DE102016208492B3 - Method for operating a fuel injector with idle stroke - Google Patents

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Abstract

Es wird ein Verfahren zum Ansteuern eines einen Magnetspulenantrieb und eine Düsennadel aufweisenden Kraftstoffinjektors für einen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeuges beschrieben, wobei der Magnetspulenantrieb eine Magnetspule und einen beweglichen Anker aufweist und wobei der Kraftstoffinjektor einen Leerhub zwischen Anker und Düsennadel aufweist. Das Verfahren weist ein Beaufschlagen des Magnetspulenantriebs mit einem eine vorbestimmte Spannung aufweisenden Spannungspuls während einer Boostphase bis die Stromstärke des durch die Magnetspule fließenden Stromes einen vorbestimmten Spitzenwert erreicht auf, wobei die vorbestimmte Spannung so gewählt ist, dass die Stromstärke des durch die Magnetspule fließenden Stromes den vorbestimmten Spitzenwert erreicht nachdem der bewegliche Anker den Leerhub überwunden hat und sich in mechanischem Kontakt mit der Düsennadel befindet. Es werden auch eine Motorsteuerung und ein Computerprogramm beschrieben.The invention relates to a method for driving a fuel injector having a magnetic coil drive and a nozzle needle for an internal combustion engine of a motor vehicle, wherein the solenoid drive has a magnet coil and a movable armature and wherein the fuel injector has an idle stroke between the armature and the nozzle needle. The method comprises applying to the solenoid drive a voltage pulse having a predetermined voltage during a boost phase until the current of the current flowing through the solenoid reaches a predetermined peak value, the predetermined voltage being selected such that the current of the current flowing through the solenoid coil is predetermined peak value is reached after the movable armature has overcome the idle stroke and is in mechanical contact with the nozzle needle. A motor control and a computer program are also described.

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Figure DE102016208492B3_0001

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft das technische Gebiet der Ansteuerung von Kraftstoffinjektoren. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren zum Ansteuern eines Kraftstoffinjektors mit Leerhub für einen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeuges, wobei der Kraftstoffinjektor einen Magnetspulenantrieb mit einer Magnetspule und einem beweglichen Anker und eine bewegliche Düsennadel aufweist. Die vorliegende Erfindung betrifft des Weiteren eine Motorsteuerung und ein Computerprogramm.The present invention relates to the technical field of controlling fuel injectors. In particular, the present invention relates to a method for driving a fuel injector with idle stroke for an internal combustion engine of a motor vehicle, wherein the fuel injector comprises a solenoid drive with a magnetic coil and a movable armature and a movable nozzle needle. The present invention further relates to a motor controller and a computer program.

Bei Betrieb von direkt betriebenen Kraftstoffinjektoren mit Magnetspulenantrieb (auch Spuleneinspritzinjektoren genannt) mit gleichen Ansteuerungsparameterwerten (insbesondere Strom- und Spannungswerte) kommt es generell aufgrund von elektrischen, magnetischen und mechanischen Toleranzen zu unterschiedlichen zeitlichen Öffnungs- und Schließverhalten der einzelnen Injektoren und somit zu Variationen in der jeweiligen Einspritzmenge.When operating direct-operated fuel injectors with solenoid drive (also called Spuleneinspritzinjektoren) with the same control parameter values (in particular current and voltage values) is due to electrical, magnetic and mechanical tolerances to different temporal opening and closing behavior of the individual injectors and thus to variations in the respective injection quantity.

Die relativen Einspritzmengenunterschiede von Injektor zu Injektor vergrößern sich bei kürzer werdenden Einspritzzeiten. Bisher waren diese relativen Mengenunterschiede klein und ohne praktische Bedeutung. Die Entwicklung in Richtung kleinerer Einspritzmengen und Einspritzzeiten führt aber dazu, dass der Einfluss von den relativen Mengenunterschieden nicht mehr außer Betracht gelassen werden kann.The relative injection quantity differences from injector to injector increase with shorter injection times. So far, these relative differences in quantity were small and without practical significance. The trend towards smaller injection quantities and injection times, however, means that the influence of the relative quantity differences can no longer be disregarded.

Die Injektoren werden für den Betrieb mit einem bestimmten zeitlichen Spannungs- bzw. Stromprofil beaufschlagt, das in Bezug auf den Öffnungsvorgang üblicherweise mit einer Boostphase beginnt. Für den sogenannten hydraulisch ballistischen Betrieb (bei dem der Kraftstoffinjektor nicht vollständig geöffnet wird) endet die Ansteuerung direkt nach der Boostphase, wobei für den sogenannten hydraulisch statischen Betrieb (bei dem der Kraftstoffinjektor vollständig geöffnet und eine Zeitlang offengehalten wird) zumindest eine erste Haltephase und gegebenenfalls auch eine zweite Haltephase (die eigentliche Haltephase) folgt bzw. folgen.For operation, the injectors are subjected to a specific voltage or current profile which usually begins with a boost phase in relation to the opening process. For the so-called hydraulic ballistic operation (in which the fuel injector is not fully opened), the control ends immediately after the boost phase, for the so-called hydraulic static operation (in which the fuel injector is fully opened and held open for a while) at least a first holding phase and optionally also a second holding phase (the actual holding phase) follows or follow.

Für den hydraulisch statischen Betrieb, insbesondere bei hohen Betriebsnenndrucken von z. B. 500 Bar, haben sich Injektorkonzepte mit Leerhub als vorteilhaft erwiesen. Die benötigte elektrische Energie, der elektrische Booststrom, kann prinzipiell kleiner ausgelegt werden, da der Beginn der hydraulischen Öffnung nicht nur durch die anliegende Magnetkraft, sondern zusätzlich durch den Ankerimpuls getrieben wird.For hydraulically static operation, especially at high nominal operating pressures of z. B. 500 bar, injector concepts with idle stroke have proved advantageous. The required electrical energy, the electric boost current, can in principle be made smaller, since the beginning of the hydraulic opening is driven not only by the applied magnetic force, but additionally by the armature pulse.

Wenn ein solcher Kraftstoffinjektor mit Leerhub nun im hydraulisch ballistischen Betrieb verwendet wird, kommt es unter Umständen vor, dass die Einspritzung von Kraftstoff erfolgt, indem die Öffnung nur durch den Ankerimpuls getrieben wird und der die Magnetkraft erzeugende Strom bereits abgeschaltet ist. Die Einspritzmengen unterliegen in diesem Falle erfahrungsgemäß einer höheren Streuung, was wahrscheinlich auf die fehlende Magnetkraft und damit verbundene Stabilität zurückzuführen ist.If such a fuel injector with idle stroke is now used in hydraulic ballistic operation, it may happen that the injection of fuel, by the opening is driven only by the armature pulse and the magnetic force generating power is already turned off. The injection quantities are in this case, according to experience, a higher dispersion, which is probably due to the lack of magnetic force and associated stability.

In der DE 103 47 056 A1 ist ein Verfahren zur Regelung eines Öffnungs- und/oder Schließvorganges eines Magnetventils durch Regelung eines Verlaufs eines Stromes und/oder einer Spannung beschrieben, mit welchem die Spule eines Magnetventils zur Bewegung eines Steuerventilglieds durchströmt bzw. versorgt wird, wobei mehrere Zeitpunkte des Öffnungs- und/oder Schließvorgangs detektiert werden, welche sich insbesondere aus physikalischen Kennwerten des Stromverlaufs und/oder des Magnetventils ergeben. Als Regelgröße zur Regelung des Strom- und/oder Spannungsverlaufs beim Öffnungs- und/oder Schließvorgang wird die zeitliche Dauer zwischen den detektierten Zeitpunkten des vorhergehenden Öffnungs- und/oder Schließvorgangs verwendet.In the DE 103 47 056 A1 a method for controlling an opening and / or closing operation of a solenoid valve by controlling a course of a current and / or a voltage is described, with which the coil of a solenoid valve for moving a control valve member is flowed or supplied, wherein a plurality of times of the opening and / or closing operation can be detected, resulting in particular from physical characteristics of the current waveform and / or the solenoid valve. As a control variable for controlling the current and / or voltage curve during the opening and / or closing operation, the time duration between the detected times of the previous opening and / or closing operation is used.

In der DE 10 2015 210 794 B3 ist ein Verfahren zum Ermitteln eines Referenzstromwertes zur Ansteuerung eines einen Magnetspulenantrieb aufweisenden Kraftstoffinjektors für einen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeuges beschrieben. Das Verfahren weist folgendes auf: (a) Erfassen einer Mehrzahl von Stromprofilen bei wiederholter Ansteuerung des Kraftstoffinjektors, wobei jedes Stromprofil einen zeitlichen Verlauf der Stromstärke eines durch den Magnetspulenantrieb fließenden Stromes aufweist und wobei jede Ansteuerung des Kraftstoffinjektors die folgenden Schritte aufweist: (aa) Beaufschlagen des Magnetspulenantriebs des Kraftstoffinjektors mit einer Boostspannung bis die Stromstärke des durch den Magnetspulenantrieb fließenden Stromes einen ersten vorbestimmten Wert erreicht, (ab) Abwarten, dass die Stromstärke während einer ersten Freilaufphase einen zweiten vorbestimmten Wert erreicht, (ac) erneutes Beaufschlagen des Magnetspulenantriebs mit der Boostspannung bis die Stromstärke den ersten vorbestimmten Wert erreicht und (ad) Abwarten, dass die Stromstärke während einer zweiten Freilaufphase den zweiten vorbestimmten Wert erreicht, wobei der erste vorbestimmte Wert für jede Ansteuerung variiert wird, das Verfahren ferner aufweisend (b) Ermitteln einer Mehrzahl von magnetischen Flussprofilen, wobei jedes magnetische Flussprofil einem der Mehrzahl von erfassten Stromprofilen entspricht, und (c) Auswählen des Referenzstromwertes basierend auf einer Analyse der zusammengehörenden Stromprofile und magnetischen Flussprofile.In the DE 10 2015 210 794 B3 is a method for determining a reference current value for driving a magnetic coil drive having a fuel injector for an internal combustion engine of a motor vehicle described. The method comprises: (a) detecting a plurality of current profiles upon repeated actuation of the fuel injector, wherein each current profile has a time course of current flow of a current flowing through the solenoid drive and wherein each actuation of the fuel injector comprises the steps of: (aa) applying the solenoid coil drive of the fuel injector with a boost voltage until the current of the current flowing through the solenoid drive reaches a first predetermined value (ab) waiting for the current during a first freewheeling phase reaches a second predetermined value, (ac) re-energizing the solenoid drive with the boost voltage until the current reaches the first predetermined value and (ad) waits for the current during a second freewheeling phase to reach the second predetermined value, the first predetermined value being varied for each drive, the method further comprising (b) determining a plurality of magnetic flux profiles, each magnetic flux profile corresponding to one of the plurality of detected current profiles, and (c) selecting the reference current value based on an analysis of the associated current profiles and magnetic flux profiles.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Ansteuerung für den hydraulisch ballistischen Betrieb von Leerhubinjektoren bereitzustellen, die insbesondere die oben erwähnten Streuungsprobleme reduzieren bzw. minimieren kann. The present invention has for its object to provide an improved control for the hydraulic ballistic operation of Leerhubinjektoren, which can reduce or minimize in particular the above-mentioned scattering problems.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.This object is solved by the subject matters of the independent claims. Advantageous embodiments of the present invention are described in the dependent claims.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Ansteuern eines einen Magnetspulenantrieb und eine Düsennadel aufweisenden Kraftstoffinjektors für einen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeuges beschrieben, wobei der Magnetspulenantrieb eine Magnetspule und einen beweglichen Anker aufweist und wobei der Kraftstoffinjektor einen Leerhub zwischen Anker und Düsennadel aufweist. Das beschriebene Verfahren weist folgendes auf: Beaufschlagen des Magnetspulenantriebs mit einem eine vorbestimmte Spannung aufweisenden Spannungspuls während einer Boostphase bis die Stromstärke des durch die Magnetspule fließenden Stromes einen vorbestimmten Spitzenwert erreicht, wobei die vorbestimmte Spannung so gewählt ist, dass die Stromstärke des durch die Magnetspule fließenden Stromes den vorbestimmten Spitzenwert erreicht, nachdem der bewegliche Anker den Leerhub überwunden hat und sich in mechanischem Kontakt mit der Düsennadel befindet, wobei der vorbestimmte Spitzenwert so gewählt ist, dass die Düsennadel eine ballistische Bewegung durchführt, und wobei die vorbestimmte Spannung in Abhängigkeit von dem vorbestimmten Spitzenwert der Stromstärke gewählt wird. Dem beschriebenen Verfahren liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die eingangs erläuterte Streuung der Einspritzmengen bei Kraftstoffinjektoren mit Leerhub erheblich reduziert bzw. entgegengewirkt wird, indem sichergestellt wird, dass der Strom in der Magnetspule erst abgestellt wird, wenn der Anker den Leerhub überwunden hat und sich somit in mechanischem Kontakt mit der Düsennadel befindet. Mit anderen Worten wird die eingangs beschriebene Situation vermieden, in welcher die Bewegung der Düsennadel nur durch den Ankerimpuls, das heißt ohne Magnetkraft erfolgt.According to a first aspect of the invention, a method is described for activating a fuel injector having a solenoid drive and a nozzle needle for an internal combustion engine of a motor vehicle, wherein the solenoid drive has a magnet coil and a movable armature and wherein the fuel injector has a free stroke between the armature and the nozzle needle. The described method comprises applying to the solenoid drive a voltage pulse having a predetermined voltage during a boost phase until the current of the current flowing through the solenoid reaches a predetermined peak value, the predetermined voltage being selected so that the current flowing through the solenoid coil Stromes reaches the predetermined peak after the movable armature has overcome the idle stroke and is in mechanical contact with the nozzle needle, wherein the predetermined peak value is selected so that the nozzle needle performs a ballistic movement, and wherein the predetermined voltage in dependence on the predetermined Peak value of the current is selected. The method described is based on the finding that the scattering of the injection quantities explained in the introduction with fuel injectors with idle stroke is considerably reduced or counteracted by ensuring that the current in the solenoid coil is not switched off until the armature has overcome the idle stroke and thus in mechanical contact with the nozzle needle. In other words, the situation described above is avoided, in which the movement of the nozzle needle only by the armature pulse, that is, without magnetic force.

In diesem Dokument bezeichnet „Boostphase” insbesondere eine Phase der Ansteuerung eines Kraftstoffinjektors, in welcher der Kraftstoffinjektor mit einer vorbestimmten Spannung beaufschlagt wird, um zuerst den Anker des Magnetspulenantriebs und dann (nachdem der Anker den Leerhub überwunden hat) auch die Düsennadel in Bewegung zu bringen, damit der Kraftstoffinjektor geöffnet wird. Die Boostphase wird beendet, indem die Stromstärke des durch die Magnetspule fließenden Stromes einen vorbestimmten Spitzenwert (auch Peakstrom genannt) erreicht.In this document, "boost phase" means, in particular, a phase of driving a fuel injector in which a predetermined voltage is applied to the fuel injector to first move the armature of the solenoid drive and then (after the armature has overcome the idle stroke) also to move the nozzle needle to open the fuel injector. The boost phase is terminated by the current strength of the current flowing through the magnetic coil reaches a predetermined peak value (also called peak current).

Erfindungsgemäß wird die vorbestimmte Spannung (Boostspannung) des Spannungspulses so gewählt, dass die Boostphase mindestens so lange dauert, dass der vorbestimmte Wert des Spulenstroms erst erreicht wird, nachdem der Anker den Leerhub überwunden hat und in mechanischen Kontakt mit der Düsennadel gekommen ist. Mit anderen Worten wird die Boostspannung so gewählt, dass der Anstieg des Spulenstroms so niedrig gehalten wird, dass der vorbestimmte Wert des Spulenstroms erst nach Beginn der Bewegung der Düsennadel erreicht wird. Der Zeitpunkt, zu dem die Bewegung der Düsennadel beginnt, wird auch als OPP1 bezeichnet.According to the invention, the predetermined voltage (boost voltage) of the voltage pulse is selected so that the boost phase lasts at least so long that the predetermined value of the coil current is only reached after the armature has overcome the idle stroke and has come into mechanical contact with the nozzle needle. In other words, the boost voltage is chosen so that the rise of the coil current is kept so low that the predetermined value of the coil current is reached only after the beginning of the movement of the nozzle needle. The timing at which the movement of the nozzle needle begins is also referred to as OPP1.

Im Stand der Technik wird typischerweise eine Boostspannung von ca. 65 V verwendet. Bei der vorliegenden Erfindung muss in vielen Fällen (in Abhängigkeit von den Umständen) eine niedrigere Boostspannung verwendet werden.The prior art typically uses a boost voltage of about 65V. In the present invention, in many cases (depending on the circumstances) a lower boost voltage must be used.

Der vorbestimmte Spitzenwert wird so gewählt, dass die Düsennadel eine ballistische Bewegung durchführt. Mit anderen Worten ist der vorbestimmte Spitzenwert so niedrig gewählt, dass die Düsennadel einer parabelförmigen Flugbahn folgt und nicht oben (am Polstück) anschlägt. Der Kraftstoffinjektor wird somit nicht vollständig geöffnet.The predetermined peak value is selected so that the nozzle needle performs a ballistic movement. In other words, the predetermined peak value is chosen so low that the nozzle needle follows a parabolic trajectory and does not hit the top (on the pole piece). The fuel injector is thus not fully opened.

Die vorbestimmte Spannung wird in Abhängigkeit von dem vorbestimmten Spitzenwert der Stromstärke gewählt.The predetermined voltage is selected in response to the predetermined peak value of the current.

Der genaue Zusammenhang zwischen der vorbestimmten Spannung und dem Spitzenwert der Stromstärke wird experimentell und/oder rechnerisch ermittelt. Da die Anstiegsrate der Stromstärke direkt von der Spannung abhängt, müssen generell bei niedrigeren Spitzenwerten der Stromstärke auch niedrigere Spannungen gewählt werden (und umgekehrt), damit der Spulenstrom ausreichend spät (nach Beginn der Nadelbewegung) ausgeschaltet wird.The exact relationship between the predetermined voltage and the peak value of the current is determined experimentally and / or by calculation. Since the rate of increase of the current depends directly on the voltage, lower currents generally require lower voltages (and vice versa) to turn off the coil current sufficiently late (after the needle starts to move).

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung wird die vorbestimmte Spannung ferner in Abhängigkeit von mechanischen Daten des Kraftstoffinjektors gewählt.According to a further embodiment of the invention, the predetermined voltage is further selected in dependence on mechanical data of the fuel injector.

In diesem Ausführungsbeispiel werden auch mechanische Eigenschaften des Kraftstoffinjektors berücksichtigt, wie zum Beispiel die Größe des Leerhubs, der Federkonstante, usw.In this embodiment also mechanical properties of the fuel injector are taken into account, such as the size of the idle stroke, the spring constant, etc.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung wird die vorbestimmte Spannung aus einer in einem Motorsteuergerät gespeicherten Tabelle ausgelesen.According to a further embodiment of the invention, the predetermined voltage is read from a table stored in an engine control unit.

In diesem Ausführungsbeispiel erfolgt die Wahl der vorbestimmten Spannung in einfacher Weise durch Tabellenaufschlag (und gegebenenfalls Interpolation zwischen Nachbarwerten). In this embodiment, the selection of the predetermined voltage in a simple manner by spreadsheet (and, where appropriate, interpolation between neighboring values).

Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird eine Motorsteuerung für ein Fahrzeug beschrieben, die zum Verwenden eines Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt und/oder einem der obigen Ausführungsbeispiele eingerichtet ist.In accordance with a second aspect of the invention, an engine control system for a vehicle configured to use a method according to the first aspect and / or one of the above embodiments is described.

Diese Motorsteuerung ermöglicht es durch Verwendung des Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt, Einspritzmengen mit sehr niedriger bzw. keiner Streuung in einfacher Weise zu erzielen.This engine control, by using the method according to the first aspect, makes it possible to easily achieve injection rates with very little or no scattering.

Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird ein Computerprogramm beschrieben, welches, wenn es von einem Prozessor ausgeführt wird, eingerichtet ist, das Verfahren gemäß dem ersten Aspekt und/oder einem der obigen Ausführungsbeispiele durchzuführen.According to a third aspect of the invention, a computer program is described which, when executed by a processor, is adapted to perform the method according to the first aspect and / or one of the above embodiments.

Im Sinne dieses Dokuments ist die Nennung eines solchen Computerprogramms gleichbedeutend mit dem Begriff eines Programm-Elements, eines Computerprogrammprodukts und/oder eines computerlesbaren Mediums, das Anweisungen zum Steuern eines Computersystems enthält, um die Arbeitsweise eines Systems bzw. eines Verfahrens in geeigneter Weise zu koordinieren, um die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren verknüpften Wirkungen zu erreichen.For the purposes of this document, the mention of such a computer program is synonymous with the notion of a program element, a computer program product, and / or a computer-readable medium containing instructions for controlling a computer system to appropriately coordinate the operation of a system or method to achieve the effects associated with the method of the invention.

Das Computerprogramm kann als computerlesbarer Anweisungscode in jeder geeigneten Programmiersprache wie beispielsweise in JAVA, C++ etc. implementiert sein. Das Computerprogramm kann auf einem computerlesbaren Speichermedium (CD-Rom, DVD, Blu-ray Disk, Wechsellaufwerk, flüchtiger oder nicht-flüchtiger Speicher, eingebauter Speicher/Prozessor etc.) abgespeichert sein. Der Anweisungscode kann einen Computer oder andere programmierbare Geräte wie insbesondere ein Steuergerät für einen Motor eines Kraftfahrzeugs derart programmieren, dass die gewünschten Funktionen ausgeführt werden. Ferner kann das Computerprogramm in einem Netzwerk wie beispielsweise dem Internet bereitgestellt werden, von dem es bei Bedarf von einem Nutzer heruntergeladen werden kann.The computer program may be implemented as a computer-readable instruction code in any suitable programming language such as JAVA, C ++, etc. The computer program can be stored on a computer-readable storage medium (CD-ROM, DVD, Blu-ray Disc, removable drive, volatile or non-volatile memory, built-in memory / processor, etc.). The instruction code may program a computer or other programmable device such as, in particular, an engine control unit of a motor vehicle to perform the desired functions. Further, the computer program may be provided in a network, such as the Internet, from where it may be downloaded by a user as needed.

Die Erfindung kann sowohl mittels eines Computerprogramms, d. h. einer Software, als auch mittels einer oder mehrerer spezieller elektrischer Schaltungen, d. h. in Hardware oder in beliebig hybrider Form, d. h. mittels Software-Komponenten und Hardware-Komponenten, realisiert werden.The invention can be implemented both by means of a computer program, i. H. a software, as well as by means of one or more special electrical circuits, d. H. in hardware or in any hybrid form, d. H. using software components and hardware components.

Es wird darauf hingewiesen, dass Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf unterschiedliche Erfindungsgegenstände beschrieben wurden. Insbesondere sind einige Ausführungsformen der Erfindung mit Verfahrensansprüchen und andere Ausführungsformen der Erfindung mit Vorrichtungsansprüchen beschrieben. Dem Fachmann wird jedoch bei der Lektüre dieser Anmeldung sofort klar werden, dass, sofern nicht explizit anders angegeben, zusätzlich zu einer Kombination von Merkmalen, die zu einem Typ von Erfindungsgegenstand gehören, auch eine beliebige Kombination von Merkmalen möglich ist, die zu unterschiedlichen Typen von Erfindungsgegenständen gehören.It should be noted that embodiments of the invention have been described with reference to different subject matters. In particular, some embodiments of the invention are described with method claims and other embodiments of the invention with apparatus claims. However, it will be readily apparent to those skilled in the art upon reading this application that, unless explicitly stated otherwise, in addition to a combination of features belonging to a type of subject matter, any combination of features that may result in different types of features is also possible Subject matters belong.

Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden beispielhaften Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform.Further advantages and features of the present invention will become apparent from the following exemplary description of a preferred embodiment.

1 zeigt eine Darstellung von Spulenstrom, Ankerbewegung und Düsennadelbewegung bei herkömmlicher Ansteuerung eines Kraftstoffinjektors mit Leerhub im ballistischen Betrieb. 1 shows a representation of coil current, armature movement and nozzle needle movement in conventional control of a fuel injector with idle stroke in ballistic operation.

2 zeigt eine Darstellung von Spulenstrom, Ankerbewegung und Düsennadelbewegung bei erfindungsgemäßer Ansteuerung eines Kraftstoffinjektors mit Leerhub im ballistischen Betrieb. 2 shows a representation of coil current, armature movement and nozzle needle movement in inventive control of a fuel injector with idle stroke in ballistic operation.

Es wird darauf hingewiesen, dass die nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen lediglich eine beschränkte Auswahl an möglichen Ausführungsvarianten der Erfindung darstellt.It should be noted that the embodiments described below represent only a limited selection of possible embodiments of the invention.

Die 1 zeigt eine Darstellung von Spulenstrom 11, Ankerbewegung 12 und Düsennadelbewegung 13 bei herkömmlicher Ansteuerung eines Kraftstoffinjektors mit Leerhub im ballistischen Betrieb. Spezifischer zeigt die 1 einen Stromverlauf 11 (als Funktion der Zeit t), der ab einem bestimmten Zeitpunkt bis zum Erreichen eines Spitzenwertes ansteigt. Die Zeitdauer dieser Boostphase ist mit Ti gekennzeichnet. Kurz nach Beginn der Boostphase wird der Anker nach oben bewegt und beschreibt dann im Wesentlichen eine parabelförmigen Bewegung, wie es anhand der Kurve 12 dargestellt wird. Die Düsennadel wird erst nach einer mit Th bezeichneten Zeitdauer ab Beginn der Boostphase bewegt, indem der Anker die Ruheposition A der Düsennadel erreicht und die Düsennadel mitnimmt. Mit anderen Worten bezeichnet Th die Zeitdauer, die für den Anker zum Durchlaufen des Leerhubs benötigt wird. Auch die Düsennadel beschreibt dann eine parabelförmige Bewegung, wie es anhand der Kurve 13 dargestellt wird. Die ganz offene Stellung des Kraftstoffinjektors, die mit B gekennzeichnet ist, wird bei dieser Ansteuerung nicht erreicht.The 1 shows a representation of coil current 11 , Anchor movement 12 and nozzle needle movement 13 in conventional control of a fuel injector with idle stroke in ballistic operation. More specifically, the 1 a current course 11 (as a function of time t), which rises from a certain point in time until a peak value is reached. The duration of this boost phase is indicated by Ti. Shortly after the start of the boost phase, the armature is moved upwards and then essentially describes a parabolic movement, as indicated by the curve 12 is pictured. The nozzle needle is moved only after a period designated Th from the beginning of the boost phase by the armature reaches the rest position A of the nozzle needle and entrains the nozzle needle. In other words, Th denotes the time required for the armature to travel through the idle stroke. The nozzle needle then describes a parabolic movement, as shown by the curve 13 is pictured. The fully open position of the fuel injector, which is marked B, is not reached in this control.

Wie in der 1 zu erkennen ist, ist die Zeitdauer Ti von der Boostphase deutlich kürzer als die Zeitdauer Th, die der Anker zum Überwinden des Leerhubs benötigt. Mit anderen Worten erfolgt die Bewegung der Düsennadel hauptsächlich aufgrund des Ankerimpulses ohne wesentliche Magnetkraft.Like in the 1 can be seen, the time period Ti from the boost phase is significantly shorter than the time Th, which requires the anchor to overcome the idle stroke. In other words, the movement of the nozzle needle is mainly due to the armature pulse without significant magnetic force.

Die 2 zeigt eine Darstellung von Spulenstrom 21, Ankerbewegung 22 und Düsennadelbewegung 23 bei erfindungsgemäßer Ansteuerung eines Kraftstoffinjektors mit Leerhub im ballistischen Betrieb. Spezifischer wird der Magnetspulenantrieb hier erfindungsgemäß mit einer vorbestimmten Spannung während der Boostphase Ti beaufschlagt, die so gewählt wurde, dass die Boostphase erst nach Beginn der Bewegung der Düsennadel endet. Die Spannung während der Boostphase wurde mit anderen Worten so ausgewählt, dass der Anstieg der Stromstärke so relativ langsam ist, dass der vorbestimmte Spitzenwert der Stromstärke (Peakstrom) erst nach Beginn der Nadelbewegung erreicht wird.The 2 shows a representation of coil current 21 , Anchor movement 22 and nozzle needle movement 23 in inventive control of a fuel injector with idle stroke in ballistic operation. More specifically, according to the invention, the solenoid drive is subjected to a predetermined voltage during the boost phase Ti, which was selected such that the boost phase ends only after the start of the movement of the nozzle needle. In other words, the voltage during the boost phase has been selected so that the increase in the current intensity is so relatively slow that the predetermined peak value of the current intensity (peak current) is reached only after the beginning of the needle movement.

Generell wird die vorbestimmte Spannung für die Boostphase erfindungsgemäß in Abhängigkeit von dem vorbestimmten Spitzenwert der Stromstärke (Peakstrom) ausgewählt. Bei niedrigen Werten des Peakstroms, insbesondere im ballistischen Betrieb, muss eine Spannung deutlich unter der üblicherweise verwendeten Boostspannung von ca. 65 V verwendet werden, um einen zu schnellen Stromanstieg zu verhindern. Erfindungsgemäß können zusätzlich zu dem Peakstromwert auch weitere Parameterwerte, wie zum Beispiel die Größe von Leerhub, Federkonstante oder sonstigen mechanischen Parametern des Kraftstoffinjektors, beim Auswählen der vorbestimmten Spannung berücksichtigt werden.In general, the predetermined voltage for the boost phase is selected according to the invention as a function of the predetermined peak value of the current intensity (peak current). At low values of peak current, especially in ballistic operation, a voltage well below the commonly used boost voltage of about 65 V must be used to prevent too rapid a current increase. According to the invention, in addition to the peak current value, further parameter values, such as, for example, the amount of idle stroke, spring constant or other mechanical parameters of the fuel injector, can also be taken into account when selecting the predetermined voltage.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Zusammenhang zwischen Peakstromwert und auszuwählender Spannung für die Boostphase direkt im Motorsteuergerät abgespeichert, zum Beispiel in Form einer Tabelle.In a preferred embodiment, the relationship between peak current value and voltage to be selected for the boost phase is stored directly in the engine control unit, for example in the form of a table.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1111
Stromverlaufcurrent profile
1212
Ankerpositionanchor position
1313
DüsennadelpositionNozzle needle position
AA
Ausgangsposition der DüsennadelStarting position of the nozzle needle
BB
Oberste Position der DüsennadelTop position of the nozzle needle
tt
ZeitTime
TiTi
Boostphaseboost phase
Thth
Zeitintervalltime interval
2121
Stromverlaufcurrent profile
2222
Ankerpositionanchor position
2323
DüsennadelpositionNozzle needle position
AA
Ausgangsposition der DüsennadelStarting position of the nozzle needle
BB
Oberste Position der DüsennadelTop position of the nozzle needle
tt
ZeitTime
TiTi
Boostphaseboost phase
Thth
Zeitintervalltime interval

Claims (5)

Verfahren zum Ansteuern eines einen Magnetspulenantrieb und eine Düsennadel aufweisenden Kraftstoffinjektors für einen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeuges, wobei der Magnetspulenantrieb eine Magnetspule und einen beweglichen Anker aufweist und wobei der Kraftstoffinjektor einen Leerhub zwischen Anker und Düsennadel aufweist, das Verfahren aufweisend: – Beaufschlagen des Magnetspulenantriebs mit einem eine vorbestimmte Spannung aufweisenden Spannungspuls während einer Boostphase bis die Stromstärke des durch die Magnetspule fließenden Stromes einen vorbestimmten Spitzenwert erreicht, – wobei die vorbestimmte Spannung so gewählt ist, dass die Stromstärke des durch die Magnetspule fließenden Stromes den vorbestimmten Spitzenwert erreicht, nachdem der bewegliche Anker den Leerhub überwunden hat und sich in mechanischem Kontakt mit der Düsennadel befindet, – der vorbestimmte Spitzenwert so gewählt ist, dass die Düsennadel eine ballistische Bewegung durchführt, und – wobei die vorbestimmte Spannung in Abhängigkeit von dem vorbestimmten Spitzenwert der Stromstärke gewählt wird.A method of driving a fuel injector having a solenoid drive and a nozzle needle for an internal combustion engine of a motor vehicle, the solenoid drive having a solenoid and a movable armature, and wherein the fuel injector has an idle stroke between the armature and the nozzle needle, the method comprising: - Applying the magnetic coil drive with a voltage pulse having a predetermined voltage during a boost phase until the current strength of the current flowing through the magnetic coil reaches a predetermined peak, Wherein the predetermined voltage is selected such that the current intensity of the current flowing through the magnetic coil reaches the predetermined peak after the movable armature has overcome the idle stroke and is in mechanical contact with the nozzle needle, the predetermined peak value being selected such that the nozzle needle performs a ballistic movement, and - wherein the predetermined voltage is selected in dependence on the predetermined peak value of the current intensity. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die vorbestimmte Spannung ferner in Abhängigkeit von mechanischen Daten des Kraftstoffinjektors gewählt wird.The method of claim 1, wherein the predetermined voltage is further selected in response to mechanical data of the fuel injector. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die vorbestimmte Spannung aus einer in einem Motorsteuergerät gespeicherten Tabelle ausgelesen wird.A method according to claim 1 or 2, wherein the predetermined voltage is read from a table stored in an engine control unit. Motorsteuerung für ein Fahrzeug, die zum Verwenden eines Verfahrens gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche eingerichtet ist.An engine controller for a vehicle adapted to use a method according to any one of the preceding claims. Computerprogramm, welches, wenn es von einem Prozessor ausgeführt wird, eingerichtet ist, das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3 durchzuführen.Computer program which, when executed by a processor, is arranged to perform the method according to one of claims 1 to 3.
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