Verfahren zur Steuerung eines Einspritzvorgangs eines Magnetinjektors Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Einspritzvorgangs eines Magnetinjektors.

Stand der Technik Magnetinjektoren bzw. Solenoidinjektoren sind bekannt und werden vielfältig eingesetzt. Ein üblicher Magnetinjektor umfasst ein Dichtelement (auch als Ventilnadel oder Injektornadel bezeichnet), das mit einem Ventilsitz zusammenwirkt und einen Strömungsweg eines Fluids freigeben und sperren kann. Das Dichtelement wird elektromagnetisch betätigt. Hierzu umfasst der Magnetinjektor ei- nen Anker, der mit dem Dichtelement gekoppelt ist. Durch eine Ventilfeder werden der Anker und hierdurch das Dichtelement in eine stromlose Endstellung ("Normalstellung", "Nulllage") gedrückt. In dieser Endstellung ist der Strömungsweg des Fluids entweder gesperrt (NC) oder geöffnet (NO). Durch eine elektrische Bestromung (sog. Ansteuerung) der Magnetspule, beispielsweise mittels einer sogenannten Hauptbestromung bzw. Hauptansteuerung, wird eine elektromagnetische Kraft erzeugt, die den Anker mit dem Dichtelement entgegen der Kraft der Ventilfeder bewegt. Dies wiederum bewirkt, dass im Falle eines NC-Injektors die Strömung des Fluids freigegeben wird bzw. im Falle eines NO-Injektors die Strömung des Fluids gesperrt wird.

Endet die Bestromung des Magnetinjektors, so baut sich das Magnetfeld, das den Anker in der betätigten Stellung des Magnetinjektors hält, ab. Danach überwiegt die Kraft der dem Magnetfeld entgegenwirkenden Ventilfeder. Diese wirkt derart auf den Anker, dass dieser sich von der Magnetspule wegbewegt. Dies wiederum bewirkt, dass das Ventil in die unbetätigte Endstellung wechselt.

Dabei treten Verzögerungszeiten sowohl zwischen dem Beginn der Bestromung und der Bewegung des Ankers als auch zwischen dem Ende der Bestromung und dem Erreichen der Endstellung des Ankers auf. Der genauen Öffnungszeitpunkt und Schließzeitpunkt des Ankers können dabei nur schwer bestimmt werden. Diese Verzögerungszeiten können zu Variation der Menge des Fluids führen, welches den Magnetinjektor passiert.

Aus der DE 10 2007 045 575 A1 geht ein Ansteuerverfahren für Magnetinjektoren hervor, bei dem eine Vorkonditionierung vor dem Öffnen und eine Gegen- stromlöschung nach dem Schließen vorgesehen sind.

Es ist wünschenswert, eine Bestromung für einen Magnetinjektor bereitzustellen, mit welcher eine Durchflussmenge durch den Magnetinjektor präziser reguliert werden kann.

Offenbarung der Erfindung

Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Steuerung eines Einspritzvorgangs eines Magnetinjektors mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.

In einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Steuerung eines Einspritzvorgangs eines Magnetinjektors, wobei der Magnetinjektor eine Spule zum Öffnen und Schließen des Magnetinjektors aufweist, wird die Spule während einer Öffnungsphase zum Öffnen des Magnetinjektors mit einem ersten Strom beaufschlagt. Während einer sogenannten Freilaufphase wird die Spule kurzgeschlossen. In einer Löschphase wird die Spule zum Schließen des Magnetinjektors mit einem zweiten Strom beaufschlagt. Der zweite Strom weist dabei eine dem erste Strom entgegengesetzte Richtung auf. Vorteile der Erfindung

Die Erfindung stellt ein Ansteuerverfahren insbesondere für direktgeschaltete Magnetinjektoren vor, mit dem diese besonders schnell betätigt werden können. Die Durchflussmengen durch den Magnetinjektor können sehr präzise reguliert werden. Weiterhin können tatsächlicher Öffnungszeitpunkt und Schließzeitpunkt des Magnetinjektors bestimmt werden, was zu einer weiteren Präzisionserhöhung führt. Die Einspritzmengensteuerung wird genauer, das Verbrennungsverhalten des Verbrennungsmotors wird besser und umweltschonender.

Während der Öffnungsphase wird in der Spule durch den ersten Strom ein erstes Magnetfeld erzeugt. Dadurch steigt die magnetische Kraft in der Spule so weit an, dass der Anker aus dem Sitz, also aus der Endstellung, angehoben wird. Nach Erreichen des Vollhubs des Ankers ist nur ein geringerer Haltestrom nötig, um den Ankerhub aufrecht zu erhalten. Hierfür wird die Spule in einer Freilaufphase kurzgeschlossen, wodurch der Strom in der Spule langsam absinkt. Dieser absinkende Strom reicht aus, um den Ankerhub aufrecht zu erhalten, so dass der Magnetinjektor während der Freilaufphase geöffnet bleibt. Das Vorsehen einer Freilaufphase eignet sich aufgrund der dort notwendigen großen magnetischen Kräfte und dementsprechend großen Induktivitäten der Spule mit langsamen

Stromabbau insbesondere für direktgeschaltete Injektoren, bei denen die Ventilnadel direkt gegen den Kraftstoff druck arbeitet (also ohne Servoventilfunktion).

Zum Schließen des Ventils wird eine Löschphase vorgesehen, in der durch sog. Gegenstromlöschen das vorhandene Restmagnetfeld in der Spule soweit reduziert wird, dass die Magnetkraft kleiner als die Summe aus hydraulischen Kräften und Federkräften ist. Der Anker bewegt sich wieder in seine Endstellung und der Magnetinjektor wird geschlossen. In der Löschphase wird somit mittels einer Gegenstromlöschung, also mittels des entgegengesetzt gepolten zweiten Stroms, die in der Spule vorhandene magnetische Feldenergie aktiv gelöscht.

Die Gegenstromlöschung wird demgemäß zum aktiven Schließen des Magnetinjektors genutzt. Die Dauer der Löschphase wird dabei zweckmäßigerweise so gewählt, dass das durch den zweiten Strom erzeugte zweite Magnetfeld nur zum Abbau des ersten Magnetfeldes beiträgt. Es soll meist vermieden werden, dass die Dauer der Löschphase zu lange gewählt wird und durch das zweite Magnetfeld wiederum magnetische Anziehungskräfte zwischen dem Anker und der Spule auftreten und ein erneuter Ankerhub erfolgt.

Durch die Löschphase wird die Verzögerungszeit (Schaltzeit) zwischen einem theoretischen und einem tatsächlichen Schließzeitpunkt des Magnetinjektors re- duziert. Zu dem theoretischen Schließzeitpunkt wird das Schließen des Magnetinjektors initiiert. Bei einer herkömmlichen Ansteuerung ohne Löschphase wird zu dem theoretischen Schließzeitpunkt der angelegte Strom abgeschaltet. Erst nach einer gewissen Verzögerungszeit, welche durch den Abbau des Magnetfeldes und die Bewegung des Ankers geprägt ist, erreicht der Anker seine Endstellung und der Injektor ist tatsächlich geschlossen. Bei einer erfindungsgemäßen Ansteuerung wird zu dem theoretischen Schließzeitpunkt der zweite Strom angelegt. Durch den erfindungsgemäßen aktiven Magnetfeldabbau durch den zweiten Strom schließt der Magnetinjektor nach einer sehr viel kürzeren Verzögerungszeit. Durch eine erfindungsgemäße Ansteuerung kann somit die Einspritzmenge präziser geregelt werden und die Stabilität der Einspritzmenge der unterschiedlichen Einspritzvorgänge wird erhöht. Des Weiteren wird die Aktorik während der Löschphase eines Einspritzvorgangs bereits für den nachfolgenden Einspritzvorgang wieder in den Ausgangszustand zurückversetzt. Vorteilhafterweise wird in der Freilaufphase aus dem zeitlichen Verlauf des während des Kurzschlusses durch die Spule fließenden Stroms ein tatsächlicher Öffnungszeitpunkt des Magnetinjektors bestimmt. Die Bewegung des Ankers induziert in der Spule einen ersten Induktionsstrom. Da die Spule während der Freilaufphase kurzgeschlossen ist, kann dieser erste Induktionsstrom bestimmt wer- den. Der erste Induktionsstrom ist ein eindeutiges charakteristisches Merkmal der Öffnung des Magnetinjektors und ein Maß für den tatsächlichen Öffnungszeitpunkt des Magnetinjektors. Durch die präzise Detektion des Öffnungszeitpunkts des Magnetinjektors ist der genaue Beginn des Einspritzvorgangs bekannt. Bevorzugt wird in der Löschphase aus einem zweiten Induktionsstrom ein tatsächlicher Schließzeitpunkt des Magnetinjektors bestimmt. Analog zu der Bewegung des Ankers beim Öffnen des Magnetinjektors wird auch beim Schließen des Magnetinjektors durch die Bewegung des Ankers ein zweiter Induktionsstrom in der Spule induziert. Sobald die Löschphase beendet ist, kann bei kurzgeschlossener Spule der durch die Bewegung des Ankers induzierte zweite Induktionsstrom bestimmt werden. Ist die Spule nach der Löschphase nicht kurzgeschlossen, kann eine entsprechende Induktionsspannung bestimmt werden. Der zweite Induktionsstrom bzw. die Induktionsspannung sind ein eindeutiges charakteristisches Merkmal des Schließens des Magnetinjektors und ein Maß für den tatsächlichen Schließzeitpunkt des Magnetinjektors. Das präzise und reproduzierbare Schließen des Magnetinjektors sowie das genaue Detektieren des Schließzeitpunkts werden durch das erfindungsgemäße aktive Löschen der magnetischen Feldenergie aus der Spule durch die Gegenstromlöschung im Zuge der Löschphase ermöglicht.

Vorteilhafterweise wird die Dauer eines Einspritzvorgangs durch den Magnetinjektor in den Brennraum eines Verbrennungsmotors in Abhängigkeit von dem tatsächlichen Öffnungszeitpunkt und/oder dem tatsächlichen Schließzeitpunkt geregelt. Durch die genaue Detektion des tatsächlichen Öffnungszeitpunkts bzw. des tatsächlichen Schließzeitpunkts können die Dauer des Einspritzvorgangs und somit die Einspritzmenge präzise bestimmt werden. Der tatsächliche Öffnungszeitpunkt und der tatsächliche Schließzeitpunkt können als Eingangsgröße einer Regelung, beispielsweise im Zuge einer Closed Loop Korrektur, genutzt werden. Die Dauer des Einspritzvorgangs und somit die Einspritzmenge werden dabei beispielsweise geregelt, indem ein bestimmter Istwert der Dauer des Einspritzvorgangs durch Anpassung von Ansteuerparametern einem Sollwert angeglichen wird. Als Ansteuerparameter können z.B. die Stromstärkewerte der ein- zelnen Ströme oder Spannungswerte der einzelnen Spannungen genutzt werden. Ferner können auch der tatsächlichen Öffnungszeitpunkt und/oder der tatsächlichen Schließzeitpunkt geregelt werden. In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird der erste Strom durch eine Vorkonditionierungsspannung, eine Boostspannung und eine Anzugspannung erzeugt. Die Öffnungsphase gliedert sich dabei in drei Phasen, in eine Vorkondi- tionierungsphase, eine Boostphase und eine Anzugphase. In jeder der drei Pha- sen weist der erste Strom dabei eine unterschiedliche Stromstärke und einen charakteristischen zeitlichen Verlauf auf.

In der Vorkonditionierungsphase wird die Vorkonditionierungsspannung an die Spule angelegt. Der Strom steigt dabei vergleichsweise langsam an und es wird ein Magnetfeld aufgebaut. Der Stromstärkenwert bzw. die magnetische Kraft auf den Anker reicht allerdings nicht aus, um den Anker zu bewegen. Die Aktorik wird quasi "vorgespannt". Durch das "Vorspannen" der Aktorik kann eine Verzögerungszeit zwischen theoretischem und tatsächlichem Öffnungszeitpunkt reduziert werden, da bereits ein schwaches Magnetfeld aufgebaut wird, welches zum Öffnen nur noch erhöht werden muss.

Anschließend wird in der Boostphase die Boostspannung an die Spule angelegt, welche betragsmäßig einen größeren Spannungswert besitzt als die Vorkonditionierungsspannung. Die Stromstärke steigt dabei vergleichsweise schnell bis zu einem maximalen Wert an. Die Magnetkraft steigt soweit an, dass der Anker aus dem Sitz angehoben wird. In der Boostphase wird die maximale Kraft am Anker benötigt, da der Druckunterschied an der Nadel zum Öffnen des Magnetinjektors überwunden werden muss. Das Zusammenspiel zwischen Vorkonditionierungsphase und Boostphase reduziert somit einerseits die Verzögerungszeit bzw. Ansprechzeit des Magnetinjektors, also die Zeit zwischen dem Anlegen der Boostspannung und dem tatsächlichen Öffnungszeitpunkt des Magnetinjektors. Andererseits wird der Energiebedarf reduziert, welcher zum Öffnen des Magnetinjektors benötigt wird.

Die Dauer der Vorkonditionierungsphase kann beispielsweise in Abhängigkeit von einem Raildruck, von einer Bordspannung, von einer Magnetinjektortemperatur und/oder einer Spulentemperatur geregelt werden. Bei einer Mehrfacheinspritzung ist die Dauer der Vorkonditionierungsphase zusätzlich von einem gewünschten Spritzabstand abhängig.

Nach dem Abheben der Injektornadel aus dem Sitz steigt der auf die Injektornadel wirkende Druck. Der benötigte Kraftaufwand, um eine Bewegung der Injektornadel aufrecht zu erhalten, sinkt somit. Daher wird in der Anzugphase eine Anzugspannung an die Spule angelegt wird, welche einen geringeren Spannungswert besitzt als die Boostspannung. Für kleinere Einspritzmengen, wenn der Verbrennungsmotor beispielsweise bei niedrigen Drehzahlen betrieben wird, wird kein Vollhub des Ankers benötigt. Die Dauer der Vorkonditionierungsphase, der Boostphase und der Anzugphase können entsprechend der gewünschten Einspritzmenge verkürzt und für einen optimalen Brennverlauf angepasst werden.

Die Dauer der einzelnen Phasen kann bezüglich bestimmter Messgrößen angepasst werden, beispielsweise bezüglich eines Energiebedarfs, eines Istwerts oder eines Sollwerts einer Einspritzmenge, eines zeitlichen Verlaufs der Einspritzmenge, eines Raildrucks, einer Motordrehzahl oder einer Streuung einzel- ner Messgrößen von unterschiedlichen Einspritzvorgängen. Durch die Unterteilung der Ansteuerung des Magnetinjektors in drei verschiedene, voneinander getrennte Phasen, (Öffnungsphase, Freilaufphase und Löschphase), insbesondere durch die Unterteilung in fünf verschiedene, voneinander getrennte Phasen (Vorkonditionierungsphase, Boostphase, Anzugphase, Freilaufphase und Löschpha- se) können der Einspritzvorgang und insbesondere die Einspritzmenge sehr viel präziser und genauer gesteuert werden. Des Weiteren ergeben sich somit mehr Möglichkeiten und Optionen um den Einspritzvorgang zu optimieren und Korrekturen vorzunehmen. Bevorzugt wird bei einem nachfolgenden Einspritzvorgang des Magnetinjektors die Spule zum Öffnen des Magnetinjektors mit einem dritten Strom beaufschlagt, wobei der dritte Strom dieselbe Richtung hat wie der zweite Strom. Somit weisen sämtliche Ströme, Spannungen und Magnetfelder der einzelnen Phasen eines ersten Einspritzvorgangs und eines nachfolgenden zweiten Einspritzvorgangs jeweils entgegengesetzte Richtungen bzw. Polaritäten auf. Im Allgemeinen wechseln dabei sämtliche Ströme, Spannungen und Magnetfelder der einzelnen Phasen mit jedem separaten Einspritzvorgang jeweils Richtungen bzw. Polaritäten.

Ferner kann die Löschphase des ersten Einspritzvorgangs die Vorkonditionie- rungsphase des zweiten Einspritzvorgangs beinhalten. Diese Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens eignet sich insbesondere für Mehrfacheinspritzungen mit sehr kleinen Spritzabständen.

Vorteilhafterweise wird der zweite Strom durch eine Löschspannung erzeugt, die betragsmäßig den gleichen Spannungswert aufweist wie die Boostspannung. Ferner können bevorzugt die Vorkonditionierungsspannung und die Anzugspan- nung betragsmäßig gleich sein. Sie können auch von derselben Spannungsquel- le, beispielsweise einer Batterie eines Kraftfahrzeugs, erzeugt werden.

Vorzugsweise werde die Vorkonditionierungsspannung, Boostspannung, Anzug- spannung und Löschspannung wahlfrei (bspw. PWM-Modulation einer Konstantspannung) eingestellt. Somit können die jeweiligen Spannungen der einzelnen Phasen und demgemäß die Ströme der einzelnen Phasen individuell eingestellt werden. Auf diese Weise kann der Einspritzvorgang und die Einspritzmenge noch präziser geregelt werden.

Eine erfindungsgemäße Recheneinheit, z.B. ein Steuergerät eines Kraftfahr- zeugs, ist, insbesondere programmtechnisch, dazu eingerichtet, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen.

Auch die Implementierung des Verfahrens in Form von Software ist vorteilhaft, da dies besonders geringe Kosten verursacht, insbesondere wenn ein ausführendes Steuergerät noch für weitere Aufgaben genutzt wird und daher ohnehin vorhanden ist. Geeignete Datenträger zur Bereitstellung des Computerprogramms sind insbesondere Disketten, Festplatten, Flash-Speicher, EEPROMs, CD-ROMs, 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.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachfolgend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Figur 1 zeigt beispielhaft schematisch einen erfindungsgemäß ansteuerbaren Magnetinjektor.

Figur 2 zeigt schematisch einen Spannungs- und einen Stromverlauf an bzw. durch eine Magnetspule eines Magnetinjektors gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.

Figur 3 zeigt schematisch mehrere Stromverläufe durch eine Magnetspule eines Magnetinjektors, die durch unterschiedliche Ankerhubverläufe zustande kommen.

Figur 4 zeigt schematisch eine bevorzugte Ansteuerschaltung für einen Magnetinjektor, der sich zur Durchführung einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens eignet.

Ausführungsform(en) der Erfindung

In Figur 1 ist beispielhaft ein stromlos geschlossener (NC) Magnetinjektor 1 dargestellt. Der Magnetinjektor 1 weist einen Ventilkörper 2 auf, in dem ein Anker- räum 3 ausgebildet ist. In dem Ankerraum 3 ist ein Anker 5 angeordnet. In dem Ankerraum 3 ist ferner eine Ventilfeder 7 angeordnet. Der Magnetinjektor 1 weist ferner eine Magnetspule 8 auf, die die Ventilfeder 7 ringförmig umschließt. Ein Magnetkreis 4 dient als Rückschluss. Ein hier als Injektornadel 9 ausgebildetes Dichtelement ist mit dem Anker 5 verbunden. Der Magnetinjektor 1 ist mit einem

Zulauf 10 und einem Ablauf 1 1 ausgestattet, wobei die Richtung jedoch nur beispielhaft ist.

Wird an die Magnetspule 8 über nicht dargestellte elektrische Leitungen ein elektrischer Strom geführt, erfolgt eine sogenannte Bestromung des Magnetinjektors 1. Dadurch wird in der Magnetspule 8 ein Magnetfeld aufgebaut, das eine Bewegung des Ankers 5 nach oben entgegen der Kraft der Ventilfeder 7 bewirkt. Hierdurch hebt sich die Injektornadel 9 aus dem Sitz und der Magnetinjektor 1 öffnet.

In Figur 2 ist oben ein Spannungsverlauf einer erfindungsgemäßen Ansteuerung eines Magnetinjektors über eine Zeit t dargestellt, welche an der Magnetspule 8 des Magnetinjektors 1 anliegt. In Figur 2 unten ist ein Verlauf eines Stroms über die Zeit t dargestellt, welcher durch die Magnetspule 8 des Magnetinjektors 1 fließt.

Zum Zeitpunkt t-ι beginnt die Ansteuerung des Magnetinjektors 1 mit der Vorkon- ditionierungsphase K- Die Vorkonditionierungsphase K findet dabei zwischen den Zeitpunkten t-ι und t ₂ statt. Wie in Figur 2 dargestellt, wird hierfür eine Batte- riespannung U _Ba t an die Magnetspule 8 des Magnetinjektors 1 angelegt. Dadurch steigt der Strom durch die Magnetspule vergleichsweise langsam von einem Wert von Null auf einen Wert I _V K an.

Durch den Strom I _V K, welcher die Magnetspule 8 durchfließt, baut sich in der Magnetspule 8 ein magnetisches Feld auf. Allerdings überwiegen weiterhin schließende Kräfte in Form der Kraft der Ventilfeder 7 und der hydraulische Kraft, welche sich aus einer Druckdifferenz zwischen dem Zulauf 10 und dem Ablauf 1 1 ergibt. Der Strom I _V K reicht nicht aus, um den Anker 5 nach oben zu bewegen. In der Boostphase t _Boost , welche zwischen den Zeitpunkten t ₂ und t ₃ stattfindet, wird nun eine Boostspannung U _Bo ost an die Magnetspule 8 angelegt. Die Stromstärke steigt vergleichsweise steil an und erreicht innerhalb kürzester Zeit einen maximalen Stromstärkenwert l _max .

Das magnetische Feld der Magnetspule 8 steigt und die auf den Anker 5 öffnend wirkende magnetische Kraft übersteigt die Summe aus der auf den Anker 5 schließend wirkenden Kräfte, in Form der Kraft der Ventilfeder 7 und der hydraulischen Kraft. Der Anker bewegt sich nach oben, die Injektornadel gibt Zulauf 10 und Ablauf 1 1 frei und der Magnetinjektor 1 ist geöffnet. In dieser Phase wird die maximale Kraft am Anker benötigt, da durch die direkte Kopplung mit der Injektornadel der volle Druckunterschied an der Injektornadel zum Öffnen überwunden werden muss.

Nach dem Abheben der Injektornadel steigt der unterhalb des Dichtsitzes der Injektornadel wirkende Druck (resultierend aus der Drosselung des Drucks über Injektornadelhub), der den Kraftbedarf an der Injektornadel für eine Hubvergrößerung reduziert. Somit wird auch der Kraftbedarf an dem Magnetanker reduziert, sodass die Magnetkraft und damit der Strombedarf gesenkt werden können. Aus diesem Grund wird am Ende der Boostphase t _Bo ost zum Zeitpunkt t ₃ wieder die Batteriespannung U _Ba t an die Magnetspule 8 angelegt. Während dieser Anzugphase t _An zug, welche zwischen den Zeitpunkten t ₃ und t ₄ stattfindet, sinkt die Stromstärke von l _max auf nzug ab. Das magnetische Feld, welches nun in der Magnetspule 8 vorhanden ist, reicht dabei immer noch aus, um die Injektornadel weiter zu öffnen.

Diese drei Phasen, die Vorkonditionierungsphase K, die Boostphase t _Boos t und die Anzugphase t _An zug, bilden zusammen die Öffnungsphase. Der Verlauf der Stromstärke von Zeitpunkt t-ι bis zum Zeitpunkt stellt dabei den ersten Strom dar, mit welchem die Magnetspule 8 zum Öffnen des Magnetinjektors 1 beaufschlagt wird.

Zum Aufrechterhalten des geöffneten Zustands ist bei den zugrunde liegenden direktgeschalteten Injektoren keine weitere Spannung nötig. In der nächsten Phase, der Freilaufphase t _Fr eiiauf, welche zwischen den Zeitpunkten t ₄ und t ₅ stattfindet, wird daher die Magnetspule 8 kurzgeschlossen. Es liegt keine externe Spannung mehr an der Magnetspule 8 an, die Stromstärke des die Magnetspule 8 durchfließenden Stroms sinkt langsam auf einen Wert l _Fr eiiauf- Diese vergleichs- weise geringe Stromstärke reicht aus, dass der Anker 5 seine Position hält und der Magnetinjektor 1 weiterhin geöffnet bleibt.

In der letzten Phase, der Löschphase t _L ö _S ch, wird die Magnetspule 8 zum Schließen des Injektors mit einem zweiten Strom beaufschlagt. Die Löschphase findet zwischen den Zeitpunkten t ₅ und t ₆ statt. Dabei wird die umgepolte Boostspannung -U _Bo ost an die Magnetspule 8 angelegt. Innerhalb kürzester Zeit wechselt der Strom, welcher die Magnetspule 8 durchfließt seine Richtung und die Stromstärke erreicht einen Wert l _s . Zum Zeitpunkt t ₆ wird die negative Boostspannung -U _Bo ost wieder von der Magnetspule 8 getrennt.

Durch den zweiten Strom wird ein zweites magnetisches Feld erzeugt, welches dem ursprünglichen magnetischen Feld (zum Öffnen) entgegen gerichtet ist und dieses aktiv reduziert bzw. löscht. Der Anker 5 kann sich wieder in seine Endstellung begeben und der Magnetinjektor 1 wird geschlossen.

Nach dem Zeitpunkt t ₆ dauert es nur kurze Zeit, bis die Magnetspule von keinem Strom mehr durchflössen wird und die Stromstärke einen Wert von Null erreicht. Der Magnetinjektor 1 befindet sich jetzt wieder in seinem Ausgangszustand. In Figur 3 sind analog zu Figur 2 mehrere Stromverläufe über die Zeit t dargestellt, welche die Magnetspule 8 des Magnetinjektors 1 im Rahmen einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens durchfließen. Anhand von Figur 3 soll verdeutlicht werden, wie aus dem zeitlichen Verlauf des Stroms eine Bewegung des Ankers 5 detektiert werden kann. In Figur 3 sind da- bei fünf zeitliche Verläufe von Strömen während fünf unterschiedlicher Einspritzvorgänge übereinander gelegt. Die unterschiedlichen Stromverläufe kommen durch unterschiedliche Verläufe des Ankerhubs zustande. Da die Magnetspule 8 sowohl während der Freilaufphase t _Fre iiauf als auch nach der Löschphase t _L ö _SC h kurzgeschlossen ist, kann ein durch die Bewegung des Ankers 5 in der Magnetspule 8 induzierter Strom im zeitlichen Verlauf des Stroms nachgewiesen werden. Wie in Figur 3 ersichtlich, unterscheiden sich die fünf übereinander gelegten zeitlichen Verläufe der Ströme an der Magnetspule 8 aus fünf unterschiedlichen Einspritzvorgängen in den Zeitintervallen t _An keri und t _An ker2, zu welchen die Magnetspule 8 kurzgeschlossen ist. Aus diesen unterschiedlichen Verläufen ist durch einen Vergleich mit kalibrierten Verläufen des Stroms ersichtlich, wann sich der Anker 5 bewegt und wann der Magnetinjektor letztendlich ge- schlössen ist. Befindet sich der Schließzeitpunkt außerhalb eines Bereichs mit negativen Stromstärken, lässt sich zusätzlich ein lokales Maximum im Verlauf des Stroms zum Schließzeitpunkt detektieren und hinsichtlich des Schließzeitpunkts auswerten.

In Figur 4 ist ein Schaltbild einer Ansteuerschaltung 100 für einen oder mehrere Magnetinjektoren, insbesondere für Magnetinjektoren 1 gemäß Figur 1 , schematisch dargestellt. Neben der Ansteuerschaltung 100 ist eine Recheneinheit 200 dargestellt, die programmtechnisch dazu eingerichtet ist, eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen.

Die Ansteuerschaltung 100 steuert beispielhaft zwei Magnetinjektoren 1 a und 1 b an, wobei jeder der Magnetinjektoren 1 a und 1 b gemäß Figur 1 ausgebildet sein kann. Jeder Magnetinjektor 1 a und 1 b ist lowside jeweils mit einem Schnellentlade-Schaltelement 1 10a bzw. 1 10b verbunden. Die Schnellentlade- Schaltelemente 1 10a und 1 10b weisen jeweils einen Schnellentlade-Transistor 1 1 1 a bzw. 1 1 1 b auf. Im Beispiel von Figur 4 sind die Schnellentlade-Transistoren 1 1 1 a und 1 1 1 b als Leistungs-MOSFET mit jeweils einer Inversdiode ausgebildet. Die Schnellentlade-Transistoren 1 1 1 a und 1 1 1 b weisen jeweils ein zusätzliches Diodenpaar 1 12a und 1 13a bzw. 1 12b und 1 13b auf.

Die jeweilige Diode 1 12a bzw. 1 12b, welch in Reihe mit dem entsprechenden Schnellentlade-Transistor 1 1 1 a bzw. 1 1 1 b geschaltet ist, sperrt einen Rückwärtsstrom, der Aufgrund einer negativen Bestromung der Magnetinjektoren 1 a und 1 b fließen kann. Mittels der jeweiligen Diode 1 13a bzw. 1 13b, welche parallel zu dem entsprechenden Schnellentlade-Transistor 1 1 1 a bzw. 1 1 1 b geschaltet ist, kann dieser Rückwärtsstrom abfließen. Somit kann eine Überspannung und ein Schaden der Ansteuerschaltung 100 verhindert werden. Des Weiteren ist jeder Magnetinjektor 1 a und 1 b lowside mit einem Massen-

Schaltelement 1 15a bzw. 1 15b verbunden. Mittels der Massen-Schaltelemente 1 15a und 1 15b können die Magnetinjektoren 1 a und 1 b lowside jeweils mit Masse 101 verbunden werden. Die Massen-Schaltelement 1 15a und 1 15b sind im Beispiel von Figur 4 jeweils als ein MOSFET ausgebildet.

Highside ist jeder Magnetinjektor 1 a und 1 b über ein beispielsweise als MOSFET ausgebildetes Bordnetzschaltelement 120 und eine Diode 121 mit einem Pol 102 verbunden, an dem die Batteriespannung U _Ba t anliegt. Weiterhin ist jeder Magnetinjektor 1 a und 1 b über ein Boostschaltelement 130 mit einem Pol 103 verbun- den, an dem die Boostspannung U _Bo ost anliegt. Das Boostschaltelement 130 kann beispielsweise als MOSFET 130 mit einem zusätzlichen Diodenpaar 132 und 133 ausgebildet sein. Das Diodenpaar 132 und 133 ist analog zu den Diodenpaaren 1 12a und 1 13a bzw. 1 12b und 1 13b der Schnellentlade- Transistoren 1 1 1 a bzw. 1 1 1 b ausgebildet.

Schließlich ist jeder Magnetinjektor 1 a und 1 b auch highside über ein beispielsweise als MOSFET ausgebildetes weiteres Masse-Schaltelement 122 mit Masse 101 verbunden. Die Recheneinheit 200 ist dazu eingerichtet, Einspritzvorgänge in Brennräume eines Verbrennungsmotors durch die zwei Magnetinjektoren 1 a und 1 b zu steuern und dazu die Schaltelemente der Ansteuerschaltung 100 entsprechend anzusteuern. In der Vorkonditionierungsphase K werden die Magnetinjektoren 1 a und 1 b highside an die Batteriespannung U _Ba t angeschlossen, indem nur das Bordnetzschaltelement 120 sowie die Masse-Schaltelemente 1 15a und 1 15b eingeschaltet werden. Somit kann ein Strom von dem Pol 102 der Batteriespannung U _Ba t über das Bordnetzschaltelement 120, über die Diode 121 , über die Magnetinjek- toren 1 a und 1 b und über die Masse-Schaltelemente 1 15a und 1 15b zur Masse fließen.

Für die Boostphase t _Bo ost werden die Magnetinjektoren 1 a und 1 b highside an die Boostspannung U _Bo ost angeschlossen, indem nur das Boostschaltelement 130 sowie die Masse-Schaltelemente 1 15a und 1 15b eingeschaltet werden. Strom kann somit von dem Pol 103 der Boostspannung U _Bo ost über den MOSFET 131 , über die Diode 132, über die Magnetinjektoren 1 a und 1 b und über die Masse- Schaltelemente 1 15a und 1 15b zur Masse fließen.

Für die Anzugphase t _An zu _g werden, analog zu der Vorkonditionierungsphase K, nur das Bordnetzschaltelement 120 sowie die Masse-Schaltelemente 1 15a und 1 15b eingeschaltet, die Magnetinjektoren 1 a und 1 b sind an die Batteriespannung Ußat angeschlossen.

Für die Freilaufphase t _Fre iiauf werden nur die Masse-Schaltelemente 1 15a und 1 15b sowie das weitere Masse-Schaltelement 122 eingeschaltet. Es liegt nun keine externe Spannung an den Magnetinjektoren 1 a und 1 b an, die Magnetinjektoren 1 a und 1 b sind jeweils kurzgeschlossen.

Für die Gegenstromlöschung in der Löschphase t _L ö _SC h werden die Magnetinjektoren 1 a und 1 b lowside mit der Boostspannung verbunden. Dazu werden nur das Masse-Schaltelement 122 sowie die Schnellentlade-Schaltelemente 1 10a und 1 10b eingeschaltet. Strom kann somit von dem Pol 103 der Boostspannung Ußoost über die Schnellentlade-Transistoren 1 1 1 a bzw. 1 1 1 b, die Dioden 1 12a bzw. 1 12b, über die Magnetinjektoren 1 a bzw. 1 b und über das Masse- Schaltelement 122 zu Masse fließen. Der Strom durchfließt die Magnetinjektoren 1 a und 1 b dabei in die entgegengesetzte Richtung als in der Boostphase t _Bo ost- Nach der Löschphase t _L ö _SC h können beispielsweise sämtliche Schaltelemente, im

Beispiel von Figur 4 also sämtliche MOSFETs, ausgeschaltet werden. Ein Reststrom kann dann über die Freilaufdioden auslaufen und abklingen. Es können auch das Masse-Schaltelement 120 sowie die Masse-Schaltelemente 1 15a und 15b eingeschaltet werden, um die Magnetspulen 8 der Magnetinjektoren 1 a undb, analog zur Freilaufphase t _Fr eiiau _f , kurzzuschließen.