DE102022209619A1 - Method for operating a gas injector - Google Patents

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Torsten Burock
Oezguer Tuerker
Marco Beier
Daniel Bosse
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Gasinjektors einer Brennkraftmaschine, welcher einen gasförmigen Brennstoff einbläst und einen Magnetaktor zur Betätigung des Gasinjektors aufweist, wobei bei einer Nacheinblasung, in der der gasförmige Brennstoff nach einer Haupteinblasung in einen Brennraum eingeblasen wird, die nachfolgenden Schritte ausgeführt werden: Ansteuern des Magnetaktors in einer Boostphase (A') mit kontinuierlicher Erhöhung eines Stroms (I) bis zum Ende der Boostphase (A') für den Magnetaktor, und Konstanthalten des Stroms (I) in einer Anzugsphase (B') des Magnetaktors auf einem Niveau, das einer maximalen Stromstärke in der Boostphase (A') entspricht, um einen bei der Nacheinblasung des Gasinjektors einen erhöhten Gegendruck im Brennraum durch eine erhöhte Aktorkraft des Magnetaktors auszugleichen.The invention relates to a method for operating a gas injector of an internal combustion engine, which injects a gaseous fuel and has a magnetic actuator for actuating the gas injector, the following steps being carried out during a post-injection in which the gaseous fuel is injected into a combustion chamber after a main injection : Activating the magnetic actuator in a boost phase (A') with a continuous increase in a current (I) until the end of the boost phase (A') for the magnetic actuator, and keeping the current (I) constant in a tightening phase (B') of the magnetic actuator on a Level that corresponds to a maximum current intensity in the boost phase (A ') in order to compensate for an increased back pressure in the combustion chamber during the post-injection of the gas injector by an increased actuator force of the magnetic actuator.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Gasinjektors einer Brennkraftmaschine bei einer Nacheinblasung nach einer Haupteinblasung des Gasinjektors.The present invention relates to a method for operating a gas injector of an internal combustion engine during a post-injection after a main injection of the gas injector.

Gasinjektoren sind aus dem Stand der Technik in unterschiedlichen Ausgestaltungen bekannt. Ein Problemkreis bei Gasinjektoren, welche einen gasförmigen Brennstoff einblasen, liegt darin, dass zu einer Reduktion von Abgasemissionen und einer Reduktion eines Brennstoffbedarfs eine Nacheinblasung realisierbar sein sollte. Insbesondere bei einem Ändern eines Lastpunkts der Brennkraftmaschine bei einer Drehzahlerhöhung sollte eine Nacheinblasung ausgeführt werden, um ein schnelles Ansprechen, insbesondere eines Turboladers zu ermöglichen. Problematisch bei der Nacheinblasung ist bei direkt einblasenden Gasinjektoren ein erhöhter Brennraumdruck, da die Nacheinblasung üblicherweise kurz nach Erreichen des oberen Totpunkts der Brennkraftmaschine ausgeführt wird. Der erhöhte Brennraumdruck stellt somit eine zusätzliche schließende Kraft auf den Gasinjektor bereit, welche bei Durchführung einer Nacheinblasung zusätzlich überwunden werden muss. Hier wird bisher ein Magnetkreis eines Magnetaktors des Gasinjektors derart dimensioniert, dass eine ausreichende Magnetkraft auch bei der Nacheinblasung vorhanden ist. Dies führt jedoch zu großen Magnetaktoren, welche einen großen Bauraum einnehmen, welcher größer ist als ein für den eigentlichen Injektorbetrieb notwendiger Bauraum.Gas injectors are known from the prior art in different designs. One problem with gas injectors that inject a gaseous fuel is that post-injection should be possible in order to reduce exhaust emissions and reduce fuel requirements. In particular, when a load point of the internal combustion engine changes when the speed increases, post-injection should be carried out in order to enable a rapid response, in particular of a turbocharger. A problem with the post-injection is an increased combustion chamber pressure with directly injecting gas injectors, since the post-injection is usually carried out shortly after the internal combustion engine reaches top dead center. The increased combustion chamber pressure thus provides an additional closing force on the gas injector, which must also be overcome when post-injection is carried out. Here, a magnetic circuit of a magnetic actuator of the gas injector has been dimensioned in such a way that a sufficient magnetic force is also present during the post-injection. However, this leads to large magnetic actuators, which take up a large installation space, which is larger than the installation space required for the actual injector operation.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben eines nach außen öffnenden Gasinjektors einer Brennkraftmaschine bei einer Nacheinblasung in einen Brennraum der Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 weist demgegenüber den Vorteil auf, dass ein Magnetaktor für den Gasinjektor deutlich kleiner ausgelegt werden kann. Hierdurch wird ein Bauraum am Gasinjektor eingespart, was insbesondere bei direkt einblasenden Gasinjektoren sehr vorteilhaft ist, da nahe einem Brennraum der Brennkraftmaschine wenig Bauraum für den Gasinjektor zur Verfügung steht. Ferner kann der Gasinjektor durch einen verkleinerten Magnetaktor kostengünstiger hergestellt werden. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass bei der Nacheinblasung, welche auf eine Haupteinblasung des gasförmigen Brennstoffs in den Brennraum erfolgt, eine verbesserte Ansteuerung des Gasinjektors ausgeführt wird. Hierbei wird, insbesondere bei einem konstant hohen Spannungsniveau des Magnetaktors, in einem ersten Schritt ein Ansteuern des Magnetaktors in einer Boostphase derart ausgeführt, dass bis zum Ende der Boostphase eine kontinuierliche Erhöhung des Stroms für den Magnetaktor ausgeführt wird. In einem weiteren Schritt erfolgt ein Konstanthalten des Stroms für den Magnetaktor in einer Anzugsphase, welche auf die Boostphase folgt. Das Konstanthalten des Stroms wird dabei auf einem Niveau durchgeführt, welches einer maximalen Stromstärke in der Boostphase entspricht. Dadurch kann bei der Nacheinblasung des Gasinjektors trotz eines hohen Brennraumdrucks kurz nach einem oberen Totpunkt der Brennkraftmaschine im Gasinjektor eine Öffnung und ein Offenhalten des Gasinjektors ermöglicht werden, da eine erhöhte Aktorkraft den hohen Brennraumdruck während der Nacheinblasung des Gasinjektors ausgleicht.The method according to the invention for operating an outwardly opening gas injector of an internal combustion engine during post-injection into a combustion chamber of the internal combustion engine with the features of claim 1 has the advantage that a magnetic actuator for the gas injector can be designed to be significantly smaller. This saves installation space on the gas injector, which is particularly advantageous for gas injectors that inject directly, since there is little installation space available for the gas injector near a combustion chamber of the internal combustion engine. Furthermore, the gas injector can be manufactured more cost-effectively using a smaller magnetic actuator. This is achieved according to the invention in that an improved control of the gas injector is carried out during the secondary injection, which takes place after the main injection of the gaseous fuel into the combustion chamber. Here, in particular when the voltage level of the magnetic actuator is constantly high, in a first step the magnetic actuator is activated in a boost phase in such a way that the current for the magnetic actuator is continuously increased until the end of the boost phase. In a further step, the current for the magnetic actuator is kept constant in a tightening phase, which follows the boost phase. The current is kept constant at a level that corresponds to a maximum current in the boost phase. This makes it possible to open and keep the gas injector open in the gas injector during the post-injection of the gas injector despite a high combustion chamber pressure shortly after a top dead center of the internal combustion engine, since an increased actuator force compensates for the high combustion chamber pressure during the post-injection of the gas injector.

Somit kann in der Anzugsphase ein Stromniveau bei der Nacheinblasung angehoben werden, um den bei der Nacheinblasung notwendigen Kraftbedarf des Magnetaktors bereitzustellen. Der Kraftbedarf bei der Nacheinblasung des Magnetaktors zum Öffnen des Gasinjektors muss dabei eine Rückstellkraft einer Rückstellfeder und den Brennraumdruck überwinden, wobei der Magnetaktor durch den Systemdruck des einzublasenden gasförmigen Brennstoffs im Gasinjektor unterstützt wird. D.h., die vom Magnetaktor zum Öffnen in der Nacheinblasung notwendige Kraft muss größer sein als die Summe der Rückstellkraft der Feder und des Brennraumdrucks abzüglich des Systemdrucks im Gasinjektor.Thus, in the tightening phase, a current level can be increased during the post-injection in order to provide the force required by the magnetic actuator during the post-injection. The force required during the post-injection of the magnetic actuator to open the gas injector must overcome a restoring force of a restoring spring and the combustion chamber pressure, with the magnetic actuator being supported by the system pressure of the gaseous fuel to be injected in the gas injector. This means that the force required by the magnetic actuator to open during post-injection must be greater than the sum of the restoring force of the spring and the combustion chamber pressure minus the system pressure in the gas injector.

Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.The subclaims show preferred developments of the invention.

Vorzugsweise ist in der Boostphase der Nacheinblasung ein gleiches oder höheres Stromniveau vorhanden wie in der Haupteinblasung, wobei insbesondere der erhöhte Strombedarf in der Anzugsphase der Nacheinblasung durch einen Boostkondensator und/oder einen DC/DC-Wandler bereitgestellt wird. Bevorzugt ist die Booststromdauer der Nacheinblasung dabei gleich oder größer als in der Haupteinblasung. Somit wird bevorzugt ein höheres Anzugsstromniveau bei der Nacheinblasung im Vergleich mit der Haupteinblasung erreicht. Vorzugsweise wird der erhöhte Strombedarf in der Anzugsphase durch einen DC/DC-Wandler und/oder einen Boostkondensator bereitgestellt. Der Boostkondensator wurde im normalen Betrieb der Brennkraftmaschine aufgeladen und kann somit den erhöhten Strombedarf bei der Nacheinblasung bereitstellen.Preferably, the same or higher current level is present in the boost phase of the post-injection as in the main injection, with the increased power requirement in particular in the pick-up phase of the post-injection being provided by a boost capacitor and/or a DC/DC converter. The boost current duration of the secondary injection is preferably the same or greater than in the main injection. This means that a higher starting current level is preferably achieved during the secondary injection compared to the main injection. The increased power requirement in the pick-up phase is preferably provided by a DC/DC converter and/or a boost capacitor. The boost capacitor was charged during normal operation of the internal combustion engine and can therefore provide the increased power requirement during post-injection.

Weiter bevorzugt wird eine Länge der Anzugsphase bei der Nacheinblasung im Vergleich mit einer Haupteinblasung des Gasinjektors reduziert. Dies ist möglich, da in der Anzugsphase das Stromniveau länger auf einem erhöhten Anzugsstrom gehalten wird.More preferably, a length of the tightening phase during the post-injection is reduced in comparison to a main injection of the gas injector. This is possible because in the pick-up phase the current level is kept at an increased pick-up current for longer.

Vorzugsweise wird eine Länge der Anzugsphase der Nacheinblasung im Vergleich mit der Haupteinblasung des Gasinjektors verlängert.Preferably, a length of the pick-up phase of the post-injection is extended in comparison to the main injection of the gas injector.

Weiter bevorzugt wird das Stromniveau in der Boostphase in der Nacheinblasung im Vergleich mit der Haupteinblasung des Gasinjektors erhöht. Somit wird am Ende der Boostphase ein höheres Stromniveau als im Vergleich mit der Haupteinblasung des Gasinjektors erreicht, wodurch auf einfache Weise das Stromniveau in der Anzugsphase bei der Nacheinblasung ebenfalls auf einem höheren Niveau als im Vergleich mit der Haupteinblasung gehalten werden kann.More preferably, the current level in the boost phase is increased in the post-injection compared to the main injection of the gas injector. Thus, at the end of the boost phase, a higher current level is achieved than in comparison with the main injection of the gas injector, whereby the current level in the pick-up phase during the post-injection can also be easily maintained at a higher level than in comparison with the main injection.

Alternativ wird das Stromniveau in der Boostphase bei der Nacheinblasung im Vergleich mit der Haupteinblasung des Gasinjektors gleich gehalten. Dann wird das in der Anzugsphase bei der Nacheinblasung höhere Stromniveau beispielsweise durch Nutzung des Boostkondensators bereitgestellt.Alternatively, the current level in the boost phase is kept the same during the post-injection compared to the main injection of the gas injector. Then the higher current level in the pick-up phase during post-injection is provided, for example by using the boost capacitor.

Weiter bevorzugt ist eine Länge der Boostphase bei der Nacheinblasung im Vergleich mit der Haupteinblasung des Gasinjektors verlängert. Hierdurch steht mehr Zeit zur Verfügung, um in der Boostphase bei der Nacheinblasung einen im Vergleich mit der Haupteinblasung höheres absolutes Stromniveau zu erreichen.Further preferably, a length of the boost phase during the post-injection is extended in comparison to the main injection of the gas injector. This means that more time is available to achieve a higher absolute current level in the boost phase during the secondary injection compared to the main injection.

Um möglichst viel gasförmigen Brennstoff während der Nacheinblasung des Gasinjektors in den Brennraum einblasen zu können, wird vorzugsweise eine Haltephase bei der Nacheinblasung des Gasinjektors, in welcher der Gasinjektor offengehalten wird, im Vergleich mit der Haupteinblasung des Gasinjektors verlängert.In order to be able to blow as much gaseous fuel as possible into the combustion chamber during the post-injection of the gas injector, a holding phase during the post-injection of the gas injector, in which the gas injector is kept open, is preferably extended in comparison to the main injection of the gas injector.

Vorzugsweise ist das Haltestromniveau in der Haltephase der Nacheinblasung des Gasinjektors, in der der Gasinjektor offengehalten wird, im Vergleich mit der Haupteinblasung des Gasinjektors gleich oder höher.Preferably, the holding current level in the holding phase of the post-injection of the gas injector, in which the gas injector is kept open, is the same or higher compared to the main injection of the gas injector.

Vorzugsweise umfasst ein Einblaszyklus der Brennkraftmaschine ausschließlich eine Haupteinblasung und eine Nacheinblasung. D.h., der Einblaszyklus umfasst keine Voreinblasung.Preferably, an injection cycle of the internal combustion engine exclusively comprises a main injection and a secondary injection. This means that the injection cycle does not include any pre-injection.

Weiter bevorzugt wird das erfindungsgemäße Verfahren bei einer Änderung eines Lastpunktes der Brennkraftmaschine und insbesondere bei einer Drehzahlerhöhung der Brennkraftmaschine verwendet.The method according to the invention is further preferably used when a load point of the internal combustion engine changes and in particular when the speed of the internal combustion engine increases.

Weiter bevorzugt erfolgt die Nacheinblasung ausschließlich nach Erreichen des oberen Totpunkts eines Kolbens der Brennkraftmaschine.Further preferably, the post-injection takes place exclusively after reaching the top dead center of a piston of the internal combustion engine.

Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Steuergerät, welches eingerichtet ist, die Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens auszuführen.The present invention further relates to a control device which is set up to carry out the steps of the method according to the invention.

Weiterhin betrifft die Erfindung ein Computerprogramm mit einem Programmcode, welcher Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens ausführt, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder einer entsprechenden Recheneinheit, beispielsweise auf einem erfindungsgemäßen Steuergerät, abläuft.Furthermore, the invention relates to a computer program with a program code which carries out steps of the method according to the invention when the computer program runs on a computer or a corresponding computing unit, for example on a control device according to the invention.

Ferner wird ein Computerprogrammprodukt mit einem erfindungsgemäßen Computerprogramm vorgeschlagen, das auf einem maschinenlesbaren Datenträger oder Speichermedium gespeichert ist.Furthermore, a computer program product is proposed with a computer program according to the invention, which is stored on a machine-readable data carrier or storage medium.

Kurze Beschreibung der ZeichnungShort description of the drawing

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:

  • 1 ein schematisches Diagramm, welches die Spannung und den Strom eines erfindungsgemäßen Magnetaktors und einen Kraftverlauf und einen Hub eines Ankers des Magnetaktors über der Zeit bei einer Haupteinblasung einer Brennkraftmaschine darstellt,
  • 2 ein schematisches Diagramm, welches die Spannung und den Strom eines erfindungsgemäßen Magnetaktors und einen Kraftverlauf und einen Hub eines Ankers des Magnetaktors über der Zeit bei einer Nacheinblasung einer Brennkraftmaschine darstellt, und
  • 3 einen Längsschnitt durch einen Gasinjektor, welcher zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet ist.
The present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. In the drawing is:
  • 1 a schematic diagram showing the voltage and current of a magnetic actuator according to the invention and a force curve and a stroke of an armature of the magnetic actuator over time during a main injection of an internal combustion engine,
  • 2 a schematic diagram showing the voltage and current of a magnetic actuator according to the invention and a force profile and a stroke of an armature of the magnetic actuator over time during post-injection of an internal combustion engine, and
  • 3 a longitudinal section through a gas injector, which is set up to carry out the method according to the invention.

Bevorzugte Ausführungsform der ErfindungPreferred embodiment of the invention

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung im Detail beschrieben.Below is with reference to the 1 to 3 a preferred embodiment of the invention is described in detail.

3 zeigt beispielhaft einen Gasinjektor 1 mit einem Magnetaktor. Der Magnetaktor umfasst eine Magnetspule 3 zur Einwirkung auf einen axial beweglichen Anker 2. Der Anker 2 ist mit einem Schließelement 4, insbesondere einer Ventilnadel, in Kontakt bringbar, um an einem Dichtsitz 5 einen Einblasquerschnitt freizugeben. Das Bezugszeichen 8 bezeichnet ein Rückstellelement des Gasinjektors. Das Schließelement 4 ist mittels einer Ventilfeder 7 in der in 3 gezeigten, geschlossenen Position, gehalten. 3 shows an example of a gas injector 1 with a magnetic actuator. The magnetic actuator comprises a magnetic coil 3 for acting on an axially movable armature 2. The armature 2 can be brought into contact with a closing element 4, in particular a valve needle, in order to release an injection cross section at a sealing seat 5. Reference number 8 designates a restoring element of the gas injector. The closing element 4 is by means of a valve spring 7 in the in 3 shown, closed position.

Wenn die Magnetspule 3 bestromt wird, bildet sich ein Magnetfeld aus, dessen Magnetkraft den Anker 2 in Richtung des Schließelements 4 bewegt (Pfeil 11). Dabei gelangt ein mit dem Anker 2 verbundener Ankerbolzen 9 zur Anlage mit dem Schließelement 4, so dass das Schließelement 4 entgegen der Federkraft der Ventilfeder 7 am Dichtsitz 5 geöffnet wird. Der Anker 2 wird dabei bis zu einem Hubanschlag 6 für den Anker bewegt, was den vollständigen Öffnungszustand des Gasinjektors darstellt.When the magnetic coil 3 is energized, a magnetic field is formed, the magnetic force of which moves the armature 2 in the direction of the closing element 4 moves (arrow 11). An anchor bolt 9 connected to the anchor 2 comes into contact with the closing element 4, so that the closing element 4 is opened against the spring force of the valve spring 7 on the sealing seat 5. The armature 2 is moved up to a stroke stop 6 for the armature, which represents the complete opening state of the gas injector.

Zum Schließen des Gasinjektors 1 wird die Bestromung der Magnetspule 3 beendet, so dass das Rückstellelement 8 den Anker 2 wieder in die in 3 gezeigte Ausgangsposition zurückstellt. Gleichzeitig stellt auch die Ventilfeder 7 das Schließelement 4 in die in 1 gezeigte, geschlossene Position zurück.To close the gas injector 1, the current supply to the magnetic coil 3 is stopped, so that the restoring element 8 pushes the armature 2 back into the in 3 returns to the starting position shown. At the same time, the valve spring 7 also places the closing element 4 in the in 1 closed position shown.

Der Gasinjektor 1 ist ein nach außen öffnender Injektor.The gas injector 1 is an injector that opens to the outside.

Als gasförmiger Brennstoff wird vorzugsweise Wasserstoff oder Methan oder dgl. verwendet.Hydrogen or methane or the like is preferably used as the gaseous fuel.

Das Diagramm in 1 zeigt eine Haupteinblasung des Gasinjektors 1 zum Einblasen von gasförmigem Brennstoff, insbesondere Wasserstoff, direkt in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine. Hierbei durchlaufen der Gasinjektor und der Magnetaktor grundsätzlich vier Phasen, nämlich eine Boostphase A, eine Anzugsphase B, eine Haltephase C und eine Schließphase D.The diagram in 1 shows a main injection of the gas injector 1 for injecting gaseous fuel, in particular hydrogen, directly into a combustion chamber of an internal combustion engine. The gas injector and the magnetic actuator basically go through four phases, namely a boost phase A, a tightening phase B, a holding phase C and a closing phase D.

In 1 und 2 sind hierbei vier Kurven über der Zeit t in den vier Phasen dargestellt. K1 zeigt dabei den Stromverlauf des Stroms für den Magnetaktor über der Zeit. K2 zeigt die Spannung des Magnetaktors über der Zeit. K3 zeigt den Kraftverlauf des Ankers über der Zeit und K4 zeigt den Hub des Ankers über der Zeit t.In 1 and 2 Four curves are shown over time t in the four phases. K1 shows the current curve of the current for the magnetic actuator over time. K2 shows the voltage of the magnetic actuator over time. K3 shows the force curve of the anchor over time and K4 shows the stroke of the anchor over time t.

Weiterhin ist in den 1 und 2 eine schließende Kraft K5 dargestellt, welche die Summe der Federkraft der Ventilfeder und der Gegenkraft durch den Brennraumdruck darstellt. Diese ist bei der Haupteinblasung in 1 bei F1 und um F' bei der in 2 gezeigten Nacheinblasung auf F2 erhöht, da bei der Nacheinblasung, welche nach Erreichen eines oberen Totpunkts eines Kolbens in einem Einblaszyklus der Brennkraftmaschine ausgeführt wird, zusätzlich noch ein hoher Druck im Brennraum herrscht, gegen den zusätzlich eine Öffnungskraft zum Öffnen des Gasinjektors bereitgestellt werden muss.Furthermore, in the 1 and 2 a closing force K5 is shown, which represents the sum of the spring force of the valve spring and the counterforce caused by the combustion chamber pressure. This is with the main injection in 1 at F1 and around F' at the in 2 shown post-injection increased to F2, since in the post-injection, which is carried out after reaching a top dead center of a piston in an injection cycle of the internal combustion engine, there is also a high pressure in the combustion chamber, against which an opening force must also be provided to open the gas injector.

Ferner ist in den 1 und 2 noch eine Batteriespannung K6 eingezeichnet, welche sowohl bei der Nacheinblasung als auch bei der Haupteinblasung konstant ist.Furthermore, in the 1 and 2 A battery voltage K6 is also shown, which is constant both during the secondary injection and during the main injection.

Wie aus 1 ersichtlich ist, endet die Boostphase A bei der Haupteinblasung der Brennkraftmaschine nach der Zeit t1, die Anzugsphase B endet nach Zeitablauf der Zeit t2, die Haltephase C endet nach Zeitablauf der Zeit t3 und die Schließphase D endet nach Zeitablauf der Zeit t4.How out 1 As can be seen, the boost phase A ends after the main injection of the internal combustion engine after time t1, the tightening phase B ends after the time t2 has elapsed, the holding phase C ends after the time elapsed t3 and the closing phase D ends after the time elapsed t4.

Weiterhin ist bei der Haupteinblasung in 1 der Stromverlauf K1 derart, dass am Ende der Boostphase das Stromniveau absinkt und in der Anzugsphase dann auf einem konstanten Niveau I1 gehalten wird. Wie weiter aus 1 ersichtlich ist, beginnt der Öffnungsvorgang, d.h., ein Abheben des Schließelements vom Dichtsitz am Übergang zwischen der Boostphase A und der Anzugsphase B. Der maximale Öffnungshub wird dabei in der Anzugsphase B erreicht (Hubkurve K4).Furthermore, the main injection is in 1 the current curve K1 is such that at the end of the boost phase the current level drops and is then kept at a constant level I1 in the pick-up phase. How further 1 As can be seen, the opening process begins, ie the closing element is lifted off from the sealing seat at the transition between the boost phase A and the tightening phase B. The maximum opening stroke is achieved in the tightening phase B (stroke curve K4).

Bei der in 2 dargestellten Nacheinblasung des Gasinjektors nach erfolgter Haupteinblasung der Brennkraftmaschine ist der Stromverlauf K1 derart, dass in der Boostphase A' eine kontinuierliche Erhöhung des Stroms bis zum Punkt I1' erreicht wird. Dieser Stromwert I1' wird in der kompletten Anzugsphase B' bei der Nacheinblasung beibehalten. Wie ein Vergleich zwischen 1 und 2 zeigt, ist somit in der Anzugsphase B' bei der Nacheinblasung das Stromniveau deutlich höher als in der Anzugsphase B von 1 bei der Haupteinblasung. Die Anzugsstromphase B' wird in diesem Fall vorzugsweise nicht wie in 1 in der Anzugsphase B mit der Batteriespannung, sondern mit der Boostspannung geregelt.At the in 2 In the illustrated post-injection of the gas injector after the main injection of the internal combustion engine, the current curve K1 is such that a continuous increase in the current up to point I1' is achieved in the boost phase A '. This current value I1' is maintained during the complete pick-up phase B' during the post-injection. Like a comparison between 1 and 2 shows, the current level is significantly higher in the tightening phase B 'during post-injection than in the tightening phase B of 1 during the main injection. In this case, the starting current phase B' is preferably not as in 1 In the pick-up phase B, it is regulated with the battery voltage, but with the boost voltage.

Insbesondere findet keine Absenkung des Stromniveaus in der Anzugsphase B' bei der Nacheinblasung des Gasinjektors statt. Auch ist der absolute Wert I1' größer als der Wert I1 bei der Haupteinblasung am Ende der Boostphase. Dies kann durch Dimensionierung eines DC/DC-Wandlers und/oder eines Boostkondensators erreicht werden. Der DC/DC-Wandler und der Boostkondensator sind derart dimensioniert, dass bei der Haupteinblasung ( 1) alle relevanten Betriebspunkte des Gasinjektors bedient werden können. Im Falle der Nacheinblasung der Brennkraftmaschine sind Leistungsreserven vorhanden, welche bei der Nacheinblasung für die notwendigen Einblasungen ausreichen.In particular, there is no reduction in the current level in the pick-up phase B' during the post-injection of the gas injector. The absolute value I1' is also greater than the value I1 during the main injection at the end of the boost phase. This can be achieved by sizing a DC/DC converter and/or a boost capacitor. The DC/DC converter and the boost capacitor are dimensioned in such a way that during the main injection ( 1 ) all relevant operating points of the gas injector can be served. In the case of post-injection of the internal combustion engine, power reserves are available which are sufficient for the necessary injections during post-injection.

Somit werden die Energiereserven aus dem DC/DC-Wandler und/oder dem Boostkondensator für die in 2 dargestellte Ansteuerung zur Anhebung des Stromniveaus (Kurve K1 in 2 in der Anzugsphase B') genutzt.This means that the energy reserves from the DC/DC converter and/or the boost capacitor are used for the in 2 Control shown to increase the current level (curve K1 in 2 used in the tightening phase B').

Wie weiterhin aus dem Vergleich zwischen 1 und 2 ersichtlich ist, ist die Anzugsphase B' bei der Nacheinblasung (t2'-t1') kürzer als die Anzugsphase B bei der Haupteinblasung (t2-t1). Hingegen ist die Boostphase A' bei der Nacheinblasung aufgrund des höheren Booststromniveaus I1' größer als bei der Haupteinblasung, was in 2 durch den Zeitpunkt t1' im Vergleich zum Zeitpunkt t1 bei der Haupteinblasung gezeigt ist.As further from the comparison between 1 and 2 As can be seen, the tightening phase B' during the secondary injection (t2'-t1') is shorter than the tightening phase B during the main injection (t2-t1). On the other hand, the boost phase A' is during the post-injection due to the higher boost current level I1' is larger than with the main injection, which in 2 is shown by the time t1' compared to the time t1 during the main injection.

Durch das höhere Stromniveau I1' bei der Nacheinblasung wird ferner eine erhöhte Öffnungskraft des Magnetaktors bereitgestellt, was durch einen Vergleich der Kraftverläufe K3 zwischen 1 und 2 ersichtlich ist. Dadurch kann der aufgrund des hohen Brennraumdrucks im Gasinjektor fehlende Kraftanteil zum Öffnen des Gasinjektors bei der Nacheinblasung ausgeglichen werden. In der Haltephase C, C' und der Schließphase D, D' bei der Nacheinblasung und bei der Haupteinblasung sind alle vier Kurven K1, K2, K3 und K4 wieder gleich. Bei Bedarf kann aber das Haltestromniveau in der Haltephase C' erhöht werden, um den erhöhten Schließkräften K5 in 2 entgegenzuwirken.The higher current level I1' during the post-injection also provides an increased opening force of the magnetic actuator, which can be confirmed by comparing the force curves K3 between 1 and 2 is visible. This makes it possible to compensate for the missing force needed to open the gas injector during post-injection due to the high combustion chamber pressure in the gas injector. In the holding phase C, C' and the closing phase D, D' during the secondary injection and during the main injection, all four curves K1, K2, K3 and K4 are the same again. If necessary, however, the holding current level in the holding phase C' can be increased in order to accommodate the increased closing forces K5 2 to counteract.

Somit kann durch die Nutzung der Boostspannung für die Anzugsstromregelung in der Anzugsphase B' eine höhere mittlere Spannung und damit auch ein höherer Anzugsstrom I1' für die Nacheinblasung ermöglicht werden. Somit sind höhere Magnetkräfte durch den Magnetaktor möglich, welche die Öffnung des Gasinjektors bei hohen Brennraumdrücken ermöglichen.Thus, by using the boost voltage for the pick-up current control in the pick-up phase B', a higher average voltage and thus also a higher pick-up current I1' can be made possible for the post-injection. This means that higher magnetic forces are possible through the magnetic actuator, which enable the gas injector to open at high combustion chamber pressures.

Im beschriebenen Ausführungsbeispiel ist eine Ansteuervariante mit erhöhtem Booststrom am Ende der Boostphase A' dargestellt. Es sind jedoch auch Ansteuervarianten denkbar, bei denen der Stromverlauf in der Boostphase A' bei der Nacheinblasung gleich wie bei der Haupteinblasung ist und dann der Ausgleich durch die Magnetkraft nur in der Anzugsphase B' mit erhöhtem Strom realisiert wird.In the exemplary embodiment described, a control variant with increased boost current is shown at the end of the boost phase A'. However, control variants are also conceivable in which the current curve in the boost phase A 'during the secondary injection is the same as during the main injection and the compensation is then only realized by the magnetic force in the pick-up phase B' with increased current.

Claims (12)

Verfahren zum Betreiben eines nach außen öffnenden Gasinjektors einer Brennkraftmaschine, welcher einen gasförmigen Brennstoff einbläst und einen Magnetaktor zur Betätigung des Gasinjektors aufweist, wobei bei einer Nacheinblasung, in der der gasförmige Brennstoff nach einer Haupteinblasung in einen Brennraum eingeblasen wird, die nachfolgenden Schritte ausgeführt werden: - Ansteuern des Magnetaktors in einer Boostphase (A') mit kontinuierlicher Erhöhung eines Stroms (I) bis zum Ende der Boostphase (A') für den Magnetaktor, und - Konstanthalten des Stroms (I) in einer Anzugsphase (B') des Magnetaktors auf einem Niveau, das einer maximalen Stromstärke in der Boostphase (A') entspricht, um einen bei der Nacheinblasung des Gasinjektors einen erhöhten Gegendruck im Brennraum durch eine erhöhte Aktorkraft des Magnetaktors auszugleichen.Method for operating an outwardly opening gas injector of an internal combustion engine, which injects a gaseous fuel and has a magnetic actuator for actuating the gas injector, the following steps being carried out during a post-injection in which the gaseous fuel is injected into a combustion chamber after a main injection: - Activating the magnetic actuator in a boost phase (A') with a continuous increase in a current (I) until the end of the boost phase (A') for the magnetic actuator, and - Keeping the current (I) constant in a tightening phase (B') of the magnetic actuator at a level that corresponds to a maximum current intensity in the boost phase (A') in order to achieve an increased back pressure in the combustion chamber during post-injection of the gas injector due to an increased actuator force of the To compensate for the magnetic actuator. Verfahren nach Anspruch 1, wobei in der Boostphase (A') der Nacheinblasung ein gleiches oder höheres Stromniveau vorhanden ist wie in der Haupteinblasung, und wobei insbesondere der erhöhte Strombedarf in der Anzugsphase (B') der Nacheinblasung durch einen Boostkondensator und/oder einen DC/DC-Wandler bereitgestellt wird.Procedure according to Claim 1 , whereby in the boost phase (A') of the post-injection there is an equal or higher current level than in the main injection, and in particular the increased current requirement in the pick-up phase (B') of the post-injection by a boost capacitor and/or a DC/DC converter provided. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Länge der Anzugsphase (B') der Nacheinblasung im Vergleich mit der Haupteinblasung des Gasinjektors reduziert wird.Method according to one of the preceding claims, wherein a length of the start-up phase (B') of the post-injection is reduced in comparison with the main injection of the gas injector. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Länge der Anzugsphase (B') der Nacheinblasung im Vergleich mit der Haupteinblasung des Gasinjektors verlängert wird.Method according to one of the preceding claims, wherein a length of the start-up phase (B') of the post-injection is extended in comparison with the main injection of the gas injector. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Stromniveau in der Boostphase (A') der Nacheinblasung im Vergleich mit der Haupteinblasung des Gasinjektors erhöht wird.Method according to one of the preceding claims, wherein the current level in the boost phase (A') of the post-injection is increased in comparison with the main injection of the gas injector. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Stromniveau in der Boostphase (A') der Nacheinblasung im Vergleich mit der Haupteinblasung des Gasinjektors gleichbleibt.Procedure according to one of the Claims 1 until 4 , whereby the current level in the boost phase (A') of the secondary injection remains the same compared to the main injection of the gas injector. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Länge der Boostphase (A') der Nacheinblasung im Vergleich mit der Haupteinblasung des Gasinjektors verlängert wird.Method according to one of the preceding claims, wherein a length of the boost phase (A') of the post-injection is extended in comparison with the main injection of the gas injector. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Haltephase (C') der Nacheinblasung des Gasinjektors, in der der Gasinjektor offengehalten wird, im Vergleich mit der Haupteinblasung des Gasinjektors verlängert wird.Method according to one of the preceding claims, wherein a holding phase (C') of the post-injection of the gas injector, in which the gas injector is kept open, is extended in comparison to the main injection of the gas injector. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Haltestromniveau in der Haltephase (C') der Nacheinblasung des Gasinjektors, in der der Gasinjektor offengehalten wird, im Vergleich mit der Haupteinblasung des Gasinjektors gleich oder höher ist.Method according to one of the preceding claims, wherein the holding current level in the holding phase (C ') of the post-injection of the gas injector, in which the gas injector is kept open, is the same or higher compared to the main injection of the gas injector. Steuergerät, das dazu eingerichtet ist, Schritte eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche auszuführen.Control device that is set up to carry out steps of a method according to one of the preceding claims. Computerprogramm mit einem Programmcode, der Schritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9 ausführt, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder einer entsprechenden Recheneinheit, beispielsweise auf einem Steuergerät, abläuft.Computer program with a program code that contains steps of a method according to one of the Claims 1 until 9 executes when the computer program runs on a computer or a corresponding computing unit, for example on a control unit. Computerprogrammprodukt mit einem Computerprogramm nach Anspruch 11, das auf einem maschinenlesbaren Datenträger oder Speichermedium gespeichert ist.Computer program product with a computer program Claim 11 , that on one stored on a machine-readable data carrier or storage medium.
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