DE102009046332A1

DE102009046332A1 - Control valve assembly

Info

Publication number: DE102009046332A1
Application number: DE102009046332A
Authority: DE
Inventors: Nestor Rodriguez-Amaya; Siegfried Ruthardt; Holger Rapp; Wolfgang Stoecklein; Bernd Berghaenel; Marco Beier
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2009-11-03
Filing date: 2009-11-03
Publication date: 2011-05-05
Also published as: EP2496824A1; WO2011054607A1; EP2496824B1

Abstract

Die vorzugsweise einem Steuerraum eines Kraftstoffinjektors zugeordnete Steuerventilanordnung besitzt einen elektromagnetischen Aktor, welcher so angeordnet ist, dass seine elektromagnetischen Parameter durch den Druck im Steuerraum verändert werden. Damit wird die Möglichkeit geboten, durch Erfassur vorgegebene Betriebszeitpunkte, insbesondere die Schließzeitpunkte der Einspritzdüsen, zu erfassen.The control valve arrangement, which is preferably assigned to a control chamber of a fuel injector, has an electromagnetic actuator which is arranged such that its electromagnetic parameters are changed by the pressure in the control chamber. This offers the possibility of detecting operating times specified by the detection, in particular the closing times of the injection nozzles.

Description

Die Erfindung steht im Zusammenhang mit Steuerventilanordnungen an einem Steuerraum, insbesondere eines Kraftstoffinjektors, mit einem die Ventilanordnung betätigenden elektromagnetischen Aktor.The invention relates to control valve arrangements on a control chamber, in particular of a fuel injector, with an electromagnetic actuator actuating the valve arrangement.

Stand der TechnikState of the art

Bei einem aus der DE 10 2007 060 395 A1 bekannten Kraftstoffinjektor ist zur Steuerung der Einspritzdüsen eine Düsennadel vorgesehen, deren düsenfernes Ende nach Art eines Plungers ausgebildet und verdrängerwirksam in einem Steuerraum angeordnet ist, der über eine Zulaufdrossel mit der Hochdruckseite des Kraftstoffinjektors kommuniziert und über eine Steuerventilanordnung mit der Niederdruckseite des Kraftstoffinjektors verbindbar ist. Dabei ist der Steuerraum bei geschlossener Steuerventilanordnung nur mit der Hochdruckseite des Kraftstoffinjektors verbunden, während der Druck im Steuerraum bei geöffneter Steuerventilanordnung infolge der dann vorhandenen Verbindung mit der Niederdruckseite absinkt. Bei Hochdruck im Steuerraum wird die Düsennadel in ihre Schließlage geschoben. Dagegen wird die Düsennadel vom Druck an den Düsen in ihre Offenlage geschoben, wenn das Schaltventil geöffnet ist. Bei dem Kraftstoffinjektor der DE 10 2007 060 395 A1 besitzt der Steuerraum einen zur Niederdruckseite eines Ventilkörpers ausmündenden Auslasskanal, welcher durch die Steuerventilanordnung gesteuert wird. Zu diesem Zweck besitzt die Steuerventilanordnung einen hülsenförmigen Schließkörper, welcher auf einer zum Auslasskanal gleichachsigen Führungsstange verschiebbar angeordnet ist, wobei der Ringspalt zwischen dem Außenumfang der Führungsstange und dem Innenumfang des hülsenförmigen Schließkörpers als praktisch leckagefreier Dichtspalt ausgebildet ist. Der hülsenförmige Schließkörper wirkt mit einem zur Mündung des Auslasskanals konzentrischen Sitz zusammen und ist mit einem Anker verbunden, der seinerseits mit einer zur Führungsstange gleichachsigen Elektromagnetanordnung zusammenwirkt. Bei elektrischer Bestromung der Elektromagnetanordnung wird der Anker zusammen mit dem hülsenförmigen Schließkörper in Richtung der Elektromagnetanordnung gezogen, so dass der Schließkörper von seinem Sitz abhebt. Im elektrisch nicht bestromten Zustand der Elektromagnetanordnung wird der Schließkörper von einer Schließfeder in seine Schließlage gestellt, wobei sich der Anker von der Elektromagnetanordnung entfernt.At one of the DE 10 2007 060 395 A1 known fuel injector is provided for controlling the injectors, a nozzle needle whose nozzle distal end formed in the manner of a plunger and displaceable in a control chamber which communicates via an inlet throttle with the high pressure side of the fuel injector and is connectable via a control valve arrangement with the low pressure side of the fuel injector. In this case, the control chamber is connected with the control valve arrangement closed only with the high pressure side of the fuel injector, while the pressure in the control chamber with open control valve assembly as a result of the then existing connection with the low pressure side drops. At high pressure in the control room, the nozzle needle is pushed into its closed position. In contrast, the nozzle needle is pushed by the pressure at the nozzle in its open position when the switching valve is open. In the fuel injector of DE 10 2007 060 395 A1 the control chamber has an outlet channel which opens out to the low-pressure side of a valve body and which is controlled by the control valve arrangement. For this purpose, the control valve arrangement has a sleeve-shaped closing body, which is arranged displaceably on an equiaxed to the outlet guide rod, wherein the annular gap between the outer circumference of the guide rod and the inner periphery of the sleeve-shaped closing body is designed as a virtually leak-free sealing gap. The sleeve-shaped closing body cooperates with a concentric with the mouth of the outlet channel seat and is connected to an armature, which in turn cooperates with an equiaxed to the guide rod electromagnet assembly. When electrical energization of the electromagnet assembly of the armature is pulled together with the sleeve-shaped closing body in the direction of the solenoid assembly, so that the closing body lifts from its seat. In the electrically non-energized state of the electromagnet arrangement of the closing body is placed by a closing spring in its closed position, wherein the armature away from the electromagnet assembly.

Grundsätzlich ist es erwünscht, die Betriebsphasen eines Kraftstoffinjektors genau erfassen zu können, um eine optimale Motorsteuerung zu ermöglichen. Durch Verschleißerscheinungen am Kraftstoffinjektor wird eine Drift der Schließzeitpunkte der Düsennadel verursacht, mit der Folge, dass sich die Einspritzmengen des Kraftstoffes entsprechend verändern und der jeweilige Motor nicht mehr optimal arbeitet. Ebenso weisen die Injektoren auf Grund unvermeidlicher Bauteilstreuungen auch eine Exemplarstreuung der Einspritzmenge bei gleicher Ansteuerung auf.In principle, it is desirable to be able to detect the operating phases of a fuel injector precisely in order to enable optimum engine control. Due to signs of wear on the fuel injector drift of the closing times of the nozzle needle is caused, with the result that the injection quantities of the fuel change accordingly and the respective engine is no longer working optimally. Likewise, due to unavoidable component scattering, the injectors also exhibit a copy spread of the injection quantity with the same activation.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Mit der Erfindung soll nun bei geringem konstruktivem Aufwand eine Erfassung der Schließzeiten ermöglicht werden.With the invention, a detection of the closing times is now to be made possible with little design effort.

Hierzu ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Steuerraumdruck ein elastisch verformbares oder gegen elastischen Widerstand bewegliches Teil, welches das Magnetfeld des Aktors führt oder bündelt, belastet, wobei bewegungs- bzw. verformungsabhängige elektrische oder magnetische Parameter des Aktors zur Ermittlung von mit dem Steuerraumdruck korrelierten Betriebszeitpunkten oder -parametern ausgewertet werden.For this purpose, the invention provides that the control chamber pressure an elastically deformable or movable against elastic resistance part, which leads or bundles the magnetic field of the actuator loaded, wherein movement or deformation-dependent electrical or magnetic parameters of the actuator for determining correlated with the control chamber pressure operating times or parameters are evaluated.

Die Erfindung nutzt die Erkenntnis, dass sich der Steuerraumdruck am Beginn und am Ende der Einspritzphase eines Kraftstoffinjektors signifikant ändert. Indem nun erfindungsgemäß ein zum Steuerraumdruck analoger Eingriff in das Magnetfeld des Aktors erfolgt, kann durch Auswertung des zeitlichen Verlaufs der elektrischen Spannung oder des elektrischen Stroms am Aktor der Betriebsablauf des Kraftstoffinjektors mit hoher Präzision erfasst und überwacht werden. Der Aktor übernimmt also eine Doppelfunktion, indem er nicht nur zur Betätigung der Steuerventilanordnung sondern auch als Sensor für die Betriebsphasen des Kraftstoffinjektors dient.The invention utilizes the insight that the control chamber pressure changes significantly at the beginning and at the end of the injection phase of a fuel injector. By now according to the invention an analogous to the control chamber pressure intervention in the magnetic field of the actuator, the operation of the fuel injector can be detected and monitored with high precision by evaluating the time course of the electrical voltage or the electric current at the actuator. The actuator thus assumes a dual function by not only serving to actuate the control valve assembly but also as a sensor for the operating phases of the fuel injector.

Gemäß einer konstruktiv bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besitzt die erfindungsgemäße Steuerventilanordnung einen auf einer Führungsstange verschiebbar geführten hülsenförmigen Schließkörper, welcher mit einem Anker einer den Aktor bildenden Elektromagnetanordnung verbunden ist. Dabei ist des weiteren vorgesehen, dass der innerhalb des hülsenförmigen Schließkörpers vorliegende Fluiddruck über die Führungsstange auf das verformbare bzw. bewegliche Teil abtragbar ist.According to a structurally preferred embodiment of the invention, the control valve arrangement according to the invention has a guide rod on a slidably guided sleeve-shaped closing body, which is connected to an armature of the actuator forming the electromagnet assembly. It is further provided that the fluid pressure present within the sleeve-shaped closing body can be removed via the guide rod to the deformable or movable part.

Hier bleibt also die aus der DE 10 2007 060 395 A1 an sich bekannte Konstruktion der Steuerventilanordnung weitestgehend unverändert, im Wesentlichen erhält nur die Führungsstange eine Doppelfunktion, indem sie auch die Übertragung der fluidischen Druckkräfte auf ein das Magnetfeld des Aktors führendes bzw. bündelndes, mittels der Druckkräfte verformbares oder bewegbares Teil übernimmt.Here remains so from the DE 10 2007 060 395 A1 known construction of the control valve assembly largely unchanged, essentially receives only the guide rod a double function by also the transfer of the fluid pressure forces on a magnetic field of the actuator leading or bundling, by means of the compressive forces deformable or movable part takes over.

Dieses Teil kann als verformbares oder bewegliches Teil eines zur Stangenachse radialen Bodens einer Polschuhanordnung des als Aktor dienenden Elektromagnets ausgebildet sein. Durch Verformung bzw. Verlagerung dieses Bodens kann die Relativlage der Polschuhe verändert werden, wobei gleichzeitig die elektrischen bzw. magnetischen Parameter des Elektromagnets verändert werden. This part can be designed as a deformable or movable part of a rod axis radial bottom of a pole piece of the serving as an actuator solenoid. By deformation or displacement of this soil, the relative position of the pole pieces can be changed, at the same time the electrical or magnetic parameters of the electromagnet are changed.

Im übrigen wird hinsichtlich bevorzugter Merkmale der Erfindung auf die Ansprüche und die nachfolgende Erläuterung der Zeichnung verwiesen, anhand der besonders bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung näher beschrieben werden.Moreover, reference is made to the claims and the following explanation of the drawing with regard to preferred features of the invention, are described in detail with reference to the particularly preferred embodiments of the invention.

Schutz wird nicht nur für angegebene oder dargestellte Merkmalskombinationen sondern auch für prinzipiell beliebige Kombinationen der angegebenen oder dargestellten Einzelmerkmale beansprucht.Protection is claimed not only for specified or illustrated feature combinations but also for any combinations of the specified or illustrated individual features.

Kurze Beschreibung der ZeichnungShort description of the drawing

In der Zeichnung zeigt:In the drawing shows:

1 einen ausschnittsweisen Axialschnitt eines Kraftstoffinjektors, 1 a fragmentary axial section of a fuel injector,

2 ein Diagramm, welches den zeitlichen Verlauf des Düsennadelhubs sowie des Steuerraumdrucks darstellt, 2 a diagram showing the time course of the nozzle needle stroke and the control chamber pressure,

3 einen Axialschnitt des Kraftstoffinjektors im Bereich des elektromagnetischen Aktors, 3 an axial section of the fuel injector in the region of the electromagnetic actuator,

4 eine der 3 entsprechende Darstellung einer abgewandelten Ausführungsform, 4 one of the 3 corresponding representation of a modified embodiment,

5 eine Darstellung einer weiteren Abwandlung, 5 a representation of a further modification,

6 eine nochmals abgewandelte Ausführungsform, 6 a further modified embodiment,

7 eine zusätzliche Variante und 7 an additional variant and

8 eine weitere Variante. 8th another variant.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

Gemäß 1 ist innerhalb eines Injektorkörpers 1 ein Hochdruckraum 2 sowie ein Niederdruckraum 3 angeordnet. Diese beiden Räume sind voneinander durch ein Ventilstück 4 getrennt.According to 1 is inside an injector body 1 a high pressure room 2 as well as a low-pressure room 3 arranged. These two spaces are separated by a valve piece 4 separated.

Der Hochdruckraum 2 kommuniziert über einen Zulaufkanal 5 mit einer nicht dargestellten Hochdruckquelle für Kraftstoff, in der Regel ein so genanntes Common Rail. Der Niederdruckraum 3 ist über eine nicht dargestellte Rücklaufleitung oder dergleichen mit einem Kraftstofftank oder dergleichen verbunden.The high pressure room 2 communicates via an inlet channel 5 with a high-pressure source, not shown, for fuel, usually a so-called common rail. The low pressure room 3 is connected via a return line, not shown, or the like with a fuel tank or the like.

Der Hochdruckraum 2 ist über nicht dargestellte Einspritzdüsen mit dem Brennraum eines ebenfalls nicht dargestellten Verbrennungsmotors verbindbar. Die Einspritzdüsen werden in bekannter Weise mittels einer Düsennadel gesteuert, von der in 1 nur das düsenferne Ende, welches als Plunger 6 ausgebildet ist, dargestellt ist. Der Plunger 6 ist verdrängerwirksam in einem im Ventilstück 4 angeordneten Steuerraum 7 angeordnet. Dieser Steuerraum kommuniziert über eine Zulaufdrossel 8 mit dem Hochdruckraum 2 und über eine Ablaufdrossel 9 mit dem Niederdruckraum 3, wobei die Ablaufdrossel 9 mittels einer Steuerventilanordnung 10 gesteuert wird. Wenn die Ablaufdrossel 9 mittels der Steuerventilanordnung 10 abgesperrt wird und die Düsennadel sich in ihrer Schließlage befindet, stellt sich im Steuerraum 7 der gleiche Hochdruck wie im Hochdruckraum 2 ein, mit der Folge, dass der Plunger 6 in 1 nach abwärts gepresst wird und die damit verbundene Düsennadel in ihrer die Einspritzdüsen absperrenden Schließlage gehalten wird. Wird der Ablaufkanal 9 mittels der Steuerventilanordnung 10 geöffnet, stellt sich im Steuerraum 7 ein gegenüber dem Hochdruck im Hochdruckraum 2 stark verminderter Druck ein, und der Plunger 6 verschiebt sich zusammen mit der Düsennadel in 1 in Aufwärtsrichtung, das heißt die Düsennadel wird in deren Offenlage gestellt, so dass Kraftstoff durch die Einspritzdüsen in den Brennraum eingespritzt wird.The high pressure room 2 is connected via injectors, not shown, with the combustion chamber of an internal combustion engine, also not shown. The injection nozzles are controlled in a known manner by means of a nozzle needle, from the in 1 only the nozzle-far end, which as a plunger 6 is formed, is shown. The plunger 6 is displacer effective in a valve piece 4 arranged control room 7 arranged. This control room communicates via an inlet throttle 8th with the high pressure room 2 and an outlet throttle 9 with the low-pressure room 3 , where the outlet throttle 9 by means of a control valve arrangement 10 is controlled. If the outlet throttle 9 by means of the control valve arrangement 10 is shut off and the nozzle needle is in its closed position, arises in the control room 7 the same high pressure as in the high pressure room 2 a, with the result that the plunger 6 in 1 is pressed downwards and the associated nozzle needle is held in its shut off the injectors closing position. Becomes the drainage channel 9 by means of the control valve arrangement 10 opened, turns in the control room 7 one opposite the high pressure in the high pressure chamber 2 greatly reduced pressure, and the plunger 6 moves together with the nozzle needle in 1 in the upward direction, that is, the nozzle needle is placed in its open position, so that fuel is injected through the injectors into the combustion chamber.

Die Steuerventilanordnung 10 besitzt einen hülsenförmigen Schließkörper 11, der von einer Schließfeder 12, die als Schraubendruckfeder ausgebildet ist, gegen einen zur Auslassmündung des Ablaufkanals 9 konzentrischen Sitz gespannt wird. Im Beispiel der 1 ist der Sitz als Planfläche ausgebildet, auf der der hülsenförmige Schließkörper 11 mit einer linienförmigen Ringkante aufsitzt. Grundsätzlich kann jedoch auch ein anders geformter Sitz vorgesehen sein.The control valve assembly 10 has a sleeve-shaped closing body 11 that of a closing spring 12 , which is designed as a helical compression spring, against a to the outlet port of the drain channel 9 concentric seat is tensioned. In the example of 1 the seat is designed as a plane surface on which the sleeve-shaped closing body 11 is seated with a line-shaped annular edge. In principle, however, a differently shaped seat may be provided.

Der hülsenförmige Schließkörper 11 ist auf einer zur Längsachse 100 des Injektorkörpers 1 gleichachsigen Führungsstange 13 axial verschiebbar geführt, wobei der Ringspalt zwischen dem Innenumfang des Schließkörpers 11 und dem Außenumfang der Führungsstange 13 als praktisch leckagefreier Drosselspalt ausgebildet ist. Wenn der Schließkörper 11 die in 1 dargestellte Schließlage einnimmt, wird der innerhalb des Schließkörpers 11 gebildete Druckraum 14, welcher über den Ablaufkanal 9 mit dem Steuerraum 7 kommuniziert und dementsprechend gleichen Fluiddruck wie der Steuerraum 7 aufweist, gegenüber dem Niederdruckraum 3 abgesperrt. Am Schließkörper 11 ist ein sternförmiger Anker 15 einer Elektromagnetanordnung 16 angeordnet, der als Aktor zur Betätigung der Steuerventilanordnung 10 vorgesehen ist. Die Elektromagnetanordnung 16 besitzt in bekannter Weise eine Magnetspule 17, die innerhalb einer zur Führungsstange 13 konzentrischen Polschuhanordnung mit einem ringförmigen Außenpol 18 und einem ringförmigen Innenpol 19 angeordnet ist. Wird die Magnetspule 17 elektrisch bestromt, wird der Anker 15 von den Polen 18 und 19 magnetisch angezogen, so dass der Schließkörper 11 gegen die Kraft der Schließfeder 12 von seinem Sitz abgehoben und die Steuerventilanordnung 10 geöffnet wird.The sleeve-shaped closing body 11 is on one to the longitudinal axis 100 of the injector body 1 equiaxed guide rod 13 guided axially displaceable, wherein the annular gap between the inner periphery of the closing body 11 and the outer periphery of the guide rod 13 is designed as a virtually leak-free throttle gap. When the closing body 11 in the 1 shown closed position assumes that within the closing body 11 formed pressure chamber 14 , which via the drainage channel 9 with the control room 7 communicates and accordingly the same fluid pressure as the control room 7 has, compared to the low pressure space 3 shut off. On the closing body 11 is a star-shaped anchor 15 an electromagnet arrangement 16 arranged as an actuator for actuating the Control valve assembly 10 is provided. The electromagnet arrangement 16 has in a known manner a magnetic coil 17 that are within a guide rod 13 concentric pole piece arrangement with an annular outer pole 18 and an annular inner pole 19 is arranged. Will the solenoid coil 17 electrically energized, becomes the anchor 15 from the poles 18 and 19 magnetically attracted, leaving the closing body 11 against the force of the closing spring 12 lifted from its seat and the control valve assembly 10 is opened.

Während der geschlossenen Phase der mit dem Plunger 6 verbundenen Düsennadel, das heißt bei geschlossenen Einspritzdüsen, ist die Steuerventilanordnung 10 geschlossen, und im Druckraum 14 sowie im Steuerraum 7 liegen gleiche Fluiddrucke vor. Unmittelbar vor dem Schließzeitpunkt der Düsennadel sinkt der Druck im Steuerraum 7 wegen des zu diesem Zeitpunkt geringen Drucks unter dem Düsensitz der Düsennadel und der damit einhergehenden Schließbewegung des Plungers 6 unter den Hochdruck im Zulaufkanal 5 ab. Unmittelbar nach dem Schließen der Düsennadel kommt es wegen des nun stillstehenden Plungers 6 zu einem steilen Anstieg des Drucks im Steuerraum 7, wobei der Steuerraumdruck auf den Druck im Zulaufkanal 5 ansteigt. Der Druck im Steuerraum 7 und der damit praktisch identische Druck im Druckraum 14 weisen folglich zum Schließzeitpunkt der Düsennadel ein ausgeprägtes Minimum auf. In 2 ist der Verlauf des Düsennadelhubs im Diagramm A und der Verlauf des Steuerraumdrucks im Diagramm B beispielhaft dargestellt. Da der Druck des Steuerraums 7 auch im Druckraum 14 vorliegt, wird die Führungsstange 13 innerhalb des Schließkörpers 11 bei geschlossener Steuerventilanordnung 10 stirnseitig immer vom Steuerraumdruck belastet.During the closed phase the with the plunger 6 connected nozzle needle, that is with closed injection nozzles, is the control valve assembly 10 closed, and in the pressure room 14 as well as in the control room 7 the same fluid pressures are present. Immediately before the closing time of the nozzle needle, the pressure in the control chamber decreases 7 because of the low pressure at that time under the nozzle seat of the nozzle needle and the associated closing movement of the plunger 6 under the high pressure in the inlet channel 5 from. Immediately after closing the nozzle needle it comes because of the now stationary plunger 6 to a steep rise in pressure in the control room 7 , wherein the control chamber pressure on the pressure in the inlet channel 5 increases. The pressure in the control room 7 and the virtually identical pressure in the pressure chamber 14 Consequently, at the closing time of the nozzle needle on a pronounced minimum. In 2 the course of the Düsennadelhubs in the diagram A and the course of the control chamber pressure in the diagram B is exemplified. Because the pressure of the control room 7 also in the pressure room 14 is present, the guide rod 13 inside the closing body 11 with the control valve arrangement closed 10 always loaded on the front side by the control chamber pressure.

Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, den Steuerraumdruck mittels der Führungsstange 13 auf eine in 1 nur schematisch dargestellte Übertragung 20 abzutragen, die elektromagnetische Parameter der Elektromagnetanordnung 16 verändert, derart, dass die Schließzeitpunkte der Düsennadel durch entsprechende Auswertung des elektrischen Strom-Spannungsverlaufs an der Magnetspule 17 erkannt werden können. Damit übernimmt die Elektromagnetanordnung 16 zusätzlich zu ihrer Aktorfunktion auch Sensorfunktionen, und die Führungsstange 13 hat zusätzlich zu ihrer Führungsfunktion für den Schließkörper 11 die Aufgabe eines Steuerelements zur Veränderung von Parametern der Elektromagnetanordnung 16.According to the invention, the control chamber pressure is now provided by means of the guide rod 13 on an in 1 only schematically illustrated transmission 20 ablate, the electromagnetic parameters of the solenoid assembly 16 changed, such that the closing times of the nozzle needle by appropriate evaluation of the electric current-voltage curve at the magnetic coil 17 can be recognized. Thus, the electromagnet assembly takes over 16 in addition to its actuator function also sensor functions, and the guide rod 13 has in addition to its guiding function for the closing body 11 the task of a control for changing parameters of the electromagnet assembly 16 ,

Die 3 zeigt nun ein erstes Ausführungsbeispiel für eine Möglichkeit der Veränderung der Parameter der Elektromagnetanordnung 16. Die vom Druck im Druckraum 14 abhängige Axialkraft der Führungsstange 13 wird auf einen elastisch biegbaren Boden 21 abgetragen, der einen Teil der Polschuhanordnung bildet und mit den Polen 18 und 19 verbunden ist. Entsprechend der Verbiegung des Bodens 21 ändert sich der Luftspalt zwischen dem Innenpol 19 und dem Anker 15, das heißt bei einer Erhöhung des Drucks im Steuerraum 7 und der damit einhergehenden Erhöhung des Drucks im Druckraum 14 wird der Luftspalt zwischen Anker 15 und Innenpol 19 vergrößert. Wenn nun der Steuerraumdruck unmittelbar nach dem Schließzeitpunkt der Düsennadel ansteigt, steigt zu diesem Zeitpunkt auch die auf den Boden 21 wirkende Axialkraft der Führungsstange 13 und bewirkt eine Erhöhung des Luftspalts zwischen Innenpol 19 und Anker 15. Ist zu diesem Zeitpunkt ein Restfluss im Magnetkreis vorhanden, so bewirkt die Vergrößerung des vorgenannten Luftspalts eine Veränderung der Spulenspannung (bei verschwindendem Spulenstrom) oder eine Änderung des Spulenstroms (bei verschwindender Spulenspannung). Sollte kein hinreichender magnetischer Restfluss vorhanden sein, so wird vor dem erwarteten Schließzeitpunkt der Düsennadel die Magnetspule 12 schwach bestromt, um erneut Magnetfluss aufzubauen. Dabei wird das Maß der Bestromung so gering gewählt, dass der Schließkörper 11 in seiner Schließlage bleibt.The 3 now shows a first embodiment of a possibility of changing the parameters of the solenoid assembly 16 , The pressure in the pressure chamber 14 dependent axial force of the guide rod 13 gets onto an elastically bendable floor 21 removed, which forms part of the pole piece arrangement and with the poles 18 and 19 connected is. According to the bending of the soil 21 the air gap changes between the inner pole 19 and the anchor 15 That is, when the pressure in the control room is increased 7 and the associated increase in pressure in the pressure chamber 14 is the air gap between anchor 15 and inner pole 19 increased. Now, if the control chamber pressure increases immediately after the closing time of the nozzle needle, at this time also rises to the ground 21 acting axial force of the guide rod 13 and causes an increase in the air gap between the inner pole 19 and anchor 15 , If there is a residual flux in the magnetic circuit at this time, the increase in the aforementioned air gap causes a change in the coil voltage (when the coil current disappears) or a change in the coil current (when the coil voltage disappears). If there is no sufficient residual magnetic flux, then the solenoid will become before the expected closing time of the nozzle needle 12 weakly energized to build up magnetic flux again. The degree of energization is chosen so low that the closing body 11 remains in its closed position.

Im Ausführungsbeispiel der 4 ist der Boden 21 auf seiner vom Innenpol 19 abgewandten Seite stationär abgestützt. Außerdem ist der Außenpol 18 separat vom Boden 21 stationär im Injektorkörper 1 angeordnet, wobei zwischen dem Boden 21 und dem Außenpol 18 ein Luftspalt 22 verbleibt. Dieser Luftspalt verändert sich in Abhängigkeit von der Axialkraft der Führungsstange 13. Die damit einhergehenden Änderungen des magnetischen Flusses der Elektromagnetanordnung 16 eröffnen somit wiederum die Möglichkeit, den Schließzeitpunkt der Düsennadel genau zu erfassen.In the embodiment of 4 is the ground 21 on his from the pole 19 stationary side supported on the opposite side. Besides, the outside pole is 18 separate from the ground 21 stationary in the injector body 1 arranged, being between the ground 21 and the outside pole 18 an air gap 22 remains. This air gap changes depending on the axial force of the guide rod 13 , The concomitant changes in the magnetic flux of the solenoid assembly 16 thus in turn open up the possibility of accurately detecting the closing time of the nozzle needle.

Bei der Ausführungsform der 5 bilden der Innenpol 19 sowie der Außenpol 18 eine vom biegsamen Boden 21 getrennte Polschuhanordnung, deren Brückenbereich zwischen den Polen 18 und 19 mit vergleichsweise kleinem Querschnitt ausgebildet ist. Am Außenumfang liegt der aus ferromagnetischem Material bestehende Boden 21 an einem zugewandten Ringsteg der Polschuhanordnung an, derart, dass ein Luftspalt 23 erzeugt wird. Dieser Luftspalt verändert sein Spaltmaß in Abhängigkeit von der elastischen Verbiegung des Bodens 21 und dementsprechend in Abhängigkeit von der Axialkraft der Führungsstange 13. Damit verändert sich der magnetische Widerstand, der dem magnetischen Fluss zwischen den Polen 19 und 20 entgegensteht. Die damit verbundenen Rückwirkungen auf den elektrischen Strom-Spannungsverlauf an der Magnetspule 17 bieten wiederum die Möglichkeit, den Schließzeitpunkt der Düsennadel zu erkennen.In the embodiment of the 5 form the inner pole 19 as well as the outer pole 18 one from the flexible bottom 21 separate pole piece arrangement, whose bridge area between the poles 18 and 19 is formed with a comparatively small cross-section. On the outer circumference is made of ferromagnetic material existing soil 21 on a facing annular web of the pole piece arrangement, such that an air gap 23 is produced. This air gap changes its gap depending on the elastic bending of the soil 21 and accordingly depending on the axial force of the guide rod 13 , This changes the magnetic resistance, which is the magnetic flux between the poles 19 and 20 opposes. The associated repercussions on the electric current-voltage curve at the magnetic coil 17 In turn, offer the opportunity to detect the closing time of the nozzle needle.

Die Ausführungsform der 6 unterscheidet sich von der Ausführungsform der 5 im Wesentlichen nur dadurch, dass der biegsame Boden 21 auf einem Ringsteg auf der Rückseite des Innenpols 19 aufliegt und bei elastischer Verbiegung des Bodens 21 ein Luftspalt 24 verändert wird. Funktionsmäßig gelten somit für die Ausführungsform der 6 die Ausführungen zur Ausführungsform der 5. The embodiment of the 6 differs from the embodiment of the 5 essentially only by the fact that the flexible bottom 21 on a ring ridge on the back of the inner pole 19 rests and elastic deflection of the soil 21 an air gap 24 is changed. Functionally thus apply to the embodiment of 6 the comments on the embodiment of 5 ,

Bei der Ausführungsform der 7 sind der Innenpol 19 und der Außenpol 18, die jeweils aus einem magnetisierbaren, insbesondere ferromagnetischen Material bestehen, miteinander über einen Steg 25 aus amagnetischem Material verbunden. Dieser Steg 25 ist im Beispiel der 7 auf der von dem Anker 15 abgewandten Stirnseite der Magnetspule 17 vorgesehen. Der biegsame Boden 21 ist derart angeordnet und ausgebildet, dass er bei verschwindender Axialkraft der Führungsstange 13, das heißt bei entsprechend geringem Druck im Steuerraum 7 bzw. im Druckraum 14, auf den zugewandten Stirnseiten der Pole 18 und 19 aufliegt. Damit bildet der Boden 21, welcher aus einem magnetisch gut leitfähigem Material besteht, eine magnetisch gut leitfähige Verbindung zwischen den Polen 18 und 19. Sobald die Führungsstange 13 mit größerer Axialkraft gegen den Boden 21 gespannt wird, hebt dieser vom Innenpol 19 unter Bildung eines Luftspalts 26 ab, so dass der magnetische Widerstand für den magnetischen Fluss zwischen den Polen 18 und 19 signifikant vergrößert wird.In the embodiment of the 7 are the inner pole 19 and the outer pole 18 , each consisting of a magnetizable, in particular ferromagnetic material, with each other via a web 25 made of non-magnetic material. This jetty 25 is in the example of 7 on the of the anchor 15 remote end face of the solenoid 17 intended. The flexible floor 21 is arranged and designed such that it disappears when the axial force of the guide rod disappears 13 , that is at correspondingly low pressure in the control room 7 or in the pressure room 14 , on the facing ends of the poles 18 and 19 rests. This forms the floor 21 , which consists of a magnetically good conductive material, a magnetically good conductive connection between the poles 18 and 19 , Once the guide rod 13 with greater axial force against the ground 21 is tense, this lifts from the inner pole 19 forming an air gap 26 so that the magnetic resistance for the magnetic flux between the poles 18 and 19 is significantly increased.

Eine funktional gleichartige Ausführungsform ist in 8 dargestellt. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der Ausführungsform nach 7 lediglich dadurch, dass der amagnetische Steg 25' auf der dem Anker 15 zugewandten Seite der Magnetspule 17 angeordnet ist. Wenn die Führungsstange 13 axialkraftfrei ist, liegt der Boden 21 wiederum auf den zugewandten Stirnseiten der Pole 18 und 19 auf, und bei entsprechender Axialkraft der Führungsstange 13 wird am Innenpol der Luftspalt 26' gebildet.A functionally similar embodiment is in 8th shown. This embodiment differs from the embodiment 7 merely by the fact that the non-magnetic web 25 ' on the anchor 15 facing side of the solenoid 17 is arranged. When the guide rod 13 is axial force free, lies the ground 21 again on the facing end faces of the poles 18 and 19 on, and with appropriate axial force of the guide rod 13 the air gap is at the inner pole 26 ' educated.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102007060395 A1 [0002, 0002, 0008]

Claims

Control valve arrangement ( 10 ) for a control room ( 7 ) of a fuel injector, with a valve arrangement ( 10 ) actuating electromagnetic actuator ( 15 . 16 ), characterized in that the control chamber pressure on an elastically deformable part ( 21 ), which is an electromagnetic field of the actuator ( 15 . 16 ) leads, whereby deformation-dependent electromagnetic parameters of the actuator ( 15 . 16 ) are detected by means of an evaluation to determine correlated with the control chamber pressure time points.

Control valve arrangement according to claim 1, characterized in that one on a guide rod ( 13 ) slidably guided sleeve-shaped closing body ( 11 ) provided with an anchor ( 15 ) provided as an actuator solenoid assembly ( 16 ), and that a within the sleeve-shaped closing body ( 11 ) occurring fluid pressure over the guide rod ( 13 ) on the deformable part ( 21 ) is ablatable.

Control valve arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the electromagnet arrangement ( 16 ) an electric solenoid ( 17 ) with through the guide rod ( 13 ) deformable pole shoe arrangement ( 18 . 19 ) having.

Control valve arrangement according to claim 3, characterized in that an air gap between the pole piece arrangement ( 18 . 19 ) and the anchor ( 15 ) Is variable by deformation of the pole piece.

Control valve arrangement according to one of claims 2 to 4, characterized in that an annular inner pole ( 19 ) and an annular outer pole ( 18 ) a common ground ( 21 ) assigned.

Control valve arrangement according to claim 5, characterized in that the guide rod ( 13 ) on a central region of the soil ( 21 ) is supported.

Control valve arrangement according to one of claims 2 to 6, characterized in that between the bottom and one of the poles ( 18 . 19 ) an adjustable by deformation of the soil air gap ( 23 . 24 . 26 . 26 ' ) is arranged.

Method for operating a control valve arrangement according to one of Claims 1 to 7, characterized, that the electromagnetic field of the actuator is changed fluid pressure dependent and that the evaluation device detects and evaluates electrical currents and / or voltages at the actuator.