DE3729954C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Einrichtung zum Ansteuern von schnellschaltenden Elektromagneten, insbesondere in Einspritzventilen, gemäß den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 und 3.

Aus der DE-OS 29 32 859 ist ein Verfahren gemäß den wesentlichen Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruchs 1 sowie ein mit einem Elektromagneten versehenes Einspritzventil für Verbrennungsmotoren bekannt, bei dem der Elektromagnet zu Beginn des Schaltvorganges, in der sogenannten Anzugsphase, mit hoher Leistung versorgt wird, um ein möglichst zeitexaktes Schaltverhalten zu erzielen, während in der sich an die Anzugsphase anschließenden Haltephase der Strom durch das Elektromagnetventil auf einen niedrigen Haltestrom abgesenkt wird, der lediglich eine für das Halten des Ankers des Elektromagnetventiles in der Offenstellung notwendige Haltekraft gewährleistet. Das Schaltsignal für den Elektromagneten wird aus der Spannung einer Gleichspannungsquelle erzeugt, z. B. der Batteriespannung eines Kraftfahrzeuges.

Obwohl in der genannten Offenlegungsschrift nicht erwähnt, ist es für Elektromagnete bekannt, diese in der Anzugsphase mit einer Erregerspannung zu speisen, die höher ist als die für den Dauerbetrieb thermisch zulässige Spannung; vgl. hierzu die DE-OS 24 23 258. In der Anzugsphase wird der Elektromagnet an die volle Spannung der Gleichspannungsquelle angelegt, wonach in der Haltephase dem Elektromagneten ein Haltestrom geringer konstanter Amplitude zugeführt wird.

Aus der DE-OS 34 15 649 ist ein elektromagnetisches Ventil beschrieben, dessen Elektromagnet in der Anzugsphase ebenfalls mit der vollen Batteriespannung beaufschlagt wird, die in der Haltephase pulsbreitenmoduliert wird, um so einen niedrigen Haltestrom zu erreichen. Parallel zu dem elektromagnetischen Ventil ist eine Schaltung aus einem Speicherkondensator und einem Ladewiderstand vorgesehen, so daß der durch den Elektromagneten fließende Anzugsstrom nach einer e-Funktion ansteigt.

Eine hinsichtlich der Erzeugung des Haltestromes ähnliche Schaltung ist aus der französischen Patentanmeldung 25 59 211 bekannt, bei der der niedrige Haltestrom ebenfalls durch eine Pulsbreitenmodulation der Gleichspannung erzeugt wird.

Bei Verbrennungsmotoren wird die Öffnungszeit eines Einspritzventiles als Einspritzwinkel bezeichnet, d. h. mit dem Drehwinkel der Kurbelwelle gleichgesetzt, während der das Einspritzventil offengehalten werden soll. Der Einspritzwinkel liegt hierbei im Bereich zwischen etwa 20 und 160°, was je nach der Umdrehungszahl der Kurbelwellen Öffnungszeiten des Einspitzventiles zwischen etwa einer Millisekunde und etwa 20 Millisekunden entspricht. Bei der Kraftstoffdosierung mit Einspritzventilen sollte das Verhältnis zwischen der pro Zeiteinheit abgegebenen Kraftstoffmenge und dem Einspitzwinkel möglichst konstant sein. Wird die zudosierte Kraftstoffmenge pro Zeiteinheit über der Motordrehzahl aufgetragen, mit dem Einspritzwinkel als Parameter, so sollten die Kennlinien im Idealzustand möglichst linear verlaufen und für einen gegebenen Einspritzwinkel für alle Motordrehzahlen den gleichen Wert für die zudosierte Kraftstoffmenge pro Zeiteinheit aufweisen. Die Messungen, die mit bekannten Einspritzventilen vorgenommen wurden, ergaben jedoch erhebliche Abweichungen von diesem Idealverlauf. Die Kennlinien fallen bei bekannten Einspritzventilen in Richtung zu höheren Drehzahlen ab, wobei die Kennlinien noch dazu keinen linearen, sondern einen unregelmäßigen Verlauf zeigen. Ein horizontaler Kennlinienverlauf kann im wesentlichen nur dadurch erreicht werden, wenn die tatsächliche Öffnungszeit des Einspritzventiles möglichst genau mit dem z. B. von einem Rechner gelieferten Ansteuerbefehl übereinstimmt.

Auch bei anderen schnellschaltenden Elektromagneten, z. B. Schützen oder dgl., ist das gleiche Ziel erstrebenswert, nämlich die Öffnungszeit des Elektromagneten etwa gleich zu machen der Zeitdauer des Ansteuerbefehles.

Die Parameter für eine optimale Ansteuerung von Elektromagneten bei einer solchen Vorgabe haben jedoch diametralen Verlauf. Für eine vorgegebene mechanische Kraft zum Bewegen des Ankers ist eine große Induktivität erforderlich, um den Strom niedrig zu halten und keine aufwendigen Steuerschaltungen zu benötigen. Mit größer werdender Induktivität sinkt bei konstanter Spannung jedoch die Stromanstiegsgeschwindigkeit und die Totzeit bis zum Durchschaltstrom, die durch das Verhältnis der Induktivität und des Widerstandes des Elektromagneten gegeben ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Einrichtung gemäß den jeweiligen Oberbegriffen der Patentansprüche 1 bzw. 3 anzugeben, mit denen die Einschaltverzögerung eines Elektromagneten, insbesondere in einem elektrisch angesteuerten Einspritzventil für Verbrennungsmotoren, reduziert werden kann.

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale in den Patentansprüchen 1 und 3 gelöst.

Mit der Erfindung wird demnach ein anderer Weg als bei den Vorschlägen gemäß dem Stand der Technik eingeschlagen. Während dort die Spannung zum Übersteuern des Elektromagneten in der Anfangs- bzw. Anzugsphase eine Konstante und maximal gleich der Spannung der Gleichspannungsquelle ist, ist sie erfindungsgemäß eine Variable, die durch Hochtransformieren der Spannung der Gleichspannungsquelle eingestellt wird, wobei durch entsprechende Bemessung der Amplitude der impulsartig abgegebenen Spannung und dessen Dauer die Werte für die Einschaltverzögerung wesentlich angehoben werden können. Die Einschaltverzögerung bei einem erfindungsgemäß angesteuerten Elektromagneten kann auf diese Weise gegenüber dem Stand der Technik um etwa eine Zehnerpotenz verbessert werden. Mit der Erfindung sind Werte für die Einschaltverzögerung zwischen 0,2 und 0,3 Millisekunden ohne weiteres erreichbar.

Darüber hinaus kann die Erfindung in Verbindung mit bekannten Elektromagneten verwendet werden, d. h. daß der Elektromagnet konstruktiv in keiner Weise modifiziert werden muß. Die Ansteuerschaltung ist nur geringfügig modifiziert, nämlich durch das Hinzufügen einer die Spannung der Gleichspannungsquelle hochtransformierenden Stufe. Bei Einspritzventilen in Kraftfahrzeugen wird die Spannung der Gleichspannungsquelle, z. B. die Batteriespannung, die üblicherweise bei 12 Volt liegt, auf Werte zwischen 40 und 80 Volt hochtransformiert. Eine bevorzugte Möglichkeit hierzu ist eine Wandlung der Bordnetzspannung mit Hilfe eines Transformators, wie er in der DE-OS 35 46 410 beschrieben ist.

Dieser Transformator ist ein Gleichspannungs/Gleichspannungs-Wandler bzw. DC/DC-Wandler mit hohem Leistungsübertragungsverhältnis. Andere DC/DC-Wandler sind z. B. aus dem Buch Modern DC-TO-DC Switchmode Power Converter Circuits von R.P. Severns und G. Bloom, Van Nostrand Reinhold Company, New York, 1985, Seiten 78 bis 81 bekannt.

Auch wenn solche DC/DC-Wandler dem Stand der Technik angehören, so sind sie bislang nicht in Verbindung mit der Ansteuerung von Elektromagneten verwendet worden, weil, wie oben erwähnt, die maximale Spannung zur Übersteuerung des Elektromagneten immer mit der Spannung der Gleichspannungsquelle verkoppelt wurde.

Trotz dieser hohen Erregerspannungen in der Anfangsphase ist die thermische Gesamtbelastung des Elektromagneten sehr gering und in keinem Falle größer als bei der bekannten Übersteuerung von Elektromagneten. Dies liegt auch daran, daß gemäß der Erfindung der Elektromagnet garnicht in den Sättigungsbereich gelangt, so daß der Strom nach einem annähernd linearen Anstieg bei einem Elektromagneten in Einspritzventilen auf z. B. 3 bis 4 Ampere praktisch senkrecht auf den konstanten Haltestrom abfällt, so daß sich in der Anfangsphase ein scharfer Nadelimpuls ergibt.

Das Haltesignal für den Elektromagneten kann diesem bereits während der Übersteuerung zugeführt werden und beginnt vorzugsweise mit diesem Übersteuerungsimpuls.

Für die impulsartige Übertragung der hochtransformierten Spannung der Gleichspannungsquelle wird bevorzugt ein Speicherkondensator verwendet, der parallel zum Ausgang des DC/DC-Wandlers geschaltet ist. Dieser Speicherkondensator wird kontinuierlich auf einem hohen Ladezustand gehalten und gibt dann über eine von der Steuerschaltung angesteuerte Schaltvorrichtung seine Ladung impulsartig an den Elektromagneten ab. Als Leistungsschalter wird z. B. ein Halbleiter verwendet. In den Wicklungen des Elektromagneten treten nur relativ geringe Ströme auf, die Werte zwischen dem Zwei- bzw. Vierfachen des Dauerlaststromes betragen. Bei einer vorgegebenen zulässigen Ladung am Speicherkondensator ist auch eine erheblich kleinere Kapazität zulässig, die sich in der Größenordnung von einigen wenigen Mikrofarad für Elektromagneten in Einspritzventilen bewegt. Solche Kondensatoren sind in einer Polypropylenausführung kostengünstig erhältlich. Dieser Typ von Kondensatoren hat ein extrem gutes Impulsverhalten, das wesentlich besser als z. B. dasjenige von Elektrolytkondensatoren ist. Der Kondensator wird durch den DC/DC-Wandler relativ langsam aufgeladen und gibt dann beim Durchschalten impulsartig seine Ladung an den Elektromagneten ab.

Bevorzugt wird für die Bereitstellung der niedrigen Halteenergie für den Elektromagneten eine konstante Stromquelle verwendet, die mit der Gleichspannungsquelle verbunden und parallel zu dem DC/DC-Wandler geschaltet ist.

Werden mehrere Elektromagneten zeitlich nacheinander ange­ steuert, z. B. die Elektromagneten von Einspritzventilen in einem Verbrennungsmotor, so können der DC/DC-Wandler, die Schaltvorrichtung für den Wandler, der Speicherkondensator und die Konstantstromquelle für alle Einspritzventile gemeinsam verwendet werden. Für jedes Einspritzventil ist dann ein separater Leistungsschalter vorhanden.

Mit der Erfindung wird eine Reihe von Vorteilen erreicht, und zwar unter anderem:
Die Eckfrequenz des Einspritzventiles, d. h. die Frequenz, bei der trotz eines Ansteuersignales das Einspritzventil nicht mehr öffnet, ist deutlich nach oben angehoben.

Der bei der Kraftstoffdosierung durch die Einschaltverzögerung bedingte Fehler wird erheblich herabgesetzt, so daß die Einspritzmenge bei allen in der Praxis auftretenden Einspritzwinkeln und Umdrehungen des Motors pro Minute im Vergleich zu herkömmlich angesteuerten Einspritzventilen wesentlich besser kontrolliert werden kann.

Die zudosierte Kraftstoffmenge kann in einem einzigen Zyklus abgegeben werden, anstelle in mehreren Portionen wie beim Stand der Technik.

Die Kennlinien eines gemäß der Erfindung angesteuerten Einspritzventiles zeigen einen wesentlich besseren linearen Verlauf als diejenigen herkömmlich angesteuerter Einspritz­ ventile.

Aufgrund der mit der Erfindung möglichen präzisen Kraft­ stoffdosierung wird die Leistung des Motors angehoben, der Verbrauch gesenkt, der Kraftstoff besser ausgenutzt und insbesondere auch eine wesentlich geringere Schadstoff­ emission als bisher erreicht. Gerade der letztgenannte Vorteil macht es möglich, die Schadstoffemission von Motoren auf so geringe Werte zu senken, die ansonsten nur mit anderen Hilfsmitteln, wie z. B. Katalysatoren erreich­ bar sind.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor. Die Erfindung ist in einem Ausfüh­ rungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser stellen dar:

Fig. 1 ein schematisches Blockschaltdiagramm einer Ein­ richtung gemäß der Erfindung zum Ansteuern von mehreren Einspritzventilen;

Fig. 2 Diagramme für die Steuerspannung, den Stromverlauf durch einen Elektromagneten des Einspritzventils und für die Einspritzmenge, jeweils aufgetragen über der Zeit, einerseits für eine herkömmliche Ansteuerung und andererseits für eine erfindungsge­ mäße Ansteuerung eines Einspritzventiles;

Fig. 3 zwei Kennliniendiagramme für die Einspritzmenge pro Zeit über der Drehzahl einer Brennkraftma­ schine pro Minute mit dem Einspritzwinkel als Parameter, und zwar ein Kennliniendiagramm für herkömmlich angesteuerte und ein weiteres Kennli­ niendiagramm für erfindungsgemäß angesteuerte Einspritzventile;

Fig. 4a und b Diagramme für die errechneten Fehler in Prozent bei der Kraftstoffdosierung bei herkömmlicher Ansteuerung bzw. erfindungsgemäßer Ansteuerung eines Einspritzventiles.

In Fig. 1 ist ein Blockdiagramm eines Einspritzsystems 1 für einen Verbrennungsmotor dargestellt. Das Einspritzsy­ stem weist mehrere elektromagnetisch betätigte Einspritz­ ventile 2 a bis 2 n mit jeweils einem Elektromagneten 3 a bis 3 n auf, die mit Hilfe eines Rechners 4 mit pulsdau­ ermodulierten Steuersignalen angesteuert werden, wobei der Rechner dieses Steuersignal in herkömmlicher Weise aufgrund von Meßwerten errechnet, die von mehreren Sensoren gelie­ fert werden. Die Steuersignale des Rechners 4 werden über einen Impulsformer 5 einer Impulsquelle 6 zugeführt, deren Ausgangsimpulse über je einen Leistungsschalter 7 a bis 7 n für jedes Einspritzventil dem zugehörigen Elektromagneten 3 a bis 3 n zugeleitet werden, wobei zwischen den Zuführungs­ leitungen zu den jeweiligen Elektromagneten 3 a bis 3 n jeweils noch ein Filternetzwerk 17 a bis 17 n vorgesehen ist, um Spitzenwerte der zugeführten Signale abzubauen. Die Leistungsschalter werden über einen Decoder 8 angesteuert, der seinerseits Steuersignale vom Rechner 4 erhält. Ferner ist noch ein vom Rechner 4 angesteuerter Datenkonverter 9 vorgesehen, der mit dem Impulsformer 5 und dem Decoder 8 verbunden ist.

Die Impulsquelle 6 ist mit einer Eingangsklemme 10 an die Spannung U eines Bordnetzes eines Kraftfahrzeuges und mit einer anderen Eingangsklemme 11 an ein Grundpotential, z. B. Masse, gelegt. Mit der Eingangsklemme 10 ist in einem ersten Zweig der Impulsquelle 6 ein Gleich­ spannungs/Gleichspannungswandler 12 und ein Impulsschalter 13 sowie in einem anderen Zweig parallel dazu eine Konstantstromquelle 14 verbunden. Zwischen den Eingangsklem­ men 10 und 11 ist noch ein Filterkondensator oder eine Kondensatoranordnung 15 vorgesehen. Zwischen der mit der Eingangsklemme 11 verbundenen Grundpotentialleitung und einem Verbindungspunkt zwischen dem Wandler 12 und dem Impulsschalter 13 ist ein Speicherkondensator 16 gelegen.

Der Gleichspannungs/Gleichspannungswandler 12 wandelt die Bordspannung U von z. B. 12 V in eine höhere Spannung von z. B. 80 V um. Hierzu ist in dem Wandler 12 ein Transformator mit einer Primärwicklung von 9 Windungen und einer Sekundärwicklung von 72 Windungen vorgesehen. Auf der Primärseite ist noch eine Entmagnetisierungswicklung mit 12 Windungen vorgesehen.

Die Funktion des beschriebenen Einspritzsystem ist folgen­ de:
Der Rechner 4 gibt ein anhand der von den Sensoren berechneten Meßwerten pulsbreitenmoduliertes Steuersignal an den Impulsformer 5 und den Datenkonverter 9 ab und außerdem ein Markierungssignal an den Decoder 8. Mit dem Markierungssignal werden die entsprechenden Leistungsschal­ ter 7 a bis 7 n der einzelnen Einspritzventile 2 a bis 2 n angesteuert und jeweils für die durch das pulsbreitenmodu­ lierte Steuersignal vorgegebene Zeitdauer geschlossen. Der Impulsformer 5 steuert seinerseits den Impulsschalter 13 an, der dadurch eine vorbestimmte Zeitdauer, in diesem Falle von 250 µsec geschlossen wird. Die Ladung des Speicherkondensators 16 wird während dieser Zeitspanne impulsartig über den Leistungsschalter 7 a dem Elektromagne­ ten 3 a zugeführt. Durch diesen kurzfristigen hohen Span­ nungsimpuls wird das jeweilige Einspritzventil mit nur einer geringen Einschaltverzögerung von etwa 0,25 msec geöffnet. Im Anschluß an den hohen Spannungsimpuls wird von der Konstantstromquelle 14 ein geringer Haltestrom dem jeweiligen Elektromagneten 3 a bis 3 n zugeführt, der das Einspritzventil in der Offenstellung hält. Wird bei Abfall des Steuersignales der Leistungsschalter 7 a geöffnet, dann wird das Einspritzventil durch eine hier nicht gezeigte Druckfeder wieder in die Schließstellung bewegt, wobei dieses mit nur einer geringen Verzögerung erfolgt. Während der Offenstellung des jeweiligen Einspritzventiles 2 a und 2 n wird eine durch die Dauer des Steuersignales bestimmte vorgegebene Kraftstoffmenge vom Einspritzventil abge­ spritzt. Durch die Ansteuerung der Einspritzventile über den Datenkonverter 9 und den Dekoder 8 wird sichergestellt, daß Kraftstoff nur in denjenigen Zylinder des Motors gespritzt wird, dessen Kolben sich im Ansaugtakt befindet. Eine Abspritzung in mehreren Portionen, wie beim Stand der Technik, kann vermieden werden, so daß die Vorteile der Einspritzung voll genutzt werden.

In Fig. 2 ist auf der linken Seite ein Signaldiagramm für eine herkömmliche Ansteuerung eines Einspritzventiles, auf der rechten Seite ein Signaldiagramm für eine erfin­ dungsgemäße Ansteuerung des gleichen Einspritzventiles dargestellt. In der obersten Zeile a ist ein Teil eines pulsdauermodulierten Zuges der vom Rechner gelieferten Steuerspannung dargestellt. In Zeile b für die herkömmliche Ansteuerung sieht man, daß der Stromverlauf durch den Elektromagneten linear ansteigt, bis der Strom einen Wert erreicht, an dem der Anker des Elektromagneten die Kraft der Druckfeder in dem Einspritzventil überwindet und das Einspritzventil dadurch geöffnet wird. Die Verzögerungszeit zwischen der ersten Flanke der Steuerspannung bis zum Beginn der Öffnung beträgt etwa 2 msec. Der Schaltstrom steigt anschließend weiter an und fällt mit der Endflanke der Steuerspannung ab. In diesem Moment beginnt die Schließbewegung des Ankers, die durch die Druckfeder des Einspritzventiles eingeleitet wird. Das Einspritzventil ist nach einer kurzen Verzögerungszeit wieder vollständig geschlossen. Dieser Zyklus wiederholt sich entsprechend dem Verlauf der Steuerspannung.

Bei der erfindungsgemäßen Ansteuerung steigt durch die schlagartige Entladung des Speicherkondensators 16 der Strom durch den Elektromagneten des jeweiligen Einspritz­ ventiles sehr schnell an und erreicht bereits nach einer Verzögerungszeit von etwa 0,25 msec den Schaltstromwert, so daß das Einspritzventil geöffnet wird. Der Öffnungsvorgang hat bereits kurz davor eingesetzt, und zwar aufgrund der hohen Stromwerte. Während des kurzen Impulses über 250 µsec fließen in der Primärwicklung des jeweiligen Elektromagne­ ten im Einspritzventil Ströme bis zu 3 Ampere. Aufgrund der kurzen Zeitdauer von 250 µsec führen diese jedoch nicht zu einer thermischen Überlastung der Wicklung. Nach Ende dieses kurzen Stromimpulses wird durch die Konstantstrom­ quelle 14 ein geringer Haltestrom geliefert, der den Anker des jeweiligen Elektromagneten 3 a bis 3 n in der Offenstel­ lung des Ventiles hält. Der Wert dieses Haltestromes ist wesentlich geringer als der für die Einleitung der Schaltung des Ventiles notwendige Schaltstrom. Mit der Endflanke der Steuerspannung braucht dann nur die durch den geringen Haltestrom ebenfalls geringe magnetische Energie in dem Elektromagneten abgebaut werden, so daß das Ventil nach einer sehr kurzen Verzögerungszeit wieder geschlossen ist.

Der Momentanwert der Feldstärke ist der relevante Parameter für das Öffnen des Einspritzventiles. Dieser Momentanwert ist eine Funktion der Zeitkonstante, d. h. des Verhältnis­ ses zwischen der Induktivität und dem Widerstand sowie der Versorgungsspannung. Die Einschaltverzögerung ist somit eine Funktion dieser drei Größen. Während die Versorgungs­ spannung bei einer Ansteuerung gemäß dem Stande der Technik eine Konstante ist, ist sie erfindungsgemäß eine Variable, mit deren Hilfe die Einschaltverzögerung ebenfalls variabel wird. Durch entsprechende Bemessung der Amplitude des Anfangsimpulses und dessen Dauer können die Werte für die Einschalt- und Ausschaltverzögerung optimiert werden.

In den letzten Zeilen c der Fig. 2 sieht man, daß die Einspritzmenge bei einer herkömmlichen Ansteuerung durch die hohe Verzögerungszeit bei der Einschaltung des Ein­ spritzventiles wesentlich von dem Verlauf der Steuerspan­ nung abweicht. Da die Verzögerungszeit bei der Einschaltung unabhängig von dem Verlauf der Steuerspannung konstant ist, ist einleuchtend, daß keine Proportionalität zwischen dem Zeitverlauf der Steuerspannung und dem Zeitverlauf der Einspritzmenge gegeben ist. Im Gegensatz dazu wird gemäß der Erfindung durch die geringe Verzögerungszeit bei der Einschaltung eine annähernd optimale Proportionalität zwischen dem Zeitverlauf der Einspritzmenge und der Steuerspannung gewährleistet.

In der Fig. 3 sind mit durchgezogenen Linien ein Kennli­ niendiagramm für die Durchflußmenge pro Zeiteinheit aufge­ tragen über der Motorumdrehung pro Minute mit dem Ein­ spritzwinkel als Parameter bei einer herkömmlichen Ansteu­ erung und mit durchbrochenen Linien bei einer erfindungsge­ mäßen Ansteuerung desselben Einspritzventiles dargestellt. Man sieht deutlich, daß bei Einspritzwinkeln bis 144° die Kennlinien bei herkömmlicher Ansteuerung in Richtung auf höhere Drehzahlen abfallen und nur bei einem Einspritz­ winkel von 162° oberhalb von etwa 4000 Umdrehungen pro Minute ansteigen. Der gewünschte lineare, horizontale Verlauf wird nicht erreicht. Man sieht, daß dies jedoch für sämtliche Kennlinien bei einer erfindungsgemäßen Ansteue­ rung annähernd optimal der Fall ist. Die Kennlinien weisen eine gute Linearität auf, was die oben genannten Vorteile erbringt.

In Fig. 4a ist der theoretisch ermittelte Fehler in Prozent bei der Kraftstoffdosierung bei einer herkömmlichen An­ steuerung eines Einspritzventiles mit einer ermittelten Einschaltverzögerung von 2 msec dargestellt, in Fig. 4b der Fehler in Prozent bei der Kraftstoffdosierung bei einer erfindungsgemäßen Ansteuerung desselben Einspritzventiles, jeweils mit dem Einspritzwinkel als Parameter. Dieser Fehler kommt im wesentlichen durch die Einschaltverzögerung des Einspritzventiles zustande. Man sieht, daß der Fehler bei einer herkömmlichen Ansteuerung bereits bei geringen Umdrehungen pro Minute beträchtliche Werte aufweist, während dieser Fehler bei einer erfindungsgemäßen Ansteue­ rung wesentlich kleiner ist und lediglich für geringe Einspritzwinkel bis etwa 40° merkliche Werte annimmt.

Claims (5)

1. Verfahren zum Ansteuern von schnellschaltenden Elektromagneten, insbesondere in Einspritzventilen für Verbrennungsmotoren, wobei der Elektromagnet mit einer Gleichspannungsquelle verbunden ist, deren Spannung oberhalb der für einen Dauerbetrieb des Elektromagneten zulässigen Betriebsspannung liegt und zum Schalten des Elektromagneten aus der Spannung der Gleichspannungsquelle ein Signal erzeugt wird, durch das in der Anfangsphase des Schaltvorganges der Elektromagnet impulsartig mit einer Spannung größer als die Betriebsspannung erregt und dadurch übersteuert wird und wobei während oder anschließend an die Anfangsphase der Elektromagnet mit einem eine sichere Haltekraft für einen Anker des Elektromagneten gewährleistenden Haltesignal in Form eines Haltestromes konstanter Amplitude beaufschlagt wird, dadurch gekennzeichnet, daß für die Übersteuerung des Elektromagneten in der Anfangsphase des Schaltvorganges die Spannung der Gleichspannungsquelle hochtransformiert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das hochtransformierte Spannungssignal und das Haltesignal gleichzeitig beginnen.

3. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 zum Schalten eines einen Anker aufweisenden Elektromagneten, insbesondere zum Betätigen eines Ventilkörpers zum Öffnen und Schließen eines Einspritzventiles für Verbrennungsmotoren, mit einer Gleichspannungsquelle, die eine Spannung größer als die Betriebsspannung des Elektromagneten zur Verfügung stellt, und mit einer Steuerschaltung, die den Elektromagneten mit der Gleichspannungsquelle geschaltet so verbindet, daß an den Elektromagneten zunächst ein kurzzeitiger Anfangsimpuls und anschließend ein eine sichere Haltekraft für den Anker gewährleistendes Haltesignal abgegeben wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichspannungsquelle (10) mit einer Impulsquelle (6) verbunden ist, die eine aus der Spannung der Gleichspannungsquelle (10) hochtransformierte Spannungsquelle (12) zur Bereitstellung eines hohen Spannungsniveaus und eine Konstantstromquelle (14) zur Bereitstellung des Haltesignals aufweist, und daß von der Steuerschaltung (4, 5, 6, 9) betätigbare Schalter (13, 7 a bis 7 n) vorgesehen sind, um zunächst kurzzeitig die Spannungsquelle (12) mit dem hohen Spannungsniveau und dann die Konstantstromquelle (14) mit dem Elektromagneten (3 a bis 3 n) zu verbinden.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulsquelle (6) in einem ersten Zweig einen mit der Gleichspannungsquelle (U) verbundenen Gleichspannungs/Gleichspannungwandler (DC/DC; 12) und eine von der Steuerschaltung (4, 5, 8, 9) betätigbare Schaltvorrichtung (13) sowie in einem zweiten, dazu parallelen Zweig die Konstantstromquelle (14) aufweist, wobei zum Ausgang des DC/DC-Wandlers (12) parallel ein Speicherkondensator (16) geschaltet ist, und daß die beiden Zweige über einen gemeinsamen, von der Steuerschaltung (4, 5, 8, 9) angesteuerten Leistungsschalter (7 a bis 7 n) mit dem Elektromagneten (3 a bis 3 n) verbunden sind.

5. Einrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von mehreren, zeitlich aufeinanderfolgend geschalteten Elektromagneten (3 a bis 3 n) für sämtliche Elektromagneten eine gemeinsame Impulsquelle (6) vorgesehen ist, die von der Steuerschaltung (4, 5, 8, 9) mit jeweils einem Elektromagneten (3 a bis 3 n) verbindbar ist.