Titel

Verfahren zum Ermitteln eines Luftspalts eines Magnetventilinjektors

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln eines Luftspalts eines Magnetventilinjektors sowie eine Recheneinheit und ein Computerprogramm zu dessen Durchführung.

Stand der Technik

Brennkraftmaschinen in Kraftfahrzeugen können einen Hochdruckspeicher, ein sog. Common-Rail, aufweisen, in dem Kraftstoff auf einen hohen Druck, bspw. bis zu 3.000 bar, gebracht wird. Aus diesem Hochdruckspeicher kann der Kraftstoff dann über einzelne Kraftstoffinjektoren, die an den Hochdruckspeicher angebunden sind, direkt in Brennräume der Brennkraftmaschine eingebracht werden.

Als Kraftstoff! njektoren können bspw. Magnetventilinjektoren verwendet werden, bei denen eine Ventilnadel zur Freigabe einer Einspritzöffnung durch Ansteue- rung bzw. Bestromung einer Spule bzw. eines Elektromagneten bewegt werden kann.

Aus der DE 10 2010 041 109 A1 und der DE 10 2013 212 138 A1 sind bspw. sog. direktschaltende Magnetventilinjektoren bekannt. Hierbei wird die Ventilnadel direkt mittels eines Magnetankers bewegt, der Teil eines elektromagnetischen Aktors ist und durch Bestromung der Spule bewegt wird.

Offenbarung der Erfindung Erfindungsgemäß werden ein Verfahren zum Ermitteln eines Luftspalts eines Magnetankers, insbesondere eines Anfangsluftspalts, der einen Abstand zwischen dem Elektromagneten und dem Magnetanker bei nicht angehobenem Magnetanker angibt, und/oder eines Restluftspalts, der einen Abstand zwischen dem Elektromagneten und dem Magnetanker bei bis zu einem Anschlag an Anschlagsmitteln, bspw. einer Einstellscheibe oder einem Einstellring, angehobenem Magnetanker angibt, sowie eine Recheneinheit und ein Computerprogramm zu dessen Durchführung mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren dient zum Ermitteln eines Luftspalts eines Magnetankers eines Elektromagneten, insbesondere eines Anfangsluftspalts und/oder eines Restluftspalts, durch spezielle Bestromung der Spule. Hierbei wird Luftspalt unter Berücksichtigung eines Stromverlaufs in der Spule während einer Bestromung der Spule ermittelt. Insbesondere kann dann ein Hub des Magnetankers unter Berücksichtigung des Anfangsluftspalts und des Restluftspalts ermittelt werden. Hierzu sei angemerkt, dass der Hub des Magnetankers bevorzugterweise einer Differenz des Anfangsluftspalts und des Restluftspalts entspricht.

Das vorgeschlagene Verfahren macht sich dabei zunutze, dass ein Luftspalt in einem elektromagnetischen Aktor des Magnetventils, also zwischen dem Magnetanker und dem die Spule enthaltenden Elektromagneten, einen Einfluss auf die Induktivität der Spule des Magnetventilinjektors und damit auf die zeitliche

Änderung des Stromes in der Spule bei Anlegen einer Spannung an die Spule hat. Je kleiner der Luftspalt ist, desto höher ist die Induktivität der Spule und desto langsamer steigt der Strom in der Spule an. Entsprechend steigt der Strom bspw. umso schneller an, je größer der Luftspalt ist. Auf diese Weise kann also durch geeignete Bestromung der Luftspalt sowohl in geschlossenem Zustand des Magnetventilinjektors, also wenn der Magnetanker nicht angehoben ist, als auch in geöffnetem Zustand, also wenn der Magnetanker soweit wie möglich angehoben ist, ermittelt werden, woraus sehr einfach der Magnetankerhub ermittelt werden kann. Werte für den Anfangsluftspalt und den Restluftspalt können dabei bspw. durch Vergleich der jeweiligen Stromverläufe mit geeigneten Vergleichswerten, die bspw. im Rahmen von Testmessungen ermittelt werden, erhalten werden. Einen weiteren Einfluss auf die Abhängigkeit des Stromverlaufs vom Luftspalt haben auch die magnetischen Eigenschaften der für den Magnetventilinjektor verwendeten Komponenten. So führt bspw. die Verwendung von weichmagnetischem Verbundwerkstoff mit geringer elektrischer Leitfähigkeit zu einem weitgehend wirbelstromfreien Magnetkreis, wodurch bereits eine geringe Änderung des Luftspaltes eine deutliche Änderung der magnetischen Eigenschaften und damit des Stromverlaufs zur Folge hat. Werte für den Anfangs- bzw. Restluftspalt können dann deutlich genauer ermittelt werden. Die elektrische Leitfähigkeit weichmagnetischer Verbundwerkstoffe wie z.B. Somaloy liegt üblicherweise bei ca. 2,3 ^■ 10 ³ S/m, während die elektrische Leitfähigkeit eines üblichen Werkstoffs wie z.B. Böhler P800, drei Größenordnungen höher, d.h. ca. bei 2,5 ^■ 10 ⁶ S/m liegt.

Das vorgeschlagene Verfahren wird dabei zweckmäßigerweise am Ende einer Produktionslinie durchgeführt, sodass nach Montage des Magnetventilinjektors der Hub überprüft und ggf. angepasst werden kann. Ein solcher Magnetventilin- jektor kann dann bspw. als Kraftstoffinjektor in einer Brennkraftmaschine zur Einbringung von Kraftstoff verwendet werden.

Die Performance von Elektromagneten, insbesondere hinsichtlich des Schaltzeitpunkts und der Schaltgeschwindigkeit beim Öffnen und Schließen sowie des Hubs, hängt signifikant von Anfangsluftspalt und Restluftspalt ab. Sehr viele Bauteile mit ihren entsprechenden Toleranzen haben Einfluss auf Anfangsluftspalt und Restluftspalt. Werden in der Fertigung die Magnetbauteile wahllos montiert, so können signifikante Streuungen zwischen verschiedenen Exemplaren der Magnetventile auftreten. Durch Messung von Anfangsluftspalt und Restluftspalt nach Montage und entsprechender Korrektur der Größen, bspw. durch Auswahlgruppen, lassen sich die Toleranzen deutlich einschränken.

Es ist von Vorteil, wenn der Luftspalt unter Berücksichtigung eines zeitlichen Gradienten des Stroms des Stromverlaufs ermittelt wird. Wie bereits erwähnt, hat der Luftspalt im elektromagnetischen Aktor des Magnetventils Einfluss auf den Anstieg des Stroms und damit auf den zeitlichen Gradienten des Stroms. Insofern lässt sich der Luftspalt auf diese Weise sehr einfach ermitteln. Vorzugsweise wird der Luftspalt unter Berücksichtigung einer jeweiligen Zeitdauer ermittelt, die nötig ist, bis der Strom des Stromverlaufs ein oder mehrmals einen jeweiligen vorbestimmten Wert erreicht hat. Für die Ermittlung des Anfangsluftspalts kann bspw. eine bestimmte Spannung, vorzugsweise die Spannung des Boostkondensators, da diese konstanter als die Batteriespannung ist, an die Spule angelegt werden, bis der Strom, bspw. ausgehend von Null oder einem weiteren vorbestimmten Wert, den zugehörigen vorbestimmten Wert erreicht hat. Anschließend kann die Spannung umgepolt werden, bis der Strom wieder bei Null bzw. dem weiteren vorbestimmten Wert liegt. Durch Wiederholung dieses Vorgehens summieren sich zeitliche Effekte auf, sodass die Größe des Anfangs- luftspalts einfacher ermittelt bzw. zugeordnet werden kann. Für die Ermittlung des Restluftspalts kann bspw. ebenfalls eine bestimmte Spannung, vorzugsweise auch hier die Spannung des Boostkondensators, da diese konstanter als die Batteriespannung ist, an die Spule angelegt werden, bis der Strom zunächst, bspw. ausgehend von Null, einen maximalen oder einen maximal zulässigen Wert er- reicht hat. Hierdurch kann der Magnetanker bis zum Anschlag angehoben werden. Anschließend kann die Spannung umgepolt werden, bis der Strom den zugehörigen vorbestimmten Wert erreicht hat, d.h. bis zu diesem abgesunken ist. Beim nächsten Umpolen der Spannung steigt der Strom dann ausgehend von diesem vorbestimmten Wert an. Durch Wiederholung dieses Vorgehens summie- ren sich auch hier zeitliche Effekte auf, sodass die Größe des Restluftspalts einfacher ermittelt bzw. zugeordnet werden kann.

Vorzugsweise wird der Magnetanker dauerhaft nicht angehoben, während der Stromverlauf zur Ermittlung des Anfangsluftspalts erfasst wird. Dies kann bspw. dadurch erreicht werden, dass die Bestromung nur durchgeführt wird, solange ein Grenzwert, bei dem genügend Magnetkraft aufgebaut wäre, um den Magnetanker anzuheben, nicht erreicht bzw. überschritten wird. Auf diese Weise kann die Ermittlung des Anfangsluftspalts sehr schnell und genau erfolgen. Vorteilhafterweise bleibt der Magnetanker dauerhaft bis zu den Anschlagsmitteln angehoben, während der Stromverlauf zur Ermittlung des Restluftspalts erfasst wird. Dies kann bspw. dadurch erreicht werden, dass die Bestromung derart durchgeführt wird, dass ein Grenzwert, bei dem die Magnetkraft soweit abgebaut wäre, dass der Magnetanker bspw. durch eine Feder von dem Elektromagneten weggedrückt würde, nicht erreicht bzw. unterschritten wird. Auf diese Weise kann die Ermittlung des Restluftspalts sehr schnell und genau erfolgen.

Zweckmäßigerweise wird hierzu die Bestromung zur Ermittlung des Restluftspalts derart vorgenommen, dass der Magnetanker zunächst bis zum Anschlag an den Anschlagsmitteln angehoben wird. Auf diese Weise kann zunächst die Ermittlung des Anfangsluftspalts vorgenommen werden und anschließend unter Anhebung des Magnetankers die Ermittlung des Restluftspaltes.

Vorteilhafterweise wird als Magnetventilinjektor ein direktschaltender Magnetventilinjektor verwendet, wobei insbesondere unter Berücksichtigung des Hubs des Magnetankers ein Hub einer Ventilnadel des Magnetinjektors ermittelt wird. Da bei direktschaltenden Magnetventilinjektoren der Magnetanker in direktem Kontakt mit der Ventilnadel steht, entspricht der Hub des Magnetankers auch direkt dem Hub der Ventilnadel. Der Hub der Ventilnadel stellt dabei eine wichtige Größe für die Kraftstoffeinspritzung dar, da dadurch u.a. die abgegebene Kraftstoffmenge bestimmt wird, weshalb deren genaue Kenntnis sehr wichtig ist.

Es ist von Vorteil, wenn der Hub des Magnetankers unter Berücksichtigung des Anfangsluftspalts und des Restluftspalts durch Anpassen der Anschlagsmittel auf einen gewünschten Wert eingestellt wird.

Alternativ ist es bei Verwendung eines direktschaltenden Magnetventilinjektors auch bevorzugt, wenn anstatt des Hubs des Magnetankers direkt der Hub der Ventilnadel unter Berücksichtigung des Anfangsluftspalts und des Restluftspalts durch Anpassen der Anschlagsmittel auf einen gewünschten Wert eingestellt wird. Vorteilhafterweise kann auch der Anfangsluftspalt des Magnetankers durch Anpassen der Anschlagsmittel und/oder eines entsprechenden Abstands auf einen gewünschten Wert eingestellt werden. Dies ergibt auch eine Anpassung des Hubs.

Durch das vorgeschlagene Verfahren lässt sich, wie erwähnt, der Hub des Magnetankers bzw. der Hub der Ventilnadel sehr genau ermitteln. Wenn nun dieser Hub bspw. nicht einem gewünschten Wert, wie er bspw. für die Verwendung in einer bestimmten Brennkraftmaschine vorgesehen ist, entspricht, so kann der Hub durch Anpassen der Anschlagsmittel sehr einfach geändert werden, so dass ein gewünschter Wert erreicht wird. Nach dem Anpassen kann das vorgeschlagene Verfahren ggf. wiederholt werden, um den angepassten Hub zu überprüfen. Das Anpassen der Anschlagsmittel kann bspw. durch einfachen Austausch des Anschlagsmittels, also bspw. der Einstellscheibe bzw. des Einstellrings, gegen eines mit anderer Form erfolgen und/oder durch Umpositionieren. Es ist jedoch auch denkbar, ein Anzugsmoment bei der Montage des Magnetventils anzupassen, um den Luftspalt bzw. den Hub zu ändern.

Zweckmäßig ist es auch, den ermittelten Luftspalt und/oder Hub bei der Ansteue- rung eines Magnetventilinjektors zu berücksichtigen, d.h. eine Ansteuergröße in

Abhängigkeit davon vorzugeben. Hierzu kann bspw. eine Speicherung der entsprechenden Werte, insbesondere als maschinenlesbarer Code, auf dem Magnetventilinjektor bzw. einer entsprechenden Recheneinheit erfolgen. Eine erfindungsgemäße Recheneinheit, z.B. ein Mess- oder Prüfgerät, ist, insbesondere programmtechnisch, dazu eingerichtet, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen. Ein solches Mess- oder Prüfgerät kann bspw. am Ende einer Produktionslinie vorgesehen sein, sodass nach Montage bzw. Herstellung des Magnetventilinjektors der Hub überprüft und ggf. angepasst werden kann.

Auch die Implementierung des Verfahrens in Form eines Computerprogramms ist vorteilhaft, da dies besonders geringe Kosten verursacht, insbesondere wenn ein ausführendes Mess- oder Prüfgerät noch für weitere Aufgaben genutzt wird und daher ohnehin vorhanden ist. Geeignete Datenträger zur Bereitstellung des Computerprogramms sind insbesondere magnetische, optische und elektrische Speicher, wie z.B. Festplatten, Flash-Speicher, EEPROMs, DVDs u.a.m. Auch ein Download eines Programms über Computernetze (Internet, Intranet usw.) ist möglich.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.

Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Figur 1 zeigt schematisch eine Brennkraftmaschine mit Hochdruckspeicher, bei der ein beispielhafter Magnetventilinjektor verwendet werden kann.

Figur 2 zeigt schematisch einen Magnetventilinjektor, welcher für ein erfindungsgemäßes Verfahren herangezogen werden kann.

Figuren 3a bis 3c zeigen Verläufe von Spannung, Strom und Magnetkraft bei

Bestromung eines Magnetventilinjektors, wie sie bei Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens in einer bevorzugten Ausführungsform zur Ermittlung eines Anfangsluftspalts auftreten können.

Figur 4 zeigt einen Zusammenhang zwischen einer Zeitdauer bis zum mehrmaligen Erreichen eines Stromwertes und einem Anfangsluftspalt bei einem elektromagnetischen Aktor eines Magnetventils.

Figuren 5a bis 5c zeigen Verläufe von Spannung, Strom und Magnetkraft bei

Bestromung eines Magnetventilinjektors, wie sie bei Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens in einer bevorzugten Ausführungsform zur Ermittlung eines Restluftspalts auftreten können. Figur 6 zeigt einen Zusammenhang zwischen einer Zeitdauer bis zum mehrmaligen Erreichen eines Stromwertes und einem Restluftspalt bei einem elektromagnetischen Aktor eines Magnetventils.

Ausführungsform(en) der Erfindung

In Figur 1 ist schematisch und vereinfacht eine Brennkraftmaschine 100 gezeigt, bei welcher ein beispielhafter Magnetventilinjektor verwendet werden kann und für welche der Hub des Magnetventilinjektors eingestellt werden muss. Beispielhaft weist die Brennkraftmaschine 100 vier Brennräume 103 und ein Saugrohr 106 auf, welches an jeden der Brennräume 103 angeschlossen ist.

Jedem Brennraum 103 ist ein Magnetventilinjektor 200 zur Einbringung von Kraftstoff in den jeweiligen Brennraum 103 zugeordnet. Die Magnetventilinjektoren 200 sind mit einer Hochdruckleitung 162 an einen Hochdruckspeicher 161 , ein sog. Rail oder Common-Rail, angebunden. Der Übersichtlichkeit halber ist nur eine Hochdruckleitung 162 zu einem der Magnetventilinjektoren 200 gezeigt, es versteht sich jedoch, dass jeder der Magnetventilinjektoren 200 an eine Hochdruckleitung angebunden ist.

Der Hochdruckspeicher 161 wiederum wird über eine Hochdruckpumpe 160 mit Kraftstoff versorgt. Die Hochdruckpumpe 160 wird dabei in der Regel von der Brennkraftmaschine angetrieben. Die Magnetventilinjektoren 200, die Hochdruckleitungen 162, der Hochdruckspeicher 161 sowie die Hochdruckpumpe 160 sind dabei Teil eines Hochdrucksystems 165 der Brennkraftmaschine 100.

Weiterhin ist ein Steuergerät 1 15 vorgesehen, mit dem die Magnetventilinjektoren 200 angesteuert werden können

In Figur 2 ist schematisch ein Magnetventilinjektor 200, welcher für ein erfindungsgemäßes Verfahren herangezogen werden kann, detaillierter als in Figur 1 dargestellt. Der Magnetventilinjektor 200 ist hier als direktschaltender Magnetventilinjektor ausgebildet. Der Magnetventilinjektor 200 weist ein Gehäuse 21 1 auf. Am unteren, d.h. dem im Brennraum angeordneten, Ende weist das Gehäuse 21 1 wenigstens eine, in der Regel jedoch mehrere, Einspritzöffnungen 217 zum Einbringen von Kraftstoff in den Brennraum der Brennkraftmaschine auf.

An der Innenwandung des unteren Endes des Gehäuses 21 1 ist eine Sitzfläche 218 ausgebildet, die mit einer entsprechenden Gegenfläche einer auf und ab beweglich angeordneten Ventilnadel 220 in der abgesenkten Position der Ventilnadel 220 unter Ausbildung eines Dichtsitzes 221 zusammenwirkt. Die stiftförmi- ge Ventilnadel 220 ist mit ihrer Längsachse 222 innerhalb des Gehäuses 21 1 aufgenommen.

Hierbei wird ein Hochdruckraum 224 ausgebildet, der über eine Versorgungsbohrung 225 und die Hochdruckleitung 162 mit dem Hochdruckspeicher 161 , wie in Figur 1 dargestellt, verbunden ist und dadurch mit unter Hochdruck stehendem

Kraftstoff befüllt ist.

Die Ventilnadel 220 weist in einem einen geringeren Durchmesser aufweisenden Abschnitt des unteren Endes des Gehäuses 21 1 einen Führungsabschnitt 228 auf, dessen Außendurchmesser dem Innendurchmesser des Gehäuses ange- passt ist. Der Führungsabschnitt 228 weist eine Durchgangsbohrung 229 mit einer Zulaufdrossel 230 auf, die den Hochdruckraum 224 mit einem Speichervolumen 231 verbindet, über das wiederum bei angehobener Ventilnadel 220 der Kraftstoff über die Einspritzöffnung 217 in den Brennraum der Brennkraftmaschi- ne abgegeben wird.

Innerhalb des Hochdruckraums 224 weist die Ventilnadel 220 optional eine ringförmige Verdickung 232 auf, die mit einem die Verdickung 232 radial zumindest bereichsweise umfassenden Ring 233 derart zusammenwirkt, dass zwischen dem Außenumfang der Verdickung 232 und dem Innendurchmesser des Rings

233 ein Quetschspalt 234 ausgebildet ist, so dass die Verdickung 232 und der Ring 233 eine hydraulisch wirkende Dämpfungseinrichtung 235 zur Dämpfung der Bewegung der Ventilnadel 220 ausbilden. Das Gehäuse 21 1 weist weiterhin an einem platten- bzw. ringförmigen Führungsabschnitt 246 eine Durchgangsbohrung 236 für die Ventilnadel 220 auf. Die Durchgangsbohrung 236 wirkt als ein Dichtelement 237 für den Hochdruckraum 224, und zwar derart, dass über die Durchgangsbohrung 236 möglichst wenig Kraftstoff aus dem Hochdruckraum 224 in Richtung des oberen Bereichs des

Gehäuses 21 1 strömt. Gleichzeitig wirkt die Durchgangsbohrung 236 als Radialführung für die Ventilnadel 220, so dass diese zusätzlich zum Führungsabschnitt 228 über die Durchgangsbohrung 236 radial geführt ist. Axial beabstandet zur Durchgangsbohrung 236 ist innerhalb des oberen Bereichs des Gehäuses 21 1 ein weiteres, im Ausführungsbeispiel platten- bzw. ringförmiges Dichtelement 238 angeordnet. Das zweite Dichtelement 238 weist eine Durchgangsbohrung 239 auf, die die Ventilnadel 220 mit radialem Abstand umgibt. Innerhalb der Durchgangsbohrung 239 ist eine Dichtung 240 angeordnet, die in Anlagekontakt mit dem Umfang der Ventilnadel 220 angeordnet ist.

Der ringförmige Zwischenraum 242 zwischen der Durchgangsbohrung 236 und dem weiteren Dichtelement 238 kann über eine beispielhaft innerhalb des oberen Endes des Gehäuses 21 1 verlaufende Entlastungsbohrung 243 mit einem Kraft- Stoffrücklauf 244 verbunden sein, der wiederum in einen Rücklaufbehälter 245 mündet. Dadurch wird über die Durchgangsbohrung 236 aus dem Hochdruckraum 224 in den Zwischenraum 242 überströmender Kraftstoff aus dem Gehäuse 21 1 abgeführt, und zwar derart, dass innerhalb des Zwischenraums 242 im Wesentlichen kein (gegenüber der Umgebung) erhöhter hydraulischer Druck herrscht.

Innerhalb des Gehäuses 21 1 ist ein Aufnahmeraum 248 für einen elektromagnetischen Aktor 250 ausgebildet. Der elektromagnetische Aktor 250 weist im dargestellten Ausführungsbeispiel einen mit einem Endbereich der Ventilnadel 220 verbundenen plattenförmigen Magnetanker 252 auf, der vorzugsweise aus weichmagnetischem Material besteht. Der Magnetanker 252 wirkt mit einem im Aufnahmeraum 248 angeordneten Elektromagneten 253 mit Magnetkern (vorzugsweise aus Weicheisen bestehend) zusammen, in den eine Spule 254 eingebracht ist. Die Spule 254 ist an eine Spannungsquelle, die eine Spannung U bereitstellen kann, angebunden, so dass in der Spule 254 ein Strom I fließen kann, sofern die Spule 254 bestromt wird. Die Spannungsquelle bzw. die Spannung U kann dabei bspw. durch das Steuergerät 1 15 bereitgestellt werden, wenn der Magnetventilinjektor 200, wie in Figur 1 gezeigt, in einer Brennkraftmaschine eingebaut ist und dort verwendet wird.

Wird jedoch im Rahmen des vorgeschlagenen Verfahrens der Hub des Magne- tankers bzw. der Ventilnadel, bspw. am Ende einer Produktionslinie, ermittelt, so kann die Spannungsquelle bzw. die Spannung U durch ein geeignetes Messoder Prüfgerät, hier beispielhaft eine als Prüfgerät ausgebildete Recheneinheit 200, bereitgestellt werden, die zudem auch den Stromverlauf erfassen und ggf. auswerten kann.

Der Magnetanker 252 ist nun, wenn die Ventilnadel 220 den Ventilsitz verschließt, einen bestimmten Abstand von dem Elektromagneten 253 entfernt, der hier mit ΔΙ_Α bezeichnet ist. Dieser Abstand wird auch als Anfangsluftspalt bezeichnet.

Der Magnetkern 253 weist eine Aufnahme bzw. Durchgangsbohrung 255 auf, in der eine Feder 257 angeordnet ist, deren eine Stirnseite sich gegen Einstellmittel 261 , bspw. in Form einer Einstellscheibe, und darüber gegen das Gehäuse 21 1 abstützt, und deren andere Stirnseite mit der ihr zugewandten Stirnseite der Ven- tilnadel 220 zusammenwirkt. Der Aufnahmeraum 248 ist über eine Entlüftungsbohrung 258, die innerhalb des Gehäuses 21 1 angeordnet ist, mit der Umgebung verbunden, so dass der Aufnahmeraum 248 mit (Umgebungs-)Luft geflutet ist.

Die Funktion des Magnetventilinjektors 200 bei Verwendung als Kraftstoffinjektor in einer Brennkraftmaschine soll im Folgenden kurz erläutert werden. Der Hochdruckraum 224 ist über den Hochdruckspeicher mit unter Hochdruck stehendem Kraftstoff befüllt. In der in der Figur dargestellten abgesenkten Stellung der Ventilnadel 220 wird diese von der Schließfeder 257 gegen die Sitzfläche 218 unter Bildung des Dichtsitzes 221 gedrückt, so dass die Einspritzöffnungen 217 verschlossen sind.

Die Spule 254 ist zunächst unbestromt. Zum Einspritzen von Kraftstoff wird die Spule 254 bestromt, so dass der Magnetanker 252, der mit der Ventilnadel 220 starr verbunden ist, entgegen der Schließkraft der Feder 257 von der Sitzfläche 218 abhebt, so dass die Einspritzöffnungen 217 freigegeben werden. Dabei wird die Bewegung der Ventilnadel 220 über die Dämpfungseinrichtung 235 gedämpft.

Der Magnetanker 252 wird dabei bis zum Anschlag der hier als Einstellscheibe auf der ringförmigen Verdickung 232 ausgebildeten Anschlagsmittel 260 bis zum Gehäuse angehoben. In dieser Stellung ist der Magnetanker maximal angehoben, d.h. er hat seinen Hub H erreicht, und der Abstand des Magentankers 252 von dem Elektromagneten 253 wird dann als Restluftspalt bezeichnet.

Zum Verschließen der Einspritzöffnungen 217 wird die Spule 254 wieder von der Spannungsquelle abgekoppelt, so dass die Ventilnadel 220, verursacht durch die Federkraft der Feder 257, unter Bildung des Dichtsitzes 221 wieder an der Sitz- fläche 218 anliegt. Auch diese Bewegung wird ggf. durch die Dämpfungseinrichtung 235 beeinflusst bzw. gedämpft.

In den Figuren 3a bis 3c sind schematisch verschiedene Verläufe von Spannung U in V, Strom I in A und Magnetkraft F in N bei Bestromung einer Spule eines Magnetventilinjektors, wie er bspw. in Figur 2 gezeigt ist, wie sie bei Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens in einer bevorzugten Ausführungsform zur Ermittlung des Anfangsluftspalts auftreten können, jeweils gegen die Zeit t in ms, dargestellt. Für die Spannung U, den Strom I sowie die Magnetkraft F sind dabei jeweils Verläufe Ui, Ii bzw. F. mit i = 1 , 5 dargestellt, wobei die Indizes i für verschiedene Werte des Anfangsluftspalts ΔΙ_ _Α stehen, nämlich 240 μηη, 230μη"ΐ, 220 μηη, 210 μηη und 200 μηη für die Indizes 1 , 2, 3, 4 bzw. 5. In Figur 3a ist die Spannung U gezeigt, die an die Spule angelegt wird. Die Spannung wird, sobald der Strom I in der Spule, ausgehend von 0 A einen vorbestimmten Wert von hier bspw. 5 A erreicht hat, wie in Figur 3b zu sehen ist, umgepolt. Anschließend wird erneut umgepolt, sobald der der Strom I wieder auf 0 A abgesunken ist. Dieser Vorgang kann mehrmals wiederholt werden.

In Figur 3b ist zu sehen, dass die Stromverläufe sich je nach Größe des Anfangsluftspalts unterscheiden. Je kleiner der Anfangsluftspalt ist, desto länger ist die Zeitdauer, bis der bestimmte Wert des Stroms erreicht ist. Der Grund hierfür liegt, wie bereits erwähnt, in der höheren Induktivität der Spule, die durch den näherliegenden Magnetanker erreicht wird.

In Figur 3c sind die zu dem Strom I in der Spule gehörigen Verläufe der Magnetkraft F, die der Elektromagnet, in den die Spule eingebracht ist, erreicht. Die je- weils erreichte Magnetkraft reicht dabei nicht aus, den Magnetanker anzuheben.

In Figur 4 ist ein Zusammenhang zwischen einer Zeitdauer At bis zum mehrmaligen, hier fünfmaligen, Erreichen eines Stromwertes, hier 5A, und einem Anfangsluftspalt ALA bei einem elektromagnetischen Aktor eines Magnetventils darge- stellt. Die Zeitdauer At ist hierbei in ms angegeben, während der Anfangsluftspalt

ALA in mm angegeben ist. Hierbei ist zu sehen, dass die Zeitdauer At umso höher ist, je kleiner der Anfangsluftspalt ALA ist, wie sich dies auch aus der Figur 3b ergibt. In den Figuren 5a bis 5c sind schematisch verschiedene Verläufe von Spannung

U in V, Strom I in A und Magnetkraft F in N bei Bestromung einer Spule eines Magnetventilinjektors, wie er bspw. in Figur 2 gezeigt ist, wie sie bei Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens in einer bevorzugten Ausführungsform zur Ermittlung des Restluftspalts auftreten können, jeweils gegen die Zeit t in ms, dargestellt.

Für die Spannung U, den Strom I sowie die Magnetkraft F sind dabei jeweils Verläufe U'i, l'i bzw. F'i mit i = 1 , 5 dargestellt, wobei die Indizes i für verschiede- ne Werte des Restluftspalts stehen, nämlich 30 μηη, 40, 50 μηη, 60 μηη und 70 μηη für die Indizes 1 , 2, 3, 4 bzw. 5.

In Figur 5a ist die Spannung U gezeigt, die an die Spule angelegt wird. Die Spannung wird, sobald der Strom I in der Spule, ausgehend von 0 A, d.h. der Magnetanker ist nicht angehoben, einen Wert von hier bspw. 12 A erreicht hat, wie in Figur 5b zu sehen ist, umgepolt. Anschließend wird erneut umgepolt, sobald der Strom I auf einen vorbestimmten Wert, hier bspw. 7 A, abgesunken ist. Dieser Vorgang kann, abgesehen von dem initialen Anheben des Magnetankers, wofür die Spannung U längere Zeit angelegt werden muss, mehrmals wiederholt werden.

In Figur 5b ist zu sehen, dass die Stromverläufe sich je nach Größe des Restluftspalts unterscheiden. Je größer der Restluftspalt ist, desto länger ist die Zeitdauer, bis der Strom auf den bestimmten Wert abgesunken ist. Der Grund hierfür liegt, wie bereits erwähnt, in der höheren Induktivität der Spule, die durch den näherliegenden Magnetanker erreicht wird.

Der Zusammenhang ist hier umgekehrt im Vergleich zum Anfangsluftspalt, da der Elektromagnet zunächst magnetisiert wird, so dass die höhere Induktivität bei kleinerem Luftspalt einen langsameren Abbau des Stroms bewirkt.

In Figur 5c sind die zu dem Strom I in der Spule gehörigen Verläufe der Magnetkraft F, die der Elektromagnet, in den die Spule eingebracht ist, erreicht. Die jeweils erreichte Magnetkraft reicht dabei noch aus, den Magnetanker maximal angehoben zu lassen.

In Figur 6 ist ein Zusammenhang zwischen einer Zeitdauer AV bis zum mehrmaligen, hier viermaligen, Erreichen eines Stromwertes, hier 12 A, nachdem dieser Wert erstmalig erreicht wurde, und einem Restluftspalt ALR bei einem elektromagnetischen Aktor eines Magnetventils dargestellt. Die Zeitdauer At' ist hierbei in s angegeben, während der Restluftspalt ALR in mm angegeben ist. Hierbei ist zu sehen, dass die Zeitdauer AV umso höher ist, je größer der Restluftspalt ALR ist, wie sich dies auch aus der Figur 5b ergibt. Wie sich aus den Figuren 4 und 6 ergibt, können also durch geeignete Bestro- mung und ggf. Vergleich mit Vergleichswerten sowohl ein Anfangsluftspalt als auch ein Restluftspalt eines Magnetventils ermittelt werden. Der Hub des Magnetankers bzw. der Hub der Ventilnadel ergibt sich dann einfach aus der Differenz von Anfangsluftspalt und Restluftspalt, d.h. ΔΙ_Α - ALR.

Diese Ermittlung des Hubs kann bspw. am Ende einer Produktionslinie durchgeführt werden. Anschließend kann, wenn der Wert des Hubs von einem gewünschten bzw. geforderten Wert abweicht, die Einstellscheibe 260, wie sie in Figur 2 gezeigt ist, durch eine andere Einstellscheibe mit anderer Höhe ersetzt werden, die bspw. einen geringeren oder größeren Hub ergibt. Der Restluftspalt kann bspw. durch Austausch der Einstellscheibe 261 angepasst werden. Dabei kann auch erneut der Hub ermittelt werden, um den mit der neuen Einstellscheibe tatsächlich erreichen Hub zu überprüfen.