current is achieved in the current through the electrical coil.

6-2 veranschaulicht einen Magnetfluss entlang einer Magnetflussströmungsstrecke während eines stationären Zustands in einer detaillierten schematischen Schnittansicht des Bereichs 422 von 4. Während eines stationären Aktorspulenstroms erreicht der Magnetfluss eine größere Eindringtiefe mit einer geringeren Flusskonzentration als sie aus den vorstehend erwähnten hochfrequenten (transienten) Strömen resultiert. Dieser stationäre Aktorspulenstrom ist durch Magnetflusslinien 635 entlang der Magnetflussstrecke veranschaulicht. Die Magnetflusslinien 635, die relativ zu der elektrischen Spule 24-1 gemessen werden, dringen tiefer in die Komponenten der Magnetfussstrecke ein, welche den Magnetkern 24-2 und die Flussrückführungsstreckenkomponenten umfassen, welche den Flussverbinder 410, das Aktorgehäuse 432, den Kragen 434, den Führungsring 412 und den Anker 21 umfassen. 6-2 illustrates a magnetic flux along a magnetic flux flow path during a steady state in a detailed schematic sectional view of the area 422 from 4 , During a stationary actuator coil current, the magnetic flux reaches a greater penetration depth with a lower flux concentration than results from the aforementioned high frequency (transient) currents. This stationary actuator coil current is by magnetic flux lines 635 along the magnetic flux path illustrated. The magnetic flux lines 635 that is relative to the electric coil 24-1 be measured, penetrate deeper into the components of the Magnetfussstrecke, which the magnetic core 24-2 and the flow return path components comprising the flow connector 410 , the actuator housing 432 , the collar 434 , the guide ring 412 and the anchor 21 include.

6-3 veranschaulicht eine nicht einschränkende beispielhafte Ausführungsform einer detaillierten schematischen Schnittansicht, die Stellen für Magnetfeldsensoren innerhalb des Bereichs 422 des Kraftstoffeinspritzventils 10 von 4 umfasst. Die Längsachse 101 zeigt eine Symmetrieachse für das Kraftstoffeinspritzventil 10 an. Der Ankerabschnitt 21, der Führungsring 412, der Abstandshalter 414, der Verbinder 410, der Kranz 434 und die elektromagnetische Anordnung 24 mit dem Magnetkern 24-2 und der elektrischen Spule 24-1 sind in der veranschaulichten Ausführungsform von 6 innerhalb des Bereichs 422 des Kraftstoffeinspritzventils 10 dargestellt. 6-3 FIG. 12 illustrates a non-limiting exemplary embodiment of a detailed schematic sectional view showing locations for magnetic field sensors within the range. FIG 422 of the fuel injection valve 10 from 4 includes. The longitudinal axis 101 shows an axis of symmetry for the fuel injection valve 10 at. The anchor section 21 , the guide ring 412 , the spacer 414 , the connector 410 , the wreath 434 and the electromagnetic arrangement 24 with the magnetic core 24-2 and the electric coil 24-1 are in the illustrated embodiment of 6 within the range 422 of the fuel injection valve 10 shown.

Jede der vorbestimmten Stellen 637, 639, 641 und 643 zeigt eine Stelle innerhalb des Kraftstoffeinspritzventils 10 an, an der ein Magnetfeldsensor angeordnet werden kann, um den Magnetfluss innerhalb des Kraftstoffeinspritzventils zu messen. In einer bevorzugten Ausführungsform fallen diese vorbestimmten Stellen in Regionen mit transienter Flusskonzentration, die in 6-1 dargestellt sind. Die Platzierung der Magnetfeldsensoren in Regionen mit transienter Flusskonzentration stellt sicher, dass der Magnetfluss entlang der Magnetflussstrecke genau gemessen wird. Die Platzierung der Magnetfeldsensoren außerhalb dieser Regionen mit transienter Flusskonzentration kann dazu führen, dass die Magnetfeldsensoren einen Magnetfluss nicht registrieren, der eine niedrige Eindringtiefe während Perioden mit hochfrequentem (transientem) Strom durch die elektrische Spule 24-2 aufweist. Folglich kann eine beliebige der vorbestimmten Stellen 638, 639, 641 und 643 gewählt werden, um einen Magnetfeldsensor zum Messen des Magnetflusses anzuordnen. Die vorbestimmten Stellen 637, 639, 641 und 643 umfassen für gewöhnlich Stellen innerhalb der Magnetflussstrecke, die erzeugt wird, wenn die elektrische Spule 24-1 erregt wird. Beispielhafte vorbestimmte Sensorstellen 637, 639, 641 und 643 umfassen Stellen innerhalb der Magnetflussstrecke, die in den Regionen mit transienter Flusskonzentration angeordnet sind, wie mit Bezug auf 6-1 und 6-1 erörtert wurde.Each of the predetermined locations 637 . 639 . 641 and 643 shows a location within the fuel injector 10 at which a magnetic field sensor can be arranged to measure the magnetic flux within the fuel injection valve. In a preferred embodiment, these predetermined locations fall in regions of transient flux concentration, which in 6-1 are shown. The placement of the magnetic field sensors in transient flux concentration regions ensures that the magnetic flux along the magnetic flux path is accurately measured. The placement of the magnetic field sensors outside these transient flux concentration regions may cause the magnetic field sensors to fail to register a magnetic flux having a low penetration depth during periods of high frequency (transient) current through the electrical coil 24-2 having. Thus, any one of the predetermined locations 638 . 639 . 641 and 643 be selected to arrange a magnetic field sensor for measuring the magnetic flux. The predetermined locations 637 . 639 . 641 and 643 usually include locations within the magnetic flux path that is generated when the electrical coil 24-1 is excited. Exemplary predetermined sensor locations 637 . 639 . 641 and 643 include locations within the magnetic flux path located in the transient flux concentration regions as described with reference to FIG 6-1 and 6-1 was discussed.

Die erste vorbestimmte Stelle 637 ist benachbart zu sowohl dem Flussverbinder 410 als auch dem Aktorgehäuse 432 des Körpers 12 des Kraftstoffeinspritzventils 10. Die zweite vorbestimmte Stelle 639 ist benachbart zu dem Flussverbinder 410 und einem Magnetkern 24-2 des Kraftstoffeinspritzventils 10. Das Anordnen eines Magnetfeldsensors an einer der ersten und zweiten vorbestimmten Stellen 637 bzw. 639 erleichtert Verpackungseinschränkungen, da Anschlussleitungen von Magnetfeldsensoren, die dort angeordnet sind, dem Flussverbinder 410 zugeführt werden können, ohne dass sie durch Komponenten des Kraftstoffeinspritzventils hindurch verlegt werden müssen. Die dritte vorbestimmte Stelle 641 ist innerhalb des Hohlraums des Kraftstoffeinspritzventils benachbart zu dem Magnetkern 24-2 und dem Anker 21 oder nahe bei einem Luftspalt des Ankerabschnitts 21 angeordnet. Ein Magnetfeldsensor, der an der dritten vorbestimmten Stelle 641 angeordnet ist, kann auf vorteilhafte Weise den Magnetfluss messen, der senkrecht zu dem Ankerabschnitt austritt. Die vierte vorbestimmte Stelle 643 ist zwischen dem Kranz 434 und dem Aktorgehäuse 432 des Kraftstoffeinspritzventils angeordnet. Ein Magnetfeldsensor, der an der vierten vorbestimmten Stelle 643 angeordnet ist, kann auf vorteilhafte Weise einen Magnetfluss messen, der von der elektrischen Spule 24-1 durch den Ankerabschnitt 21 hindurchgehend zirkuliert. Ausführungsformen hierin sind nicht auf eine beliebige der vorbestimmten Stellen 637, 639, 641 und 643 beschränkt, wobei eine beliebige von diesen beruhend auf Überlegungen im Hinblick auf die Genauigkeit bei Magnetflussmessungen und im Hinblick auf den Einbau verwendet werden kann. Bei einigen Ausführungsformen kann ein jeweiliger Magnetfeldsensor an mehr als einer der vorbestimmten Stellen 637, 639, 641 und 643 angeordnet werden, um robustere Messwerte des Magnetflusses bereitzustellen.The first predetermined location 637 is adjacent to both the flow connector 410 as well as the actuator housing 432 of the body 12 of the fuel injection valve 10 , The second predetermined location 639 is adjacent to the flow connector 410 and a magnetic core 24-2 of the fuel injection valve 10 , Placing a magnetic field sensor at one of the first and second predetermined locations 637 respectively. 639 facilitates packaging restrictions, since leads of magnetic field sensors, which are arranged there, the flow connector 410 can be supplied without having to be laid through components of the fuel injection valve through. The third predetermined location 641 is within the cavity of the fuel injection valve adjacent to the magnetic core 24-2 and the anchor 21 or near an air gap of the anchor section 21 arranged. A magnetic field sensor located at the third predetermined location 641 is arranged, can advantageously measure the magnetic flux, which emerges perpendicular to the anchor portion. The fourth predetermined location 643 is between the wreath 434 and the actuator housing 432 the fuel injection valve arranged. A magnetic field sensor located at the fourth predetermined location 643 is arranged, can advantageously measure a magnetic flux from the electric coil 24-1 through the anchor section 21 circulated throughout. Embodiments herein are not limited to any of the predetermined locations 637 . 639 . 641 and 643 any of these may be used based on considerations of accuracy in magnetic flux measurements and in terms of installation. In some embodiments, a respective magnetic field sensor may be at more than one of the predetermined locations 637 . 639 . 641 and 643 can be arranged to provide more robust magnetic flux readings.

Der Typ des Magnetfeldsensors wird derart gewählt, dass die Dicke des Sensors die magnetische Reluktanz der Magnetflussstrecke nicht erheblich beeinträchtigen wird. Es ist festzustellen, dass Anschlussleitungen des Magnetfeldsensors zur elektrischen Kopplung am Flussverbinder 410 zusammen mit den Anschlussleitungen der elektrischen Spule 24-1 verlaufen. Folglich können durch den Magnetfeldsensor beschaffte Messwerte über die Rückmeldungssignale 42 mit dem Steuerungsmodul 60 gekoppelt werden. Bei einer Ausführungsform ist der Magnetfeldsensor ein Hall-Sensor, der auf die Magnetflussdichte bei einer jeweiligen der vorbestimmten Stellen 1–4 anspricht, um den Magnetfluss zu messen. Andere mögliche Magnetfeldsensoren umfassen, sind aber nicht beschränkt auf, analoge Hall-Sensoren und magnetoresistive Sensoren (MR-Sensoren). Die Magnetfeldsensoren werden vorzugsweise derart positioniert, dass eine Erfassungsachse des Magnetfeldsensors senkrecht zu dem Fluss des Magnetflusses ist. Diese Offenbarung ist nicht auf einen beliebigen Typ von Magnetfeldsensor zum Messen des Magnetflusses begrenzt.The type of magnetic field sensor is chosen such that the thickness of the sensor will not significantly affect the magnetic reluctance of the magnetic flux path. It should be noted that connection lines of the magnetic field sensor for electrical coupling to the flow connector 410 together with the leads of the electric coil 24-1 run. Consequently, readings obtained by the magnetic field sensor can be sent via the feedback signals 42 with the control module 60 be coupled. In one embodiment, the magnetic field sensor is a Hall sensor responsive to the magnetic flux density at a respective one of the predetermined locations 1-4 to measure the magnetic flux. Other possible magnetic field sensors include, but are not limited to, analog Hall sensors and magnetoresistive (MR) sensors. The magnetic field sensors are preferably positioned such that a detection axis of the magnetic field sensor is perpendicular to the flux of the magnetic flux. This disclosure is not limited to any type of magnetic field sensor for measuring the magnetic flux.

Die Offenbarung hat bestimmte bevorzugte Ausführungsformen und Modifikationen dafür beschrieben. Weitere Modifikationen und Veränderungen werden anderen beim Lesen und Verstehen der Beschreibung einfallen. Es ist daher beabsichtigt, dass die Offenbarung nicht auf die speziellen offenbarten Ausführungsformen begrenzt ist, die als die beste Art angesehen werden, um diese Offenbarung auszuführen, sondern dass die Offenbarung alle Ausführungsformen umfassen wird, die in den Umfang der beigefügten Ansprüche fallen.The disclosure has described certain preferred embodiments and modifications thereto. Other modifications and changes will occur to others in reading and understanding the description. It is therefore intended that the disclosure not be limited to the particular embodiments disclosed which are believed to be the best mode for carrying out this disclosure, but that the disclosure will include all embodiments falling within the scope of the appended claims.

Claims (10)

Vorrichtung zum Betrieb mit geschlossenem Regelkreis eines durch Solenoide aktivierten Aktors, umfassend: ein externes Steuerungsmodul und eine Leistungsquelle, die mit einem Aktivierungscontroller des Aktors elektrisch wirksam gekoppelt sind, wobei das externe Steuerungsmodul und die Leistungsquelle außerhalb des Aktors angeordnet sind; einen Aktivierungscontroller, der ein Steuerungsmodul und einen Aktor-Treiber umfasst, die in einen Körper des Aktors integriert sind, wobei der Aktivierungscontroller ausgestaltet ist, um mit dem externen Steuerungsmodul zu kommunizieren und um elektrische Leistung von der Leistungsquelle zu empfangen; und mindestens eine Sensorvorrichtung, die in den Körper des Aktors integriert ist und mit dem Aktivierungscontroller elektrisch wirksam gekoppelt ist, wobei die mindestens eine Sensorvorrichtung ausgestaltet ist, um einen oder mehrere Parameter während eines Betriebs des Aktors zu messen, die als Rückmeldung für den Aktivierungscontroller bereitgestellt werden.Apparatus for closed loop operation of a solenoid activated actuator, comprising: an external control module and a power source electrically coupled to an activation controller of the actuator, the external control module and the power source being located outside the actuator; an activation controller including a control module and an actuator driver integrated with a body of the actuator, the activation controller configured to communicate with the external control module and receive electrical power from the power source; and at least one sensor device integrated in the body of the actuator and operatively coupled to the activation controller, wherein the at least one sensor device is configured to measure one or more parameters during operation of the actuator provided as feedback to the activation controller , Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Aktivierungscontroller ferner ausgestaltet ist, um einen Betrieb des Aktors auf der Grundlage der Rückmeldungsparameter des Aktors zu modifizieren.The apparatus of claim 1, wherein the activation controller is further configured to modify operation of the actuator based on the feedback parameters of the actuator. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Aktor-Treiber einen Bord-Leistungsversorgungstreiber umfasst.The device of claim 1, wherein the actuator driver comprises an on-board power supply driver. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Steuerungsmodul eine Verarbeitungsvorrichtung umfasst, die ausgestaltet ist, um Öffnungszeiten des Aktors auf der Grundlage der Rückmeldung zu detektieren, die für den Aktivierungscontroller bereitgestellt wird, und um einen Betrieb des Aktors rekursiv zu modifizieren, um eine gewünschte Aktoröffnungszeit anzugleichen.The apparatus of claim 1, wherein the control module comprises a processing device configured to detect opening times of the actuator based on the feedback provided to the activation controller and to recursively modify operation of the actuator to match a desired actuator opening time , Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die mindestens eine Sensorvorrichtung ein Flusssensor ist, der in den Aktor integriert und ausgestaltet ist, um einen Magnetfluss in einer Magnetflussstrecke mit hoher Permeabilität zu detektieren.The apparatus of claim 1, wherein the at least one sensor device is a flow sensor integrated into the actuator and configured to detect a magnetic flux in a high permeability magnetic flux path. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei der Flusssensor eine Suchspule umfasst, die zu einer elektrischen Spule des Aktors unmittelbar benachbart ist und einen Magnetkern des Aktors umgibt. The apparatus of claim 5, wherein the flow sensor comprises a search coil immediately adjacent to an electrical coil of the actuator and surrounding a magnetic core of the actuator. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die mindestens eine Sensorvorrichtung ein Spannungssensor ist, der in den Aktor integriert und ausgestaltet ist, um eine Spannung einer elektrischen Spule innerhalb des Aktors zu detektieren.The device of claim 1, wherein the at least one sensor device is a voltage sensor integrated with the actuator and configured to detect a voltage of an electrical coil within the actuator. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die mindestens eine Sensorvorrichtung ein Stromsensor ist, der in den Aktor integriert und ausgestaltet ist, um einen Stromfluss zwischen dem Aktor-Treiber und dem Aktor zu detektieren.The device of claim 1, wherein the at least one sensor device is a current sensor integrated with the actuator and configured to detect a current flow between the actuator driver and the actuator. Vorrichtung nach Anspruch 1, die ferner mindestens ein Kabel umfasst, das in den Körper des Aktors integriert ist, und das den Aktor-Treiber mit dem durch ein Solenoid aktivierten Aktor elektrisch koppelt.The device of claim 1, further comprising at least one cable integrated into the body of the actuator and electrically coupling the actuator driver to the solenoid-activated actuator. Vorrichtung für einen Betrieb mit geschlossenem Regelkreis eines durch Solenoide aktivierten Kraftstoffeinspritzventils, umfassend: ein elektromagnetisches Kraftstoffeinspritzventil, umfassend: eine elektrische Spule; eine Magnetflussstrecke mit hoher Permeabilität, umfassend: einen Anker, der entlang einer Achse verschiebbar ist; einen Magnetkern, der von der elektrischen Spule umgeben ist, wobei der Magnetkern ein erstes Ende benachbart zu dem Anker zum Ausüben einer magnetischen Anziehungskraft darauf und ein axial entgegengesetztes zweites Ende aufweist; und eine Flussrückführungsstruktur, umfassend: ein zylindrisches Gehäuse, welches die elektrische Spule umgibt und eine Innenwandoberfläche aufweist; und ein ringförmiges Element, das zwischen der Innenwandoberfläche des Gehäuses und dem zweiten Ende des Magnetkerns derart angeordnet ist, dass sich eine erste Berührungsschnittstelle zwischen dem ringförmigen Element und der Innenwandoberfläche des Gehäuses befindet und sich eine zweite Berührungsschnittstelle zwischen dem ringförmigen Element und dem zweiten Ende des Magnetkerns befindet; und einen Flusssensor, der in das Kraftstoffeinspritzventil integriert ist und ausgestaltet ist, um einen Magnetfluss innerhalb der Magnetflussstrecke mit hoher Permeabilität zu detektieren; ein externes Steuerungsmodul und eine Leistungsquelle, die mit einem Aktivierungscontroller des Kraftstoffeinspritzventils über eine Verbinderanordnung elektrisch wirksam gekoppelt sind, wobei das externe Steuerungsmodul und die Leistungsquelle außerhalb des Kraftstoffeinspritzventils angeordnet sind; einen Aktivierungscontroller, der ein Steuerungsmodul und einen Einspritzventil-Treiber umfasst, die in einen Körper des Kraftstoffeinspritzventils integriert sind, wobei der Aktivierungscontroller ausgestaltet ist, um mit dem externen Steuerungsmodul zu kommunizieren und um elektrische Leistung von der Leistungsquelle durch Drähte zu empfangen, die mit der Verbinderanordnung elektrisch gekoppelt sind und in den Körper des Kraftstoffeinspritzventils integriert sind; und wobei das durch ein Solenoid betätigte Kraftstoffeinspritzventil mit dem Aktivierungscontroller elektrisch wirksam gekoppelt ist; wobei der Flusssensor mit dem Aktivierungscontroller elektrisch wirksam gekoppelt ist, um den detektierten Magnetfluss als Rückmeldung für den Aktivierungscontroller bereitzustellen.Apparatus for closed loop operation of a solenoid-activated fuel injector, comprising: an electromagnetic fuel injection valve comprising: an electrical coil; a high permeability magnetic flux pathway comprising: an armature which is displaceable along an axis; a magnetic core surrounded by the electrical coil, the magnetic core having a first end adjacent the armature for applying a magnetic attractive force thereon and an axially opposite second end; and a flow return structure comprising: a cylindrical housing surrounding the electric coil and having an inner wall surface; and an annular member disposed between the inner wall surface of the housing and the second end of the magnetic core such that there is a first contact interface between the annular member and the inner wall surface of the housing and a second contact interface between the annular member and the second end of the magnetic core is; and a flow sensor integrated with the fuel injection valve and configured to detect a magnetic flux within the high permeability magnetic flux path; an external control module and a power source electrically coupled to an activation controller of the fuel injection valve via a connector assembly, the external control module and the power source being located outside the fuel injection valve; an activation controller including a control module and an injector driver integrated with a body of the fuel injector, the activation controller being configured to communicate with the external control module and to receive electrical power from the power source by wires coupled to the controller Connector assembly are electrically coupled and integrated into the body of the fuel injection valve; and wherein the solenoid actuated fuel injector is electrically coupled to the activation controller; wherein the flow sensor is operatively coupled to the activation controller to provide the detected magnetic flux as feedback to the activation controller.
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