DE112015001345T5 - Optimalstromantrieb zur Aktorsteuerung - Google Patents

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Abstract

Ein Verfahren zum Betreiben eines elektromechanischen Aktors umfasst ein Betätigungsereignis unter Benutzung einer Stromwellenform für einen Aktor, die durch einen anfänglichen Spitzenanzugsstrom in eine erste Richtung eines Stromflusses, wenn der Aktor in eine betätigte Position angewiesen wird, und einen umgekehrten Spitzenstrom in eine zweite entgegengesetzte Richtung eines Stromflusses, die angewandt wird, nachdem der Aktor in eine Ruheposition angewiesen wird, charakterisiert ist. Der umgekehrte Spitzenstrom weist einen Betrag auf, der größer ist als der Betrag des anfänglichen Spitzenanzugsstromes.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Diese Offenbarung betrifft solenoidaktivierte Aktoren.
  • HINTERGRUND
  • Solenoidaktoren können zum Steuern von Fluiden (Flüssigkeiten und Gasen) oder zum Positionieren oder für Steuerungsfunktionen verwendet werden. Ein typisches Beispiel eines Solenoidaktors ist die Kraftstoffeinspritzvorrichtung. Kraftstoffeinspritzvorrichtungen werden dazu verwendet, unter Druck gesetzten Kraftstoff in einen Verteiler, einen Einlassanschluss oder direkt in eine Brennkammer von Brennkraftmaschinen einzuspritzen. Bekannte Kraftstoffeinspritzvorrichtungen umfassen elektromagnetisch aktivierte Solenoideinrichtungen, die mechanische Federn überwinden, um ein an einer Spitze der Einspritzvorrichtung gelegenes Ventil zu öffnen und somit einen Kraftstofffluss durch dieses hindurch zu gestatten. Einspritzvorrichtungstreiberschaltkreise steuern einen Fluss elektrischen Stromes zu den elektromagnetisch aktivierten Solenoideinrichtungen, um die Einspritzvorrichtungen zu öffnen und zu schließen. Einspritzvorrichtungstreiberschaltkreise können in einer Konfiguration einer Peak-And-Hold-Steuerung oder einer Konfiguration mit gesättigtem Schalter arbeiten.
  • Kraftstoffeinspritzvorrichtungen werden kalibriert, wobei eine Kalibrierung ein Einspritzvorrichtungsaktivierungssignal mit einer Einspritzvorrichtungs-Offenzeit oder Einspritzdauer und einer entsprechenden dosierten oder abgegebenen eingespritzten Kraftstoffmasse umfasst, wobei bei einem vorbestimmten oder bekannten Kraftstoffdruck gearbeitet wird. Ein Einspritzvorrichtungsbetrieb kann in Hinblick auf eingespritzte Kraftstoffmasse pro Kraftstoffeinspritzereignis in Relation zu Einspritzdauer charakterisiert werden. Einspritzvorrichtungscharakterisierung umfasst einen dosierten Kraftstofffluss über einen Bereich zwischen hohem Durchfluss, der einem Kraftmaschinenbetrieb mit hoher Drehzahl und hoher Last zugeordnet ist, und niedrigem Durchfluss, der Leerlaufbedingungen der Kraftmaschine zugeordnet ist.
  • Es ist bekannt, dass eine Kraftmaschinensteuerung Nutzen aus dem Einspritzen einer Mehrzahl von kleinen eingespritzten Kraftstoffmassen in schneller Abfolge zieht. Wenn im Allgemeinen eine Verweilzeit zwischen aufeinanderfolgenden Einspritzereignissen kleiner ist als ein Verweilzeitschwellenwert, führen häufig eingespritzte Kraftstoffmassen von nachfolgenden Kraftstoffeinspritzereignissen zu einem größeren abgegebenen Betrag, als er erwünscht ist, obwohl gleiche Einspritzdauern benutzt werden. Dementsprechend können solche nachfolgenden Kraftstoffeinspritzereignisse instabil werden, was zu einer nicht annehmbaren Wiederholbarkeit führt. Dieses unerwünschte Vorkommnis ist auf das Vorhandensein von Restmagnetfluss innerhalb der Kraftstoffeinspritzvorrichtung zurückzuführen, welcher durch das vorhergehende Kraftstoffeinspritzereignis erzeugt wird und eine gewisse Unterstützung für das unmittelbar nachfolgende Kraftstoffeinspritzereignis bietet. Der Restmagnetfluss wird in Ansprechen auf anhaltende Wirbelströme und magnetische Hysterese innerhalb der Kraftstoffeinspritzvorrichtung infolge einer Verschiebung eingespritzter Kraftstoffmassenraten, die unterschiedliche anfängliche Werte von magnetischem Fluss erfordern, erzeugt.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Ein Verfahren zum Betreiben eines elektromagnetischen Aktors umfasst ein Betätigungsereignis, das eine Stromwellenform für den Aktor benutzt, die sich durch einen anfänglichen Spitzenanzugsstrom in eine erste Richtung eines Stromflusses, wenn der Aktor in eine betätigte Position angewiesen wird; und einen umgekehrten Spitzenstrom in eine zweite entgegengesetzte Richtung eines Stromflusses, der angewandt wird, nachdem der Aktor in eine Ruheposition angewiesen wird, auszeichnet. Der umgekehrte Spitzenstrom weist einen Betrag auf, der größer ist als der Betrag des anfänglichen Spitzenanzugsstroms.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Es werden nun eine oder mehrere Ausführungsformen beispielhaft anhand der begleitenden Zeichnungen beschrieben, in welchen:
  • 1-1 eine schematische Schnittansicht einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung und eines Aktivierungscontrollers gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
  • 1-2 eine schematische Schnittansicht des Aktivierungscontrollers von 1-1 gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
  • 1-3 eine schematische Schnittansicht eines Einspritzvorrichtungstreibers der 1-1 und 1-2 gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
  • 2 eine nicht einschränkende beispielhafte erste graphische Darstellung 1000 von gemessenem Strom und Kraftstoffdurchfluss und eine nicht einschränkende beispielhafte zweite graphische Darstellung 1010 von gemessenen Haupterregungsspulen- und Suchspulenspannungen für zwei aufeinanderfolgende Kraftstoffeinspritzereignisse mit identischen Strompulsen, die eine Verweilzeit getrennt sind, die keine enge Beabstandung anzeigt, gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
  • 3 eine nicht einschränkende beispielhafte erste graphische Darstellung 1020 von gemessenem Strom und Kraftstoffdurchfluss und eine nicht einschränkende beispielhafte zweite graphische Darstellung 1030 von gemessenen Haupterregungsspulen- und Suchspulenspannungen für zwei aufeinanderfolgende Kraftstoffeinspritzereignisse mit identischen Strompulsen, die eine Verweilzeit getrennt sind, die eine enge Beabstandung anzeigt, gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
  • 4 eine nicht einschränkende beispielhafte graphische Darstellung 400 von simuliertem Strom und Einspritzvorrichtungsbefehlen für zwei aufeinanderfolgende Kraftstoffeinspritzereignisse, die jeweils eine Optimalstromwellenform aufweisen, gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
  • 5 eine nicht einschränkende beispielhafte graphische Darstellung 500 von simuliertem Strom und Einspritzvorrichtungsbefehlen für eine Mehrzahl von Optimalstromwellenformen, die jeweils einen unterschiedlichen Betrag eines negativen Spitzenstromes für zwei aufeinanderfolgende Kraftstoffeinspritzereignisse aufweisen, gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
  • 6 nicht einschränkende beispielhafte graphische Darstellungen 600 und 610 von simuliertem Magnetfluss und Einspritzvorrichtungsbefehlen für entsprechende der Mehrzahl von Optimalstromwellenformen für die zwei aufeinanderfolgenden Kraftstoffeinspritzereignisse der nicht einschränkenden beispielhaften graphischen Darstellung 500 von 5 gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
  • 7 nicht einschränkende beispielhafte graphische Darstellungen 700 und 710 von simulierter Ankerkraft und Einspritzvorrichtungsbefehlen für entsprechende der Mehrzahl von Optimalstromwellenformen für die zwei aufeinanderfolgenden Kraftstoffeinspritzereignisse der nicht einschränkenden beispielhaften graphischen Darstellung 500 von 5 gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
  • 8 nicht einschränkende beispielhafte graphische Darstellungen 800 und 810 von simulierter Ankerposition und Einspritzvorrichtungsbefehlen für entsprechende der Mehrzahl von Optimalstromwellenformen für die zwei aufeinanderfolgenden Kraftstoffeinspritzereignisse der nicht einschränkenden beispielhaften graphischen Darstellung 500 von 5 gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
  • 9 nicht einschränkende beispielhafte graphische Darstellungen 900 und 910 von simulierter Zapfenposition und Einspritzvorrichtungsbefehlen für entsprechende der Mehrzahl von Optimalstromwellenformen für die zwei aufeinanderfolgenden Kraftstoffeinspritzereignisse der nicht einschränkenden beispielhaften graphischen Darstellung 500 von 5 gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht; und
  • 10 eine nicht einschränkende beispielhafte graphische Darstellung 1100 von simuliertem Strom- und Einspritzvorrichtungsbefehlen für zwei aufeinanderfolgende Kraftstoffeinspritzereignisse mit Optimalstromwellenformen, deren Polarität abwechseln, gemäß der
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Diese Offenbarung beschreibt die Konzepte des vorliegend beanspruchten Gegenstandes mit Bezug auf eine beispielhafte Anwendung auf Kraftstoffeinspritzvorrichtungen mit linearer Bewegung. Jedoch ist der beanspruchte Gegenstand breiter auf jeden linearen oder nicht linearen elektromagnetischen Aktor anwendbar, der eine elektrische Spule zum Induzieren eines Magnetfeldes innerhalb eines magnetischen Kerns anwendet, was dazu führt, dass eine Anziehungskraft auf einen beweglichen Anker wirkt. Typische Beispiele umfassen Fluidsteuersolenoide, Benzin- oder Diesel- oder CNG-Kraftstoffeinspritzvorrichtungen, die bei Brennkraftmaschinen angewandt werden, und nicht fluidische Solenoidaktoren zum Positionieren und zur Steuerung.
  • Nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, wobei die Darstellungen lediglich zu dem Zweck der Veranschaulichung bestimmter beispielhafter Ausführungsformen und nicht zu dem Zweck, selbige einzuschränken, dienen, veranschaulicht 1-1 schematisch eine nicht einschränkende beispielhafte Ausführungsform einer elektromagnetisch aktivierten Direkteinspritzungs-Kraftstoffeinspritzvorrichtung 10. Obgleich eine elektromagnetisch aktivierte Direkteinspritzungs-Kraftstoffeinspritzvorrichtung in der veranschaulichten Ausführungsform dargestellt ist, ist gleichermaßen eine Schlitzeinspritzungs-Kraftstoffeinspritzvorrichtung anwendbar. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 10 ist ausgestaltet, um Kraftstoff direkt in eine Brennkammer 100 einer Brennkraftmaschine einzuspritzen. Ein Aktivierungscontroller 80 ist elektrisch funktional mit der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 10 zur Steuerung ihrer Aktivierung verbunden. Der Aktivierungscontroller 80 entspricht nur der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 10. In der veranschaulichten Ausführungsform umfasst der Aktivierungscontroller 80 ein Steuermodul 60 und einen Einspritzvorrichtungstreiber 50. Das Steuermodul 60 ist elektrisch funktional mit dem Einspritzvorrichtungstreiber 50 verbunden, der elektrisch funktional mit der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 10 verbunden ist, um deren Aktivierung zu steuern. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 10, das Steuermodul 60 und der Einspritzvorrichtungstreiber 50 können jegliche geeignete Einrichtungen sein, die ausgestaltet sind, um wie hierin beschrieben zu arbeiten. In der veranschaulichten Ausführungsform umfasst das Steuermodul 60 eine Verarbeitungseinrichtung. In einer Ausführungsform sind eine oder mehrere Komponenten des Aktivierungscontrollers 80 in einer Verbindungsbaugruppe 36 der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 36 integriert. In einer anderen Ausführungsform sind eine oder mehrere Komponenten des Aktivierungscontrollers 80 in einen Körper 12 der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 10 integriert. In einer nochmals anderen Ausführungsform sind eine oder mehrere Komponenten des Aktivierungscontrollers 80 außerhalb von und in enger Nähe zu der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 10 und elektrisch funktional mit der Verbindungsbaugruppe 36 über ein oder mehrere Kabel und/oder Drähte verbunden. Die Begriffe "Kabel" und "Draht" werden hierin austauschbar verwendet, um eine Übertragung von elektrischer Leistung und/oder eine Übertragung von elektrischen Signalen vorzusehen.
  • Steuermodul, Modul, Steuerung, Controller, Steuereinheit, Prozessor und ähnliche Begriffe bedeuten irgendeine oder verschiedene Kombinationen von einem oder mehreren von einem anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis/anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreisen (ASIC), einem elektronischen Schaltkreis/elektronischen Schaltkreisen, einer zentralen Verarbeitungseinheit/zentralen Verarbeitungseinheiten (vorzugsweise einem Mikroprozessor/Mikroprozessoren) und zugehörigem Speicher und Ablage (Nur-Lese-, programmierbarem Nur-Lese-, Direktzugriffs-, Festplatten- usw.), die eine oder mehrere Software- oder Firmwareprogramme oder -routinen ausführt/ausführen, einem kombinatorischen logischen Schaltkreis/kombinatorischen logischen Schaltkreisen, einem Eingabe/Ausgabe-Schaltkreis/Eingabe/Ausgabe-Schaltkreisen und -Einrichtungen, einer geeigneten Signalaufbereitungs- und Pufferschaltung und anderen Komponenten, um die beschriebene Funktionalität zur Verfügung zu stellen. Software, Firmware, Programme, Anweisungen, Routinen, Code, Algorithmen und ähnliche Begriffe bedeuten jegliche Anweisungssätze, die Kalibrierungen und Nachschlagetabellen einschließen. Das Steuermodul weist einen Satz Steuerroutinen auf, die ausgeführt werden, um die gewünschten Funktionen zu erfüllen. Routinen werden, wie etwa durch eine zentrale Verarbeitungseinheit, ausgeführt und dienen dazu, Eingänge von Erfassungseinrichtungen und anderen vernetzten Steuermodulen zu überwachen, und Steuer- und Diagnoseroutinen auszuführen, um den Betrieb von Aktoren zu steuern. Routinen können in regelmäßigen Intervallen, z.B. alle 3,125, 6,25, 12,5, 25 und 100 Millisekunden während des fortwährenden Kraftmaschinen- und Fahrzeugbetriebes ausgeführt werden. Alternativ können Routinen in Ansprechen auf das Auftreten eines Ereignisses ausgeführt werden.
  • Im Allgemeinen ist ein Anker in eine betätigte Position oder eine statische oder Ruheposition steuerbar. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 10 kann jede geeignete diskrete Kraftstoffeinspritzeinrichtung sein, die in eine offene (betätigte) Position oder eine geschlossene Position (statische oder Ruheposition) steuerbar ist. In einer Ausführungsform umfasst die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 10 einen zylindrisch geformten, hohlen Körper 12, der eine Längsachse 101 definiert. Ein Kraftstoffeinlass 15 ist an einem ersten Ende 14 des Körpers 12 gelegen, und eine Kraftstoffdüse 28 (die Kraftstoffdüse kann eine einzelne Öffnung oder mehrere Löcher in dem Fall eines kugelförmigen Ventils sein), ist an einem zweiten Ende 16 des Körpers 12 gelegen. Der Kraftstoffeinlass 15 ist fluidtechnisch mit einer Hochdruckkraftstoffleitung 30 gekoppelt, die fluidtechnisch mit einer Hochdruckeinspritzpumpe gekoppelt ist. Eine Ventilbaugruppe 18 ist in dem Körper 12 enthalten und umfasst ein Nadelventil 20, einen federaktivierten Zapfen 22 und einen Ankerabschnitt 21. Das Nadelventil 20 sitzt eingreifend in der Kraftstoffdüse 28, um den Kraftstoffdurchfluss dort hindurch zu steuern. Obgleich die veranschaulichte Ausführungsform ein dreieckig geformtes Nadelventil 20 zeigt, können andere Ausführungsformen eine Kugel benutzen. In einer Ausführungsform ist der Ankerabschnitt 21 fest mit dem Zapfen 22 gekoppelt und ausgestaltet, um sich linear als eine Einheit mit dem Zapfen 22 und den Nadelventil 20 in eine erste bzw. zweite Richtung 81, 82 zu verlagern. In einer anderen Ausführungsform kann der Ankerabschnitt 21 verschiebbar mit dem Zapfen 22 gekoppelt sein. Zum Beispiel kann der Ankerabschnitt 21 in die erste Richtung 81 gleiten, bis er durch einen Zapfenanschlag, der fest an dem Zapfen 22 angebracht ist, gestoppt wird. Gleichermaßen kann der Ankerabschnitt 21 unabhängig von dem Zapfen 22 in die zweite Richtung 82 gleiten, bis er mit einem Zapfenanschlag, der fest an dem Zapfen 22 angebracht ist, in Kontakt gelangt. Nach Kontakt mit dem Zapfenanschlag, der fest an dem Zapfen 22 angebracht ist, bewirkt die Kraft des Ankerabschnitts 21, dass der Zapfen 22 mit dem Ankerabschnitt 22 in die zweite Richtung 82 gedrängt wird. Der Ankerabschnitt 21 kann Vorsprünge umfassen, um mit verschiedenen Anschlägen innerhalb der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 10 in Eingriff zu gelangen.
  • Eine Ringelektromagnetbaugruppe 24, die eine elektrische Spule und einen magnetischen Kern umfasst, ist ausgestaltet, um magnetisch mit dem Ankerabschnitt 21 der Ventilbaugruppe in Eingriff zu stehen. Die Baugruppe aus elektrischer Spule und magnetischem Kern 24 ist zu Veranschaulichungszwecken außerhalb des Körpers der Kraftstoffeinspritzvorrichtung dargestellt, jedoch sind Ausführungsformen hierin darauf gerichtet, dass die Baugruppe aus elektrischer Spule und magnetischem Kern 24 mit der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 10 entweder integral ist oder in diese integriert ist. Die elektrische Spule ist auf den magnetischen Kern gewickelt und umfasst Anschlüsse zur Aufnahme elektrischen Stromes von dem Einspritzvorrichtungstreiber 50. Nachstehend wird die "Baugruppe aus elektrischer Spule und magnetischem Kern" einfach als eine "elektrische Spule 24" bezeichnet. Wenn die elektrische Spule 24 deaktiviert und abgeregt ist, drängt die Feder 26 die Ventilbaugruppe 18, die das Nadelventil 20 umfasst, in Richtung der Kraftstoffdüse 28 in die erste Richtung 81, um das Nadelventil 20 zu schließen und einen Kraftstoffdurchfluss dort hindurch zu verhindern. Wenn die elektrische Spule 24 aktiviert und erregt wird, wirkt die elektromagnetische Kraft (nachstehend "magnetische Kraft") auf den Ankerabschnitt 21, um die Federkraft zu überwinden, die durch die Feder 26 ausgeübt wird, und drängt die Ventilbaugruppe 18 in die zweite Richtung 82, wobei das Nadelventil 20 von der Kraftstoffdüse 28 wegbewegt wird und eine Strömung von unter Druck gesetztem Kraftstoff innerhalb der Ventilbaugruppe 18 zugelassen wird, sodass sie durch die Kraftstoffdüse 28 gelangt. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 10 kann einen Anschlag 29 umfassen, der mit der Ventilbaugruppe 18 in Wechselwirkung steht, um eine Verlagerung der Ventilbaugruppe 18 zu stoppen, wenn sie gedrängt wird, um zu öffnen. In einer Ausführungsform ist ein Drucksensor 32 ausgestaltet, um einen Kraftstoffdruck 34 in der Hochdruckkraftstoffleitung 30 proximal zu der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 10, vorzugsweise stromaufwärts von der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 10 zu erhalten. In einer anderen Ausführungsform kann ein Drucksensor in den Einlass 15 der Kraftstoffeinspritzvorrichtung anstelle des Drucksensors 32 in der Kraftstoffschiene 30 oder in Kombination mit dem Drucksensor integriert sein. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 10 ist in der veranschaulichten Ausführungsform von 1-1 nicht auf die räumliche und geometrische Anordnung der hierin beschriebenen Merkmale begrenzt und kann zusätzliche Merkmale und/oder andere räumliche und geometrische Anordnungen, die in der Technik bekannt sind, zum Betreiben der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 10 zwischen offenen und geschlossenen Positionen zum Steuern der Abgabe von Kraftstoff an die Kraftmaschine 100 umfassen.
  • Das Steuermodul 60 erzeugt ein Einspritzvorrichtungsbefehlssignal 52, das den Einspritzvorrichtungstreiber 50 steuert, der die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 10 in die offene Position aktiviert, um das Kraftstoffeinspritzereignis zu bewirken. In der veranschaulichten Ausführungsform kommuniziert das Steuermodul 60 mit einem oder mehrere externen Steuermodulen, wie etwa einem Kraftmaschinensteuermodul (ECM) 5; jedoch kann das Steuermodul 60 in anderen Ausführungsformen integral in dem ECM sein. Das Einspritzvorrichtungsbefehlssignal 52 korreliert mit einer gewünschten Kraftstoffmasse, die von der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 10 während des Kraftstoffeinspritzereignisses abgegeben werden soll. Ähnlich kann das Einspritzvorrichtungsbefehlssignal 52 mit einem gewünschten Kraftstoffdurchfluss korrelieren, der von der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 10 während des Kraftstoffeinspritzereignisses abgegeben werden soll. Wie es hierin verwendet wird, bezieht sich der Begriff "gewünschte eingespritzte Kraftstoffmasse" auf die gewünschte Kraftstoffmasse, die von der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 10 an die Kraftmaschine abgegeben werden soll. So wie es hierin verwendet wird, bezieht sich der Begriff "gewünschter Kraftstoffdurchfluss" auf die Rate, mit welcher Kraftstoff an die Kraftmaschine durch die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 10 abgegeben werden soll, um die gewünschte Kraftstoffmasse zu erreichen. Die gewünschte eingespritzte Kraftstoffmasse kann auf einem oder mehreren überwachten Eingangsparametern 51 beruhen, die in das Steuermodul 60 oder ECM 5 eingegeben werden. Der eine oder die mehreren überwachten Eingangsparameter 51 können umfassen, sind aber nicht darauf beschränkt, eine Bedienerdrehmomentanforderung, Krümmerabsolutdruck (MAP), Kraftmaschinendrehzahl, Kraftmaschinentemperatur, Kraftstofftemperatur und Umgebungstemperatur, die durch bekannte Verfahren erhalten werden. Der Einspritzvorrichtungstreiber 50 erzeugt ein Einspritzvorrichtungsaktivierungssignal 75 in Ansprechen auf das Einspritzvorrichtungsbefehlssignal 52, um die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 10 zu aktivieren. Das Einspritzvorrichtungsaktivierungssignal 75 steuert den Stromfluss zu der elektrischen Spule 24, um eine elektromagnetische Kraft in Ansprechen auf das Einspritzvorrichtungsbefehlssignal 52 zu erzeugen. Eine elektrische Leistungsquelle 40 stellt eine Quelle für elektrische DC-Leistung für den Einspritzvorrichtungstreiber 50 zur Verfügung. In manchen Ausführungsformen liefert die elektrische DC-Leistungsquelle eine niedrige Spannung, z.B. 12 V, und ein Verstärkungswandler kann benutzt werden, um eine hohe Spannung, z.B. 24 V bis 200 V, auszugeben, die dem Einspritzvorrichtungstreiber 50 zugeführt wird. Bei Aktivierung unter Verwendung des Einspritzvorrichtungsaktivierungssignals 75 drängt die elektromagnetische Kraft, die durch die elektrische Spule 24 erzeugt wird, den Ankerabschnitt 21 in die zweite Richtung 82. Wenn der Ankerabschnitt 21 in die zweite Richtung 82 gedrängt wird, wird folglich bewirkt, dass die Ventilbaugruppe 18 in die zweite Richtung 81 in eine offene Position gedrängt wird oder sich dorthin verlagert, was zulässt, dass unter Druck gesetzter Kraftstoff dort hindurch strömen kann. Der Einspritzvorrichtungstreiber 50 steuert das Einspritzvorrichtungsaktivierungssignal 75 zu der elektrischen Spule 24 durch irgendein geeignetes Verfahren, das z.B. pulsweitenmodulierten (PWM) elektrischen Leistungsfluss einschließt. Der Einspritzvorrichtungstreiber 50 ist ausgestaltet, um die Aktivierung der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 10 durch Erzeugen geeigneter Einspritzvorrichtungsaktivierungssignale 75 zu steuern. In Ausführungsformen, die eine Mehrzahl von aufeinander folgenden Kraftstoffeinspritzereignissen für einen gegebenen Kraftmaschinenzyklus anwenden, kann ein Einspritzvorrichtungsaktivierungssignal 75, das für jedes der Kraftstoffeinspritzereignisse innerhalb des Kraftmaschinenzyklus fest ist, erzeugt werden.
  • Das Einspritzvorrichtungsaktivierungssignal 75 ist durch eine Einspritzdauer und eine Stromwellenform, die einen anfänglichen Spitzenanzugsstrom und einen sekundären Haltestrom umfasst, charakterisiert. Der anfängliche Spitzenanzugsstrom ist durch einen stetigen Anstieg zum Erreichen eines Spitzenstroms, der wie hierin beschrieben, gewählt sein kann, charakterisiert. Der anfängliche Spitzenanzugsstrom erzeugt eine elektromagnetische Kraft, die auf den Ankerabschnitt 21 der Ventilbaugruppe 18 wirkt, um die Federkraft zu überwinden und die Ventilbaugruppe 18 in die zweite Richtung 82 in die offene Position zu drängen, wobei eine Strömung von unter Druck gesetztem Kraftstoff durch die Kraftstoffdüse 28 eingeleitet wird. Wenn der anfängliche Spitzenanzugsstrom erreicht ist, verringert der Einspritzvorrichtungstreiber 50 den Strom in der elektrischen Spule 24 auf den sekundären Haltestrom. Der sekundäre Haltestrom ist durch einen in etwa stetigen Strom, der kleiner ist als der anfängliche Spitzenanzugsstrom, charakterisiert. Der sekundäre Haltestrom ist ein Strompegel, der durch den Einspritzvorrichtungstreiber 50 gesteuert wird, um die Ventilbaugruppe 18 in der offenen Position zu halten und somit die Strömung von unter Druck gesetztem Kraftstoff durch die Kraftstoffdüse 28 fortzusetzen. Der sekundäre Haltestrom wird bevorzugt durch einen minimalen Strompegel angegeben. Wenn sehr kleine Kraftstoffmengen erforderlich sind, wird die Aktivierungsstromwellenform ihre Spitze nicht erreichen, und die Stromhaltephase wird in diesem Fall weggelassen. Der Einspritzvorrichtungstreiber 50 ist als ein bidirektionaler Stromtreiber ausgestaltet, der in der Lage ist, einen negativen Stromfluss zum Ziehen von Strom aus der elektrischen Spule 24 zur Verfügung zu stellen. Wie es hierin verwendet wird, bezieht sich der Begriff "negativer Stromfluss" auf die Richtung des Stromflusses um die Erregung der elektrischen Spule umzukehren. Dementsprechend werden die Begriffe "negativer Stromfluss" und "umgekehrter Stromfluss" hierin austauschbar verwendet.
  • Ausführungsformen hierin sind auf die Steuerung der Kraftstoffeinspritzvorrichtung für eine Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzereignissen gerichtet, die während eines Kraftmaschinenzyklus eng beabstandet sind. So wie es hierin verwendet wird, bezieht sich der Begriff "eng beabstandet" auf eine Verweilzeit zwischen jedem aufeinander folgenden Kraftstoffeinspritzereignis, die kleiner ist als ein vorbestimmter Verweilzeitschwellenwert. So wie es hierin verwendet wird, bezieht sich der Begriff "Verweilzeit" auf einen Zeitraum zwischen einem Ende einer Einspritzung für das erste Kraftstoffeinspritzereignis (Aktorereignis) und einem Start einer Einspritzung für ein entsprechendes zweites Kraftstoffeinspritzereignis (Aktorereignis) von jedem fortlaufenden Paar von Kraftstoffeinspritzereignissen. Der Verweilzeitschwellenwert kann gewählt sein, um einen Zeitraum zu definieren, sodass Verweilzeiten, die kürzer sind als der Verweilzeitschwellenwert, eine Erzeugung von Instabilität und/oder Abweichungen im Betrag der eingespritzten Kraftstoffmasse, die für jedes der Kraftstoffeinspritzereignisse abgegeben wird, anzeigen. Die Instabilität und/oder Abweichungen des Betrages der eingespritzten Kraftstoffmasse können in Ansprechen auf die Anwesenheit sekundärer magnetischer Effekte vorliegen. Die sekundären magnetischen Effekte umfassen anhaltende Wirbelströme und magnetische Hysterese innerhalb der Kraftstoffeinspritzvorrichtung und einen darauf beruhenden Restfluss. Die anhaltenden Wirbelströme und magnetische Hysterese sind aufgrund von Übergängen von Anfangsflusswerten zwischen den eng beabstandeten Kraftstoffeinspritzereignissen vorhanden. Dementsprechend ist der Verweilzeitschwellenwert nicht durch irgendeinen festen Wert definiert, und seine Auswahl kann auf Kraftstofftemperatur, Kraftstoffeinspritzvorrichtungstemperatur, Kraftstoffeinspritzvorrichtungstyp, Kraftstoffdruck und Kraftstoffeigenschaften, wie etwa Kraftstofftypen und Kraftstoffmischungen, beruhen, ist aber nicht darauf beschränkt. So wie es hierin verwendet wird, bezieht sich der Begriff "Fluss" auf magnetischen Fluss, der das gesamte magnetische Feld angibt, das durch die elektrische Spule 24 erzeugt wird und durch den Ankerabschnitt hindurch verläuft. Da die Windungen der elektrischen Spule 24 den magnetischen Fluss in dem magnetischen Kern verketten, kann dieser Fluss daher mit der Flussverkettung gleichgesetzt werden. Die Flussverkettung beruht auf der Flussdichte, die durch den Ankerabschnitt hindurch verläuft, die Oberfläche des Ankerabschnitts benachbart zu dem Luftspalt und der Anzahl von Windungen der Spule 24. Dementsprechend werden die Begriffe "Fluss", "magnetischer Fluss" und "Flussverkettung" hierin austauschbar verwendet, es sei denn, es ist anders angegeben.
  • Für Kraftstoffeinspritzereignisse, die nicht eng beabstandet sind, kann eine feste Stromwellenform unabhängig von der Verweilzeit für jedes Kraftstoffeinspritzereignis benutzt werden, weil das erste Kraftstoffeinspritzereignis eines fortlaufenden Paares wenig Einfluss auf die abgegebene eingespritzte Kraftstoffmasse des zweiten Kraftstoffeinspritzereignisses des fortlaufenden Paares hat. Jedoch kann das erste Kraftstoffeinspritzereignis gegenüber dem Einfluss der abgegebenen eingespritzten Kraftstoffmasse des zweiten Kraftstoffeinspritzereignisses und/oder weiterer nachfolgender Kraftstoffeinspritzereignisse anfällig sein, wenn das erste und zweite Kraftstoffeinspritzereignis eng beabstandet sind und eine feste Stromwellenform benutzt wird. Jedes Mal, wenn ein Kraftstoffeinspritzereignis durch ein oder mehrere vorhergehende Kraftstoffeinspritzereignisse eines Kraftmaschinenzyklus beeinflusst wird, kann die jeweilige abgegebene eingespritzte Kraftstoffmasse des entsprechenden Kraftstoffeinspritzereignisses zu einer nicht annehmbaren Wiederholbarkeit über den Verlauf einer Mehrzahl von Kraftmaschinenzyklen führen, und die fortlaufenden Kraftstoffeinspritzereignisse werden als eng beabstandet angesehen. Allgemeiner werden jegliche fortlaufende Aktorereignisse, bei denen ein Restfluss von dem vorhergehenden Aktorereignis das Leistungsvermögen des nachfolgenden Aktorereignisses relativ zu einem Standard, zum Beispiel relativ zu dem Leistungsvermögen bei Fehlen von Restfluss, beeinflusst, als eng beabstandet angesehen.
  • 2 veranschaulicht eine nicht einschränkende beispielhafte erste graphische Darstellung 1000 von gemessenem Strom und Kraftstoffdurchfluss und eine nicht einschränkende beispielhafte zweite graphische Darstellung 1010 von gemessenen Haupterregungsspulen- und Suchspulenspannungen für zwei aufeinander folgende Kraftstoffeinspritzereignisse mit identischen Strompulsen, die eine Verweilzeit getrennt sind, die keine enge Beabstandung anzeigt, gemäß der vorliegenden Offenbarung. Die gestrichelte vertikale Linie 1001, die sich durch jede der graphischen Darstellungen 1000 und 1010 erstreckt, stellt einen ersten Zeitpunkt dar, bei dem ein Ende einer Einspritzung für das erste Kraftstoffeinspritzereignis auftritt, und eine gestrichelte vertikale Linie 1002 stellt einen zweiten Zeitpunkt dar, bei dem ein Start einer Einspritzung für das zweite Kraftstoffeinspritzereignis auftritt. Die Verweilzeit 1003 stellt einen Zeitraum zwischen den gestrichelten vertikalen Linien 1001 und 1002 dar, die das erste und zweite Kraftstoffeinspritzereignis trennt. In der veranschaulichten Ausführungsform übersteigt die Verweilzeit einen Verweilzeitschwellenwert. Somit zeigen das erste und zweite Kraftstoffeinspritzereignis keine enge Beabstandung an.
  • Unter Bezugnahme auf die erste graphische Darstellung 1000 sind die gemessenen Strom- und Durchflussprofile 1011 bzw. 1012 jeweils für die zwei Kraftstoffeinspritzereignisse veranschaulicht. Die vertikale Y-Achse entlang der linken Seite der graphischen Darstellung 1000 bezeichnet einen elektrischen Strom in Ampere (A), und die vertikale Y-Achse entlang der rechten Seite der graphischen Darstellung 1000 bezeichnet einen Kraftstoffdurchfluss in Milligramm (mg) pro Millisekunden (s). Das gemessene Stromprofil 1011 ist für jedes der Kraftstoffeinspritzereignisse im Wesentlichen identisch. Gleichermaßen ist das gemessene Kraftstoffdurchflussprofil 1012 für jedes der Kraftstoffeinspritzereignisse aufgrund dessen, dass die Kraftstoffeinspritzereignisse keine enge Beabstandung anzeigen, im Wesentlichen identisch.
  • Unter Bezugnahme auf die zweite graphische Darstellung 1010 sind die Haupterregungsspulen- und Suchspulenspannungsprofile 1013 bzw. 1014 jeweils für die zwei Kraftstoffeinspritzereignisse veranschaulicht. Die gemessene Hauptspulenspannung kann eine gemessene Spannung der elektromagnetischen Spule 24 von 1-1 darstellen, und die gemessene Suchspulenspannung kann eine gemessene Spannung einer Suchspule darstellen, die magnetisch mit der elektromagnetischen Spule 24 von 1-1 wechselseitig gekoppelt ist. Die vertikale Y-Achse der graphischen Darstellung 1010 bezeichnet Spannung (V). Wenn die Haupterregungsspule erregt ist, kann dementsprechend der magnetische Fluss, der durch die Haupterregungsspule erzeugt wird, mit der Suchspule aufgrund der wechselseitigen magnetischen Kopplung verkettet sein. Das gemessene Suchspulenspannungsprofil 1014 zeigt die Spannung an, die in der Suchspule induziert wird, welche proportional zu der Änderungsrate der wechselseitigen Flussverkettung ist. Die gemessenen Haupterregungsspulen- und Suchspulenspannungsprofile 1013 bzw. 1014 der graphischen Darstellung 1010 sind im Wesentlichen für jedes der ersten und zweiten Kraftstoffeinspritzereignisse, die keine Beabstandung anzeigen, identisch.
  • 3 veranschaulicht eine nicht einschränkende beispielhafte erste graphische Darstellung 1020 von gemessenem Strom und Kraftstoffdurchfluss und eine nicht einschränkende beispielhafte zweite graphische Darstellung 1030 von gemessenen Haupterregungsspulen- und Suchspulenspannungen für zwei aufeinanderfolgende Kraftstoffeinspritzereignisse mit identischen Strompulsen, die eine Verweilzeit getrennt sind, die eine enge Beabstandung anzeigt, gemäß der vorliegenden Offenbarung. Die horizontale X-Achse in jeder der graphischen Darstellungen 1020 und 1030 bezeichnet die Zeit in Sekunden (s). Die gestrichelte vertikale Linie 1004, die sich durch jede der graphischen Darstellungen 1020 und 1030 erstreckt, stellt einen ersten Zeitpunkt dar, bei dem ein Ende einer Einspritzung für das erste Kraftstoffeinspritzereignis auftritt, und die gestrichelte vertikale Linie 1005 stellt einen zweiten Zeitpunkt dar, bei dem ein Start einer Einspritzung für das zweite Kraftstoffeinspritzereignis auftritt. Die Verweilzeit 1006 stellt einen Zeitraum zwischen den gestrichelten vertikalen Linien 1004 und 1005 dar, der das erste und zweite Kraftstoffeinspritzereignis trennt. In der veranschaulichten Ausführungsform ist die Verweilzeit kürzer als ein Verweilzeitschwellenwert. Somit zeigen das erste und zweite Kraftstoffeinspritzereignis eine enge Beabstandung an.
  • Unter Bezugnahme auf die erste graphische Darstellung 1020 sind die gemessenen Strom- und Durchflussprofile 1021 bzw. 1022 jeweils für die zwei Kraftstoffeinspritzereignisse veranschaulicht. Die vertikale Y-Achse entlang der linken Seite der graphischen Darstellung 1020 bezeichnet den elektrischen Strom in Ampere (A), und die vertikale Y-Achse entlang der rechten Seite der graphischen Darstellung 1020 bezeichnet den Kraftstoffdurchfluss in Milligramm (mg) pro Millisekunde (s). Das gemessene Stromprofil 1021 ist im Wesentlichen für jedes der Kraftstoffeinspritzereignisse identisch. Jedoch veranschaulicht das gemessene Durchflussprofil 1022 eine Schwankung in dem gemessenen Kraftstoffdurchfluss zwischen jedem der ersten und zweiten Kraftstoffeinspritzereignisse, obwohl die gemessenen Stromprofile im Wesentlichen identisch sind. Diese Varianz des gemessenen Kraftstoffdurchflusses ist eng beabstandeten Kraftstoffeinspritzereignissen inhärent und führt unerwünschterweise dazu, dass eine eingespritzte Kraftstoffmasse, die bei dem zweiten Kraftstoffeinspritzereignis abgegeben wird, sich von einer eingespritzten Kraftstoffmasse unterscheidet, die bei dem ersten Kraftstoffeinspritzereignis abgegeben wird.
  • Unter Bezugnahme auf die zweite graphische Darstellung 1030 sind gemessene Haupterregungsspulen- und Suchspulenspannungsprofile 1023 bzw. 1024 jeweils für die zwei Kraftstoffeinspritzereignisse veranschaulicht. Die gemessene Hauptspulenspannung kann eine gemessene Spannung der elektrischen Spule 24 von 1-1 darstellen, und die gemessene Suchspulenspannung kann eine gemessene Spannung einer Suchspule darstellen, die wechselseitig magnetisch mit der elektrischen Spule 24 von 1-1 gekoppelt ist. Die vertikale Y-Achse der graphischen Darstellung 1030 bezeichnet die Spannung (V). Dementsprechend, wenn die Haupterregungsspule erregt ist, kann magnetischer Fluss, der durch die Haupterregungsspule erzeugt wird, mit der Suchspule aufgrund der wechselseitigen magnetischen Kopplung verkettet sein. Das gemessene Suchspulenspannungsprofil 1024 zeigt die in der Suchspule induzierte Spannung an, die proportional zu der Änderungsrate der wechselseitigen Flussverkettung ist. Die gemessenen Haupterregungsspulen- und Suchspulenspannungsprofile 1023 bzw. 1024 der graphischen Darstellung 1030 fluktuieren während des zweiten Einspritzereignisses im Vergleich mit dem ersten Kraftstoffeinspritzereignis. Diese Fluktuation zeigt die Anwesenheit von Restfluss oder magnetischem Fluss, wenn die Einspritzereignisse eng beabstandet sind. Unter Bezugnahme auf die graphische Darstellung 1010 von 2 fluktuieren die gemessenen Haupterregungsspulen- und Suchspulenspannungsprofile 1013 bzw. 1014 während des zweiten Einspritzereignisses jeweils nicht im Vergleich mit dem ersten Kraftstoffeinspritzereignis, wenn das erste und zweite Kraftstoffeinspritzereignis nicht eng beabstandet sind.
  • Unter erneuter Bezugnahme auf 1-1 sind beispielhafte Ausführungsformen weiter darauf gerichtet, ein Rückkopplungssignal/Rückkopplungssignale 42 von der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 10 zurück zu dem Steuermodul 60 und/oder dem Einspritzvorrichtungstreiber 50 zu liefern. Nachstehend detaillierter beschriebene Sensoreinrichtungen können in die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 10 zum Messen verschiedener Kraftstoffeinspritzvorrichtungsparameter integriert sein, um die Flussverkettung der elektrischen Spule 24, der Spannung der elektrischen Spule 24 und des Stromes durch die elektrische Spule 24 zu erhalten. Ein Stromsensor kann an einen Stromflussweg zwischen dem Aktivierungscontroller 80 und der Kraftstoffeinspritzvorrichtung vorgesehen sein, um den Strom, der an die elektrische Spule geliefert wird, zu messen, oder der Stromsensor kann in die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 10 auf dem Stromflussweg integriert sein. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtungsparameter, die über ein Rückkopplungssignal/Rückkopplungssignale 42 geliefert werden, können die Flussverkettung, Spannung und Strom umfassen, die direkt durch entsprechende Sensoreinrichtungen, die in die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 10 integriert sind, gemessen werden. Zusätzlich oder alternativ können die Kraftstoffeinspritzvorrichtungsparameter Näherungen umfassen, die über ein Rückkopplungssignal/Rückkopplungssignale 42 an das Steuermodul 60 geliefert und von diesem verwendet werden, um die Flussverkettung, den magnetischen Fluss, die Spannung und den Strom innerhalb der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 10 zu schätzen. Nachdem die Flussverkettung der elektrischen Spule 24, die Spannung der elektrischen Spule 24 und der Strom, der an die elektrische Spule 24 geliefert wird, zurückgeführt worden sind, kann das Steuermodul 60 vorteilhaft das Aktivierungssignal 75 an die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 10 für mehrere fortlaufende Einspritzereignisse modifizieren. Es ist zu verstehen, dass herkömmliche Kraftstoffeinspritzvorrichtungen durch einen Betrieb mit offenem Regelkreis allein auf der Basis einer gewünschten Stromwellenform gesteuert werden, die aus Nachschlagetabellen erhalten wird, ohne jegliche Information, die mit der krafterzeugenden Komponente der Flussverkettung (z.B. magnetischen Fluss), der eine Bewegung des Ankerabschnitts 21 beeinflusst, gesteuert werden. Infolgedessen sind herkömmliche Optimalwert-Kraftstoffeinspritzvorrichtungen, die nur Stromfluss zum Steuern der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 10 berücksichtigen, in aufeinanderfolgenden Kraftstoffeinspritzereignissen, die eng beabstandet sind, gegenüber Instabilität anfällig.
  • Es ist bekannt, wenn der Einspritzvorrichtungstreiber 50 nur Strom unidirektional in eine positive erste Richtung liefert, um die elektrische Spule 24 zu erregen, wobei der Strom weggenommen wird, um bei Null stabil zu bleiben, dies dazu führen wird, dass der magnetische Fluss innerhalb der Kraftstoffeinspritzvorrichtung allmählich abklingt, d.h. auf Null abfällt. Jedoch ist die Ansprechzeit für das Abklingen des magnetischen Flusses langsam, und die Anwesenheit von magnetischer Hysterese innerhalb der Kraftstoffeinspritzvorrichtung führt häufig zur Anwesenheit von Restfluss, wenn ein nachfolgendes eng beabstandetes Kraftstoffeinspritzereignis eingeleitet wird. Wie es zuvor erwähnt wurde, beeinflusst die Anwesenheit des Restflusses die Genauigkeit des Kraftstoffdurchflusses und der abzugebenden eingespritzten Kraftstoffmasse in einem nachfolgenden eng beabstandeten Kraftstoffeinspritzereignis.
  • 1-2 veranschaulicht den Aktivierungscontroller 80 von 1-1 gemäß der vorliegenden Offenbarung. Ein Signalflussweg 362 stellt eine Verbindung zwischen dem Steuermodul 60 und dem Einspritzvorrichtungstreiber 50 her. Zum Beispiel liefert der Signalflussweg 362 das Einspritzvorrichtungsbefehlssignal (z.B. Befehlssignal 52 von 1-1), das den Einspritzvorrichtungstreiber 50 steuert. Das Steuermodul 60 kommuniziert ferner mit dem externen ECM 5 über Signalflussweg 364 innerhalb des Aktivierungscontrollers 380, der mit einem Leistungsübertragungskabel in elektrischer Verbindung steht. Zum Beispiel kann der Signalflussweg 164 überwachte Eingangsparameter (z.B. überwachte Eingangsparameter 51 von 1-1) zum Erzeugen des Einspritzbefehlssignals 52 von dem ECM 5 an das Steuermodul 60 liefern. In manchen Ausführungsformen kann der Signalflussweg 364 Rückkopplungs-Kraftstoffeinspritzvorrichtungsparameter (z.B. ein Rückkopplungssignal/Rückkopplungssignale 42 von 1-1) an das ECM 5 liefern.
  • Der Einspritzvorrichtungstreiber 50 empfängt elektrische DC-Leistung von der Leistungsquelle 40 von 1 über einen Leistungsversorgungsflussweg 366. Der Signalflussweg 364 kann unter Verwendung eines kleinen Modulationssignals, das zu dem Leistungsversorgungsflussweg 366 addiert wird, beseitigt werden. Unter Verwendung der empfangenen elektrischen DC-Leistung kann der Einspritzvorrichtungstreiber 50 Einspritzvorrichtungsaktivierungssignale (z.B. Einspritzvorrichtungsaktivierungssignale 75 von 1-1) auf der Basis des Einspritzbefehlssignals von dem Steuermodul 60 erzeugen.
  • Der Einspritzvorrichtungstreiber 50 ist ausgestaltet, um eine Aktivierung der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 10 durch Erzeugen geeigneter Einspritzvorrichtungsaktivierungssignale 75 zu steuern. Der Einspritzvorrichtungstreiber 350 ist ein bidirektionaler Stromtreiber, der in Ansprechen auf jeweilige Einspritzvorrichtungsaktivierungssignale 75 einen positiven Stromfluss über einen ersten Stromflussweg 352 und einen negativen Stromfluss über einen zweiten Stromflussweg 354 an die elektrische Spule 24 liefert. Der positive Strom über den ersten Stromflussweg 352 wird geliefert, um die elektrische Spule 24 zu erregen, und der negative Strom über den zweiten Stromflussweg 354 kehrt den Stromfluss durch die elektrische Spule 24 um. Stromflusswege 352 und 354 bilden einen geschlossenen Kreis, d.h. ein positiver Strom in 352 führt zu einem gleichen und entgegengesetzten (negativen) Strom in Flussweg 354 und umgekehrt. Die Richtung des Stromflusses entlang des ersten und zweiten Stromflussweges 352 bzw. 354 kann abgewechselt werden, um Restfluss innerhalb der Kraftstoffeinspritzvorrichtung zurückzusetzen und ein Prellen des Ankerabschnitts 21 zu steuern. Der Signalflussweg 371 kann eine Spannung des ersten Stromflussweges 352 an das Steuermodul 60 anlegen, und der Signalflussweg 373 kann eine Spannung des zweiten Stromflussweges 354 an das Steuermodul 60 anlegen. Die Spannung und der Strom, die an die elektrische Spule 24 angelegt werden, beruhen auf einer Differenz zwischen den Spannungen an den Signalflusswegen 371 und 372. In einer Ausführungsform benutzt der Einspritzvorrichtungstreiber 50 einen Betrieb mit einem offenen Kreis, um die Aktivierung der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 10 zu steuern, wobei die Einspritzvorrichtungsaktivierungssignale durch präzise vorbestimmte Stromwellenformen charakterisiert sind. In einer anderen Ausführungsform benutzt der Einspritzvorrichtungstreiber 50 einen Betrieb mit einem geschlossenen Kreis, um die Aktivierung der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 10 zu steuern, wobei die Einspritzvorrichtungsaktivierungssignale auf Kraftstoffeinspritzvorrichtungsparametern beruhen, die als Rückkopplung an das Steuermodul über die Signalflusswege 371 und 373 geliefert werden. Ein gemessener Stromfluss zu der Spule 24 kann an das Steuermodul 60 über Signalflussweg 356 geliefert werden. In der veranschaulichten Ausführungsform wird der Stromfluss durch einen Stromsensor auf dem zweiten Stromflussweg 354 gemessen. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtungsparameter können Flussverkettungs-, Spannungs- und Stromwerte innerhalb der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 10 umfassen, oder die Kraftstoffeinspritzvorrichtungsparameter können Näherungen umfassen, die von dem Steuermodul 60 verwendet werden, um Flussverkettung, Spannung und Strom innerhalb der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 10 zu schätzen.
  • In manchen Ausführungsformen ist der Einspritzvorrichtungstreiber 50 für einen vollen Vierquadrantenbetrieb ausgestaltet. 1-3 veranschaulicht eine beispielhafte Ausführungsform des Einspritzvorrichtungstreibers 50 von 1-2, der zwei Schaltersätze 370 und 372 benutzt, um den Stromfluss zu steuern, der zwischen dem Einspritzvorrichtungstreiber 50 und der elektrischen Spule 24 geliefert wird. In der veranschaulichten Ausführungsform umfasst der erste Schaltersatz 370 Schalteinrichtungen 370-1 und 370-2 und der zweite Schaltersatz 372 umfasst Schalteinrichtungen 370-1 und 370-2. Die Schalteinrichtungen 370-1, 370-2, 372-1, 372-2 können Festkörperschalter sein und können Silizium-(Si-) oder Wide-Bang-Gap-(WBG-)Halbleiterschalter umfassen, die ein Hochgeschwindigkeitsschalten bei hohen Temperaturen ermöglichen. Der Vierquadrantenbetrieb des Einspritzvorrichtungstreibers 50 steuert die Richtung des Stromflusses in und aus der elektrischen Spule 24 auf der Basis eines entsprechenden Schalterzustandes, der von dem Steuermodul 60 ermittelt wird. Das Steuermodul 60 kann einen positiven Schalterzustand, einen negativen Schalterzustand und einen Nullschalterzustand ermitteln und den ersten und zweiten Schaltersatz 370 und 372 auf der Basis des ermittelten Schalterzustandes zwischen offenen und geschlossenen Positionen anweisen. In dem positiven Schalterzustand werden die Schalteinrichtung 370-1 und 370-1 des ersten Schaltersatzes 370 in die geschlossene Position angewiesen, und die Schalteinrichtungen 372-1 und 372-2 des zweiten Schaltersatzes 372 werden in die offene Position angewiesen, um einen positiven Strom in dem ersten Stromflussweg 352 und aus dem zweiten Stromflussweg 354 zu steuern. Diese Schalteinrichtungen können ferner unter Verwendung von Pulsweitenmodulationen moduliert sein, um die Amplitude des Stromes zu steuern. In dem negativen Schalterzustand sind die Schalteinrichtungen 370-1 und 370-2 des ersten Schaltersatzes 370 in die offene Position angewiesen, und die Schalteinrichtungen 372-1 und 372-2 des zweiten Schaltersatzes 372 sind in die geschlossene Position angewiesen, um negativen Strom in dem zweiten Stromflussweg 354 und aus dem ersten Stromflussweg 352 zu steuern. Diese Schalteinrichtungen können ferner unter Verwendung von Pulsweitenmodulation moduliert sein, um die Amplitude des Stromes zu steuern. In dem Nullschalterzustand sind alle Schalteinrichtungen 370-1, 370-2, 372-1, 372-2 in die offene Position angewiesen, um keinen Strom in oder aus der elektromagnetischen Baugruppe zu steuern. Somit kann durch die Spule 24 eine bidirektionale Stromsteuerung bewirkt werden.
  • Außerdem können zusätzliche Ausführungsformen umfassen, dass die Schaltersätze 370 und 372 abwechselnd zwischen offenen und geschlossenen Positionen geschaltet werden können, um die Richtung des Stromflusses zu der Spule 24 zu wechseln, was eine Pulsweitenmodulationssteuerung umfasst, um Stromflussprofile zu bewirken. Die Benutzung von zwei Schaltersätzen 370 und 372 sorgt für eine genaue Steuerung der Stromflussrichtung und -amplitude, die auf die Stromflusswege 352 und 354 der elektrischen Spule 24 für mehrere fortlaufende Kraftstoffeinspritzereignisse während eines Kraftmaschinenereignisses angewandt werden, indem die Anwesenheit von Wirbelströmen und magnetischer Hysterese innerhalb der elektrischen Spule 24 vermindert wird.
  • Beispielhafte Ausführungsformen sind darauf gerichtet, eine Optimalstromwellenform für fortlaufende Kraftstoffeinspritzereignisse zur Verfügung zu stellen, um einen Restmagnetfluss innerhalb der Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach jedem der Kraftstoffeinspritzereignisse schnell zurückzusetzen. In manchen Ausführungsformen wird die Optimalstromwellenform nur für aufeinanderfolgende Kraftstoffeinspritzereignisse angewandt, die eine Verweilzeit getrennt sind, die als eng beabstandet angezeigt wird. Die Optimalstromwellenform für jedes fortlaufende Kraftstoffeinspritzereignis ist durch einen anfänglichen Spitzenanzugsstrom, einen sekundären Haltestrom und einen negativen Spitzenstrom nach dem Wegnehmen des sekundären Haltestroms und nachdem die Kraftstoffeinspritzvorrichtung angewiesen worden ist, zu schließen, charakterisiert. Der anfängliche Spitzenanzugsstrom und der sekundäre Haltestrom umfassen jeweils einen positiven Stromfluss in die erste Richtung, um die elektrische Spule 24 zu erregen, und der negative Spitzenstrom umfasst einen negativen Stromfluss in die umgekehrte zweite Richtung zu der elektrischen Spule 24, um Restfluss nach jedem Kraftstoffeinspritzereignis zurückzusetzen. Ein Rücksetzen des Restflusses nach jedem Kraftstoffeinspritzereignis dient dazu, Abweichungen zwischen den entsprechenden abgegebenen eingespritzten Kraftstoffmassen der fortlaufenden Kraftstoffeinspritzereignisse zu vermeiden, wie dies in der nicht einschränkenden beispielhaften ersten graphischen Darstellung 1020 von 3 erkennbar ist. In manchen Ausführungsformen braucht der sekundäre Haltestrom nicht genutzt werden, wenn der anfängliche Spitzenanzugsstrom ausreichend ist, um die gewünschte kleine eingespritzte Kraftstoffmasse abzugeben.
  • Ein Flussrücksetzereignis vermindert Restflusspegel unterhalb diejenigen, die passiv innerhalb des Aktors erzielt werden, auf einen Nullspulenstrom und vorzugsweise auf Null. Ein passiver Restfluss wird sich auf den Pegel des Restflusses innerhalb des Aktors beziehen, wenn der Spulenstrom im Anschluss an ein Betätigungsereignis auf Null weggenommen wird. Das Flussrücksetzereignis umfasst ein Stromflussprofil, das zumindest eine Dauer eines negativen Stromflusses oder eine Stromrichtungsumkehr gegenüber dem vorhergehenden Betätigungsereignis zeigt, was einen magnetischen Fluss durch den Aktor entgegengesetzt zu dem Restfluss bewirkt. In Ansprechen auf den negativen Strom durch die Kraftstoffeinspritzvorrichtung wird der magnetische Fluss innerhalb der Kraftstoffeinspritzvorrichtung in Ansprechen unter den passiven Restflusspegel vermindert und nähert sich bei Fehlen von irgendeiner Nicht-Null-Pegelpräferenz vorzugsweise Null an. In manchen Fällen kann der magnetische Fluss unter Null vermindert werden (d. h. umgekehrt werden), was erfordert, dass sich auch die Restfluss-Rücksetzstromflussprofile umkehren. Derartige positive und negative Ströme können ein Verjüngen des magnetischen Flusses in Richtung eines Null-Zustand-Flusses bewirken. In einer beispielhaften Ausführungsform verwendet das Kraftstoffeinspritzereignis ein Flussrücksetzereignis, das im Anschluss an das Wegnehmen des sekundären Haltestromes eingeleitet wird, aber nur nachdem die Kraftstoffeinspritzvorrichtung schließt, um Restfluss unter das passive Restflussniveau zu vermindern, gemäß der vorliegenden Offenbarung. Eine derartige Verzögerung ist bei Anwendungen erwünscht, bei denen die Zeit, zu welcher die statische oder Ruheposition des Aktors (d.h. die Einspritzvorrichtungsschließzeit) erwünschtermaßen bekannt ist. Die Einleitung des Flussrücksetzereignisses vor dem Einspritzvorrichtungsschließen kann das Erfassen des Schließens stören und zu einer unbestimmten Schließzeit führen.
  • 4 veranschaulicht eine nicht einschränkende beispielhafte graphische Darstellung 400 von simuliertem Strom und Einspritzvorrichtungsbefehlen für zwei aufeinanderfolgende Kraftstoffeinspritzereignisse, die jeweils eine Optimalstromwellenform aufweisen, gemäß der vorliegenden Offenbarung. In der veranschaulichten Ausführungsform sind die Kraftstoffeinspritzereignisse eine Verweilzeit getrennt, die eine enge Beabstandung anzeigt. Stromprofillinie 402 stellt einen simulierten Strom durch die elektrische Spule 24 von 1-1 dar, und Einspritzvorrichtungsbefehlsprofillinie 404 stellt entweder einen Einspritzvorrichtungsöffnungsbefehl oder einen Einspritzvorrichtungsschließbefehl dar. Die horizontale X-Achse bezeichnet die Zeit in Millisekunden (ms). Die linksseitige vertikale Y-Achse bezeichnet den Strom in Ampere (A) und die rechtsseitige vertikale Y-Achse bezeichnet den Einspritzvorrichtungsbefehl, bei welchem die Kraftstoffeinspritzvorrichtung bei "0" angewiesen wird, zu schließen und bei "1" angewiesen wird, zu öffnen. In Ansprechen auf den Einspritzvorrichtungsöffnungsbefehl bei 0 ms nimmt die Stromprofillinie 402 von 0 bis auf einen Spitzenanzugsstrom bei Punkt 410 zu und wird zwischen Punkten 412 und 414 auf einen sekundären Haltestrom verringert. In Ansprechen auf den Einspritzvorrichtungsschließbefehl kurz nach 0,50 ms wird der zweite Haltestrom nach Punkt 414 auf Null weggenommen, und der elektrische Stromfluss durch die elektrische Spule 24 wird in eine negative Richtung umgekehrt, bis bei Punkt 416 ein negativer Spitzenstrom erreicht wird. Nach Erreichen des negativen Spitzenstromes bei Punkt 416 wird der umgekehrte negative Stromfluss bei etwa 0,75 ms für einen Zeitraum auf Null weggenommen, bis die Einspritzvorrichtung kurz nach 1,00 ms angewiesen wird, zu öffnen, um eine zweite Kraftstoffeinspritzung einzuleiten. Es ist festzustellen, dass das zweite Kraftstoffeinspritzereignis eine entsprechende Optimalstromwellenform umfasst, die im Wesentlichen identisch mit der des ersten Kraftstoffeinspritzereignisses ist, wobei sie einen im Wesentlichen identischen Betrag eines Spitzenanzugsstromes (z.B. Punkt 410‘) und einen im Wesentlichen identischen Betrag eines negativen Spitzenstromes (z.B. Punkt 416‘) aufweist. Für Kraftstoffeinspritzereignisse mit kleinen Mengen/Massen an abzugebendem Kraftstoff ist der zweite Haltestrom eventuell nicht erforderlich.
  • In der veranschaulichten nicht einschränkenden beispielhaften graphischen Darstellung 400 ist der Betrag des negativen Spitzenstromes (z.B. Punkte 416, 416‘) für jedes der aufeinanderfolgenden Kraftstoffeinspritzereignisse größer als ein Betrag des entsprechenden Spitzenanzugsstromes (z.B. Punkte 410, 410‘). Zum Beispiel liegt der Spitzenanzugsstrom 410, 410‘ bei etwa 11,0 A und der negative Spitzenstrom 416, 416‘ liegt bei oder um etwa –17,0 A; jedoch sind Ausführungsformen hierin nicht auf irgendwelche expliziten Beträge für die Spitzenanzugsströme und negativen Spitzenströme beschränkt. Der Betrag des negativen Spitzenstromes des umgekehrten negativen Stromes kann in einer Ausführungsform als eine Funktion der angewiesenen Öffnungszeit der Kraftstoffeinspritzvorrichtung gewählt werden. In einer anderen Ausführungsform ist der Betrag des negativen Spitzenstromes eine vorbestimmte Funktion einer gewünschten abzugebenden eingespritzten Kraftstoffmasse, wenn die eingespritzte Kraftstoffmasse kleiner als ein vorbestimmter Wert (z.B. 5,0 Milligramm) ist. In einer nochmals anderen Ausführungsform ist der Betrag des negativen Spitzenstromes gewählt, um einen vorbestimmten Abstand oder eine vorbestimmte Verweilzeit zwischen Kraftstoffeinspritzereignissen, die eng beabstandet sind, zu erreichen. In einem nicht einschränkenden Beispiel können Verweilzeiten von weniger als 500 Mikrosekunden eng beabstandete Kraftstoffeinspritzereignisse anzeigen. Außerdem, sobald die Kraftstoffeinspritzvorrichtung angewiesen ist, zu schließen, umfassen manche Ausführungsformen, dass die Steigung des zunehmenden umgekehrten negativen Stromflusses (z.B. zwischen Punkten 414 und 416) als eine vorbestimmte Funktion des Spitzenanzugsstromes von dem Moment angewählt wird, zu dem die Kraftstoffeinspritzvorrichtung angewiesen wurde, zu öffnen. In einer anderen Ausführungsform kann die Steigung des abnehmenden umgekehrten negativen Stromflusses, nachdem der negative Spitzenstrom (z.B. bei Punkt 416) erreicht ist, als eine vorbestimmte Funktion des Spitzenanzugsstromes von dem Moment an gewählt werden, zu dem die Kraftstoffeinspritzvorrichtung angewiesen wurde, zu öffnen. Zusätzlich kann der Einspritzvorrichtungstreiber (z.B. Einspritzvorrichtungstreiber 50 der 1-1 bis 1-3) eine Ansteuerungsspannung für die elektrische Spule umfassen, die eine Funktion der Zeitdauer, z.B. der Verweilzeit, zwischen jedem der eng beabstandeten Kraftstoffeinspritzereignisse ist.
  • 5 veranschaulicht eine nicht einschränkende beispielhafte graphische Darstellung 500 von simuliertem Strom und Einspritzvorrichtungsbefehlen für eine Mehrzahl von Optimalstromwellenformen, die jeweils einen unterschiedlichen Betrag eines negativen Spitzenstromes für zwei aufeinanderfolgende Kraftstoffeinspritzereignisse aufweisen, gemäß der vorliegenden Offenbarung. In der veranschaulichten Ausführungsform sind die Kraftstoffeinspritzereignisse eine Verweilzeit getrennt, die eine enge Beabstandung anzeigt. Eine Mehrzahl von Stromprofillinien, die jeweils durch einen unterschiedlichen Betrag eines negativen Spitzenstromes charakterisiert sind, stellen den simulierten Strom durch die elektrische Spule 24 von 1-1 dar. Jede der Stromprofillinien entspricht einem jeweiligen der Beträge eines negativen Spitzenstromes für –6 A, –12 A und –18 A. Es ist festzustellen, dass die Werte für die unterschiedlichen Beträge von negativem Spitzenstrom beispielhaft und nicht einschränkend sind und auf dem Einspritzvorrichtungstyp, dem Einspritzvorrichtungsalter, dem Spitzenanzugsstrom, der gewünschten abzugebenden eingespritzten Kraftstoffmasse, der Verweilzeit zwischen aufeinanderfolgenden Kraftstoffeinspritzereignissen, Randbedingungen bei der Ansteuerungsspannung und anderen Faktoren beruhen können. Eine Einspritzvorrichtungsbefehlsprofillinie 504 stellt entweder einen Einspritzvorrichtungsöffnungsbefehl oder einen Einspritzvorrichtungsschließbefehl dar. Die horizontale X-Achse bezeichnet die Zeit in Millisekunden (ms). Die linksseitige vertikale Y-Achse bezeichnet den Strom in Ampere (A), und die rechtsseitige vertikale Y-Achse bezeichnet den Einspritzvorrichtungsbefehl, bei dem die Kraftstoffeinspritzvorrichtung bei "0" angewiesen wird, zu schließen, und bei "1" angewiesen wird, zu öffnen. In Ansprechen auf den Einspritzvorrichtungsöffnungsbefehl bei 0 ms für das erste Kraftstoffeinspritzereignis nimmt jede der Stromprofillinien identisch von 0 bis auf einen Spitzenanzugsstrom von etwa 11 A zu und wird auf einen sekundären Haltestrom bis zum Einspritzvorrichtungsschließbefehl kurz nach 0,50 ms vermindert. Ähnlich nimmt in Ansprechen auf den Einspritzvorrichtungsöffnungsbefehl kurz nach 1,00 ms für das zweite Kraftstoffeinspritzereignis jede der Stromprofillinien identisch von 0 auf einen Spitzenanzugsstrom von etwa 11 A zu und wird auf einen sekundären Haltestrom bis zu dem Einspritzvorrichtungsschließbefehl nach 1,50 ms vermindert. Für jedes der ersten und zweiten Kraftstoffeinspritzereignisse wird der elektrische Stromfluss durch die elektrische Spule 24, nachdem der sekundäre Haltestrom auf 0 weggenommen worden ist, in die negative Richtung mit der gleichen Steigung für jede der Stromprofillinien umgekehrt, bis der jeweilige der Beträge des negativen Spitzenstromes für –6 A, –12 A und –18 A erreicht ist. Beim Erreichen des jeweiligen Betrages des negativen Spitzenstromes wird der umgekehrte negative Stromfluss für jede Stromprofillinie für einen Zeitraum auf Null weggenommen, bis die Einspritzvorrichtung angewiesen wird, kurz nach 1,00 ms oder 2,00 ms zu öffnen. Für Kraftstoffeinspritzereignisse mit kleinen Mengen/Massen an abzugebendem Kraftstoff ist der sekundäre Haltestrom eventuell nicht notwendig.
  • 6 veranschaulicht nicht einschränkende beispielhafte graphische Darstellungen 600 und 610 von magnetischem Fluss und Einspritzvorrichtungsbefehlen für entsprechende der Mehrzahl von Optimalstromwellenformen für die zwei aufeinanderfolgenden Kraftstoffeinspritzereignisse der nicht einschränkenden beispielhaften graphischen Darstellung 500 von 5 gemäß der vorliegenden Offenbarung. Eine Mehrzahl von Magnetflussprofillinien, die jeweils auf einen entsprechenden der unterschiedlichen Beträge des negativen Spitzenstromes der nicht einschränkenden beispielhaften graphischen Darstellung 500 von 5 ansprechen, stellen den simulierten magnetischen Fluss der elektrischen Spule 24 von 1-1 dar. Die Einspritzvorrichtungsbefehlsprofillinie 504 stellt die Einspritzvorrichtungsöffnungs- und -schließbefehle der nicht einschränkenden beispielhaften graphischen Darstellung 500 dar, die in 5 gezeigt ist. Die horizontale x-Achse in jeder der graphischen Darstellungen 600 und 610 bezeichnet die Zeit in Millisekunden (ms). Die linksseitige vertikale y-Achse in jeder der graphischen Darstellungen 600 und 610 bezeichnet magnetischen Fluss in Milliweber (mWb) der elektrischen Spule 24, und die rechtsseitige vertikale y-Achse in jeder der graphischen Darstellungen 600 und 610 bezeichnet den Einspritzvorrichtungsbefehl, bei dem Kraftstoffeinspritzvorrichtung bei "0" angewiesen wird, zu schließen und bei "1" angewiesen wird, zu öffnen.
  • Unter Bezugnahme auf die graphische Darstellung 600 weichen der Betrag und die Polarität der Magnetflussanwesenheit für jeden der entsprechenden Beträge von negativem Spitzenstrom nach dem Einspritzvorrichtungsschließbefehl für die zwei Kraftstoffeinspritzereignisse ab. Genauer ist eine Beziehung gezeigt, bei der die Anwesenheit von magnetischem Fluss nach dem Einspritzvorrichtungsschließbefehl zunimmt, wie der Betrag des negativen Spitzenstroms abnimmt. Die Anwesenheit von magnetischem Fluss (z.B. Restfluss) nach dem ersten Kraftstoffeinspritzereignis führt unerwünschterweise dazu, dass der magnetische Fluss während des zweiten Kraftstoffeinspritzereignisses, während die Einspritzvorrichtung angewiesen wird, zu öffnen, von gewünschten Werten abweicht. Zum Beispiel kann die Anwesenheit von positivem magnetischem Fluss (z.B. Restfluss), wenn ein nachfolgendes Kraftstoffeinspritzereignis eingeleitet wird, unerwünschterweise zu einer höheren eingespritzten Kraftstoffmasse als gewünscht führen, die während des nachfolgenden Kraftstoffeinspritzereignisses abgegeben wird, so dass der Anker übermäßig zurückprallt, wenn die Einspritzvorrichtung angewiesen wird, zu schließen. Wenn der Betrag des negativen Spitzenstromes zunimmt, wird im Allgemeinen das Auftreten von Ankerrückprall nach dem Einspritzvorrichtungsschließbefehl vermindert. Aber in Fällen, wenn die Anwesenheit von negativem magnetischem Fluss äußerst hohe Beträge umfasst, können unerwünschte Niveaus von Ankerrückprall nach dem Einspritzvorrichtungsschließbefehl auftreten. Jedoch bewirkt die Anwesenheit von negativem magnetischem Fluss, dass positiver magnetischer Fluss innerhalb der Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach dem Einspritzvorrichtungsschließbefehl, welcher ohne den negativen Spitzenstrom resultieren würde, erwünschterweise ausgelöscht wird, um eine annehmbare Wiederholbarkeit für eng beabstandete mehrfache Kraftstoffeinspritzereignisse zu ermöglichen. Dementsprechend ist es erwünscht, Beträge von negativem Spitzenstrom einzuschließen, die zu einer Anwesenheit von negativem magnetischem Fluss mit Beträgen führen, die nicht zu unerwünschten Niveaus an Ankerrückprall nach dem Einspritzvorrichtungsschließbefehl führen werden. Idealerweise sollten die Magnetflussprofile für jedes der ersten und zweiten Kraftstoffeinspritzereignisse gleich sein, um eine stabile und identische Abgabe der eingespritzten Kraftstoffmasse zu erreichen, wenn die Optimalstromwellenformen für jedes der ersten und zweiten Kraftstoffeinspritzereignisse identisch sind.
  • Unter Bezugnahme auf die graphische Darstellung 610 sind Magnetflussprofillinien in Ansprechen auf entsprechende der Beträge des negativen Spitzenstromes für –17 A, –18 A und –19 A der graphischen Darstellung 100 dargestellt. Wie erwünscht ist, sind die Magnetflussprofillinien für jedes der ersten und zweiten Kraftstoffeinspritzereignisse während Einspritzvorrichtungsöffnungsbefehlen im Wesentlichen ähnlich und erreichen einen erwünschten Betrag an negativem magnetischem Fluss nach den Einspritzvorrichtungsschließzeiten. Dementsprechend löschen Magnetflussprofillinien in Ansprechen auf entsprechende der Beträge von negativem Spitzenstrom für –17 A, –18 A und –19 A effektiv magnetischen Fluss, der in der Kraftstoffeinspritzvorrichtung vorhanden ist, nach Einspritzvorrichtungsschließbefehlen schnell aus, ohne zu bewirken, dass unerwünschte Niveaus an Ankerrückprall auftreten.
  • 7 veranschaulicht nicht einschränkende beispielhafte graphische Darstellungen 700 und 710 von simulierter Ankerkraft und Einspritzvorrichtungsbefehlen für entsprechende der Mehrzahl von Optimalstromwellenformen für die zwei aufeinanderfolgenden Kraftstoffeinspritzereignisse der nicht einschränkenden beispielhaften graphischen Darstellung 500 von 5 gemäß der vorliegenden Offenbarung. Wie es hierin verwendet wird, bezieht sich der Begriff "Ankerkraft" auf die magnetische Kraft, die auf den Ankerabschnitt 21 wirkt, um die Federkraft, die durch die Feder 26 ausgeübt wird und die Ventilbaugruppe 18 in die zweite Richtung 82 drängt, zu überwinden, wie es oben unter Bezugnahme auf die nicht einschränkende beispielhafte Ausführungsform von 1-1 beschrieben wurde. Eine Mehrzahl von Ankerkraftprofillinien stellt jeweils in Ansprechen auf einen entsprechenden der unterschiedlichen Beträge von negativem Spitzenstrom der nicht einschränkenden beispielhaften graphischen Darstellung 500 von 5 die simulierte Ankerkraft, die auf den Ankerabschnitt 21 in die zweite Richtung 82 von 1-1 ausgeübt wird, dar. Die Einspritzvorrichtungsbefehlsprofillinie 504 stellt die Einspritzvorrichtungsöffnungs- und -schließbefehle der nicht einschränkenden beispielhaften graphischen Darstellung 500 dar, die in 5 gezeigt ist. Die horizontale x-Achse in jeder der graphischen Darstellungen 700 und 710 bezeichnet die Zeit in Millisekunden (ms). Die linksseitige vertikale y-Achse in jeder der graphischen Darstellungen 700 und 710 bezeichnet die Ankerkraft in Newton (N), und die rechtsseitige vertikale y-Achse in jeder der graphischen Darstellungen 700 und 710 bezeichnet den Einspritzvorrichtungsbefehl, bei dem die Kraftstoffeinspritzvorrichtung bei "0" angewiesen wird, zu schließen, und bei "1" angewiesen wird, zu öffnen.
  • Unter Bezugnahme auf die graphische Darstellung 700 ist eine Beziehung innerhalb von Bereichen 705 und 707 dargestellt, bei denen eine Ansprechzeit für eine Ankerkraft in Richtung auf Null abnimmt, nachdem der Einspritzvorrichtungsschließbefehl zunimmt (z.B. langsamer ist), wie der Betrag des negativen Spitzenstromes abnimmt. Es ist festzustellen, dass die Ankerkraftprofile, die langsamere Ankeransprechzeiten nach Einspritzvorrichtungsschließbefehlen anzeigen, Magnetflussprofillinien entsprechen, die anzeigen, dass positiver magnetischer Fluss nach dem Einspritzvorrichtungsschließen vorhanden ist, wie es in der nicht einschränkenden graphischen Darstellung 600 von 6 veranschaulicht ist. Da die Ansprechzeit für die Ankerkraft in Richtung Null abnimmt, nachdem der Einspritzvorrichtungsschließbefehl für das erste Kraftstoffeinspritzereignis zunimmt, nimmt der Betrag der Ankerkraft während des Einspritzvorrichtungsöffnungsbefehls des zweiten Kraftstoffeinspritzereignisses zu, was dazu führen kann, dass während des zweiten Kraftstoffeinspritzereignisses eine höhere eingespritzte Kraftstoffmasse als erwünscht eingespritzt wird. Zusätzlich können Ankerkraftprofillinien mit langsamen Ansprechzeiten zu unerwünschtem Ankerrückprall nach dem Einspritzvorrichtungsschließbefehl führen, was zu unbeabsichtigtem Einspritzvorrichtungsöffnen führen kann. Außerdem ist für Beträge von negativem Spitzenstrom mit höheren Beträgen, z.B. –16 A bis –20 A, die Ansprechzeit dafür, dass die Ankerkraft zügig in Richtung Null abnimmt, schnell, kann aber während der Einspritzvorrichtungsschließbefehle einen gewissen Rückprall der magnetischen Kraft zeigen. Der Betrag des Rückpralls der Ankerkraft nimmt zu, wenn der entsprechende Betrag des negativen Spitzenstromes zunimmt. Wenn dieser Rückprall zu hoch ist, können unerwünschte Niveaus an Ankerrückprall oder Prellen auftreten, was dazu führen kann, dass der Anker mit diesem Zapfen in Kontakt gelangt, wobei ein unbeabsichtigtes Öffnen der Kraftstoffeinspritzvorrichtung auftreten kann.
  • Unter Bezugnahme auf die graphische Darstellung 710 sind Ankerkraftprofillinien in Ansprechen auf entsprechende der Beträge von negativem Spitzenstrom für –17 A, –18 A und –19 A der graphischen Darstellung 700 gezeigt. Wie erwünscht, sind die veranschaulichten Ankerkraftprofillinien für jedes der ersten und zweiten Kraftstoffeinspritzereignisse während Einspritzvorrichtungsöffnungsbefehlen im Wesentlichen ähnlich. Die graphische Darstellung 710 veranschaulicht, dass die Ankerkraftprofillinien, die den Beträgen des negativen Spitzenstromes für –17 A und –18 A entsprechen, zu keinem Ankerkraftrückprall nach Einspritzvorrichtungsschließbefehlen führen. Die graphische Darstellung 710 veranschaulicht ferner, dass die Ankerkraftprofillinie, die dem Betrag des negativen Spitzenstromes für –19 A entspricht, zu einem gewissen Betrag an Ankerkraft nach den Einspritzvorrichtungsschließbefehlen führt; jedoch ist der Betrag der Ankerkraft nicht groß genug, um zu bewirken, dass die Position des Ankers sich in Kontakt mit dem Zapfen (z.B. dem Zapfen 22 von 1-1) bewegt und ein unbeabsichtigtes Öffnen der Kraftstoffeinspritzvorrichtung bewirkt. Dementsprechend zeigt der Betrag der Ankerkraft, der durch die Profillinie dargestellt ist, die dem Betrag des negativen Spitzenstromes für –19 A entspricht, keine unerwünschte Ankerkraft, die einen unerwünschten Ankerrückprall oder Ankerprellen bewirkt.
  • 8 veranschaulicht nicht einschränkende beispielhafte graphische Darstellungen 800 und 810 von simulierter Ankerposition und Einspritzvorrichtungsbefehlen für entsprechende der Mehrzahl von Optimalstromwellenformen für die zwei aufeinanderfolgenden Kraftstoffeinspritzereignisse der nicht einschränkenden beispielhaften graphischen Darstellung 500 von 5 gemäß der vorliegenden Offenbarung. Eine Mehrzahl von Ankerpositionsprofillinien, die jeweils einem entsprechenden der unterschiedlichen Beträge des negativen Spitzenstromes der nicht einschränkenden beispielhaften graphischen Darstellung 500 von 5 entsprechen, stellen die simulierte Ankerposition des Ankerabschnitts 21 dar. Die Einspritzvorrichtungsbefehlsprofillinie 504 stellt die Einspritzvorrichtungsöffnungs- und -schließbefehle der nicht einschränkenden beispielhaften graphischen Darstellung 500 dar, die in 5 gezeigt ist. Die horizontale x-Achse in jeder der graphischen Darstellungen 800 und 810 bezeichnet die Zeit in Millisekunden (ms). Die linksseitige vertikale y-Achse in jeder der graphischen Darstellungen 800 und 810 bezeichnet die Ankerposition in Mikron, bei der sich der Ankerabschnitt 22 von 1-1 in die zweite Richtung 82 verlagert, wenn die Ankerposition von Null zunimmt. Die rechtsseitige vertikale y-Achse in jeder der graphischen Darstellungen 800 und 810 bezeichnet den Einspritzvorrichtungsbefehl, bei dem die Kraftstoffeinspritzvorrichtung bei "0" angewiesen wird, zu schließen, und bei "1" angewiesen wird, zu öffnen.
  • Unter Bezugnahme auf die graphische Darstellung 800 ist eine Beziehung innerhalb der Flächen 805 und 807 gezeigt, bei denen die Ankerposition unerwünschten Ankerrückprall nach dem Einspritzvorrichtungsschließbefehl anzeigt, das zu einem unbeabsichtigten Öffnen der Kraftstoffeinspritzvorrichtung führen kann. Es ist festzustellen, dass die Ankerpositionsprofile, die unerwünschten Rückprall nach dem Einspritzvorrichtungsschließen anzeigen, Ankerkraftprofillinien entsprechen, die langsame Ansprechzeiten innerhalb der Bereiche 705 und 707 oder hohe Grade von Ankerkraftrückprall nach Einspritzvorrichtungsschließen anzeigen, wie es durch die nicht einschränkende graphische Darstellung 700 von 7 veranschaulicht ist.
  • Unter Bezugnahme auf die graphische Darstellung 810 sind Ankerpositionsprofillinien in Ansprechen auf entsprechende der Beträge des negativen Spitzenstromes für –17 A, –18 A und –19 A der graphischen Darstellung 800 dargestellt. Wie gewünscht, sind die veranschaulichten Ankerpositionsprofillinien für jedes der ersten und zweiten Kraftstoffeinspritzereignisse während Einspritzvorrichtungsöffnungsbefehlen im Wesentlichen ähnlich. Die graphische Darstellung 810 veranschaulicht, dass die Ankerpositionsprofillinie, die den Beträgen des negativen Spitzenstromes für –17 A und –18 A entsprechen, zu keinem Ankerrückprall nach Einspritzvorrichtungsschließbefehlen führen. Die graphische Darstellung 810 veranschaulicht ferner, dass die Ankerpositionsprofillinie, die dem Betrag des negativen Spitzenstromes für –19 A entspricht, zu einem gewissen Betrag an Ankerrückprall nach dem Einspritzvorrichtungsschließen führt; jedoch ist der Betrag an Ankerrückprall nicht groß genug, um mit dem Zapfen (z.B. der Zapfen 22 von 1-1) in Kontakt zu gelangen und ein unbeabsichtigtes Öffnen der Kraftstoffeinspritzvorrichtung zu bewirken. Dementsprechend zeigt der Betrag an Ankerrückprall, der durch die Profillinie dargestellt ist, dem Betrag des negativen Spitzenstromes für –19 A entspricht, keinen unerwünschten Ankerrückprall an. Deshalb führen Ankerpositionsprofillinien in Ansprechen auf entsprechende der Beträge des negativen Spitzenstromes für –17 A, –18 A und –19 A nicht zu dem Auftreten von unbeabsichtigtem Ankerprellen nach Einspritzvorrichtungsschließbefehlen und verhindern deshalb unbeabsichtigtes Öffnen der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 10, während Restmagnetfluss nach Einspritzvorrichtungsschließbefehlen schnell zurückgesetzt wird.
  • 9 veranschaulicht nicht einschränkende beispielhafte graphische Darstellungen 900 und 910 von simulierter Zapfenposition und Einspritzvorrichtungsbefehlen für entsprechende der Mehrzahl von Optimalstromwellenformen für die zwei aufeinanderfolgenden Kraftstoffeinspritzereignisse der nicht einschränkenden beispielhaften graphischen Darstellung 500 von 5 gemäß der vorliegenden Offenbarung. Eine Mehrzahl von Zapfenpositionsprofillinien stellt jeweils in Ansprechen auf entsprechende der unterschiedlichen Beträge des negativen Spitzenstromes der nicht einschränkenden beispielhaften graphischen Darstellung 500 von 5 die simulierte Zapfenposition des Zapfens 22 von 1-1 dar. Die Einspritzvorrichtungsbefehlslinie 504 stellt die Einspritzvorrichtungsöffnungs- und -schließbefehle der nicht einschränkenden beispielhaften graphischen Darstellung 500 dar, die in 5 gezeigt ist. Die horizontale x-Achse in jeder der graphischen Darstellungen 900 und 910 bezeichnet die Zeit in Millisekunden (ms). Die linksseitige vertikale y-Achse in jeder der graphischen Darstellungen 900 und 910 bezeichnet die Ankerposition in Mikron, bei der der Zapfen 22 von 1-1 sich in die zweite Richtung 82 verlagert, während er mit dem Ankerabschnitt 21 in Kontakt steht, wenn die Zapfenposition von Null zunimmt. Wenn die Zapfenposition Null ist, ist die Kraftstoffeinspritzvorrichtung geschlossen. Wenn die Zapfenposition größer als Null ist, ist die Kraftstoffeinspritzvorrichtung offen und gibt Kraftstoff ab. Die rechtsseitige vertikale y-Achse in jeder der graphischen Darstellungen 900 und 910 bezeichnet den Einspritzvorrichtungsbefehl, bei dem die Kraftstoffeinspritzvorrichtung bei "0" angewiesen wird, zu schließen, und bei "1" angewiesen wird, zu öffnen.
  • Unter Bezugnahme auf die graphische Darstellung 900 ist eine Beziehung innerhalb von Bereich 905 dargestellt, bei der die Zapfenposition größer als Null ist und eine unbeabsichtigt offene Kraftstoffeinspritzvorrichtung anzeigt. Außerdem beginnen manche der Zapfenpositionsprofile des zweiten Kraftstoffeinspritzereignisses früher zuzunehmen und bleiben für eine längere Dauer als entsprechende Zapfenpositionsprofile des ersten Kraftstoffeinspritzereignisses größer als Null. Infolge dieser Abweichung in dem zweiten Kraftstoffeinspritzereignis werden während des zweiten Kraftstoffeinspritzereignisses höhere Beträge einer eingespritzten Kraftstoffmasse als erwünscht abgegeben.
  • Unter Bezugnahme auf die graphische Darstellung 910 sind Zapfenpositionsprofillinien in Ansprechen auf entsprechende der Beträge von negativem Spitzenstrom für –17 A, –18 A und –19 A der graphischen Darstellung 900 dargestellt. Wie erwünscht, sind die veranschaulichten Zapfenpositionsprofillinien für jedes der ersten und zweiten Kraftstoffeinspritzereignisse während Einspritzvorrichtungsöffnungsbefehlen im Wesentlichen ähnlich, was zu einer beständigen und stabilen Kraftstoffabgabe führt. Innerhalb des Bereichs 915 veranschaulicht die graphische Darstellung 910, dass die Zapfenpositionsprofillinien, die den Beträgen des negativen Spitzenstromes für –17 A, –18 A und 19 A entsprechen, während der Verweilzeit zwischen dem ersten und zweiten Kraftstoffeinspritzereignis Zapfenpositionen von Null umfassen. Dementsprechend führen Zapfenpositionsprofillinien in Ansprechen auf entsprechende der Beträge des negativen Spitzenstromes für –17 A, –18 A und –19 A nicht zu Zapfenpositionen größer als Null zwischen dem ersten und zweiten Kraftstoffeinspritzereignis und verhindern daher unbeabsichtigtes Öffnen der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 10 während der Verweilzeit zwischen dem ersten und zweiten Kraftstoffeinspritzereignis, während die Anwesenheit von Restmagnetfluss nach Einspritzvorrichtungsschließbefehlen schnell beseitigt wird. Außerdem führen Zapfenpositionsprofillinien in Ansprechen auf entsprechende der Beträge von negativem Spitzenstrom für –17 A, –18 A und –19 A ferner zu Zapfenpositionen für das zweite Kraftstoffeinspritzereignis, die im Wesentlichen ähnlich den entsprechenden Zapfenpositionen des ersten Kraftstoffereignisses sind, und führen daher zu beständiger und stabiler Kraftstoffabgabe für das erste und zweite Kraftstoffeinspritzereignis, die eng beabstandet sind.
  • 10 veranschaulicht eine nicht einschränkende beispielhafte graphische Darstellung 1100 von simuliertem Strom und Einspritzvorrichtungsbefehlen für zwei aufeinanderfolgende Kraftstoffeinspritzereignisse, die Optimalstromwellenformen aufweisen, deren Polarität abwechselt, gemäß der vorliegenden Offenbarung. In der veranschaulichten Ausführungsform sind die Kraftstoffeinspritzereignisse eine Verweilzeit getrennt, die eine enge Beabstandung anzeigt. Stromprofillinie 1102 stellt den simulierten Strom durch die elektrische Spule 24 von 1-1 dar, und Einspritzvorrichtungsbefehlsprofillinie 1104 stellt entweder einen Einspritzvorrichtungsöffnungsbefehl oder einen Einspritzvorrichtungsschließbefehl dar. Die horizontale x-Achse bezeichnet die Zeit in Millisekunden (ms). Die linksseitige vertikale y-Achse bezeichnet den Strom in Ampere (A), und die rechtsseitige vertikale y-Achse bezeichnet den Einspritzvorrichtungsbefehl, bei dem die Kraftstoffeinspritzvorrichtung bei "0" angewiesen wird, zu schließen, und bei "1" angewiesen wird, zu öffnen.
  • Die Optimalstromwellenform für das erste Kraftstoffeinspritzereignis ist innerhalb eines Bereichs 1120 veranschaulicht, und die Optimalstromwellenform für das zweite Kraftstoffeinspritzereignis ist innerhalb eines Bereichs 1130 der graphischen Darstellung 1100 veranschaulicht. Die Polarität der Optimalstromwellenform für das erste Kraftstoffeinspritzereignis wechselt zu einer umgekehrten Polarität für das zweite Kraftstoffeinspritzereignis.
  • Mit Bezug auf die Optimalstromwellenform für das erste Kraftstoffeinspritzereignis innerhalb des Bereichs 1120 nimmt die Stromprofillinie 1102 von Null auf einen Spitzenanzugsstrom bei Punkt 1110 zu und wird zwischen Punkten 1112 und 1114 in Ansprechen auf einen Einspritzvorrichtungsöffnungsbefehl bei 0 ms auf einen zweiten Haltestrom vermindert. In Ansprechen auf den Einspritzvorrichtungsschließbefehl kurz nach 0,50 ms wird der zweite Haltestrom nach Punkt 1114 auf Null weggenommen, und der elektrische Stromfluss durch die elektrische Spule 24 wird in die negative Richtung umgekehrt, bis bei Punkt 1116 ein negativer Spitzenstrom erreicht ist. Bei Erreichen des negativen Spitzenstromes bei Punkt 1116 wird der umgekehrte negative Stromfluss bei etwa 0,75 ms für eine Zeitdauer auf Null weggenommen, bis die Einspritzvorrichtung angewiesen wird, kurz nach 1,00 ms zu öffnen, wobei die Einspritzvorrichtung angewiesen wird, zu öffnen, um die zweite Kraftstoffeinspritzung einzuleiten.
  • Mit Bezug auf die Optimalstromwellenform mit umgekehrter Polarität für das zweite Kraftstoffeinspritzereignis innerhalb des Bereichs 1130 wird der Stromfluss in der elektrischen Spule 24 in die negative Richtung umgekehrt, bei der die Stromprofillinie 1102 von Null auf einen negativen Spitzenanzugsstrom bei Punkt 1110' abnimmt, und wird auf einen zweiten negativen Haltestrom zwischen den Punkten 1112' und 1114' in Ansprechen auf den Einspritzvorrichtungsöffnungsbefehl kurz nach 1,00 ms weggenommen. In Ansprechen auf den Einspritzvorrichtungsschließbefehl kurz nach 1,50 ms wird der zweite negative Haltestrom nach Punkt 1114' auf Null weggenommen, und der elektrische Stromfluss durch die elektrische Spule 24 wird in die positive Richtung umgekehrt, bis bei Punkt 1116' ein positiver Spitzenstrom erreicht ist. Bei Erreichen des positiven Spitzenstroms bei Punkt 1116' wird der umgekehrte positive Stromfluss kurz nach 1,75 ms für einen Zeitraum auf Null weggenommen, bis die Einspritzvorrichtung bei etwa 2,00 ms angewiesen wird, zu öffnen, wobei die Einspritzvorrichtung angewiesen wird, zu öffnen, um ein drittes Kraftstoffeinspritzereignis einzuleiten, bei dem die Polarität der Optimalstromwellenform auf eine Polarität gewechselt wird, die identisch zu dem ersten Kraftstoffeinspritzereignis und umgekehrt zu dem zweiten Kraftstoffeinspritzereignis ist.
  • Es ist festzustellen, dass die Optimalstromprofile für das erste und zweite Kraftstoffeinspritzereignis innerhalb der Bereiche 1120 bzw. 1130 jeweils identisch sind, mit der Ausnahme, dass die Polarität der Stromprofillinie 1104 umgekehrt ist. Zum Beispiel umfasst der Spitzenanzugsstrom bei Punkt 1110 einen identischen Strombetrag wie der negative Spitzenanzugsstrom bei Punkt 1110'; der zweite Haltestrom zwischen den Punkten 1112 und 1114 umfasst einen identischen Strombetrag wie der zweite negative Haltestrom zwischen den Punkten 1112' und 1114'; und der negative Spitzenstrom bei Punkt 1116 umfasst einen identischen Strombetrag wie der positive Spitzenstrom bei Punkt 1116'. Für Kraftstoffeinspritzereignisse mit kleinen Mengen/Massen an abzugebendem Kraftstoff sind der zweite Haltestrom und der zweite negative Haltestrom eventuell nicht notwendig.
  • Ein Wechseln der Polarität der Optimalstromwellenform für jedes aufeinanderfolgende Kraftstoffeinspritzereignis gegenüber der Polarität der Optimalstromwellenform für ein unmittelbar vorhergehendes Kraftstoffeinspritzereignis beseitigt die Anwesenheit von unerwünschtem Restfluss innerhalb der Kraftstoffeinspritzvorrichtung aufgrund der magnetischer Hysterese, die durch weichmagnetische Materialien, z.B. Edelstahl, der Kraftstoffeinspritzvorrichtung erzeugt wird. Dementsprechend umfassen die Optimalstromwellenformen jeweils Strom, der an die elektrische Spule 24 bidirektional angelegt wird, wobei die Optimalstromwellenformen für aufeinanderfolgende Kraftstoffeinspritzereignisse in der Polarität mit Bezug zueinander bidirektional sind.
  • In der veranschaulichten nicht einschränkenden beispielhaften graphischen Darstellung 1100 ist ein Betrag des negativen Spitzenstromes 1116 (positiver Spitzenstrom 1116') für das erste (zweite) Kraftstoffeinspritzereignis größer als ein Betrag des entsprechenden Spitzenanzugsstromes 1110 (negativer Spitzenanzugsstrom 1110'). Zum Beispiel beträgt der Spitzenanzugsstrom 1110 (negativer Spitzenanzugsstrom (1110') etwa 11,0 A (–11,0 A), und der negative Spitzenstrom 1116 (positiver Spitzenstrom 1116') liegt bei oder bei etwa –17,0 A (17,0 A); jedoch sind Ausführungsformen hierin nicht auf irgendwelche expliziten Beträge für den Spitzenanzugsstrom (negativen Spitzenanzugsstrom) und negativen Spitzenstrom (positiven Spitzenstrom) begrenzt. Der Betrag und die Steigung der negativen und positiven Spitzenströme kann auf der Basis von Funktionen von befohlenen Einspritzvorrichtungsöffnungszeiten, gewünschten eingespritzten abzugebenden Kraftstoffmassen, Verweilzeit, entsprechendem Anzugsstrom, wenn die Einspritzvorrichtung angewiesen wird, zu öffnen, wie es oben unter Bezugnahme auf die nicht einschränkende beispielhafte graphische Darstellung 400 von 4 beschrieben wurde, gewählt werden.
  • Die Offenbarung hat bestimmte bevorzugte Ausführungsformen und Abwandlungen daran beschrieben. Weitere Abwandlungen und Abänderungen können Dritten beim Lesen und Verstehen der Beschreibung in den Sinn kommen. Es ist daher beabsichtigt, dass die Offenbarung nicht auf die besondere Ausführungsform(en), die als die beste Art und Weise offenbart ist, die in Betracht gezogen wird/werden, um diese Offenbarung auszuführen, beschränkt ist, sondern die Offenbarung alle Ausführungsformen einschließen wird, die in den Umfang der beigefügten Ansprüche fallen.

Claims (20)

  1. Verfahren zum Betreiben eines elektromagnetischen Aktors, umfassend: ein Betätigungsereignis unter Benutzung einer Stromwellenform für den Aktor, der charakterisiert ist durch einen anfänglichen Spitzenanzugsstrom in eine erste Richtung eines Stromflusses, wenn der Aktor in eine betätigte Position angewiesen wird; und einen umgekehrten Spitzenstrom in eine zweite entgegengesetzte Richtung eines Stromflusses, der angewandt wird, nachdem der Aktor in eine Ruheposition angewiesen wird, wobei der umgekehrte Spitzenstrom einen Betrag aufweist, der größer ist als der Betrag des anfänglichen Spitzenanzugsstromes.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Stromwellenform ferner durch einen zweiten Haltestrom im Anschluss an den anfänglichen Spitzenanzugsstrom charakterisiert ist, wobei der zweite Haltestrom einen Betrag aufweist, der ausreicht, um den Aktor in einer betätigten Position zu halten.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei der umgekehrte Spitzenstrom nur angewandt wird, nachdem der sekundäre Haltestrom weggenommen wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Stromwellenform für eng beabstandete, fortlaufende Betätigungen benutzt wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Betrag des umgekehrten Spitzenstromes als eine Funktion einer befohlenen Betätigungszeit des Aktors bestimmt wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Betrag des umgekehrten Spitzenstromes als eine Funktion der Verweilzeit zwischen fortlaufenden Betätigungen bestimmt wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der umgekehrte Spitzenstrom eine Rate mit zunehmendem Betrag aufweist, die als eine Funktion des Spitzenanzugsstromes bestimmt wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der umgekehrte Spitzenstrom eine Rate mit abnehmendem Betrag aufweist, die als eine Funktion des Spitzenanzugsstromes bestimmt wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Stromwellenform ferner dadurch charakterisiert ist, dass der umgekehrte Spitzenstrom für eine Dauer vor einem nachfolgenden Betätigungsereignis auf Null weggenommen wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der umgekehrte Spitzenstrom zu einem Restmagnetfluss in dem Aktor führt, der eine entgegengesetzte Polarität gegenüber einem passiven Restmagnetfluss aufweist, der in dem Aktor im Anschluss an ein Aktorereignis vorhanden ist.
  11. Verfahren zum Betreiben einer solenoidaktivierten Kraftstoffeinspritzvorrichtung, umfassend: ein Kraftstoffeinspritzereignis unter Benutzung einer Stromwellenform für die Kraftstoffeinspritzvorichtung, die sich charakterisiert ist durch einen anfänglichen Spitzenanzugsstrom in eine erste Richtung eines Stromflusses, wenn die Einspritzvorrichtung angewiesen wird, zu öffnen; und einen umgekehrten Spitzenstrom in eine zweite entgegengesetzte Richtung eines Stromflusses, der angewandt wird, nachdem die Einspritzvorrichtung angewiesen wird, zu schließen, wobei der umgekehrte Spitzenstrom einen Betrag aufweist, der größer als der Betrag des anfänglichen Spitzenanzugsstromes ist.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Stromwellenform ferner durch einen zweiten Haltestrom im Anschluss an den anfänglichen Spitzenanzugsstrom charakterisiert ist, wobei der zweite Haltestrom einen Betrag aufweist, der ausreicht, um die Kraftstoffeinspritzvorrichtung in einer offenen Position zu halten.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei der sekundäre Haltestrom benutzt wird, wenn der anfängliche Spitzenanzugsstrom unzureichend ist, um eine gewünschte kleine eingespritzte Kraftstoffmasse abzugeben.
  14. Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Stromwellenform für eng beabstandete fortlaufende Kraftstoffeinspritzungen benutzt wird.
  15. Verfahren nach Anspruch 11, wobei der Betrag des umgekehrten Spitzenstromes als eine Funktion einer befohlenen Öffnungszeit der Kraftstoffeinspritzvorrichtung bestimmt wird.
  16. Verfahren nach Anspruch 11, wobei der Betrag des umgekehrten Spitzenstromes als eine Funktion einer gewünschten eingespritzten abzugebenden Kraftstoffmasse, wenn die eingespritzte Kraftstoffmasse kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, bestimmt wird.
  17. Verfahren nach Anspruch 11, wobei der Betrag des umgekehrten Spitzenstromes als eine Funktion einer Verweilzeit zwischen fortlaufenden Kraftstoffeinspritzungen bestimmt wird.
  18. Verfahren nach Anspruch 11, wobei der umgekehrte Spitzenstrom eine Rate mit zunehmendem Betrag aufweist, die als eine Funktion des Spitzenanzugsstromes bestimmt wird.
  19. Verfahren nach Anspruch 11, wobei der umgekehrte Spitzenstrom eine Rate mit abnehmendem Betrag aufweist, die als eine Funktion des Spitzenanzugsstromes bestimmt wird.
  20. Vorrichtung zum Betreiben einer solenoidaktivierten Kraftstoffeinspritzvorrichtung, umfassend: eine elektromagnetische Kraftstoffeinspritzvorrichtung, umfassend: eine elektrische Spule; und einen Ankerabschnitt; einen Einspritzvorrichtungstreiber, der ausgestaltet ist, Strom in die elektrische Spule in einer ersten Richtung zu treiben, um die Kraftstoffeinspritzvorrichtung zu aktivieren, und anschließend Strom in die elektrische Spule in einer zweiten Richtung zu treiben, wobei der Strom, der in die zweite Richtung getrieben wird, einen Betrag aufweist, der größer ist als der Betrag des Stromes, der in die erste Richtung getrieben wird.
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