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DE102015212666A1 - Verbesserte Ansteuerung eines Kraftstoffinjektors während eines Schließvorgangs - Google Patents

Verbesserte Ansteuerung eines Kraftstoffinjektors während eines Schließvorgangs Download PDF

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DE102015212666A1
DE102015212666A1 DE102015212666.8A DE102015212666A DE102015212666A1 DE 102015212666 A1 DE102015212666 A1 DE 102015212666A1 DE 102015212666 A DE102015212666 A DE 102015212666A DE 102015212666 A1 DE102015212666 A1 DE 102015212666A1
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DE
Germany
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fuel injector
armature
predetermined time
closing operation
voltage
Prior art date
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Application number
DE102015212666.8A
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English (en)
Inventor
Gerd Rösel
Markus Stutika
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Vitesco Technologies GmbH
Original Assignee
Continental Automotive GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Abstract

Es wird ein Verfahren zum Ansteuern eines Kraftstoffinjektors während eines Schließvorgangs beschrieben. Der Kraftstoffinjektor weist einen Magnetspulenantrieb mit einem beweglichen Anker auf, der sich während des Schließvorgangs in Richtung einer einem geschlossenen Zustand entsprechenden Endposition bewegt. Das Verfahren weist folgendes auf: Beaufschlagen des Magnetspulenantriebs des Kraftstoffinjektors mit einem Spannungspuls, um während des Schließvorgangs eine Bremskraft zu erzeugen, die die Bewegung des Ankers bremst.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft das technische Gebiet der Ansteuerung von Kraftstoffinjektoren. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren zum Ansteuern eines Kraftstoffinjektors während eines Schließvorgangs, wobei der Kraftstoffinjektor einen Magnetspulenantrieb mit einem beweglichen Anker aufweist, der sich während des Schließvorgangs in Richtung einer einem geschlossenen Zustand entsprechenden Endposition bewegt. Die vorliegende Erfindung betrifft des Weiteren eine Motorsteuerung und ein Computerprogramm.
  • 1 zeigt einen Kraftstoffinjektor 10 mit Leerhub LH zwischen Anker 11 und Düsennadel 12 in geschlossenem Zustand. Beim Anlegen einer Spannung, zum Beispiel eine sogenannte Boostpannung (Öffnungsvorgang) an die Spule 13 wird durch elektromagnetische Kräfte der Anker 11 in Richtung des Polstücks 14 bewegt. Nachdem der Anker 11 den Leerhub LH durchlaufen hat, trifft er auf den Mitnehmer 15. Durch mechanische Kopplung bewegt sich jetzt ebenfalls die Düsennadel 12 und gibt Spritzlöcher 16 frei. Anker 11 und Düsennadel 12 bewegen sich weiter bis der Anker 11 an das Polstück 14 anschlägt (Nadelhub NH).
  • Zum Schließen des Kraftstoffinjektors 10 (Schließvorgang) wird die Erregerspannung abgeschaltet und somit baut sich die magnetische Kraft ab. Düsennadel 12 und Anker 11 werden durch die Federkraft in zum Öffnen entgegengesetzter Richtung bewegt. Leerhub LH und Nadelhub NH werden also in umgekehrter Reihenfolge durchlaufen. Ist der Hub des Kraftstoffinjektors 10 durchlaufen, trifft die Kugel am Ende der Düsennadel 12 in Ihrem Sitz auf, die Spritzlöcher 16 sind geschlossen, der Anker 11 löst sich vom Mitnehmer 15 und bewegt sich weiter bis zum Erreichen seiner Ruheposition am unteren Anschlag 17 (Leerhub LH).
  • Nachdem der Anker 11 den unteren Anschlag 17 erreicht hat, kann es durch Prelleffekte oder Druckschwankungen im Kraftstoffinjektor 10 zu einer unerwünschten weiteren Bewegung des Ankers 11 kommen. In 2 ist dieses Verhalten dargestellt, wobei die ausgezogene Kurve 21 die Position der Düsennadel 12 und die gestrichelte Kurve 22 die Position des Ankers 11 als Funktionen der Zeit t darstellen. Nach dem ersten Erreichen des Anschlags 17 (im Punkt 23) verlässt der Anker 11 mehrmals den unteren Anschlag 17 bis er letztendlich in seiner Ruheposition verbleibt.
  • Wird nun versucht, zeitnah eine weitere Einspritzung abzusetzen, kann es sein, dass der Kraftstoffinjektor 10 angesteuert wird, während sich der Anker 11 nicht in seiner Ruheposition befindet. Beim Öffnungsvorgang steht also nicht die volle mechanische Energie zur Verfügung, da der Leerhub LH nicht voll durchlaufen wird. Das führt zu verlangsamten Öffnen bzw. im schlimmsten Fall zum Ausbleiben des Öffnens. Dieses Problem ist insbesondere in den in der 2 schraffierten Bereichen 24 und 25 vorhanden.
  • Aktuell wird, um diesen Effekt zu kompensieren, ein minimaler Spritzabstand definiert. Dadurch wird sichergestellt, dass sich der Anker 11 in Ruheposition befindet, bevor eine weitere Einspritzung abgesetzt wird. Nachteil dieses Verfahrens ist, das dadurch der minimale Abstand zwischen zwei Einspritzungen möglicherweise sehr groß sein muss und somit eine Einschränkung für verschiedene Brennverfahren darstellt.
  • Weiterhin ist aus DE 10 2013 211 469 A1 ein Verfahren bekannt, bei dem das Prellverhalten des Ankers nach dem Schließen bestimmt werden kann und somit Bereiche mit Freigabe und Bereiche ohne Freigabe für eine Folgeeinspritzung bestimmt werden können. Nachteil bei diesem Verfahren ist, dass es Bereiche gibt, in denen eine Ansteuerung nicht erlaubt ist, was eine Einschränkung für verschiedene Brennverfahren darstellt.
  • Weiterhin unterbinden beide Verfahren das unerwünschte Verhalten nicht.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Ansteuerung von Kraftstoffinjektoren während eines Schließvorgangs bereitzustellen, die insbesondere die oben beschriebenen Nachteile überwinden und Mehrfacheinspritzungen mit flexibel variierenden Abständen ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
  • Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Ansteuern eines Kraftstoffinjektors während eines Schließvorgangs beschrieben. Der Kraftstoffinjektor weist einen Magnetspulenantrieb mit einem beweglichen Anker auf, der sich während des Schließvorgangs in Richtung einer einem geschlossenen Zustand entsprechenden Endposition bewegt. Das beschriebene Verfahren weist folgendes auf: Beaufschlagen des Magnetspulenantriebs des Kraftstoffinjektors mit einem Spannungspuls, um während des Schließvorgangs eine Bremskraft zu erzeugen, die die Bewegung des Ankers bremst.
  • Dem beschriebenen Verfahren liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die oben beschriebenen Nachteile des Prellverhaltens unterdrückt bzw. umgangen werden können durch Bremsen der Ankerbewegung mit einer Bremskraft, die durch Beaufschlagen des Magnetspulenantriebs mit einem Spannungspuls während des Schließvorgangs erzeugt wird. Mit anderen Worten wird ein Spannungspuls verwendet, der im Magnetspulenantrieb eine Kraft in die relativ zur Bewegungsrichtung während des Schließvorgangs entgegengesetzte Richtung erzeugt.
  • In diesem Dokument bezeichnet „Schließvorgang“ insbesondere einen Vorgang, während dessen der Kraftstoffinjektor nach erfolgter Einspritzung (zum Beispiel nach einem Öffnungsvorgang und gegebenenfalls einer Haltephase) wieder geschlossen wird.
  • In diesem Dokument bezeichnet „Endposition“ insbesondere die Position, in welcher der Anker sich in Ruhe befindet, wenn der Kraftstoffinjektor sich in einem geschlossenen Zustand befindet. Insbesondere bei Injektoren mit Leerhub bedeutet dies, dass die Endposition erst am Anschlag des Ankers und nicht schon beim Ende der Nadelbewegung erreicht ist.
  • Mit dem Verfahren gemäß diesem ersten Aspekt wird die Bewegung des Ankers in Richtung der Endposition während des Schließvorgangs abgebremst, das heißt, die Geschwindigkeit des Ankers wird reduziert, so dass der Anker eine geringere Geschwindigkeit hat, indem er sich der Endposition nähert. Dies erfolgt mittels einer Bremskraft, das heißt eine in Gegenrichtung wirkende Kraft, die durch Beaufschlagen des Magnetspulenantriebs mit einem Spannungspuls erzeugt wird. Somit kann eine Reduktion oder sogar eine totale Unterdrückung des Prellens erreicht werden. Ferner wird eine zeitliche Verschiebung des Prellens ermöglicht, so dass die Bereiche, in denen eine erneute Ansteuerung nicht möglich sind, entsprechend verschoben werden können.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung weist der Spannungspuls eine gegenüber einer Bordnetzspannung erhöhte Spannung auf, zum Beispiel im Bereich zwischen 50V und 80V, insbesondere etwa 65V.
  • Der Spannungspuls kann folglich mit den gleichen Mitteln erzeugt werden, die während eines Öffnungsvorgangs des Kraftstoffinjektors eingesetzt werden, um einen Boostspannungspuls zu erzeugen. Somit erfordert diese verbesserte Ansteuerung keine zusätzliche Hardware.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist der Spannungspuls eine vorbestimmte Spannung auf. Diese kann eine Bordnetzspannung oder jede andere vorhandene Spannung sein.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung wird das Beaufschlagen mit dem Spannungspuls zu einem Zeitpunkt eingeleitet, der einen vorbestimmten zeitlichen Abstand zu einem Beginn des Schließvorgangs aufweist.
  • Der Zeitpunkt kann insbesondere so gewählt werden, dass der Anker gut in Bewegung gekommen ist und/oder so dass der Nadelhub schon ganz oder zum Teil durchlaufen ist. Wird ein zu früher Zeitpunkt gewählt, kann der Schließvorgang unterbrochen oder zu sehr verzögert werden. Wird ein zu später Zeitpunkt gewählt, lässt sich der Anker unter Umständen nicht mehr ausreichend abbremsen, um ein Prellen zu vermeiden.
  • Bei geläufiger vorausgehender Ansteuerung mit Öffnungs- und Haltephasen, wird der Zeitpunkt relativ zum Ende der Haltephase gesetzt. In diesem Falle kann der zeitliche Abstand zum Beispiel zwischen 100µs und 500µs betragen, insbesondere zwischen 200µs und 400µs, insbesondere um 330µs. Es soll beachtet werden, dass die genauen Werte abhängig von der genauen Architektur des Kraftstoffinjektors sind, das heißt insbesondere Parameter wie Federkraft, Leerhub und Nadelhub.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist der Spannungspuls eine vorbestimmte Zeitdauer auf.
  • Die vorbestimmte Zeitdauer muss insbesondere so lang gewählt werden, dass eine ausreichende Bremswirkung erreicht wird. Auf der anderen Seite muss die Zeitdauer nicht so lang sein, dass das Schließen verhindert wird oder so dass der Kraftstoffinjektor wieder geöffnet wird.
  • Die vorbestimmte Zeitdauer mag insbesondere zwischen 10µs und 200µs sein, insbesondere zwischen 50µs und 150µs, insbesondere um 100µs. Es soll beachtet werden, dass die genauen Werte abhängig von der genauen Architektur des Kraftstoffinjektors sind, das heißt insbesondere Parameter wie Federkraft, Leerhub und Nadelhub.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung sind der vorbestimmte zeitliche Abstand und/oder die vorbestimmte Zeitdauer so gewählt, dass der Anker sich zu einem vorbestimmten Zeitpunkt im Wesentlichen in der dem geschlossenen Zustand entsprechenden Endposition befindet.
  • Mit anderen Worten wird es sichergestellt, dass der Anker zu dem vorbestimmten Zeitpunkt im Wesentlichen in der Endposition steht, das heißt, dass der Anker sich so nahe an der Endposition befindet, dass ein für eine erneute Ansteuerung notwendiger, minimaler Leerhub gegeben ist. Der vorbestimmte Zeitpunkt kann insbesondere ein Zeitpunkt sein, zu dem der Anker sich sonst ohne Abbremsung in einer für eine erneute Ansteuerung, zum Beispiel in Verbindung mit Mehrfacheinspritzungen, ungünstige Position befinden würde. So wird durch die Abbremsung erreicht, dass eine erneute Ansteuerung zu dem vorbestimmten Zeitpunkt möglich ist.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung sind der vorbestimmte zeitliche Abstand und/oder die vorbestimmte Zeitdauer so gewählt, dass der Anker sich im Wesentlichen ohne Prellen in der dem geschlossenen Zustand entsprechenden Endposition einfindet.
  • In diesem Ausführungsbeispiel sorgt der Spannungspuls und die dadurch erzeugte Bremskraft dafür, dass der Anker so abgebremst wird, dass er weich und mit so geringer Geschwindigkeit in die Endposition ankommt, dass ein Prellen im Wesentlichen ganz unterdrückt wird.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung werden der vorbestimmte zeitliche Abstand und/oder die vorbestimmte Zeitdauer basierend auf Messdaten und/oder vorbestimmten Daten eingestellt.
  • Der zeitliche Abstand und/oder die Zeitdauer können insbesondere solche Messdaten berücksichtigen, die Auskünfte über das Schließverhalten darstellen, so dass eventuelle Abweichungen vom erwarteten Schließverhalten berücksichtigt werden können. Des Weiteren können Der zeitliche Abstand und/oder die Zeitdauer insbesondere solche vorbestimmten Daten berücksichtigen, die verschiedene Betriebsmodi kennzeichnen. Im letzteren Fall kann zum Beispiel in Verbindung mit Mehrfacheinspritzvorgängen dafür gesorgt werden, dass nachfolgende Einspritzungen zu den vorgesehen Zeitpunkten möglich sind.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird eine Motorsteuerung für ein Fahrzeug beschrieben, die zum Verwenden eines Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt und/oder einem der obigen Ausführungsbeispiele eingerichtet ist.
  • Diese Motorsteuerung ermöglicht es in einfacher Weise und ohne zusätzliche Hardware eine Prellwirkung im Wesentlichen zu unterbinden oder so zu beeinflussen, dass die vorgesehenen Einspritzvorgänge sicher durchgeführt werden können.
  • Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird ein Computerprogramm beschrieben, welches, wenn es von einem Prozessor ausgeführt wird, eingerichtet ist, das Verfahren gemäß dem ersten Aspekt und/oder einem der obigen Ausführungsbeispiele durchzuführen.
  • Im Sinne dieses Dokuments ist die Nennung eines solchen Computerprogramms gleichbedeutend mit dem Begriff eines Programm-Elements, eines Computerprogrammprodukts und/oder eines computerlesbaren Mediums, das Anweisungen zum Steuern eines Computersystems enthält, um die Arbeitsweise eines Systems bzw. eines Verfahrens in geeigneter Weise zu koordinieren, um die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren verknüpften Wirkungen zu erreichen.
  • Das Computerprogramm kann als computerlesbarer Anweisungscode in jeder geeigneten Programmiersprache wie beispielsweise in JAVA, C++ etc. implementiert sein. Das Computerprogramm kann auf einem computerlesbaren Speichermedium (CD-Rom, DVD, Blu-ray Disk, Wechsellaufwerk, flüchtiger oder nicht-flüchtiger Speicher, eingebauter Speicher/Prozessor etc.) abgespeichert sein. Der Anweisungscode kann einen Computer oder andere programmierbare Geräte wie insbesondere ein Steuergerät für einen Motor eines Kraftfahrzeugs derart programmieren, dass die gewünschten Funktionen ausgeführt werden. Ferner kann das Computerprogramm in einem Netzwerk wie beispielsweise dem Internet bereitgestellt werden, von dem es bei Bedarf von einem Nutzer heruntergeladen werden kann.
  • Die Erfindung kann sowohl mittels eines Computerprogramms, d.h. einer Software, als auch mittels einer oder mehrerer spezieller elektrischer Schaltungen, d.h. in Hardware oder in beliebig hybrider Form, d.h. mittels Software-Komponenten und Hardware-Komponenten, realisiert werden.
  • Es wird darauf hingewiesen, dass Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf unterschiedliche Erfindungsgegenstände beschrieben wurden. Insbesondere sind einige Ausführungsformen der Erfindung mit Verfahrensansprüchen und andere Ausführungsformen der Erfindung mit Vorrichtungsansprüchen beschrieben. Dem Fachmann wird jedoch bei der Lektüre dieser Anmeldung sofort klar werden, dass, sofern nicht explizit anders angegeben, zusätzlich zu einer Kombination von Merkmalen, die zu einem Typ von Erfindungsgegenstand gehören, auch eine beliebige Kombination von Merkmalen möglich ist, die zu unterschiedlichen Typen von Erfindungsgegenständen gehören.
  • Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden beispielhaften Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform.
  • 1 zeigt einen Kraftstoffinjektor, der erfindungsgemäß angesteuert werden kann.
  • 2 zeigt eine grafische Darstellung der zeitlichen Verläufe von Anker- und Nadelbewegung bei herkömmlicher Ansteuerung des in der 1 gezeigten Kraftstoffinjektors.
  • 3 zeigt eine grafische Darstellung der zeitlichen Verläufe von Anker- und Nadelbewegung bei Ansteuerung des in der 1 gezeigten Kraftstoffinjektors gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • 4 zeigt eine grafische Darstellung der zeitlichen Verläufe von Spannung, Strom und Einspritzrate bei Ansteuerung des in der 1 gezeigten Kraftstoffinjektors gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • 5 zeigt eine grafische Darstellung der zeitlichen Verläufe von Anker- und Nadelbewegung bei Ansteuerung des in der 1 gezeigten Kraftstoffinjektors gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • Es wird darauf hingewiesen, dass die nachfolgend beschriebene Ausführungsform lediglich eine beschränkte Auswahl an möglichen Ausführungsvarianten der Erfindung darstellt.
  • 1 zeigt, wie schon oben in der Einleitung beschreiben, einen Kraftstoffinjektor 10 mit Magnetspulenantrieb. Der Magnetspulenantrieb des Kraftstoffinjektors 10 weist insbesondere einen beweglichen Anker 11, eine Düsennadel 12 mit Mitnehmer 15, ein Polstück 14 und eine Magnetspule 13 auf. Die untere Endposition des Ankers 11 ist durch den Anschlag 17 festgelegt. Der Kraftstoffinjektor weist des Weiteren ein Gehäuse 18 mit Spritzlöchern 16 auf. Der Kraftstoffinjektor 10 weist Leerhub LH und Nadelhub NH auf. Der Leerhub LH bezeichnet die mögliche Bewegung des Ankers 11 von der Endposition am Anschlag 17 bis zum Mitnehmer 15. Der Nadelhub bezeichnet die mögliche Bewegung der Nadel 12 zwischen der (gezeigten) dem geschlossenen Zustand entsprechenden Position und der dem geöffneten Zustand entsprechenden Position. Der typische Betrieb des Kraftstoffinjektors 10 wurde schon oben beschrieben und wird an dieser Stelle nicht wiederholt. Das gleiche gilt für die während des Schließvorgangs auftretende Prellwirkung des Ankers 11, die oben mit Bezug auf die in der 2 gezeigte grafische Darstellung 20 der zeitlichen Verläufe von Anker- und Nadelbewegung bei herkömmlicher Ansteuerung des Kraftstoffinjektors 10 schon beschrieben wurde.
  • Die 3 zeigt eine grafische Darstellung 30 der zeitlichen Verläufe von Anker- und Nadelbewegung 32 bzw. 31 bei Ansteuerung des in der 1 gezeigten Kraftstoffinjektors 10 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der zeitliche Verlauf der Nadelbewegung 31 unterscheidet sich im Wesentlichen nicht von dem in der 2 gezeigten Verlauf 21. Bis zum Beginn des Schließvorgangs unterscheidet der zeitliche Verlauf der Ankerbewegung 32 sich im Wesentlichen auch nicht von dem in der 2 gezeigten Verlauf 22. Anders als bei der herkömmlichen Ansteuerung wird der Magnetspulenantrieb des Kraftstoffinjektors während des Schließvorgangs erfindungsgemäß mit einem Spannungspuls beaufschlagt, der die Ankerbewegung während des Schließvorgangs bremst. Dies führt dazu, dass der Anker 11 wegen der Bremskraft die Endposition 33 etwas später erreicht als bei der herkömmlichen Ansteuerung (vgl. 23 in der 2), und dann ohne Prellen in dieser Position bleibt. Der Bremspuls (vgl. Pfeil 36) wird in dem durch die vertikalen Linien 34 und 35 gekennzeichneten Zeitintervall eingesetzt, das heißt, dass der Magnetspulenantrieb innerhalb dieses Zeitintervalls mit einer erhöhten Spannung (65V) beaufschlagt wird, so dass eine entsprechende Bremskraft erzeugt und das Prellen unterbunden wird.
  • Die 4 zeigt grafische Darstellungen 410, 420 und 430 der zeitlichen Verläufe von Spannung 412, Strom 422 und Einspritzrate 432 bei Ansteuerung des in der 1 gezeigten Kraftstoffinjektors 10 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die grafische Darstellungen 410, 420 und 430 enthalten auch entsprechende zeitliche Verläufe von Spannung 411, Strom 421 und Einspritzrate 431 bei herkömmlicher Ansteuerung ohne Bremspuls.
  • Spezifischer zeigt die grafische Darstellung 410 die Injektorspannung U_INJ während eines Teils einer Ansteuerung. Zum Zeitpunkt t = 0µs wird der Magnetspulenantrieb mit einer erhöhten Spannung (Boostspannung) von 65V beaufschlagt, um den Kraftstoffinjektor zu öffnen. Die Boostspannung wird ungefähr zum Zeitpunkt t = 250µs abgestellt und es folgt eine Haltephase mit Spannungspulse zur Stromregelung bis zum t = 1000µs, wo der nachfolgende Schließvorgang eingeleitet wird. Hier wird der Magnetspulenantrieb erst eine kurze Zeit lang (ungefähr 50µs) mit einer hohen negativen Spannung (ca. –65V) beaufschlagt, um den Schließvorgang zu beschleunigen. Danach steigt die Spannung in Richtung 0V an. Im herkömmlichen Verlauf 411 wird diese Steigung der Spannung nicht unterbrochen oder gestört. Bei der erfindungsgemäßen Ansteuerung wird die Spannung 412 zum Zeitpunkt t = 330µs sprunghaft auf 65V erhöht und dann zum Zeitpunkt t = 430µs wieder auf –65V heruntergeschaltet. Dieser kurze (100µs) Spannungspuls erzeugt eine Bremskraft, die die Ankerbewegung in Richtung Endposition abbremst.
  • Die grafische Darstellung 420 zeigt die den Spannungsverläufen 411 und 412 entsprechenden zeitlichen Verläufe 421 und 422 der Stromstärke I_INJ des durch den Magnetspulenantrieb fließenden Stroms. Der Stromverlauf 422 weist dabei aufgrund des Spannungspulses einen „Hügel“ zwischen t = 1300µs und t = 1500µs auf, wobei der Stromverlauf im gleichen Zeitintervall konstante gleich 0A bleibt.
  • Die grafische Darstellung 430 zeigt die entsprechenden zeitlichen Verläufe der Kraftstoffeinspritzraten (ROI) 431 und 432, wobei der Verlauf 431 einer Ansteuerung ohne Bremspuls entspricht und der Verlauf 432 einer Ansteuerung mit Bremspuls entspricht. Dabei kann es erkannt werden, dass die Einspritzrate 431 während des Schließvorgangs schneller abfällt aber dann aufgrund von Nadelprellen, das durch Prellen des Ankers 11 verursacht wird, eine Zeit lang unstabil bleibt. Auf der anderen Seite fällt die Einspritzrate 432 etwas langsamer ab, aber bleibt dann im Wesentlichen stabil gleich 0mg/ms. Dies entspricht dem oben beschriebenen Verhalten des Ankers 11 (und somit der Düsennadel 12).
  • 5 zeigt eine grafische Darstellung 500 der zeitlichen Verläufe von Anker- und Nadelbewegung 522 und 521 bei Ansteuerung des in der 1 gezeigten Kraftstoffinjektors gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. In dieser Ausführungsform wird ein Spannungspuls während des Schließvorgangs eingesetzt, der die Ankerbewegung weniger bremst als in dem in der 3 gezeigten Beispiel. Insbesondere entspricht der Ankerbewegung 52a während des Schließvorgangs dem in der 2 gezeigten Verlauf, dass heißt ohne Bremspuls. Hier wird die Endposition zum Zeitpunkt 53a erreicht und es folgen mehrere Prellungen des Ankers 11 gegen Anschlag 17. Bei Verwendung eines „kleinen“ Bremspulses wird der Schließvorgang in dieser Ausführungsform etwas verzögert. Spezifischer erreicht der Anker 11 erst die Endposition zum Zeitpunkt 53b. Das im Verlauf 52b erkennbare nachfolgende Prellen erfolgt dann im Vergleich zum Verlauf 52a sowohl verspätet als auch gedämpft. Wie es auch erkennbar ist, befindet sich der Anker 11 innerhalb der beiden schraffierten Bereichen 54 und 55 deutlich näher an der Endposition als dies im Verlauf 52a der Fall ist. Die Verwendung des „kleinen“ Bremspulses führt folglich dazu, dass eine erneute Ansteuerung des Kraftstoffinjektors 10 in den Zeitintervallen 54 und 55 möglich ist, was bei dem nicht gedämpften Verlauf 52a nicht der Fall ist. Gemäß dieser Ausführungsform wird das Prellen des Ankers folglich nicht völlig unterbunden sondern gezielt verschoben, so dass eine erneute Einspritzvorgang zu Zeitpunkten eingeleitet werden kann, wo dies sonst nicht möglich wäre. Durch Einstellung der Anfangszeit und/oder Zeitdauer des Bremspulses basierend auf Kenntnisse über gewünschte Einspritzintervalle (zum Beispiel in Verbindung mit Mehrfacheinspritzungen) kann es somit ein einfacher Weise sichergestellt werden, dass die gewünschte Einspritzintervalle auch eingehalten werden können. Des Weiteren können Injektorspezifische Messdaten berücksichtigt werden, um die Präzision weiter zu erhöhen.
  • Bezugszeichenliste
    • 10
    Kraftstoffinjektor
    11
    Anker
    12
    Düsennadel
    13
    Spule
    14
    Polstück
    15
    Mitnehmer
    16
    Spritzlöcher
    17
    Anschlag
    18
    Gehäuse
    20
    Grafische Darstellung
    21
    Nadelbewegung
    22
    Ankerbewegung
    23
    Anschlagspunkt
    24
    Zeitintervall
    25
    Zeitintervall
    LH
    Leerhub
    NH
    Nadelhub
    30
    Grafische Darstellung
    31
    Nadelbewegung
    32
    Ankerbewegung
    33
    Anschlagspunkt
    34
    Linie
    35
    Linie
    36
    Pfeil
    LH
    Leerhub
    NH
    Nadelhub
    410
    Grafische Darstellung
    411
    Spannungsverlauf
    412
    Spannungsverlauf
    420
    Grafische Darstellung
    421
    Stromverlauf
    422
    Stromverlauf
    422
    Ankerbewegung
    430
    Grafische Darstellung
    431
    Einspritzrate
    432
    Einspritzrate
    50
    Grafische Darstellung
    51
    Nadelbewegung
    52
    Ankerbewegung
    52a
    Ankerbewegung
    52b
    Ankerbewegung
    53a
    Anschlagspunkt
    53b
    Anschlagspunkt
    54
    Zeitintervall
    55
    Zeitintervall
    LH
    Leerhub
    NH
    Nadelhub
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102013211469 A1 [0007]

Claims (9)

  1. Verfahren zum Ansteuern eines Kraftstoffinjektors während eines Schließvorgangs, wobei der Kraftstoffinjektor einen Magnetspulenantrieb mit einem beweglichen Anker aufweist, der sich während des Schließvorgangs in Richtung einer einem geschlossenen Zustand entsprechenden Endposition bewegt, das Verfahren aufweisend Beaufschlagen des Magnetspulenantriebs des Kraftstoffinjektors mit einem Spannungspuls, um während des Schließvorgangs eine Bremskraft zu erzeugen, die die Bewegung des Ankers bremst.
  2. Verfahren gemäß Anspruch dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Spannungspuls eine gegenüber einer Bordnetzspannung erhöhte Spannung aufweist.
  3. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Beaufschlagen mit dem Spannungspuls zu einem Zeitpunkt eingeleitet wird, der einen vorbestimmten zeitlichen Abstand zu einem Beginn des Schließvorgangs aufweist.
  4. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Spannungspuls eine vorbestimmte Zeitdauer aufweist.
  5. Verfahren gemäß Anspruch 3 oder 4, wobei der vorbestimmte zeitliche Abstand und/oder die vorbestimmte Zeitdauer so gewählt sind, dass der Anker sich zu einem vorbestimmten Zeitpunkt im Wesentlichen in der dem geschlossenen Zustand entsprechenden Endposition befindet.
  6. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei der vorbestimmte zeitliche Abstand und/oder die vorbestimmte Zeitdauer so gewählt sind, dass der Anker sich im Wesentlichen ohne Prellen in der dem geschlossenen Zustand entsprechenden Endposition einfindet.
  7. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei der vorbestimmte zeitliche Abstand und/oder die vorbestimmte Zeitdauer basierend auf Messdaten und/oder vorbestimmten Daten eingestellt werden.
  8. Motorsteuerung für ein Fahrzeug, die zum Verwenden eines Verfahrens gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche eingerichtet ist.
  9. Computerprogramm, welches, wenn es von einem Prozessor ausgeführt wird, eingerichtet ist, das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 durchzuführen.
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