Betreiben eines Kraftstoffinj ektors mit hydraulischem Anschlag Die vorliegende Erfindung betrifft das technische Gebiet des Betreibens von Kraftstoffinj ektoren mit hydraulischem Anschlag. Spezifischer betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftstoffinj ektors mit hydraulischem Anschlag, wobei der Kraftstoffinj ektor einen Magnetspulenan- trieb und ein Polstück aufweist, wobei der Magnetspulenantrieb einen beweglichen Anker und eine durch den Anker bewegbare Düsennadel aufweist. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine Motorsteuerung zum Verwenden des Verfahrens sowie ein Computerprogramm zum Durchführen des Verfahrens.

Bei Kraftstoffinj ektoren mit sogenanntem hydraulischem Anschlag entsteht beim Öffnen des Kraftstoffinj ektors kein direkter Kontakt zwischen Anker und Polstück, da der Kraftstoff zwischen Anker und Polstück fließt und dabei eine der Magnetkraft entgegengesetzte hydraulische Kraft auf den Anker ausübt. Im offenen Zustand des Kraftstoffinj ektors gleichen diese beiden Kräfte einander aus, so dass ein Spalt mit im Wesentlichen konstanter Breite zwischen Anker und Polstück vorhanden ist. Falls die hydraulische Kraft aber zu gering ist, zum Beispiel im Falle einer defekten Kraftstoffpumpe (Hochdruckpumpe) , kann die notwendige Spaltbreite nicht aufrechterhalten werden und die Einspritzung von Kraftstoff wird nach sehr kurzer Zeit aufgrund des entsprechend hohen Druckabfalls im kleinen (bzw. im schlimmsten Falle geschlossenen) Spalt blockiert.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kraftstoffinj ektor mit hydraulischem Anschlag so zu betreiben, dass die obigen Probleme im Falle eines reduzierten Kraft ^¬ stoffdrucks vermieden bzw. entgegengesteuert werden können.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausführungsformen der vorlie ^¬ genden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftstoffinj ektors mit hydraulischem Anschlag beschrieben. Der Kraftstoffinj ektor weist einen Magnetspu- lenantrieb und ein Polstück auf und der Magnetspulenantrieb weist einen beweglichen Anker und eine durch den Anker bewegbare Düsennadel auf. Das beschriebene Verfahren weist folgendes auf: (a) Beaufschlagen des Magnetspulenantriebes des Kraftstoff ^¬ injektors mit einem ersten Stromprofil, um einen ersten Ein- spritzvorgang durchzuführen und dadurch eine vorbestimmte

Einspritzmenge einzuspritzen, (b) Ermitteln eines ersten Wertes eines Parameters, der für eine Geschwindigkeit des Ankers beim hydraulischen Anschlag indikativ ist, (c) Bestimmen, ob der erste Wert des Parameters größer als ein erster Schwellenwert ist, und (d) wenn es bestimmt wurde, dass der erste Wert des Parameters größer als der erste Schwellenwert ist, Beaufschlagen des Magnetspulenantriebs des Kraftstoffinj ektors mit einem zweiten Stromprofil, um einen zweiten Einspritzvorgang durchzuführen, wobei das zweite Stromprofil im Vergleich mit dem ersten Stromprofil so eingerichtet ist, dass eine geringere Magnetkraft auf den Anker in Richtung des Polstücks ausgeübt wird (damit ein größerer Spalt zwischen Polstück und Anker entsteht) .

Dem beschriebenen Verfahren liegt die Erkenntnis zugrunde, dass je niedriger die hydraulische Kraft (relativ zu der Magnetkraft) ist, desto höher ist die Geschwindigkeit des Ankers beim Auftreffen am hydraulischen Anschlag, das heißt indem der Anker durch die entgegengerichtete hydraulische Kraft abgebremst wird. Dies ist darauf zurückzuführen, dass der Anker bei niedriger hydraulischer Kraft (aufgrund des kleineren Spaltes zwischen Anker und Polstück) einen längeren Weg zurücklegt und somit eine höhere Geschwindigkeit erreicht. Insbesondere wird eine maximale Geschwindigkeit erreicht, wenn kein Spalt vorhanden ist, das heißt der Anker schlägt direkt am Polstück an. Durch Auswertung eines Parameterwertes, der für die Ankergeschwindigkeit beim hydraulischen Anschlag indikativ ist, kann folglich ermittelt werden, ob der hydraulische Anschlag wie erwartet erfolgt und damit zu einer passenden Breite des Spalts zwischen Anker und Polstück führt, oder ob ein Missverhältnis zwischen Magnetkraft und hydraulischer Kraft vorliegt. Im letzteren Falle wird die Breite des Spalts zu klein oder gleich null sein, so dass nach dem Öffnen kein Kraftstoffström durch den Injektor fließen kann. Dem kann dann mit einem zweiten (angepassten) Stromprofil entgegengesteuert werden, indem das zweite Stromprofil so eingerichtet ist, dass eine geringere Magnetkraft erzeugt wird.

In diesem Dokument bezeichnet ein „Kraftstoffinj ektor mit hydraulischem Anschlag" insbesondere einen Kraftstoffinj ektor, in dem der Kraftstoff durch einen Spalt zwischen Anker und Polstück fließt. Durch diesen Volumenstrom entsteht der „hydraulische Anschlag", der die Ankerbewegung in Richtung des Polstücks gegen Ende eines Öffnungsvorgangs abbremst.

In diesem Dokument bezeichnet „Stromprofil" insbesondere einen vorbestimmten (zum Beispiel durch Regelung realisierten) zeitlichen Verlauf der Stromstärke des während eines Ansteu ^¬ ervorgangs durch die Magnetspule des Magnetspulenantriebes laufenden Stromes.

Das erfindungsgemäße Verfahren beginnt mit einem Einspritz ^¬ vorgang, in dem der Magnetspulenantrieb mit einem ersten Stromprofil beaufschlagt wird, das dazu eingerichtet ist, eine Einspritzung von einer vorbestimmten Einspritzmenge unter der Annahme eines bestimmten (zum Beispiel für den Betrieb normalen oder als Reaktion auf eine Fehlerdetektion schon reduzierten) Kraftstoffdrucks zu erzielen. Mit anderen Worten ist das erste Stromprofil für den erwarteten (zum Beispiel normalen) Betrieb (zum Beispiel ohne reduzierten Kraftstoffdruck) vorgesehen. In Verbindung mit dieser Ansteuerung wird dann ein erster Wert eines Parameters ermittelt und es wird bestimmt, ob dieser erste Wert, der für die Ankergeschwindigkeit beim hydraulischen Anschlag indikativ ist, größer als ein erster (oberer) Schwellenwert ist. Ist dies der Fall, liegt ein Missverhältnis zwischen der

Magnetkraft und der hydraulischen Kraft vor. Dies wäre ins ^¬ besondere der Fall, wenn der Kraftstoffdruck zum Beispiel aufgrund einer fehlerhaften Hochdruckpumpe reduziert, das heißt wesentlich kleiner als der übliche (oder erwartete) Kraft ^¬ stoffdruck ist.

Wurde es bestimmt, dass der erste Wert des Parameters größer als der erste Schwellenwert ist, dann wird der Magnetspulenantrieb mit einem zweiten Stromprofil beaufschlagt, das sich von dem ersten Stromprofil dahingehend unterscheidet, dass nun eine geringere Magnetkraft auf den Anker in Richtung des Polstücks ausgeübt wird. Aufgrund der geringeren Magnetkraft entsteht das Gleichgewicht zwischen Magnetkraft und hydraulischer Kraft bei einem größeren Spalt zwischen Anker und Polstück als bei An- steuerung mit dem ersten Stromprofil. Somit kann ein größerer Volumenstrom durch den Spalt fließen und letztendlich eine größere tatsächlich eingespritzte Kraftstoffmenge, die näher an der vorbestimmten Kraftstoffmenge ist, erzielt werden. Mit anderen Worten kann eine korrekte Funktion des Kraftstoffin- jektors erreicht werden. Die genaue Regelung der eingespritzten Kraftstoffmenge kann und soll dann mit anderen, als solchen bekannten Verfahren erfolgen.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird der Parameter basierend auf einem Feedbacksignal bestimmt, das zur Bestimmung eines Öffnungszeitpunktes für den Kraftstoffinj ektor verwendet wird .

Das Feedbacksignal weist insbesondere einen zeitlichen Verlauf eines aufgrund der Ankerbewegung in der Magnetspule induzierten Stroms oder der entsprechenden Spulenspannung auf. Ein solches Feedbacksignal kann in bekannter Weise zur Bestimmung von Öffnungs- (OPP2) und Schließzeiten (OPP4) verwendet werden. Das Feedbacksignal kann zum Beispiel durch Subtraktion eines er- fassten Strom- oder Spannungsverlaufs und eines Referenzverlaufs oder durch zeitliche Ableitung oder Gradientenbildung bestimmt und ausgewertet werden.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das erste Stromprofil einen ersten Peakstromwert auf und das zweite Stromprofil weist einen zweiten Peakstromwert auf, wobei der zweite Peakstromwert kleiner als der erste Peakstromwert ist.

In diesem Dokument bezeichnet „Peakstromwert" insbesondere den Wert der Stromstärke, bei welchem ein Spannungspuls am Anfang eines Ansteuervorgangs beendet wird.

Mit einem kleineren Peakstromwert im zweiten Stromprofil wird somit auch die maximale Magnetkraft auf den Anker in Richtung des Polstücks kleiner als bei Verwendung des ersten Stromprofils.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das erste Stromprofil einen ersten Haltestromwert auf und das zweite Stromprofil weist einen zweiten Haltestromwert auf, wobei der zweite Haltestromwert kleiner als der erste Haltestromwert ist.

In diesem Dokument bezeichnet „Haltestromwert" insbesondere den Wert der Stromstärke, der für das Offenhalten des geöffneten Kraftstoffinj ektors während der Einspritzung eingestellt wird.

Mit einem kleineren Haltestromwert im zweiten Stromprofil wird somit auch die während der Einspritzung auf den Anker in Richtung des Polstücks wirkende Magnetkraft kleiner als bei Verwendung des ersten Stromprofils.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung wird das erste Stromprofil mittels zumindest eines ersten Spannungspulses beaufschlagt und das zweite Stromprofil wird mittels zumindest eines zweiten Spannungspulses beaufschlagt, wobei der zweite Spannungspuls eine kleinere Spannung als der erste Spannungspuls aufweist .

Durch Verwendung einer kleineren Spannung zur Erzeugung des zweiten Stromprofils steigt die Stromstärke (und damit die Magnetkraft) weniger schnell an als in Verbindung mit dem ersten Stromprofil . Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das Verfahren ferner folgendes auf: (a) wenn es bestimmt wurde, dass der erste Wert des Parameters nicht größer als der erste Schwellenwert ist, Bestimmen, ob der erste Wert des Parameters kleiner als ein zweiter Schwellenwert ist, und (b)

wenn es bestimmt wurde, dass der erste Wert des Parameters kleiner als der zweite Schwellenwert ist, Beaufschlagen des Magnet ^¬ spulenantriebs des Kraftstoffinj ektors mit einem zweiten Stromprofil, um einen zweiten Einspritzvorgang durchzuführen, wobei das zweite Stromprofil im Vergleich mit dem ersten

Stromprofil so eingerichtet ist, dass eine größere Magnetkraft auf den Anker in Richtung des Polstücks ausgeübt wird.

Mit anderen Worten wird bestimmt, ob der erste Wert des Parameters kleiner als ein zweiter (unterer) Schwellenwert ist, das heißt, dass die Geschwindigkeit des Ankers so niedrig ist, dass ein zweckmäßiges Öffnen des Kraftstoffinj ektors aufgrund zu niedriger Magnetkraft (in Vergleich mit der hydraulischen Kraft) nicht gewährleistet ist. In diesem Falle ist das zweite (an- gepasste) Stromprofil (anders als in Verbindung mit dem ersten Schwellenwert) so eingerichtet, dass eine größere Magnetkraft erzeugt wird.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das Verfahren ferner folgendes auf : (a) Ermitteln eines zweiten Werts des Parameters, (b) Bestimmen, ob der zweite Wert des Parameters größer als der erste Schwellenwert ist, und (c) wenn es bestimmt wurde, dass der zweite Wert des Parameters größer als der erste Schwellenwert ist, Beaufschlagen des Magnetspulenantriebs des Kraftstoffinj ektors mit einem dritten Stromprofil, um einen dritten Einspritzvorgang durchzuführen, wobei das dritte Stromprofil im Vergleich mit dem zweiten Stromprofil so ein ^¬ gerichtet ist, dass eine geringere Magnetkraft auf den Anker in Richtung des Polstücks ausgeübt wird.

In diesem Ausführungsbeispiel wird ein zweiter Wert des Pa ^¬ rameters (entsprechend der Ansteuerung mit dem zweiten

Stromprofil) ermittelt und es wird bestimmt, ob der zweite Wert kleiner als der erste (obere) Schwellenwert ist. Es wird mit anderen Worten überprüft, ob das zweite Stromprofil zu einer korrekten Einspritzung in dem Sinne führt, dass der Kraftstoffinj ektor zweckgemäß funktioniert. Ist dies nicht der Fall, wird der Magnetspulenantrieb mit einem dritten Stromprofil beaufschlagt, das sich von dem zweiten Stromprofil dahingehend unterscheidet, dass nun eine noch geringere Magnetkraft auf den Anker in Richtung des Polstücks ausgeübt wird. Aufgrund der geringeren Magnetkraft entsteht das Gleichgewicht zwischen Magnetkraft und hydraulischer Kraft bei einem größeren Spalt zwischen Anker und Polstück als bei Ansteuerung mit dem zweiten (und ersten) Stromprofil. Somit kann ein (noch) größerer Volumenstrom durch den Spalt fließen und letztendlich eine größere tatsächlich eingespritzte Kraftstoffmenge, die näher an der vorbestimmten Kraftstoffmenge ist, erzielt werden.

Die zusätzlichen Verfahrensschritte gemäß diesem Ausfüh ^¬ rungsbeispiel können insbesondere so oft wiederholt werden, bis nicht mehr bestimmt wird, dass der Wert des Parameters größer als der erste Schwellenwert ist, das heißt so oft, dass eine korrekte Funktion des Kraftstoffinj ektors sichergestellt ist.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das Verfahren ferner folgendes auf: (a) wenn es bestimmt wurde, dass der zweite Wert des Parameters nicht größer als der erste

Schwellenwert ist, Bestimmen, ob der zweite Wert des Parameters kleiner als ein zweiter Schwellenwert ist, und (b) wenn es bestimmt wurde, dass der zweite Wert des Parameters kleiner als der zweite Schwellenwert ist, Beaufschlagen des Magnetspu- lenantriebs des Kraftstoffinj ektors mit einem dritten Strom ^¬ profil, um einen dritten Einspritzvorgang durchzuführen, wobei das dritte Stromprofil im Vergleich mit dem zweiten Stromprofil so eingerichtet ist, dass eine größere Magnetkraft auf den Anker in Richtung des Polstücks ausgeübt wird.

Mit anderen Worten wird es bestimmt, ob der zweite Wert des Parameters kleiner als ein zweiter (unterer) Schwellenwert ist, das heißt, dass die Geschwindigkeit des Ankers so niedrig ist, dass ein zweckmäßiges Öffnen des Kraftstoffinj ektors aufgrund zu niedriger Magnetkraft (in Vergleich mit der hydraulischen Kraft) nicht gewährleistet ist. In diesem Falle ist das dritte (an- gepasste) Stromprofil (anders als in Verbindung mit dem ersten Schwellenwert) so eingerichtet, dass eine größere Magnetkraft erzeugt wird.

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 in einfacher Weise, insbesondere durch Änderung eines Stromprofils in Abhängigkeit von einem Wert eines Parameters, dass eine Fehlfunktion eines Kraftstoffin- jektors mit hydraulischem Anschlag aufgrund eines reduzierten Kraftstoffdrucks entgegengewirkt und behoben werden kann.

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 Com ^¬ puterprogramms gleichbedeutend mit dem Begriff eines Pro ^¬ gramm-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 nichtflüchtiger 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 Hard- ware-Komponenten, realisiert werden.

Es wird darauf hingewiesen, dass Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf unterschiedliche Erfindungsgegenstände be ^¬ schrieben 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 Er- findungsgegenstand 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.

Figur 1 zeigt einen Kraftstoffinj ektor mit hydraulischem An- schlag in einem geschlossenen Zustand.

Figur 2 zeigt den in Figur 1 gezeigten Kraftstoffinj ektor in einem geöffneten Zustand. Figur 3 zeigt zeitliche Verläufe von Spannung und Stromstärke bei herkömmlichem Betreiben eines Kraftstoffinj ektors mit hydraulischem Anschlag.

Figur 4 zeigt jeweilige zeitliche Verläufe der Einspritzrate eines Kraftstoffinj ektors mit hydraulischem Anschlag bei herkömmlichem Betrieb in einem normalen Betriebszustand und in einem Betriebszustand mit einem Missverhältnis zwischen Magnetkraft und hydraulischer

Kraft, zum Beispiel aufgrund eines reduzierten

Kraftstoffdrucks und einer zu hohen Magnetkraft.

Figur 5 zeigt ein Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Ver- fahrens .

Figur 6 zeigt eine Darstellung eines Zusammenhanges zwischen

Ankergeschwindigkeit und Parameterwert, der in Aus ^¬ führungsformen der vorliegenden Erfindung angewendet werden kann.

Es wird darauf hingewiesen, dass die nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen lediglich eine beschränkte Auswahl an mög- liehen Ausführungsvarianten der Erfindung darstellt.

Die Figur 1 zeigt einen Kraftstoffinj ektor 1 mit hydraulischem Anschlag in einem geschlossenen Zustand. Der Kraftstoffinj ektor 1 weist ein Gehäuse 2, eine Spule 3, einen beweglichen Anker 4, eine mit dem Anker mechanisch gekoppelte bzw. (zum Beispiel über einen Mitnehmer) koppelbare Düsennadel 5, ein Polstück 6 und eine Kalibrationsfeder 7 auf. In dem in der Figur 1 abgebildeten Zustand ruht die Ventilnadel im Ventilsitz 8 und blockiert somit die Spritzlöcher 9. In diesem Zustand weist der Spalt 10 zwischen Anker 4 und Polstück folglich eine maximale Breite auf.

Beim Anlegen einer Spannung an die Spule 3 wird durch elektromagnetische Kräfte der Anker 4 in Richtung Polstück 6 bewegt. Durch mechanische Kopplung bewegt sich ebenfalls die Düsennadel 5 und gibt die Einspritzlöcher 9 zur Kraftstoffzufuhr frei. Bei Kraftstoffinj ektoren mit Leerhub findet die mechanische Kopplung zwischen Anker 4 und Düsennadel 5 erst statt, wenn der Anker 4 den Leerhub überwunden hat. Bei Kraftstoffinj ektoren ohne Leerhub beginnt die Nadelbewegung gleichzeitig mit der An ^¬ kerbewegung. Dieser Zustand ist in der Figur 2 gezeigt. Wie es der Figur 2 entnommen werden kann, ist der Spalt 10 zwischen Anker 4 und Polstück 6 nun deutlich kleiner als in der Figur 1 und die Düsennadel 5 ist dementsprechend mit einem Abstand zum Ventilsitz 8 positioniert. Innerhalb des Kraftstoffinj ektors 1 gibt es nun einen Pfad für den Kraftstofffluss 11. Der Volumenstrom 11 muss durch den Spalt 10 zwischen Anker und Polstück 6 und seitlich am Anker 4 vorbei zu den Spritzlöchern 9.

Dadurch kommt es zu einem Druckabfall über den Anker 4, welcher eine (hydraulische) Kraft erzeugt, die der Magnetkraft ent ^¬ gegenwirkt. Je kleiner der Spalt 10 wird, desto höher der Druckabfall und somit desto höher die Kraft in Schließrichtung. Der Anker 4 bewegt sich also solange in Richtung Polstück 6 bis die Kraft durch den Druckabfall sich im Gleichgewicht mit der Magnetkraft befindet. Ist das der Fall, ist sozusagen der obere Anschlag erreicht. Zwischen Anker 4 und Polstück 6 besteht aber kein Kontakt, sondern durch den Volumenstrom 11 entsteht der hydraulische Anschlag.

Die Abbildung 30 in Figur 3 zeigt zeitliche Verläufe von Spannung (U) 31, 32 und Stromstärke (I) 35 bei herkömmlichem Betreiben des Kraftstoffinj ektors 1. Die Ansteuerung beginnt mit einer Boostphase, in welcher der Magnetspulenantrieb 3 mit einer

Spannungspuls 31 mit Spannung Ul (Boostspannung) beaufschlagt wird, um den Anker 4 und die Düsennadel von dem Zustand in der Figur 1 zu dem Zustand in der Figur 2 zu bewegen. Der Spannungspuls 31 endet, wenn die Stromstärke 35 einen vorbestimmten Maximalwert (Peakstrom) IP erreicht. Danach wird eine etwas niedrigere

Spulenstrom IH (auch Haltestrom bezeichnet) durch Beaufschlagen des Magnetspulenantriebs 3 mit einer Reihe von kleineren Spannungspulsen 32 für die Dauer der Einspritzung aufrecht- erhalten, damit der Kraftstoffinj ektor 1 offen bleibt, das heißt in dem in der Figur 2 gezeigten Zustand verbleibt. Der Haltestrom IH bezeichnet hier den mittleren Stromwert, der sich durch das Ein- und Abschalten entsprechend den Spannungspulsen 32 ergibt. 5 Dieser Durchschnittsstrom IH führt zu einer entsprechenden mittleren Magnetkraft. Durch die Trägheit reagiert die Mechanik nicht auf das Ein- und Abschalten, so dass die Spannungspulse 32 keine Ankerbewegung verursachen. l t) Bei ungünstigem Verhältnis zwischen Magnetkraft und hydrau ^¬ lischer Kraft durch Druckabfall kann es passieren, dass durch einen zu hoch gewählten Strom (und somit zu hoher Magnetkraft) der Spalt 10 zwischen Anker 4 und Polstück 6 geschlossen wird bzw. der Druckabfall so hoch wird, dass kein Volumenstrom mehr für die

15 Einspritzung zur Verfügung steht. Dieser Fall kann in einem Fahrzeug z.B. bei Ausfall der Hochdruckpumpe auftreten (sog. Low Pressure Limp Home) . Somit steht nur noch der Vorförderdruck (bis ca. lObar) zur Verfügung. Der Injektor 1 ist typischerweise für Betrieb bei wesentlich höheren Drücken ausgelegt und somit ist

20 die Auslegung des Magnetkreises zu stark für den Betrieb bei 5 bis lObar.

Die Abbildung 40 in der Figur 4 zeigt die jeweiligen zeitlichen Verläufe 41 und 42 der Einspritzrate ROI bei herkömmlichem 25 Betrieb (das heißt mit der in der Figur 3 gezeigten Ansteuerung) des Kraftstoffinj ektors 1 in einem normalen Betriebszustand (mit normalem Kraftstoffdruck) und in einem Betriebszustand mit reduziertem Kraftstoffdruck . Der zeitliche Verlauf 41 entspricht dem Normalzustand, in dem die Einspritzrate ROI ungefähr ab Ende 30 der Boostphase bis zum Erreichen der Maximalrate Q ansteigt und dann erst am Ende der Ansteuerung wieder abfällt. Der zeitliche Verlauf 42 entspricht dagegen dem Zustand mit reduziertem Kraftstoffdruck . Hier steigt die Einspritzrate auch kurz an, fällt aber vor Erreichen der Maximalrate Q wieder ab und bleibt 35 bis kurz vor dem Ende der Ansteuerung auf null, da der Spalt 10 aufgrund der hohen Magnetkraft relativ zu der hydraulischen Kraft geschlossen bzw. so klein wird, dass der Druckabfall im Spalt zu hoch wird. Erst wenn die Magnetkraft nach Abstellen des Hal ^¬ testromes IH (vgl. Figur 3) wieder gesunken ist, wird der Spalt 10 wieder kurzfristig geöffnet bzw. ausreichend groß, um einen Volumenstrom durchzulassen . Am Ende des Schließvorgangs sind die Einspritzlöcher 9 von der Düsennadel 5 geschlossen und die Breite des Spaltes 10 ist maximal. Es wird in diesem Falle folglich insgesamt erheblich weniger Kraftstoff eingespritzt und eine Weiterfahrt ist kaum möglich, weil die benötigte Kraftstoffmenge nicht geliefert werden kann. Die Figur 5 zeigt ein Flussdiagramm 500 eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Lösung des obigen Problems durch Anpassung eines Stromprofils, wenn ein Missverhältnis zwischen der Magnetkraft und der hydraulischen Kraft vorliegen könnte. Das Verfahren beginnt bei 510, indem der Magnetspulenantrieb des Kraftstoffinj ektors 1 mit einem ersten Stromprofil beaufschlagt wird, um einen ersten Einspritzvorgang durchzuführen und dadurch eine vorbestimmte Einspritzmenge einzuspritzen. Das erste Stromprofil ist so gewählt, dass eine Einspritzung der vor- bestimmten Einspritzmenge unter normalen (bzw. erwarteten) Umständen, insbesondere bei normalem (oder schon bekanntem, reduziertem) Kraftstoffdruck, zu erwarten ist.

Bei 520 wird nun ein erster Wert eines Parameters PW ermittelt. Dieser Wert ist indikativ für die Geschwindigkeit des Ankers beim hydraulischen Anschlag (und somit auch für die Breite des Spaltes zwischen Anker 4 und Polstück 6, da die Geschwindigkeit desto größer wird je kleiner der Spalt ist) und mag insbesondere basierend auf ein Feedbacksignal zur Bestimmung des Öff- nungszeitpunkts (OPP2) für den Kraftstoffinj ektor basieren.

Bei 530 wird dann bestimmt, ob der erste Wert des Parameters PW größer als ein erster (oberer) Schwellenwert Sl ist, so dass ein Missverhältnis zwischen einer auf den Anker 4 in Richtung des Polstücks 6 ausgeübten Magnetkraft und einer entgegengesetzten, von Kraftstoff auf den Anker 4 ausgeübten hydraulischen Kraft in dem Sinne besteht, dass die Magnetkraft zu groß ist. Wird es bei 530 bestimmt, dass PW > Sl ist (JA) , dann erfolgt bei 535 ein Beaufschlagen des Magnetspulenantriebs des Kraft ^¬ stoffinj ektors 1 mit einem angepassten (zweiten) Stromprofil, um einen zweiten Einspritzvorgang durchzuführen. Im Vergleich mit dem ersten Stromprofil ist das zweite Stromprofil so einge ^¬ richtet, dass die auf den Anker 4 in Richtung des Polstücks 6 ausgeübte Magnetkraft geringer ist als bei Verwendung des ersten Stromprofils. Dies kann insbesondere durch Vorgabe eines kleineren Peakstromwertes und/oder eines kleineren Hal- testromwertes und/oder einer kleineren Spannung erreicht werden.

Wenn es bei 530 bestimmt wird, dass der erste Wert des Parameters PW nicht größer als der Schwellenwert Sl ist (NEIN) , dann wird es bei 540 bestimmt, ob der erste Wert des Parameters PW kleiner als ein zweiter (unterer) Schwellenwert S2 ist. Ist dies der Fall, besteht ein Missverhältnis zwischen der auf den Anker 4 in Richtung des Polstücks 6 ausgeübten Magnetkraft und der ent ^¬ gegengesetzten, von Kraftstoff auf den Anker 4 ausgeübten hydraulischen Kraft in dem Sinne, dass die Magnetkraft zu klein ist.

Wird es bei 540 bestimmt, dass PW < S2 ist (JA) , dann erfolgt bei 535 ein Beaufschlagen des Magnetspulenantriebs des Kraft ^¬ stoffinj ektors 1 mit einem angepassten (zweiten) Stromprofil, um einen zweiten Einspritzvorgang durchzuführen. Im Vergleich mit dem ersten Stromprofil ist das zweite Stromprofil so einge ^¬ richtet, dass die auf den Anker 4 in Richtung des Polstücks 6 ausgeübte Magnetkraft größer ist als bei Verwendung des ersten Stromprofils. Dies kann insbesondere durch Vorgabe eines höheren Peakstromwertes und/oder eines höheren Haltestromwertes und/oder einer höheren Spannung erreicht werden.

Nach dem Beaufschlagen mit dem zweiten Stromprofil bei 535 wird bei 520 ein entsprechender (zweiter) Wert des Parameters PW ermittelt und die oben beschriebenen Schritte 530, 535, 540 mit diesem zweiten Wert ausgeführt. Diese Schleife wird so lange wiederholt, bis der zuletzt ermittelte Wert des Parameters PW sich zwischen den beiden Schwellenwerten Sl und S2 befindet, das heißt bis Sl > PW > S2.

Wenn es bei 540 bestimmt wird, dass der erste Wert des Parameters PW nicht kleiner als der Schwellenwert Sl ist (NEIN) , dann endet das Verfahren bei 550. Nachdem das Missverhältnis somit behoben ist, kann die eingespritzte Kraftstoffmenge gegebenenfalls genauer justiert werden unter Verwendung von als solchen bekannten Regelungsverfahren, wie zum Beispiel Anpassung einer Ansteuerzeit in Abhängigkeit von erfassten Öffnungs- und/oder Schließ zeiten.

Die Figur 6 zeigt eine Darstellung 60 von einem Zusammenhang zwischen Ankergeschwindigkeit v Beim Anschlag und Parameterwert PW. Spezifischer zeigt die Darstellung diesen Zusammenhang als eine Kurve 61. Wie es der Kurve 61 entnommen werden kann, steigt der Wert des Parameters PW mit zunehmender Anschlagsge ^¬ schwindigkeit v an, wobei die Kurve 61 aber bei höheren An ^¬ schlagsgeschwindigkeiten nahezu flach wird. Die Abbildung zeigt auch die in Verbindung mit der Figur 5 erläuterten Schwellenwerten Sl und S2, wobei der obere Schwellenwert Sl der maximalen Anschlagsgeschwindigkeit vi entspricht, bei der der Kraftstoffinj ektor 1 wie vorgesehen (mit ausreichender

Spaltbreite) funktioniert, und der untere Schwellenwert S2 der minimalen Anschlagsgeschwindigkeit v2 entspricht, bei der der Kraftstoffinj ektor 1 wie vorgesehen (mit ausreichender

Spaltbreite) funktioniert.

Das beschriebene Verfahren lässt sich vorteilhafterweise direkt in einer Motorsteuerung realisieren, zum Beispiel als Softwaremodul. Wie oben beschrieben, ermöglicht eine solche Mo ^¬ torsteuerung einen stabilen Motorbetrieb (bei erkanntem „low pressure limp home") . Ferner können Verbrennungsaussetzern bei sehr niedrigem Kraftstoffdruck vermieden werden. , ,

16

Bezugs zeichenliste

1 Kraftstoffinjektor

2 Gehäuse

3 Spule

4 Anker

5 Düsennadel

6 Polstück

7 Kalibrationsfeder

8 Ventilsitz

9 Spritzloch

10 Spalt

11 Kraftstofffluss

30 Abbildung

31 Spannungspuls

32 Spannungspuls

35 Stromstärke

IP Peakstrom

Ul BoostSpannung

IH Haltestrom

t Zeit

40 Abbildung

41 Einspritzrateverlauf

42 Einspritzrateverlauf

Q Einspritzrate

500 Flussdiagramm

510 Verfahrensschritt

520 Verfahrensschritt

530 Verfahrensschritt

535 Verfahrensschritt

540 Verfahrensschritt

550 Verfahrensschritt

60 Abbildung

61 Kurve

PW Parameterwert

V Anschlagsgeschwindigkeit

Sl Oberer Schwellenwert

S2 Unterer Schwellenwert Maximale Anschlagsgeschwmdigkeit Minimale Anschlagsgeschwindigkeit