Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
INJECTOR UNIT FOR THE INJECTION OF FUEL, AND METHOD FOR THE OPERATION OF AN INJECTOR UNIT OF THIS TYPE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/165126
Kind Code:
A1
Abstract:
In accordance with the invention, the injector unit for the injection of fuel comprises a seat plate with a through opening which extends through the seat plate, an armature element which can be placed onto the seat plate, in order to close the through opening, a spring element which pushes the armature element in the direction of the seat plate, in order to close the through opening, an electromagnet which is designed to load the armature element with a force, in order to lift the armature element from the seat plate, and a stop for limiting a stroke of the armature element in a state in which it is lifted from the seat plate. The injector unit is characterized by a control unit which is designed to reduce an actuating signal of the electromagnet for lifting the armature element from the seat plate before the armature element makes contact with the stop for the first time after being lifted from the seat plate.

Inventors:
PIRKL RICHARD (DE)
STINGHE RAZVAN-SORIN (DE)
SEIDL MARTIN (DE)
Application Number:
PCT/EP2020/053395
Publication Date:
August 20, 2020
Filing Date:
February 11, 2020
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
LIEBHERR-COMPONENTS DEGGENDORF GMBH (DE)
International Classes:
F02M63/00
Foreign References:
US20180030912A12018-02-01
EP0483769A11992-05-06
DE102016222514A12018-05-17
Attorney, Agent or Firm:
LAUFHÜTTE, DIETER / LORENZ SEIDLER GOSSEL RECHTSANWÄLTE PATENTANWÄLTE PARTNERSCHAFT MBB (DE)
Download PDF:
Claims:
Ansprüche

1. Injektoreinheit (1 ) zum Einspritzen von Kraftstoff, umfassend:

eine Sitzplatte (2) mit einer Durchgangsöffnung (3), die sich durch die Sitzplatte (2) hindurch erstreckt,

ein Ankerelement (4), das auf die Sitzplatte (2) aufsetzbar ist, um die Durchgangsöffnung (3) zu verschließen,

ein Federelement (5), das das Ankerelement (4) in Richtung der Sitzplatte (2) drängt, um die Durchgangsöffnung (3) zu verschließen,

einen Elektromagneten (6, 7), der dazu ausgelegt ist, das Ankerelement (4) mit einer Kraft zu beaufschlagen, um das Ankerelement (4) von der Sitzplatte (2) abzuheben, und

einen Anschlag (8) zum Begrenzen eines Hubs (x) des Ankerelements (4) in einem von der Sitzplatte (2) abgehobenen Zustand,

gekennzeichnet durch

eine Steuereinheit, die dazu ausgelegt ist, ein Ansteuersignal des Elektromagneten (6, 7) zum Abheben des Ankerelements (4) von der Sitzplatte (2) zu verringern, bevor das Ankerelement (4) den Anschlag (8) nach einem Abheben von der Sitzplatte (2) erstmalig kontaktiert. 2. Injektoreinheit (1 ) nach Anspruch 1 , wobei die Steuereinheit dazu ausgelegt ist, das Ansteuersignal des Elektromagneten (6, 7) um mehr als 50%, vorzugsweise mehr als 75% und bevorzugterweise mehr als 90% von einem Ausgangswert zu Beginn des Abhebevorgangs zu verringern.

3. Injektoreinheit (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinheit dazu ausgelegt ist, nach einem Verringern des Ansteuersignals des Elektromagneten (6, 7), das Ansteuersignal wieder anzuheben, vorzugsweise auf einen Bereich von mindestens 50%, bevorzugterweise von mindestens 75% und am bevorzugtesten von mindestens 90% eines Ausgangswerts zu Beginn des Abhebevorgangs.

4. Injektoreinheit (1 ) nach Anspruch 3, wobei die Steuereinheit dazu ausgelegt ist, das Ansteuersignal des Elektromagneten (6, 7) wieder anzuheben,

nachdem das Ankerelement (4) den Anschlag (8) erstmalig nach einem

Abheben von der Sitzplatte (2) kontaktiert hat, und/oder

wenn der Hub des Ankerelements (4) einen Umkehrpunkt erreicht oder diesem zeitlich nahe ist. 5. Injektoreinheit (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die

Steuereinheit dazu ausgelegt ist, das Ansteuersignal auf binäre Art und Weise, also nur die Ansteuersignalzustände An und Aus zu übermitteln.

6. Injektoreinheit (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Sitzplatte (2) in einem geschlossenen Zustand der Durchgangsdrossel dazu ausgelegt ist, einen Niederdruckbereich und einen Hochdruckbereich des Kraftstoffs zu trennen.

7. Injektoreinheit (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Raum, der zum Ausführen des Hubs (x) des Ankerelements (4) vorgesehen ist, mit einem Fluid, vorzugsweise dem Kraftstoff gefüllt ist. 8. Injektoreinheit (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ferner eine Ankerführung (9) zum Führen des Ankerelements (4) bei einem Hubvorgang vorgesehen ist, die sich vorzugsweise von der Sitzplatte (2) in Richtung des Anschlags (8) erstreckt.

9. Injektoreinheit (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Elektromagnet (6, 7) einen Magnetkern und eine Spule aufweist, die den Magnetkern teilweise oder vollständig aufnimmt. 10. Injektoreinheit (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Anschlag (8) eine Stirnfläche (11 ) des Elektromagneten (6, 7) vorzugsweise eine Stirnfläche (11 ) eines Magnetkerns (6) des Elektromagneten (6, 7) ist.

11. Verfahren zum Betreiben einer Injektoreinheit (1 ) zum Einspritzen von Kraftstoff, die vorzugsweise nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgestaltet ist, wobei in dem Verfahren:

ein Ankerelement (4) von einer Sitzplatte (2) entgegen einer durch ein Federelement (5) ausgeübte Federkraft in Richtung der Sitzplatte (2) mittels eines Elektromagneten (6, 7) abgehoben wird, um eine Durchgangsöffnung (3) der Sitzplatte (2) freizugeben,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Ansteuersignal des Elektromagneten (6, 7), das ein Abheben des Ankerelements (4) von der Sitzplatte (2) bewirkt, verringert wird, bevor das Ankerelement (4) einen den Hub des Ankerelements (4) begrenzenden Anschlag (8) nach einem Abheben von der Sitzplatte (2) erstmalig kontaktiert.

12. Verfahren nach Anspruch 11 , wobei das Ansteuersignal des Elektromagneten (6, 7) um mehr als 50%, vorzugsweise mehr als 75% und bevorzugterweise mehr als 90% von einem Ausgangswert zu Beginn des Abhebevorgangs verringert wird.

13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei nach einem Verringern des Ansteuersignals des Elektromagneten (6, 7), das Ansteuersignal wieder angehoben wird, vorzugsweise auf einen Bereich von mindestens 50%, bevorzugterweise von mindestens 75% und am bevorzugtesten von mindestens 90% eines Ausgangswerts zu Beginn des Abhebevorgangs. 14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Ansteuersignal des Elektromagneten

(6, 7) wieder angehoben wird,

nachdem das Ankerelement (4) den Anschlag (8) erstmalig nach einem Abheben von der Sitzplatte (2) kontaktiert hat, und/oder

wenn der Hub des Ankerelements (4) einen Umkehrpunkt erreicht oder nahe ist.

15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Ansteuersignal binärer Natur ist, also nur die Ansteuersignalzustände An und Aus übermittelt werden.

Description:
Injektoreinheit zum Einspritzen von Kraftstoff und

Verfahren zum Betreiben einer solchen

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Injektoreinheit zum Einspritzen von Kraftstoff sowie ein Verfahren zum Betreiben einer solchen.

In Brennkraftmaschinen wie Dieselmotoren oder auch Benzinmotoren wird in der Regel über einen Injektor Kraftstoff mit einer bestimmten Menge und für eine bestimmte Zeitdauer in einen Brennraum eingespritzt. Dabei ist es aufgrund der sehr geringen Einspritzdauern, die im Mikrosekunden-Bereich liegen, erforderlich, die Austrittsöffnung des Injektors mit einer sehr hohen Frequenz zu öffnen bzw. zu schließen.

Da dem Fachmann das grundlegende Funktionsprinzip eines Injektors bekannt ist, wird nachfolgend nur kurz auf einige Aspekte eingegangen, die für das Verständnis der Erfindung von Vorteil sind. Ein Injektor verfügt typischerweise über eine Düsennadel (auch: Injektornadel), die einen mit einem hohen Druck beaufschlagten Kraftstoff bei Freigeben mindestens eines Austrittslochs des Injektors diesen nach außen treten lässt. Diese Düsennadel wirkt im Zusammenspiel mit dieser mindestens einen Austrittsöffnung wie ein Pfropfen, der bei einem Anheben ein Austreten des Kraftstoffs ermöglicht. Demnach ist es also erforderlich, diese Nadel in relativ kurzen Zeitabständen anzuheben und nach einer kurzen Zeit erneut in die Austrittsöffnung zurückgleiten zu lassen. Dabei können hydraulische Servoventile verwendet werden, die das Auslösen dieser Bewegung ansteuern. Solche Ventile wiederum werden mit Hilfe eines Elektromagneten angesteuert.

Aufgrund der hohen Einspritzdrücke von bis zu 2500 bar ist es nicht möglich, die Düsennadel direkt mit Hilfe eines Magnetventils anzusteuern bzw. zu bewegen. Hierbei wäre die erforderliche Kraft zum Öffnen und Schließen der Düsennadel zu groß, so dass ein solches Verfahren nur mit Hilfe von sehr großen Elektromagneten realisierbar wäre. Eine solche Konstruktion scheidet aber aufgrund des nur beschränkt zur Verfügung stehenden Bauraums in einem Motor aus.

Typischerweise werden anstelle der direkten Ansteuerung sogenannte Servoventile verwendet, die die Düsennadel ansteuern und selbst über ein Elektromagnetventil gesteuert werden. Dabei wird in einem mit der Düsennadel zusammenwirkenden Steuerraum mit Hilfe des unter hohen Druck zur Verfügung stehenden Kraftstoffs ein Druckniveau aufgebaut, das auf die Düsennadel in Verschlussrichtung wirkt. Dieser Steuerraum ist typischerweise über eine Zulaufleitung mit dem Hochdruckbereich des Kraftstoffs verbunden. Ferner weist dieser Steuerraum (auch: unterer Steuerraum) eine Leitung zu einem Ventilraum (auch: oberer Steuerraum) auf, der eine verschließbare Ablaufdrossel (auch Durchgangsöffnung) aufweist, aus der der unter hohem Druck stehende Kraftstoff auf der einen Seite einer Sitzplatte hin zu einem Niederdruckbereich auf der anderen Seite der Sitzplatte entweichen kann. Der Begriff Sitzplatte ist hier mi Sinne einer Drosselplatte oder Dichtplatte gebraucht. Tut er dies, sinkt der Druck in dem Ventilraum und dem Steuerraum, wodurch die auf die Düsennadel wirkende Verschlusskraft verringert wird, da der unter hohem Druck stehende Kraftstoff des Ventilraums und des Steuerraums abfließen kann. Dadurch kommt es zu einer Bewegung der Düsennadel, welche die Austrittsöffnung an der Injektorspitze freigibt. Um die Bewegung der Düsennadel steuern zu können, wird die Ablaufdrossel in der Sitzplatte des Injektors mit Hilfe eines Ankerelements wahlweise verschlossen oder geöffnet. Das Ankerelement, welches die Durchgangsöffnung der Sitzplatte verschließt oder freigibt, wird mit Hilfe eines Elektromagneten betätigt. Befindet sich der Elektromagnet in einem unbestromten Zustand, ist eine bestimmte Federkraft erforderlich, die das Ankerelement gegen die Durchgangsöffnung (=Öffnung in der Sitzplatte) drückt. In einem bestromten Zustand des Elektromagneten wird das Ankerelement entgegen der von dem Federelement ausgeübte Federkraft angezogen, so dass es zu einer Stauchung der Feder kommt und das Ankerelement von der Durchgangsöffnung abgehoben wird und diese freigibt.

Wie bereits kurz erläutert, fließt der unter hohem Druck stehende Kraftstoff also über die Durchgangsöffnung der Sitzplatte in einen Niederdruckbereich ab.

Dadurch kommt es nicht nur in dem Ventilraum zu einem Druckabfall, sondern - aufgrund der den Ventilraum und den Steuerraum verbindenden Leitung- auch in dem an die Düsennadel angrenzenden Steuerraum. Die Druckverringerung in dem Steuerraum führt im Ergebnis zum Anheben der Düsennadel aus ihrem Düsensitz und zu einem Ausgeben von Kraftstoff aus dem Injektor.

Problematisch an dem oben beschriebenen Vorgang zum Freigeben der Durchgangsöffnung ist, dass das Ankerelement aufgrund der angelegten Magnetkraft beim Öffnen gegen einen Anschlag anschlägt und an diesem prallt. Dieses sogenannte Ankerprellen an dem den Hub des Ankerelements begrenzenden Anschlag führt dazu, dass das Lösen der Düsennadel aus ihrem Düsennadelsitz und damit das Freigeben von Ausspritzöffnungen einer gewissen zeitlichen Varianz unterworfen ist. Es ist also bei einem Einspritzvorgang lediglich ein gewisser zeitlicher Bereich vorherzusagen, in dem sich die Düsennadel aus ihrem Sitz bewegen wird. Im Ergebnis führt diese zeitliche Varianz dazu, dass die Einspritzmengenregelung relativ konservativ auszulegen ist, was zu einem erhöhten Kraftstoffverbrauch führt. Zudem führt das Ankerprellen zu einem Verschleiß des Ankers und des daran anschlagenden Anschlags, was zu einem vorzeitigen Austausche eines der beiden Bauteile führen kann.

Nicht zuletzt führt das Ankerprellen zudem zu einer Wärmeentwicklung der aneinander anschlagenden Teile, die eine gewisse thermische Auslegung der Bauteile und unter Umständen sogar ein Konzept zum Ableiten der thermischen Erwärmung bedingt.

Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung eine Injektoreinheit zum Einspritzen von Kraftstoff vorzusehen, die die vorgenannten Nachteile zumindest teilweise überwindet oder abmildert. Dies gelingt mit Hilfe der Injektoreinheit, die sämtliche Merkmale des Anspruchs 1 aufweist, oder durch das Verfahren nach dem Anspruch 11.

Nach der Erfindung umfasst die Injektoreinheit zum Einspritzen von Kraftstoff eine Sitzplatte mit einer Durchgangsöffnung, die sich durch die Sitzplatte hindurch erstreckt, ein Ankerelement, das auf die Sitzplatte aufsetzbar ist, um die Durchgangsöffnung zu verschließen, ein Federelement, das das Ankerelement in Richtung der Sitzplatte drängt, um die Durchgangsöffnung zu verschließen, einen Elektromagneten, der dazu ausgelegt ist, das Ankerelement mit einer Kraft zu beaufschlagen, um das Ankerelement von der Sitzplatte abzuheben, und einen Anschlag zum Begrenzen eines Hubs des Ankerelements in einem von der Sitzplatte abgehobenen Zustand. Die Injektoreinheit ist durch eine Steuereinheit gekennzeichnet, die dazu ausgelegt ist, ein Ansteuersignal des Elektromagneten zum Abheben des Ankerelements von der Sitzplatte zu verringern, bevor das Ankerelement den Anschlag nach einem Abheben von der Sitzplatte erstmalig kontaktiert.

Dabei kann vorgesehen sein, dass das Ansteuersignal das Stromsignal ist, das durch eine Spule des Elektromagneten strömt. Weiter kann vorgesehen sein, dass die Durchgangsöffnung die beiden flächigen Seiten der Sitzplatte miteinander verbindet und der auf der Sitzplatte aufgesetzt Anker die Durchgangsöffnung hydraulisch abdichtet. Weiter kann die Durchgangsöffnung eine Ablaufdrossel sein, die einen unterhalb der Sitzplatte angeordneten Raum mit einem oberhalb der Sitzplatte angeordneten Raum verbindet.

Das gegenüber dem Stand der Technik überschießende Merkmal, welches in der spezifischen Form des Ansteuersignals des Elektromagneten liegt, bewirkt, dass das normalerweise auftretende Ankerprellen stark verringert oder überhaupt nicht mehr auftritt. Dies ist deswegen so, da das Ansteuersignal zum Ausüben der Magnetkraft des Elektromagneten bereits dann verringert wird, obwohl das Ankerelement noch nicht in seiner gewünschten Endposition ist. Dadurch wird die Geschwindigkeit und damit die Kraft mit der das Ankerelement auf seinen den Hub begrenzenden Anschlag auftriff, t reduziert, so dass die mit dem Ankerprellen in Verbindung stehenden Nachteile abgemildert werden können.

Um das Ankerelement aus seiner die Durchgangsöffnung abdichtenden Position abzuheben, muss die auf ihn wirkende Magnetkraft zunächst die in entgegengesetzter Richtung wirkende Federkraft und etwaige Reibungskräfte überwinden. Im Fortgang der Bewegung nimmt die anziehende Magnetkraft mit abnehmendem Abstand zwischen Ankerelement und Magnet stetig zu und das Ankerelement wird zunehmend beschleunigt, bis das Ankerelement durch den Anschlag abrupt abgebremst wird.

Nach der Erfindung ist vorgesehen, dass die Steuereinheit dazu ausgelegt ist, das Ansteuersignal während des Anzugs des Ankers in Richtung des Magneten mindestens einmal zu unterbrechen bzw. zu verringern. Durch das Unterbrechen bzw. Verringern des Ansteuersignals wird die anziehende Magnetkraft zeitweise sehr stark reduziert. Vorteilhafterweise geschieht die Unterbrechung bzw. die Verringerung derart, dass sich der Anker im Anschluss aufgrund der auf ihn wirkenden Kräfte so fortbewegt, dass er mit Geschwindigkeit Null oder zumindest mit sehr geringer Geschwindigkeit am Anschlag auftrifft. Dadurch wird das Prellen vollständig verhindert oder zumindest sehr stark reduziert.

Nach einer weiteren vorteilhaften Modifikation der Erfindung ist vorgesehen, dass die Steuereinheit dazu ausgelegt ist, das Ansteuersignal des Elektromagneten um mehr als 50%, vorzugsweise mehr als 75% und bevorzugterweise mehr als 90% von einem Ausgangswert zu Beginn des Abhebevorgangs zu verringern.

Ferner kann auch vorgesehen sein, dass die Steuereinheit dazu ausgelegt ist, nach einem Verringern des Ansteuersignals des Elektromagneten, das Ansteuersignal wieder anzuheben, vorzugsweise auf einen Bereich von mindestens 50%, bevorzugterweise von mindestens 75% und am bevorzugtesten von mindestens 90% eines Ausgangswerts zu Beginn des Abhebevorgangs. So kann das Ansteuersignal, welches die magnetische Anziehung des Ankerelements steuert, nur für einen kurzen Moment stark abfallen und sich kurz darauf wieder auf oder nahe dem Ausgangsniveau bewegen. Dieser kurzzeitige Einbruch des Ansteuersignals bewirkt, dass der Anker trotz des kurzzeitigen Einbruchs des Ansteuersignals von der Durchgangsöffnung wegbewegt wird. Dabei kann der kurzzeitige Abfall des Ansteuersignals so dimensioniert sein, dass es nach dem Abheben des Ankerelements von der Durchgangsöffnung nicht zu einem zwischenzeitlichen Annähern des Ankerelements in Richtung der Durchgangsöffnung kommt. Auf dem Weg von der Durchgangsöffnung hin zu dem hubbegrenzenden Anschlag kann zwar die Geschwindigkeit des Ankerelements absinken bis hin zu einem Stillstand des Ankerelements, jedoch kommt es dabei vorzugsweise nicht zu einem Annähern des Ankerelements in Richtung Durchgangsöffnung.

Durch das so fortgebildete Ansteuersignal wird sichergestellt, dass das unerwünschte Ankerprellen an dem Anschlag verringert und eine besonders exakte Einspritzmengenregelung des Injektors erlangt wird. Nach einer weiteren Fortbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Steuereinheit dazu ausgelegt ist, das Ansteuersignal des Elektromagneten wieder anzuheben, nachdem das Ankerelement den Anschlag erstmalig nach einem Abheben von der Sitzplatte kontaktiert hat, und/oder wenn der Hub des Ankerelements einen Umkehrpunkt erreicht oder sich zeitlich nahe des Umkehrpunktes befindet.

So kann ein Zeitpunkt zum Anheben des Ansteuersignals aus dem verringerten Niveau in Abhängigkeit einer Position des Ankerelements gewählt werden. Hier bietet es sich an, das Ansteuersignal des Elektromagneten dann zu erhöhen nachdem das Ankerelement den Anschlag erstmalig nach einem Abheben von der Sitzplatte kontaktiert hat, und/oder wenn der Hub des Ankerelements einen Umkehrpunkt erreicht. Anderenfalls kommt es zu einer ungewollten Bewegung des Ankerelements in Richtung der Dichtungsöffnung.

Nach der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Steuereinheit dazu ausgelegt ist, das Ansteuersignal auf binäre Art und Weise, also nur die Ansteuersignalzustände An und Aus zu übermitteln. Für die Auslegung und Steuerung der erfindungsgemäßen Einheit ist es von Vorteil, wenn das Ansteuersignal lediglich zwei Zustände, nämlich An und Aus einnehmen kann.

Dann wird das Ansteuersignal während eines Anhebevorgangs des Ankerelements nach einer An-Periode deaktiviert bzw. vorübergehend deaktiviert. Dies führt zu einem insgesamt vorteilhafteren Anhebevorgang, der ein geringeres Ankerprellen aufweist.

Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass die Sitzplatte in einem geschlossenen Zustand der Durchgangsdrossel dazu ausgelegt ist, einen Niederdruckbereich und einen Hochdruckbereich des Kraftstoffs zu trennen.

Nach einer weiteren Modifikation der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Raum, der zum Ausführen des Hubs des Ankerelements vorgesehen ist, mit einem Fluid, vorzugsweise dem Kraftstoff gefüllt ist. Das Fluid ist dabei nicht oder nur schwach magnetisierbar.

Ferner kann eine Ankerführung zum Führen des Ankerelements bei einem Flubvorgang vorgesehen sein, die sich vorzugsweise von der Sitzplatte in Richtung des Anschlags erstreckt. Diese Führung dient zum gezielten Aufsetzen bzw. Abheben des Ankerelements von der Durchgangsöffnung der Sitzplatte.

Es kann nach der Erfindung vorgesehen sein, dass der Elektromagnet einen Magnetkern und eine Spule aufweist, die den Magnetkern teilweise oder vollständig aufnimmt.

Vorzugsweise kann der Anschlag eine Stirnfläche des Elektromagneten sein oder auch eine Stirnfläche eines Magnetkerns des Elektromagneten. Von der Erfindung ist aber auch der Fall umfasst, dass der Anschlag kein Teil des Elektromagneten ist.

Vorzugsweise ist der Anschlag jedoch im Inneren des als Spiralfeder ausgebildeten Federelements vorgesehen, so dass sich die Spiralfeder um den Anschlag herum windet.

Die Erfindung betrifft zudem ein Verfahren zum Betreiben einer Injektoreinheit zum Einspritzen von Kraftstoff, die vorzugsweise nach einem der vorhergehenden Varianten ausgestaltet ist, wobei in dem Verfahren ein Ankerelement von einer Sitzplatte entgegen einer durch eine Feder ausgeübte Federkraft in Richtung der Sitzplatte mittels eines Elektromagneten abgehoben wird, um eine Durchgangsöffnung der Sitzplatte freizugeben. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass das Ansteuersignal des Elektromagneten, das ein Abheben des Ankerelements von der Sitzplatte bewirkt, verringert wird, bevor das Ankerelement einen den Hub des Ankerelements begrenzenden Anschlag nach einem Abheben von der Sitzplatte erstmalig kontaktiert. Das Verfahren kann dadurch fortgebildet werden, dass das Ansteuersignal des Elektromagneten um mehr als 50%, vorzugsweise mehr als 75% und bevorzugterweise mehr als 90% von einem Ausgangswert zu Beginn des Abhebevorgangs verringert wird.

Weiter kann vorgesehen sein, dass nach einem Verringern des Ansteuersignals des Elektromagneten, das Ansteuersignal wieder angehoben wird, vorzugsweise auf einen Bereich von mindestens 50%, bevorzugterweise von mindestens 75% und am bevorzugtesten von mindestens 90% eines Ausgangswerts zu Beginn des Abhebevorgangs.

Dabei kann vorgesehen sein, dass das Ansteuersignal des Elektromagneten wieder angehoben wird, nachdem das Ankerelement den Anschlag erstmalig nach einem Abheben von der Sitzplatte kontaktiert hat, und/oder wenn der Flub des Ankerelements einen Umkehrpunkt erreicht oder nahe zu seinem Umkehrpunkt ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann zudem vorsehen, dass das Ansteuersignal binärer Natur ist, also nur die Ansteuersignalzustände An und Aus an den Elektromagneten übermittelt werden.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden anhand der nachfolgenden Figurenbeschreibung ersichtlich. Dabei zeigen: Fig. 1 : ein Diagramm zur Darstellung des Ansteuersignals nach der

Erfindung gegenüber dem Stand der Technik, und

Fig. 2: einen vergrößerten Ausschnitt einer teilweisen Schnittansicht um die

Sitzplatte eines Kraftstoffinjektors herum.

Fig. 1 zeigt zwei übereinander angeordnete Diagramme über die Zeit t, wobei das obere der beiden Diagramme den Verlauf eines Ansteuersignals I, bzw. des an den Elektromagneten zugeführten Stroms nach der Erfindung (durchgezogene Linie A) und nach dem Stand der Technik (gestrichelte Linie B) zeigt. Das darunter angeordnete Diagramm zeigt die Bewegung (x) des Ankerelements in Abhängigkeit des verschiedenen Ansteuersignale, wobei die gestrichelte Linie das Ansteuerverhalten nach dem Stand der Technik und die durchgehende Linie die erfindungsgemäße Ansteuerung darstellt.

Den Diagrammen kann man entnehmen, dass zum Zeitpunkt t 0 das Ankerelement auf der Sitzplatte aufliegt, so dass die Durchgangsöffnung abgedichtet ist.

Setzt man nun zum Zeitpunkt t 0 das Stromsignal I zum Ansteuern des Elektromagneten auf einen Wert h, der von Null verschieden ist und dazu führt, dass das Ankerelement von der Sitzplatte in Richtung eines hubbegrenzenden Anschlags bewegt wird, bewegt sich das Ankerelement zunächst langsam und dann mit immer schnellerer Geschwindigkeit in Richtung des Anschlags (vgl. gestrichelte Linie B). Dabei nimmt die anziehende Magnetkraft mit abnehmendem Abstand zwischen Anker und Elektromagnet stetig zu und das Ankerelement wird zunehmend beschleunigt, bis das Ankerelement durch einen Anschlag abrupt abgebremst wird (X s to P )· Dabei kommt es nachfolgend zu einem ausgeprägten Prellverhalten des Ankers am Anschlag. Das Prellen wirkt sich negativ auf die Einsteilbarkeit des Magnetventils sowie die Rückkoppelung auf das hydraulische Schaltverhalten aus und erhöht den Verschleiß an dem Magnet und dem Ankerelement. Nach Abschluss des Prellens verharrt das Ankerelement an seinem Anschlag in der von der Durchgangsöffnung entfernten Position, bis das Ansteuersignal h zum Zeitpunkt t 3 abgeschaltet wird. Dann wird der Stromfluss durch die Spule vollständig abgebaut und das Magnetfeld bildet sich zurück, wobei ein Teil des magnetischen Feldes aufgrund von Remanenzeffekten und Wirbelstromeinflüssen für eine kurze Zeit erhalten bleibt. Sobald die nachlassende magnetische Kraft die Federkraft nicht mehr überwindet, wird der Anker von der Feder zurück auf die Sitzplatte gedrückt. Problematisch ist hieran das Prellen bei der maximalen Auslenkung des Ankerelements bei der Distanz X stop· Mit einem verbesserten Ansteuersignal nach der Erfindung soll das Prellen des Ankers am von der Sitzplatte beabstandeten Anschlag X stop verhindert oder zumindest stark verringert werden. Dafür ist nach der Erfindung vorgesehen, das Ansteuersignal während des Anzugs des Ankers in Richtung des Anschlags bzw. des Magneten mindestens einmal zu unterbrechen oder zu verringern.

Nachdem zum Zeitpunkt t 0 - genau wie nach dem Stand der Technik - das Stromsignal I zum Ansteuern des Elektromagneten auf den Wert gesetzt worden ist, beginnt sich das Ankerelement von der Sitzplatte in Richtung des Anschlags zu bewegen.

Erfindungsgemäß ist nun aber vorgesehen, das Ansteuersignal bereits vor einem Kontakt des Ankerelements mit dem Anschlag zu verringern oder wie in Fig. 1 dargestellt auf null zurückzusetzen. Hierdurch wird die anziehende Magnetkraft zeitweise sehr stark reduziert, so dass sich der Anker im Anschluss aufgrund der auf ihn wirkenden Kräfte derart fortbewegt, dass er mit Geschwindigkeit Null oder zumindest mit sehr geringer Geschwindigkeit am oberen Anschlag auftrifft. Dadurch wird das Prellen vollständig verhindert oder zumindest sehr stark reduziert.

Im Idealfall wird das Ansteuersignal wieder aktiviert (letzte Ansteuersignalaktivierung zum Zeitpunkt t 2 ), sobald der Anker auf den zweiten Anschlag mit Geschwindigkeit Null oder nahe Null trifft, so dass der Anker im Anschlag gehalten wird, bis das Ansteuersignal letztlich beendet wird (Zeitpunkt t 3 ). Von der Erfindung ist jedoch auch der Fall umfasst, wonach der Anker den Anschlag entweder nicht oder mit einer Geschwindigkeit größer Null erreicht. Das Ansteuersignal wird vorteilhafterweise dann wieder in einem zeitlichen Bereich aktiviert, in dem die Ankergeschwindigkeit nahe Null ist (Zeitpunkt t 3 ). Das Prellen kann dabei nicht vollständig unterdrückt werden, wird jedoch im Vergleich zur konventionellen Ansteuerung signifikant verringert.

Ist es nicht mehr länger gewünscht, dass das Ankerelement die Durchgangsöffnung der Sitzplatte freigibt, wird zum Zeitpunkt t 3 das Ansteuersignal deaktiviert, wodurch das Ankerelement durch das Federelement in Richtung der Sitzplatte gedrängt wird und dort - ähnlich wie am von der Sitzplatte beabstandeten Anschlag bei einer Bestromung des Elektromagneten nach dem Stand der Technik - prallt. Fig. 2 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt einer teilweisen Schnittansicht um die Sitzplatte 2 eines Kraftstoffinjektors 1 herum.

Die Darstellung ist nur auf einer Seite der Symmetrieachse 12 dargestellt. Am unteren Ende der Darstellung erkennt man, dass die Sitzplatte 2 eine (mittig angeordnete) Durchgangsöffnung 3 aufweist, die durch das Aufsetzen eines Ankerelements 4 verschlossen werden kann. Das Ankerelement 4 ist dabei in einer Ankerführung 9 geführt, die ein zielgerichtetes Bewegen des Ankerelements 4 erlaubt. Oberhalb des Ankerelements 4, also an der zur Sitzplatte 2 abgewandten Seite des Ankerelements 4, ist ein Federelement 5, typischerweise in Form einer Spiralfeder, vorgesehen, das das Ankerelement 4 in Richtung der Sitzplatte 2 drängt. Das Federelement 5 stützt sich dabei an einem Elektromagneten 6, 7 ab und nimmt im Innenbereich seiner Windungen einen Anschlag 8 auf, der die Flubbewegung (angedeutet mit x) des Ankerelements 4 begrenzt. Die dem Ankerelement 4 zugewandte Stirnseite 10 des Elektromagneten 6, 7 kann nach einer Variante der Erfindung aber auch als Anschlag dienen. Zudem erkennt man mit dem Bezugszeichen 11 eine Spulenummantelung der Spule 7, die in einer Ausnehmung des Magnetkerns 6 angeordnet ist. Weiter zeigt das Bezugszeichen 13 die axiale Richtung des Injektors. Die Symmetrieachse 12 zeigt dabei den im Wesentlichen drehsymmetrischen oder rotationssymmetrischen Grundaufbau des Injektors.