WO2016102255A1 - Einspritzventil zur injektion eines fluids, verwendung eines einspritzventils und verfahren zur herstellung eines einspritzventils - Google Patents

Einspritzventil zur injektion eines fluids, verwendung eines einspritzventils und verfahren zur herstellung eines einspritzventils Download PDF

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gap
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Haris Hamedovic
Thomas Pauer
Karsten Schneider
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Robert Bosch Gmbh
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Definitions

  • Injection valve for injecting a fluid, using an injection valve and method for producing an injection valve
  • the invention relates to an injection valve for injecting a fluid, in particular a fuel fluid, into an intake passage or into a combustion space of a cylinder of an internal combustion engine, wherein the injection valve has an electromagnetic actuator comprising a magnetic circuit.
  • the invention relates to a use of such an injection valve and a method for producing such an injection valve.
  • Electromagnetically actuated injection valves of the aforementioned type can be used quite generally for the metering of fluids.
  • These injectors are preferably used in fuel systems of internal combustion engines for injecting fuel into a combustion chamber or into an intake passage (of a cylinder) of the internal combustion engine, wherein the internal combustion engine typically comprises a plurality of cylinders.
  • the precise adherence to a given injection quantity is of decisive importance for the emission behavior and consumption behavior of the internal combustion engine.
  • the amount of fuel injected depends, inter alia, on an opening duration of the valve and thus, in particular, on an actual hydraulic system
  • Opening and closing time of the valve which can differ significantly from a real electric actuation start of the actuator with real valves. Therefore, with knowledge of the electrical control start and end, a precise fluid metering can generally not be carried out.
  • an electronic control unit provides a fixed drive time and the injection valve responds to it via its magnetic circuit (ie, opens for the injection of fuel).
  • the magnetic properties are designed so that the magnetic circuit enables the shortest possible switching times and small tolerances in the injection.
  • the electromagnetic actuator of the injection valve is controlled controlled, in particular in a manner that is tailored to the respective injection valve individually.
  • various features of the injection process can be detected, in particular the determination of the opening time and / or the closing time of the injection valve.
  • the object of the invention is therefore to contribute to an improvement of the feature recognition in the feedback signal, so that based on an analysis of detected signals or in particular the feedback signal at least one operating state of the injector and / or at least a change in state of the injector better, in particular more accurate or with a lower Signal evaluation effort, is detectable.
  • Based on the feedback of the specific valve behavior (for example, the timing of the valve opening or closing or other system functions such as decelerations to minimize noise) is then controlled to the target size and thus increases the accuracy.
  • the injection valve is designed such that the feedback of the injection valve - detectable by means of the feedback signal or by the detection of the time course of at least one electrical operating variable of the electromagnetic actuator, in particular on the current and voltage curve - is improved. A better detection of the opening and closing time can then be used to increase the accuracy of the control, or allows them only.
  • the injection valve according to the invention, the inventive use of the injection valve and the method for producing an injection valve according to the independent claims have the advantage over the prior art that an improved feature expression in the remindmeldesig- signal or in the current or voltage signal for opening or the closure of the injection valve or the valve needle can be brought about by specific measures on the injection valve.
  • the focus is on the electromagnetic properties of the fuel injector.
  • the aim of the measures is, in particular, to increase the proportion of the magnetic flux through the gap (or the working air gap) of the valve as far as possible or also the restoring force of the valve
  • the injection valve is not optimized as a stand-alone component as in the prior art, but for the interaction with the regulated operation or a regulated mode of operation.
  • the characteristics of the features required for the execution of the control (detected signal of the injection valve or in the feedback signal) play the central role here.
  • the injection valve is not optimized, as in the prior art, for the properties of a stand-alone component, but for the interaction with the control or with the controlled operation.
  • the central aspect is the maximization of the magnetic flux in the gap of the magnetic actuator (working air gap). This maximizes the effect of the armature or needle movement on the current and voltage signals in terms of the magnitude of the buckling in the signal.
  • the valve sleeve has either paramagnetic material properties-both in the region of the gap between the inner pole and the magnet armature-or paramagnetic material properties in the region of the gap between the inner pole and the magnet armature and outside this range having ferromagnetic material properties, wherein it is provided according to the invention, that the effort for this purpose is comparatively low, ie, such a valve sleeve is inexpensive to produce.
  • valve sleeve is formed as a deep-drawn part and continuously (ie substantially over its entire length) has paramagnetic material properties and is not annealed throughout, especially not in a temperature range between 350 ° C and 700 ° C is annealed ,
  • the valve sleeve is particularly inexpensive to produce and yet the magnetic flux in the working air gap (by the overall paramagnetic properties of the valve sleeve) is increased or at least not reduced.
  • valve sleeve is realized as a deep-drawn part, wherein the valve sleeve in the region of the gap between the inner pole and the armature has paramagnetic material properties and outside of this gap region ferromagnetic material properties, wherein the valve sleeve is annealed outside the gap region , is annealed in particular in a temperature range between 350 ° C and 550 ° C, wherein the gap region undergoes cooling during the annealing process, in particular by means of cooled nitrogen.
  • valve sleeve is treated in the region of the air gap-in a comparatively cost-effective manner-so that the magnetic resistance is increased there, so that the magnetic flux in the region of the air gap is increased, because only a smaller one Part of the magnetic flux (due to the higher magnetic resistance of the material of the valve sleeve) over the material of the valve sleeve is lost (bypass) and thus does not act in the air gap.
  • the injection valve has a valve spring, wherein the spring force of
  • Valve spring greater than 4 N, in particular greater than 4.5 N is. This is it in Particularly advantageously according to the invention possible that the amount of fluid or fuel quantity can be measured as accurately as possible at one or more An horrverdauern the injector.
  • a comparatively large spring force of the valve spring it is advantageously possible that a comparatively large linear metering range can be realized so that the spring force for the linearity can be set optimally and the accuracy of the fluid quantity or fuel quantity can be ensured by the control.
  • the electromagnetic actuator is controlled in a controlled manner by detecting the time profile of at least one electrical operating variable of the electromagnetic actuator and thus obtaining information about at least one operating state of the injection valve and / or about at least one state change of the injection valve in that various features of the injection process can be detected by the detection of at least one feedback signal, in particular the determination of the opening time and / or the closing time of the injection valve.
  • Another object of the present invention relates to the use of an injection valve according to the invention in a method for operating the injection valve, wherein the electromagnetic actuator is controlled controlled by the timing of at least one electrical operating variable of the electromagnetic actuator - in particular during a test drive of the injection valve - is detected and As a result, information about at least one operating state of the injection valve and / or about at least one change in state of the injection valve can be obtained, so that the detection of at least one feedback signal results in different characteristics of the injector.
  • gangs are detectable, in particular the determination of the opening time and / or the closing time of the injection valve.
  • this principle according to the invention makes possible a particularly precise determination of the occurrence of an operating state or operating state change of the injection valve to be observed. In this way, under specification of corresponding characterizing features, in particular also an actual hydraulic opening time of the valve can be determined.
  • Another object of the present invention relates to a method for producing an injection valve according to the invention, wherein the valve sleeve in the region of the gap between the inner pole and the armature has paramagnetic material properties and outside this range ferromagnetic material properties, wherein the valve sleeve is annealed outside the gap region, in particular in a Temperature range between 350 ° C and 55 ° C is annealed, wherein the gap region is cooled during the annealing process, in particular by means of cooled nitrogen.
  • Figure 1 shows a schematic representation of an internal combustion engine with a plurality of inventively operated injection valves.
  • Figures 2a and 2b show schematically a detail view of an injection valve of Figure 1 in two different operating conditions.
  • FIG. 3 shows schematically a time profile of different operating variables of the injection valve operated according to the invention.
  • FIG. 4 shows schematically an example of an injection valve according to the invention.
  • An internal combustion engine carries in Figure 1 in total the reference numeral 10. It comprises a tank 12, from which a conveyor system 14 fuel in a
  • Distribution system 16 promotes, which is for example a common rail. At this several electromagnetically actuated injectors 18 are connected, which inject the fuel directly into them associated combustion chambers 20 or in intake pipes of the combustion chambers 20. The operation of the internal combustion engine 10 is controlled or regulated by a control and regulating device 22 which, among other things, also controls the injection valves 18.
  • FIGS. 2a and 2b schematically show the injection valve 18 according to FIG. 1 in two different operating states.
  • the injection valve 18 has an electromagnetic actuator which has a magnetic coil 26 and a magnet armature 30 cooperating with the magnetic coil 26.
  • the magnet armature 30 is operatively connected to a valve needle 28 of the injection valve 18, for example so that the magnet armature 30 is movable relative to the valve needle 28 axially relative to a direction of movement of the valve needle 28 which is vertical in FIG.
  • the mountability of the injection valve 18 is improved and an undesired bounce of the valve needle 28 upon impact with its valve seat 38 is reduced.
  • valve needle 28 is acted upon by a valve spring 36 as shown in Figure 2a with a corresponding spring force against the valve seat 38 in the region of the housing.
  • the injection valve 18 is shown in its closed state, in which no fuel injection takes place.
  • the actuator 26, 30 over a predetermined drive time away with a An Tavern- current
  • Combustion chamber 20 ( Figure 1) are injected.
  • the valve needle 28 moves back onto its valve seat 38 under the action of the spring force exerted by the valve spring 36 and carries the magnet armature 30 with it.
  • an operating method is carried out in order to obtain information about at least one operating state or a state change of the injection valve 18.
  • a test drive is performed, during which the actuator 26, 30 is acted upon by a predefinable drive current I.
  • At least simultaneously with the execution of the test drive at least one time profile of at least one electrical operating variable of the actuator 26, 30 is detected during the test drive.
  • the electromagnetic actuator 26, 30 in particular a time course of a voltage applied to the magnetic coil 26 of the actuator voltage and / or a time course of the current flowing through the solenoid current I.
  • a feature in the sense of the present invention can be in particular a local extremum and / or a sequence of a plurality of local extremes and / or another particular time profile of the operating variables current and / or voltage.
  • the characterizing feature of interest is found during the evaluation and the obtained information about the operating state or the operating state change continues to be used, for example for the regulation of a future operation of the injection valve 18.
  • a plurality of test drives are also possible. In particular, it is advantageously possible according to the invention to determine an actual hydraulic opening time of the injection valve 18.
  • the hydraulic opening time of the injection valve 18 is determined by the fact that the valve needle 28 lifts from its valve seat 38. This lifting of the valve needle 28 correlates with a specific time profile of the first time derivative of the drive current I through the magnetic coil 26.
  • FIG. 3 shows a first time profile 11 of a drive current I, with which the magnetic coil 26 starts from the closed state depicted in FIG of the valve 18 - is driven to enable the injection valve 18 in its open state.
  • a time profile h1 of the needle stroke h resulting during activation with the first drive current 11 is likewise shown in FIG.
  • FIG. 3 also shows, in addition to the first drive current 11, a time profile of a second drive current 12, as it appears under control of the
  • Actuator 26, 30 results in a slightly reduced driving voltage.
  • the change in operating state characterizing the transition from the closed state to the open state takes place somewhat later with reference to the stroke progression h1, which results during the control with a larger on-control voltage.
  • Drive current 12 may be considered to be the actual hydraulic drive start, i. Opening time, the time T2 are determined according to the invention, which in turn corresponds to a local minimum Min2 in the first time derivative dl2 of the second drive current 12.
  • FIG. 4 shows, by way of example, an electromagnetically actuable injection valve 18 in the form of a fuel injection valve for fuel injection systems, for example for use in mixture-compressing, spark-ignited internal combustion engines.
  • the injection valve 18 has a coil 1 surrounded by a magnetic, serving as an inner pole and partially as a fuel flow largely tubular core 2.
  • the magnetic coil 1 is of an outer, sleeve-shaped and stepped running, z.
  • the magnet coil 1, the core 2 and the valve jacket 5 together form an electrically activatable actuating element or a magnetic circuit or an electromagnetic actuator.
  • valve sleeve 6 While embedded in a bobbin 3 magnetic coil 1 with a winding 4 surrounds a valve sleeve 6 from the outside, the core 2 in an inner, concentric with a valve longitudinal axis 10 'extending opening 1 1 of the valve sleeve 6 is introduced.
  • the valve sleeve 6 is elongate and thin-walled.
  • the opening 1 1 serves, inter alia, as a guide opening for a valve needle 28 which is axially movable along the valve longitudinal axis 10.
  • the valve sleeve 6 extends in the axial direction, for example over approximately half the total axial extent of the injection valve.
  • the valve needle 28 is integrally connected in the example of Figure 4 with the armature 30 and is of the tubular armature 30, also a tubular needle portion and formed a spherical valve closing body.
  • the actuation of the injection valve takes place in a known manner electromagnetically.
  • Closing the injection valve is the electromagnetic circuit with the solenoid coil 1, the inner core 2, the outer valve shell 5 and the armature 30.
  • the armature 30 is aligned with the core 2.
  • the core 2 e.g. Also serving as an inner pole cover part, which closes the magnetic circuit may be provided.
  • an adjustment in the form of an adjusting sleeve 29 is inserted.
  • the adjusting sleeve 29 is used to adjust the spring bias of the voltage applied to the adjusting sleeve 29 return spring 36, which in turn is supported with its opposite side to the valve needle 28 in the region of the armature 30.
  • the valve sleeve 6 either continuously - in the region of the gap between the inner pole 2 and the armature 30 - paramagnetic material properties, or it has in the gap between the inner pole 2 and the armature 30 paramagnetic material properties and outside this range ferromagnetic material properties .
  • the valve sleeve 6 is realized as a deep-drawn part, wherein the valve sleeve 6 has paramagnetic material properties throughout and is not annealed throughout, in particular not in a temperature range between 350 ° C and 55 ° C is annealed.
  • the valve sleeve 6 is realized as a deep-drawn part, wherein the valve sleeve 6 in the region of the gap between the inner pole 2 and the magnet armature 30 paramagnetic material properties and outside this gap range fer-. having magnetic material properties, wherein the valve sleeve 6 is annealed outside the gap region, in particular in a temperature range between 350 ° C and 55 ° C is annealed, wherein the gap region undergoes cooling during the annealing, in particular by means of cooled nitrogen.
  • the injection valve 18 has a valve spring 36, wherein the spring force of the valve spring 36 is greater than 4 N, in particular greater than 4.5 N.
  • the control quality of the injection valve can be improved by a combination of certain properties of the magnetic circuit and a control function, so that a control function for the injection of a fluid through the injection valve can be realized.
  • the pot surrounding the magnetic coil and the sleeve of the magnetic circuit with its magnetic resistance R m are decisive for the inventive realization of the feature expression in the feedback signal of the injection valve.
  • these components are typically annealed to obtain a reduced magnetic resistance R m . According to the invention, such annealing operation is avoided in the production of the injection valve, which improves the expression of the characteristic for the regulation or the detectability of the characteristic for the regulation.

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Abstract

Es wird ein Einspritzventil zur Injektion eines Fluids, insbesondere ein Kraftstofffluid, vorgeschlagen, wobei das Kraftstofffluid in einen Ansaugkanal oder in einen Verbrennungsraum eines Zylinders einer Brennkraftmaschine eingespritzt wird, wobei das Einspritzventil einen elektronmagnetischen Aktor umfassend einen Magnetkreis aufweist, wobei der Magnetkreis eine Magnetspule, einen Innenpol und einen mit der Magnetspule und dem Innenpol zusammenwirkenden Magnetanker aufweist, wobei der Magnetkreis zur Erzeugung einer geregelten Kraftwirkung zwischen dem Innenpol auf den Magnetanker konfiguriert ist, wenn der elektromagnetische Aktor mittels eines Steuerstroms und/oder einer Steuerspannung angesteuert wird, wobei das Einspritzventil im Bereich zwischen dem Innenpol und dem Magnetanker einen Spalt aufweist, wobei das Einspritzventil eine Ventilhülse aufweist, wobei die Ventilhülse entweder durchgängig - sowohl im Bereich des Spaltes zwischen dem Innenpol und dem Magnetanker - paramagnetische Materialeigenschaften aufweist, oder im Bereich des Spaltes zwischen dem Innenpol und dem Magnetanker paramagnetische Materialeigenschaften und außerhalb dieses Bereichs ferromagnetische Materialeigenschaften aufweist.

Description

Beschreibung
Titel
Einspritzventil zur Injektion eines Fluids, Verwendung eines Einspritzventils und Verfahren zur Herstellung eines Einspritzventils
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Einspritzventil zur Injektion eines Fluids, insbesondere ein Kraftstofffluid, in einen Ansaugkanal oder in einen Verbrennungsraum eines Zylinders einer Brennkraftmaschine, wobei das Einspritzventil einen elektronmagnetischen Aktor, umfassend einen Magnetkreis, aufweist.
Ferner betrifft die Erfindung eine Verwendung eines solchen Einspritzventils und ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Einspritzventils.
Elektromagnetisch betätigte Einspritzventile der vorstehend genannten Art können ganz allgemein zur Zumessung von Fluiden eingesetzt werden. Diese Einspritzventile werden bevorzugt in Kraftstoff Systemen von Brennkraftmaschinen zur Einspritzung von Kraftstoff in einen Brennraum oder in einen Ansaugkanal (eines Zylinders) der Brennkraftmaschine verwendet, wobei die Brennkraftmaschine typischerweise eine Mehrzahl von Zylindern umfasst. Die präzise Einhaltung einer vorgegebenen Einspritzmenge ist für das Emissionsverhalten und Verbrauchsverhalten der Brennkraftmaschine von entscheidender Bedeutung. Die eingespritzte Kraftstoffmenge hängt unter anderem von einer Öffnungsdauer des Ventils und damit insbesondere auch von einem tatsächlichen hydraulischen
Öffnungs- und Schließzeitpunkt des Ventils ab, der sich bei realen Ventilen deutlich von einem elektrischen Ansteuerbeginn des Aktors unterscheiden kann. Allein unter Kenntnis des elektrischen Ansteuerbeginns und -endes kann daher eine präzise Fluidzumessung in der Regel nicht erfolgen. Zwar ist es grundsätzlich bekannt, die elektrische Ansteuerung von Einspritzventilen geregelt durchzuführen, jedoch sind typischerweise heutige Einspritzventile auf einen rein gesteuer- ten Betrieb hin ausgelegt, bei der eine elektronische Steuereinheit eine feste Ansteuerzeit vorgibt und das Einspritzventil über seinen Magnetkreis darauf reagiert (d.h. für die Einspritzung von Kraftstoff öffnet). Die magnetischen Eigenschaften werden dabei so ausgelegt, dass der Magnetkreis möglichst kurze Schaltzeiten und kleine Toleranzen bei der Einspritzung ermöglicht.
Offenbarung der Erfindung
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Einspritzventil zur Injektion eines Fluids, insbesondere ein Kraftstofffluid, in einen Ansaugkanal oder in einen Verbrennungsraum eines Zylinders einer Brennkraftmaschine anzugeben, wobei das Einspritzventil auf einen geregelten Betrieb hin optimiert ist. Bei einem geregelten Betrieb des Einspritzventils wird der elektromagnetische Aktor des Einspritzventils geregelt angesteuert, insbesondere in einer Weise, die auf das jeweilige Einspritzventil individuell abgestimmt ist. Hierbei wird der zeitliche
Verlauf wenigstens einer elektrischen Betriebsgröße des elektromagnetischen Aktors - insbesondere während einer, insbesondere auch wiederholt durchführbaren, Testansteuerung des Einspritzventils - erfasst und hierdurch Informationen über wenigstens einen Betriebszustand des Einspritzventils und/oder über wenigstens eine Zustandsänderung des Einspritzventils erhalten. Durch die Erfassung von mindestens einem Rückmeldesignal sind verschiedene Merkmale des Einspritzvorgangs detektierbar, insbesondere die Bestimmung des Öffnungszeitpunkts und/oder des Schließzeitpunkts des Einspritzventils. Aufgabe der Erfindung ist es daher, zu einer Verbesserung der Merkmalserkennung im Rückmeldesignal beizutragen, so dass anhand einer Analyse von erfassten Signalen bzw. insbesondere des Rückmeldesignals wenigstens ein Betriebszustand des Einspritzventils und/oder wenigstens eine Zustandsänderung des Einspritzventils besser, insbesondere genauer oder mit einem geringeren Signalauswerteaufwand, detektierbar ist. Anhand der Rückmeldung des spezifischen Ventil- Verhaltens (beispielsweise die Zeitpunkte der Ventilöffnung oder Schließung oder auch weiterer Systemfunktionen wie Abbremsungen zur Geräuschminimierung) wird dann auf die Sollgröße hin geregelt und damit die Genauigkeit erhöht.
Erfindungsgemäß ist das Einspritzventil derart ausgelegt, dass die Rückmeldung des Einspritzventils - detektierbar mittels des Rückmeldesignals bzw. durch die Erfassung des zeitlichen Verlaufs wenigstens einer elektrischen Betriebsgröße des elektromagnetischen Aktors, insbesondere auf den Strom- und Spannungsverlauf - verbessert wird. Eine bessere Detektion des Öffnungs- und Schließzeitpunktes kann dann zu einer Erhöhung der Genauigkeit der Regelung herangezogen werden, bzw. ermöglicht diese erst.
Das erfindungsgemäße Einspritzventil, die erfindungsgemäße Verwendung des Einspritzventils und das Verfahren zur Herstellung eines Einspritzventils gemäß den nebengeordneten Ansprüchen haben gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil, dass eine verbesserte Merkmalsausprägung in dem Rückmeldesig- nal bzw. in dem Strom- bzw. Spannungssignal für das Öffnen bzw. das Schließen des Einspritzventils bzw. der Ventilnadel durch gezielte Maßnahmen am Einspritzventil herbeigeführt werden kann. Dabei stehen die elektromagnetischen Eigenschaften des Einspritzventils im Vordergrund. Ziel der Maßnahmen ist insbesondere, den Anteil des magnetischen Flusses durch den Spalt (bzw. den Ar- beitsluftspalt) des Ventils möglichst zu erhöhen bzw. auch die Rückstellkraft der
Ventilfeder zu erhöhen, um kürzere Einspritzzeiten bzw. kürzere
Offungszeitintervalle des Einspritzventil zu ermöglichen. Dies bedeutet, dass das Einspritzventil nicht wie gemäß dem Stand der Technik als alleinstehende Komponente optimiert wird, sondern für das Zusammenspiel mit dem geregelten Be- trieb bzw. einer geregelten Betriebsweise. Die Ausprägung der für die Durchführung der Regelung notwendigen Merkmale (erfassten Signal des Einspritzventils bzw. im Rückmeldesignal) spielt hier die zentrale Rolle. Das Einspritzventil wird nicht - wie gemäß dem Stand der Technik - bezüglich der Eigenschaften einer alleinstehenden Komponente optimiert, sondern für das Zusammenspiel mit der Regelung bzw. mit dem geregelten Betrieb. Der zentrale Aspekt stellt die Maxi- mierung des magnetischen Flusses in dem Spalt des magnetischen Aktors (Arbeitsluftspalt) dar. Dadurch wird die Wirkung der Anker- bzw. Nadelbewegung auf die Strom- und Spannungssignale in Form von Stärke des Knicks im Signal maximiert. Erfindungsgemäß wird es toleriert, dass einzelne Maßnahmen die Ventileigenschaften (wie zum Beispiel die Genauigkeit der Mengenzumessung) - betrachtet unter dem Blickwinkel der herkömmlich benutzten rein gesteuerten Betriebsweise des Einspritzventils - zunächst verschlechtern. Durch den geregelten Betrieb des Einspritzventils ist es jedoch möglich, die Genauigkeit, Reproduzierbarkeit sowie Lebensdauerstabilität der Ventileigenschaften insgesamt zu verbessern. Erfindungsgemäß ist es vor diesem Hintergrund vorgesehen, dass die Ventilhülse entweder durchgängig - sowohl im Bereich des Spaltes zwischen dem Innenpol und dem Magnetanker - paramagnetische Materialeigenschaften aufweist, oder aber im Bereich des Spaltes zwischen dem Innenpol und dem Mag- netanker paramagnetische Materialeigenschaften und außerhalb dieses Bereichs ferromagnetische Materialeigenschaften aufweist, wobei es erfindungsgemäß vorgesehen ist, dass der hierfür betriebene Aufwand vergleichsweise gering ist, d.h. eine solche Ventilhülse kostengünstig herstellbar ist. Insbesondere ist es vorgesehen, dass die Ventilhülse als ein Tiefziehteil ausgebildet ist und durch- gängig (d.h. im Wesentlichen über ihre gesamte Länge) paramagnetische Materialeigenschaften aufweist und durchgängig nicht geglüht ist, insbesondere nicht in einem Temperaturbereich zwischen 350 °C und 700 °C geglüht ist. Hierdurch ist die Ventilhülse besonders kostengünstig herstellbar und dennoch wird der magnetische Fluss im Arbeitsluftspalt (durch die insgesamt paramagnetischen Eigenschaften der Ventilhülse) vergrößert bzw. jedenfalls nicht verkleinert. Weiterhin ist es insbesondere erfindungsgemäß bevorzugt vorgesehen, dass die Ventilhülse als ein Tiefziehteil realisiert ist, wobei die Ventilhülse im Bereich des Spaltes zwischen dem Innenpol und dem Magnetanker paramagnetische Materialeigenschaften und außerhalb dieses Spaltbereichs ferromagnetische Material- eigenschaften aufweist, wobei die Ventilhülse außerhalb des Spaltbereichs geglüht ist, insbesondere in einem Temperaturbereich zwischen 350 °C und 550 °C geglüht ist, wobei der Spaltbereich während des Glühvorgangs eine Kühlung erfährt, insbesondere mittels gekühltem Stickstoff. Insgesamt wird hierdurch in vorteilhafter Weise erreicht, dass die Ventilhülse im Bereich des Luftspalts - in einer vergleichsweise kostengünstigen Weise - so behandelt wird, dass der magnetische Widerstand dort erhöht wird, so dass der magnetische Fluss im Bereich des Luftspalts erhöht wird, weil lediglich ein geringerer Anteil des magnetischen Flusses (wegen des höheren magnetischen Widerstandes des Materials der Ventilhülse) über das Material der Ventilhülse verloren geht (Bypass) und damit nicht im Luftspalt wirkt.
Gemäß einer alternativen Ausführung des erfindungsgemäßen Einspritzventils - welche jedoch mit Vorteil auch kumulativ mit den Maßnahmen zur Gestaltung der Materialeigenschaften der Ventilhülse realisiert werden können - ist es vorgese- hen, dass das Einspritzventil eine Ventilfeder aufweist, wobei die Federkraft der
Ventilfeder größer als 4 N, insbesondere größer als 4,5 N ist. Hierdurch ist es in besonders vorteilhafter Weise erfindungsgemäß möglich, dass die Fluidmenge bzw. Kraftstoff menge bei einer oder mehreren Ansteuerdauern des Einspritzventils möglichst exakt zugemessen werden kann. Durch eine vergleichsweise große Federkraft der Ventilfeder ist es vorteilhaft möglich, dass ein vergleichsweise großer linearer Zumessbereich realisierbar ist, so dass die Federkraft für die Li- nearität optimal eingestellt werden kann und die Genauigkeit der Fluidmenge bzw. Kraftstoffmenge durch die Regelung sichergestellt werden kann.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen, sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen entnehmbar.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass der elektromagnetische Aktor geregelt angesteuert wird, indem der zeitliche Verlauf wenigstens einer elektrischen Betriebsgröße des elektromagnetischen Aktors erfasst wird und hierdurch Informationen über wenigstens einen Betriebszustand des Einspritzventils und/oder über wenigstens eine Zustandsänderung des Einspritzventils erhalten werden, so dass durch die Erfassung von mindestens einem Rückmeldesignal verschiedene Merkmale des Einspritzvorgangs detektierbar sind, insbesondere die Bestimmung des Öffnungszeitpunkts und/oder des Schließzeitpunkts des Einspritzventils. Hierdurch ist es erfindungsgemäß vorteilhaft möglich, dass insgesamt die Genauigkeit beim Betrieb des Einspritzventils erhöht werden kann, obwohl durch einzelne konstruktive Maßnahmen die Reproduzierbarkeit bei der Herstellung des Einspritzventils verringert bzw. die Streuung hinsichtlich der Bauteiltoleranzen vergrößert wird.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft die Verwendung eines erfindungsgemäßen Einspritzventils in einem Verfahren zum Betrieb des Einspritzventils, wobei der elektromagnetische Aktor geregelt angesteuert wird, indem der zeitliche Verlauf wenigstens einer elektrischen Betriebsgröße des elektromagnetischen Aktors - insbesondere während einer Testansteuerung des Einspritzventils - erfasst wird und hierdurch Informationen über wenigstens einen Betriebszustand des Einspritzventils und/oder über wenigstens eine Zustandsänderung des Einspritzventils erhalten werden, so dass durch die Erfassung von mindestens einem Rückmeldesignal verschiedene Merkmale des Einspritzvor- gangs detektierbar sind, insbesondere die Bestimmung des Öffnungszeitpunkts und/oder des Schließzeitpunkts des Einspritzventils.
Dieses erfindungsgemäße Prinzip ermöglicht im Rahmen der erfindungsgemäßen Testansteuerung beziehungsweise Testansteuerungen eine besonders präzise Feststellung des Auftretens eines zu beobachtenden Betriebszustands beziehungsweise einer Betriebszustandsänderung des Einspritzventils. Auf diese Weise kann unter Vorgabe entsprechender charakterisierender Merkmale insbesondere auch ein tatsächlicher hydraulischer Öffnungszeitpunkt des Ventils ermittelt werden.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Einspritzventils, wobei die Ventilhülse im Bereich des Spaltes zwischen dem Innenpol und dem Magnetanker paramagnetische Materialeigenschaften und außerhalb dieses Bereichs ferromagnetische Materialeigenschaften aufweist, wobei die Ventilhülse außerhalb des Spaltbereichs geglüht wird, insbesondere in einem Temperaturbereich zwischen 350 °C und 55 °C geglüht wird, wobei der Spaltbereich während des Glühvorgangs gekühlt wird, insbesondere mittels gekühltem Stickstoff.
Hierdurch ist es in vorteilhafter Weise möglich, dass der Bereich der Ventilhülse, in dem die Ausbildung eines ferromagnetischen Verhaltens (bzw. einer entsprechenden Materialeigenschaft) vermieden wird, weitgehend auf den Bereich des Spalts (bzw. des Arbeitsluftspalts) reduzierbar ist, beispielsweise in der Größenordnung von zwischen 0,5 mm bis 3 mm, bevorzugt zwischen 0,8 mm und 1 ,2 mm, wobei der Spalt (bzw. der Arbeitsluftspalt des Magnetaktors) im Wesentlichen zentriert angeordnet ist bezüglich des Bereichs, in welchem die Ausbildung eines ferromagnetischen Verhaltens vermieden wird.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine mit mehreren erfindungsgemäß betriebenen Einspritzventilen.
Figuren 2a und 2b zeigen schematisch eine Detailansicht eines Einspritzventils aus Figur 1 in zwei unterschiedlichen Betriebszuständen.
Figur 3 zeigt schematisch einen zeitlichen Verlauf verschiedener Betriebsgrößen des erfindungsgemäß betriebenen Einspritzventils.
Figur 4 zeigt schematisch ein Beispiel eines erfindungsgemäßen Einspritzventils.
Ausführungsform der Erfindung
Eine Brennkraftmaschine trägt in Figur 1 insgesamt das Bezugszeichen 10. Sie umfasst einen Tank 12, aus dem ein Fördersystem 14 Kraftstoff in ein
Verteilsystem 16 fördert, bei dem es sich beispielsweise um ein Common Rail handelt. An dieses sind mehrere elektromagnetisch betätigte Einspritzventile 18 angeschlossen, die den Kraftstoff direkt in ihnen zugeordnete Brennräume 20 oder auch in Ansaugrohre der Brennräume 20 einspritzen. Der Betrieb der Brennkraftmaschine 10 wird von einer Steuer- und Regeleinrichtung 22 gesteuert beziehungsweise geregelt, die unter anderem auch die Einspritzventile 18 an- steuert.
Die Figur 2a und 2b zeigen schematisch das Einspritzventil 18 gemäß Figur 1 in zwei verschiedenen Betriebszuständen. Das Einspritzventil 18 weist einen elektromagnetischen Aktor auf, der eine Magnetspule 26 und einen mit der Magnet- spule 26 zusammenwirkenden Magnetanker 30 besitzt. Der Magnetanker 30 ist mit einer Ventilnadel 28 des Einspritzventils 18 wirkverbunden, beispielsweise so, dass der Magnetanker 30 bezogen auf eine in Figur 2a vertikale Bewegungsrichtung der Ventilnadel 28 axial mit einem nichtverschwindenden mechanischen Spiel relativ zu der Ventilnadel 28 bewegbar ist. Dadurch ergibt sich beispiels- weise ein zweiteiliges Massensystem 28, 30, welches den Antrieb der Ventilnadel 28 durch den elektromagnetischen Aktor 26 , 30 bewirkt. Durch diese zweitei- lige Konfiguration wird die Montierbarkeit des Einspritzventils 18 verbessert und ein unerwünschtes Zurückprellen der Ventilnadel 28 bei dem Auftreffen in ihrem Ventilsitz 38 wird verringert. Bei der vorliegend in Figur 2a veranschaulichten Konfiguration wird das axiale Spiel des Magnetankers 30 auf der Ventilnadel 28 durch zwei Anschläge 32 und 34 begrenzt. Ventilnadel 28 wird von einer Ventilfeder 36 wie in Figur 2a abgebildet mit einer entsprechenden Federkraft gegen den Ventilsitz 38 im Bereich des Gehäuses beaufschlagt. In Figur 2a ist das Einspritzventil 18 in seinem geschlossenen Zustand gezeigt, in dem keine Kraftstoffeinspritzung stattfindet. Um eine Kraftstoffeinspritzung zu bewirken, wird der Aktor 26, 30 über eine vorgebbare Ansteuerdauer hinweg mit einem Ansteuer- strom
beaufschlagt. Durch diese Bestromung der Magnetspule 26 wird der Magnetanker 30 in Figur 2b nach oben bewegt, so dass er unter Eingreifen in den Anschlag 32 die Ventilnadel 28 gegen die Federkraft aus ihrem Ventilsitz 38 herausbewegt. Dadurch kann Kraftstoff 42 von dem Einspritzventil 18 in den
Brennraum 20 (Figur 1 ) eingespritzt werden. Sobald die Bestromung der Magnetspule 26 durch das Steuergerät 22 (Figur 1 ) am Ende der vorgegebenen Ansteuerdauer beendet wird, bewegt sich die Ventilnadel 28 unter Einwirkung der von der Ventilfeder 36 ausgeübten Federkraft wieder auf ihren Ventilsitz 38 zu und nimmt den Magnetanker 30 mit. Eine Kraftübertragung von der Ventilnadel
28 auf den Magnetanker 30 erfolgt hierbei wiederum durch den oberen Anschlag 32. Wenn die Ventilnadel 28 ihre Schließbewegung mit dem Auftreffen auf dem Ventilsitz 38 beendet, kann sich der Magnetanker 30 aufgrund des axialen Spiels in Figur 2b nach unten weiterbewegen, bis er an dem zweiten Anschlag 34 an- liegt. Dies entspricht wieder dem in Fig. 2a abgebildeten Schließzustand des
Einspritzventils 18.
Erfindungsgemäß wird ein Betriebsverfahren durchgeführt, um Informationen über mindestens einen Betriebszustand bzw. eine Zustandsänderung des Ein- spritzventils 18 zu erhalten. In einem ersten Schritt wird mindestens eine Testansteuerung durchgeführt, während der der Aktor 26 , 30 mit einem vorgebbaren Ansteuerstrom I beaufschlagt wird. Bevorzugt zeitgleich zu der Durchführung der Testansteuerung wird mindestens ein zeitlicher Verlauf mindestens einer elektrischen Betriebsgröße des Aktors 26 , 30 während der Testansteuerung erfasst. Hierbei werden im Falle des elektromagnetischen Aktors 26, 30 insbesondere ein zeitlicher Verlauf einer an der Magnetspule 26 des Aktors anliegenden Spannung und/oder ein zeitlicher Verlauf des durch die Magnetspule fließenden Stroms I berücksichtigt. Anschließend werden die erfassten Zeitverläufe ausgewertet auf das Vorhandensein eines einen vorgebbaren Betriebszustand und/oder eine vorgebbare Betriebszustandsänderung des Einspritzventils 18 charakterisieren- den Merkmals. Ein Merkmal im Sinne der vorliegenden Erfindung kann dabei insbesondere ein lokales Extremum und/oder ein Abfolge mehrere lokaler Extrema und/oder ein sonstiger besonderer zeitlicher Verlauf der Betriebsgrößen Strom und/oder Spannung sein. Das interessierende charakterisierende Merkmal wird während der Auswertung aufgefunden und die gewonnenen Informationen über den Betriebszustand beziehungsweise den Betriebszustandswechsel weiter verwendet, beispielsweise zur Regelung eines zukünftigen Betriebs des Ein- spritzventils18. Erfindungsgemäß sind auch eine Mehrzahl von Testansteuerungen möglich. Insbesondere ist es erfindungsgemäß vorteilhaft möglich, einen tatsächlichen hydraulischen Öffnungszeitpunkt des Einspritzventils18 zu ermitteln.
Der hydraulische Öffnungszeitpunkt des Einspritzventils 18 ist dadurch bestimmt, dass die Ventilnadel 28 aus ihrem Ventilsitz 38 abhebt. Dieses Abheben der Ventilnadel 28 korreliert mit einem speziellen zeitlichen Verlauf der ersten zeitlichen Ableitung des Ansteuerstroms I durch die Magnetspule 26. Figur 3 zeigt hierzu einen ersten zeitlichen Verlauf 11 eines Ansteuerstroms I, mit dem die Magnetspule 26 - ausgehend von dem in Figur 2a abgebildeten Schließzustand des Ventils 18 - angesteuert wird, um das Einspritzventil 18 in seinen Öffnungszustand zu versetzen. Ein sich während der Ansteuerung mit dem ersten Ansteuerstrom 11 ergebender zeitlicher Verlauf h1 des Nadelhubs h ist ebenfalls in Figur 3 abgebildet. Nach einem Beginn der Beaufschlagung des Aktors 26, 30 mit dem
Ansteuerstrom I treten zum Zeitpunkt T1 erstmals nichtverschwindende Werte für den Hubverlauf h1 auf (d.h. eine Betriebszustandsänderung des Einspritzventils 18 von seinem Schließzustand zu seinem Öffnungszustand hin zu dem Zeitpunkt T1 erfolgt. Demgemäß wird zumindest der zeitliche Verlauf des Ansteuerstroms 11 erfasst und während des Auswertens die erste zeitliche Ableitung dl1 des zuvor erfassten ersten Ansteuerstroms 11 gebildet. Damit ist es unter Kenntnis des ermittelten Öffnungszeitpunkts T1 möglich, einen nachfolgenden Betrieb des Einspritzventils 18 geregelt durchzuführen, beispielsweise im Hinblick auf eine Gleichstellung der Einspritzcharakteristik mehrerer Einspritzventile18. Sofern das lokale Minimum Mini nicht bereits nach der Durchführung der ersten Testan- Steuerung detektiert wird, kann ggf. erneut eine Testansteuerung durchgeführt werden.
Figur 3 zeigt zusätzlich zu dem ersten Ansteuerstrom 11 auch einen zeitlichen Verlauf eines zweiten Ansteuerstroms 12, wie er sich unter Ansteuerung des
Aktors 26, 30 mit einer geringfügig verminderten Ansteuerspannung ergibt. Erwartungsgemäß erfolgt die den Übergang von dem Schließzustand in den Öffnungszustand charakterisierende Betriebszustandsänderung etwas später bezogen auf den Hubverlauf h1 , der sich bei der Ansteuerung mit einer größeren An- Steuerspannung ergibt. Für den Ansteuervorgang unter Verwendung des zweiten
Ansteuerstroms 12 kann als tatsächlicher hydraulischer Ansteuerbeginn, d.h. Öffnungszeitpunkt, erfindungsgemäß der Zeitpunkt T2 ermittelt werden, der wiederum mit einem lokalen Minimum Min2 in der ersten zeitlichen Ableitung dl2 des zweiten Ansteuerstroms 12 korrespondiert.
In der Figur 4 ist beispielhaft ein elektromagnetisch betätigbares Einspritzventil 18 in der Form eines Brennstoffeinspritzventils für Brennstoffeinspritzanlagen dargestellt, beispielsweise zum Einsatz in gemischverdichtenden, fremdgezündeten Brennkraftmaschinen. Das Einspritzventil 18 besitzt einen von einer Magnet- spule 1 umgebenen, als Innenpol und teilweise als Brennstoffdurchfluss dienenden weitgehend rohrförmigen Kern 2. Die Magnetspule 1 ist von einem äußeren, hülsenförmigen und gestuft ausgeführten, z. B. ferromagnetischen Ventilmantel 5, der ein als Außenpol dienendes äußeres Magnetkreisbauteil darstellt, in Um- fangsrichtung vollständig umgeben. Die Magnetspule 1 , der Kern 2 und der Ven- tilmantel 5 bilden zusammen ein elektrisch erregbares Betätigungselement bzw. einen Magnetkreis bzw. einen elektromagnetischen Aktor. Während die in einem Spulenkörper 3 eingebettete Magnetspule 1 mit einer Wicklung 4 eine Ventilhülse 6 von außen umgibt, ist der Kern 2 in einer inneren, konzentrisch zu einer Ventillängsachse 10' verlaufenden Öffnung 1 1 der Ventilhülse 6 eingebracht. Die Ven- tilhülse 6 ist langgestreckt und dünnwandig ausgeführt. Die Öffnung 1 1 dient u. a. als Führungsöffnung für eine entlang der Ventillängsachse 10 axial bewegliche Ventilnadel 28. Die Ventilhülse 6 erstreckt sich in axialer Richtung z.B. über ca. die Hälfte der axialen Gesamterstreckung des Einspritzventils. Die Ventilnadel 28 ist im Beispiel der Figur 4 einstückig mit dem Anker 30 verbunden und wird von dem rohrförmigen Anker 30, einem ebenfalls rohrförmigen Nadelabschnitt und einem kugelförmigen Ventilschließkörper gebildet. Die Betätigung des Einspritzventils erfolgt in bekannter Weise elektromagnetisch.
Zur axialen Bewegung der Ventilnadel 14 und damit zum Öffnen entgegen der Federkraft der an der Ventilnadel 28 angreifenden Rückstellfeder 36 bzw.
Schließen des Einspritzventils dient der elektromagnetische Kreis mit der Magnetspule 1 , dem inneren Kern 2, dem äußeren Ventilmantel 5 und dem Anker 30. Der Anker 30 ist auf den Kern 2 ausgerichtet. Anstelle des Kerns 2 kann z.B. auch ein als Innenpol dienendes Deckelteil, das den Magnetkreis schließt, vorgesehen sein.
In eine konzentrisch zu der Ventillängsachse 10' verlaufende Strömungsbohrung 28 des Kerns 2, die der Zufuhr des Brennstoffs in Richtung der Ventilsitzfläche 38 dient, ist außer der Rückstellfeder 36 ein Einstellelement in der Form einer Einstellhülse 29 eingeschoben. Die Einstellhülse 29 dient zur Einstellung der Federvorspannung der an der Einstellhülse 29 anliegenden Rückstellfeder 36, die sich wiederum mit ihrer gegenüberliegenden Seite an der Ventilnadel 28 im Bereich des Ankers 30 abstützt.
Erfindungsgemäß weist die Ventilhülse 6 entweder durchgängig - sowohl im Bereich des Spaltes zwischen dem Innenpol 2 und dem Magnetanker 30 - paramagnetische Materialeigenschaften auf, oder sie weist im Bereich des Spaltes zwischen dem Innenpol 2 und dem Magnetanker 30 paramagnetische Materialeigenschaften und außerhalb dieses Bereichs ferromagnetische Materialeigenschaften auf. Hierbei ist gemäß der ersten Alternative (paramagnetische Materialeigenschaften sowohl im Bereich des Spaltes zwischen dem Innenpol 2 und dem Magnetanker 30) bevorzugt vorgesehen, dass die Ventilhülse 6 als ein Tiefziehteil realisiert ist, wobei die Ventilhülse 6 durchgängig paramagnetische Materialeigenschaften aufweist und durchgängig nicht geglüht ist, insbesondere nicht in einem Temperaturbereich zwischen 350 °C und 55 °C geglüht ist. Gemäß der zweiten Alternative (paramagnetische Materialeigenschaften im Bereich des Spaltes zwischen dem Innenpol 2 und dem Magnetanker 30 und ferromagnetische Materialeigenschaften außerhalb dieses Bereichs) ist es bevorzugt vorgesehen, dass die Ventilhülse 6 als ein Tiefziehteil realisiert ist, wobei die Ventilhülse 6 im Bereich des Spaltes zwischen dem Innenpol 2 und dem Magnetanker 30 paramagnetische Materialeigenschaften und außerhalb dieses Spaltbereichs fer- romagnetische Materialeigenschaften aufweist, wobei die Ventilhülse 6 außerhalb des Spaltbereichs geglüht ist, insbesondere in einem Temperaturbereich zwischen 350 °C und 55 °C geglüht ist, wobei der Spaltbereich während des Glühvorgangs eine Kühlung erfährt, insbesondere mittels gekühltem Stickstoff.
Alternativ oder zusätzlich zu diesen Maßnahmen ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Einspritzventil 18 eine Ventilfeder 36 aufweist, wobei die Federkraft der Ventilfeder 36 größer als 4 N, insbesondere größer als 4,5 N ist.
Insgesamt kann hierdurch die Regelgüte des Einspritzventils durch eine Kombinatorik aus bestimmten Eigenschaften des Magnetkreises und einer Regelfunktion verbessert werden, so dass eine Regelfunktion für die Einspritzung eines Fluids durch das Einspritzventil realisierbar ist. So sind insbesondere der die Magnetspule umgebende Topf und die Hülse des Magnetkreises mit ihrem magnetischen Widerstand Rm entscheidend für die erfindungsgemäße Realisierung der Merkmalsausprägung im Rückmeldesignal des Einspritzventils. Bei herkömmlich benutzten, auf einer rein gesteuerten Betriebsweise beruhenden Einspritzventile werden diese Bauteile typischerweise geglüht, um einen verringerten magnetischen Widerstand Rm zu erhalten. Erfindungsgemäß wird eine solche Glühoperation bei der Herstellung des Einspritzventils vermieden, was die Ausprägung des Merkmals für die Regelung bzw. die Detektierbarkeit des Merkmals für die Regelung verbessert.

Claims

Ansprüche
1 . Einspritzventil (18) zur Injektion eines Fluids, insbesondere ein Kraftstofffluid, in einen Ansaugkanal oder in einen Verbrennungsraum eines Zylinders einer Brennkraftmaschine, wobei das Einspritzventil einen elektronmagnetischen Aktor, umfassend einen Magnetkreis, aufweist, wobei der Magnetkreis eine Magnetspule (26), einen Innenpol (2) und einen mit der Magnetspule (26) und dem Innenpol (2) zusammenwirkenden Magnetanker (30) aufweist, wobei der Magnetkreis zur Erzeugung einer geregelten Kraftwirkung zwischen dem Innenpol (2) auf den Magnetanker (30) konfiguriert ist, wenn der elektromagnetische Aktor mittels eines Steuerstroms und/oder einer Steuerspannung angesteuert wird, wobei das Einspritzventil (18) im Bereich zwischen dem Innenpol (2) und dem Magnetanker (30) einen Spalt aufweist, wobei das Einspritzventil (18) eine Ventilhülse (6) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilhülse (6)
— entweder durchgängig - sowohl im Bereich des Spaltes zwischen dem Innenpol (2) und dem Magnetanker (30) - paramagnetische Materialeigenschaften aufweist,
— oder im Bereich des Spaltes zwischen dem Innenpol (2) und dem Magnetanker (30) paramagnetische Materialeigenschaften und außerhalb dieses Bereichs ferromagnetische Materialeigenschaften aufweist.
2. Einspritzventil (18) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die
Ventilhülse (6) als ein Tiefziehteil realisiert ist, wobei die Ventilhülse (6) durchgängig paramagnetische Materialeigenschaften aufweist und durchgängig nicht geglüht ist, insbesondere nicht in einem Temperaturbereich zwischen 350 °C und 700 °C geglüht ist.
3. Einspritzventil (18) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die
Ventilhülse (6) als ein Tiefziehteil realisiert ist, wobei die Ventilhülse (6) im Bereich des Spaltes zwischen dem Innenpol (2) und dem Magnetanker (30) paramagnetische Materialeigenschaften und außerhalb dieses Spaltbereichs ferromagnetische Materialeigenschaften aufweist, wobei die Ventilhülse (6) außerhalb des Spaltbereichs geglüht ist, insbesondere in einem Temperaturbereich zwischen 350 °C und 700 °C geglüht ist, wobei der Spaltbereich während des Glühvorgangs eine Kühlung erfährt, insbesondere mittels gekühltem Stickstoff.
Einspritzventil (18), insbesondere gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, zur Injektion eines Fluids, insbesondere ein Kraftstofffluid, in einen Ansaugkanal oder in einen Verbrennungsraum eines Zylinders einer Brennkraftmaschine, wobei das Einspritzventil einen elektronmagnetischen Aktor, umfassend einen Magnetkreis, aufweist, wobei der Magnetkreis eine Magnetspule (26), einen Innenpol (2) und einen mit der Magnetspule (26) und dem Innenpol (2) zusammenwirkenden Magnetanker (30) aufweist, wobei der Magnetkreis zur Erzeugung einer Kraftwirkung zwischen dem Innenpol (2) auf den Magnetanker (30) konfiguriert ist, wenn der elektromagnetische Aktor mittels eines Steuerstroms und/oder einer Steuerspannung in geregelter Weise angesteuert wird, wobei das Einspritzventil (18) eine Ventilfeder (36) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Federkraft der Ventilfeder (36) größer als 4 N, insbesondere größer als 4,5 N ist.
Einspritzventil (18) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der elektromagnetische Aktor geregelt angesteuert wird, indem der zeitliche Verlauf wenigstens einer elektrischen Betriebsgröße des elektromagnetischen Aktors erfasst wird und hierdurch Informationen über wenigstens einen Betriebszustand des Einspritzventils (18) und/oder über wenigstens eine Zustandsänderung des Einspritzventils (18) erhalten werden, so dass durch die Erfassung von mindestens einem Rückmeldesignal verschiedene Merkmale des Einspritzvorgangs detektierbar sind, insbesondere die Bestimmung des Öffnungszeitpunkts und/oder des Schließzeitpunkts des Einspritzventils (18).
Verwendung eines Einspritzventils (18) nach einem der vorhergehenden Ansprüche in einem Verfahren zum Betrieb des Einspritzventils (18), wobei der elektromagnetische Aktor geregelt angesteuert wird, indem der zeitliche Verlauf wenigstens einer elektrischen Betriebsgröße des elektromagnetischen Aktors - insbesondere während einer Testansteuerung des Einspritzventils (18) - erfasst wird und hierdurch Informationen über wenigstens einen Betriebszustand des Einspritzventils (18) und/oder über wenigstens eine Zu- standsänderung des Einspritzventils (18) erhalten werden, so dass durch die Erfassung von mindestens einem Rückmeldesignal verschiedene Merkmale des Einspritzvorgangs detektierbar sind, insbesondere die Bestimmung des Öffnungszeitpunkts und/oder des Schließzeitpunkts des Einspritzventils (18).
7. Verfahren zur Herstellung eines Einspritzventils (18) gemäß Anspruch 1 , wobei die Ventilhülse (6) im Bereich des Spaltes zwischen dem Innenpol (2) und dem Magnetanker (30) paramagnetische Materialeigenschaften und außerhalb dieses Bereichs ferromagnetische Materialeigenschaften aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilhülse (6) außerhalb des Spaltbereichs geglüht wird, insbesondere in einem Temperaturbereich zwischen 350 °C und 700 °C geglüht wird, wobei der Spaltbereich während des Glühvorgangs gekühlt wird, insbesondere mittels gekühltem Stickstoff.
PCT/EP2015/079898 2014-12-22 2015-12-15 Einspritzventil zur injektion eines fluids, verwendung eines einspritzventils und verfahren zur herstellung eines einspritzventils WO2016102255A1 (de)

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