EP0444055B1 - Magnetventil, insbesondere für kraftstoffeinspritzpumpen - Google Patents

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EP0444055B1
EP0444055B1 EP89911988A EP89911988A EP0444055B1 EP 0444055 B1 EP0444055 B1 EP 0444055B1 EP 89911988 A EP89911988 A EP 89911988A EP 89911988 A EP89911988 A EP 89911988A EP 0444055 B1 EP0444055 B1 EP 0444055B1
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EP
European Patent Office
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valve
control device
excitation winding
winding
solenoid valve
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Joachim Tauscher
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Robert Bosch GmbH
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    • Y10T137/8225—Position or extent of motion indicator
    • Y10T137/8242—Electrical

Definitions

  • the invention relates to a solenoid valve, in particular for fuel injection pumps, of the type defined in the preamble of the claim.
  • solenoid valves When used in fuel injection pumps, such solenoid valves are inserted into the high-pressure channel of the fuel injection pump and used to control the amount of fuel injected per pump piston stroke.
  • the closing time of the solenoid valve determines the injection duration and, for a given nozzle cross section of the injection nozzle, the fuel injection quantity.
  • the solenoid valves generally have constant switching times, which are determined by the design. This results, for example, from the elimination of the activation of the electromagnet until the valve is actually fully opened, in which fuel is still injected becomes.
  • the end of the fuel injection phase is thus by the constant switching time of the valve when the valve opens after the switch-off time of the electromagnet specified by the control device.
  • the switch position transmitter has a disk made of piezoceramic material, which is integrated in the stroke stop.
  • the solenoid valve When the solenoid valve is opened after the magnetic excitation has ceased, the valve needle lifting off from the valve seat under the action of the valve opening spring hits the piezoceramic disk. This generates a voltage which is fed to the control device as a valve open signal and is evaluated there accordingly.
  • the two electrical outputs of the piezoceramic disk are connected to a two-wire cable that is insulated and passed through the valve housing. This means additional processing steps on the valve housing, an additional electrical connecting line in addition to the electrical connection for the magnetic excitation coil and additional assembly effort.
  • the solenoid valve according to the invention with the characterizing features of claim 1 has the advantage that the electrical signal generated by the piezoceramic when the valve needle strikes is transmitted to the control device without an additional transmission path.
  • the measures according to the invention make it possible to use the two-wire connection line between the control device and the magnet excitation winding, which is already present and required and is used to control the electromagnet. If the magnetic excitation is switched off, which is done by opening the switching element, which is generally designed as a transistor output stage, in the control device, the return wire of the two-wire connecting line is decoupled from ground.
  • This voltage pulse represents a signal for recognizing the valve open position. If the voltage pulse is not taken directly at the output terminal of the control device but via a capacitor, the superimposed DC supply voltage is eliminated and the valve open signal is obtained as a significant voltage pulse that exceeds the zero potential.
  • the 2/2-way solenoid valve shown in longitudinal section in Fig. 1 has a valve housing 10 with a screw-in pin 11, with which the valve housing 10 can be screwed into a socket in the housing of a fuel rail injection pump, such that the valve is also the pump working space Injection pump limited.
  • a fuel distributor injection pump with an inserted solenoid valve is, for example, in DE 36 33 107 Al described.
  • a high-pressure bore 12 runs from the valve inlet 13 to a valve opening 15 enclosed by a valve seat 14.
  • a valve space 16 located beyond the valve opening 15 is connected to a valve outlet 18 via at least one relief bore 15.
  • a conical or mushroom-shaped section 19 of a valve needle 20 works together, which is guided axially displaceably with a cylindrical section 21 in a guide bore 22 which continues from the valve chamber 16.
  • the guide bore 22 is located within a central core 23 which is integral with the valve housing 10 and which is surrounded by a magnet coil 24 of an electromagnet 25.
  • the valve needle 20 is connected to an anchor plate 26 of the electromagnet 25.
  • a compression spring 27 acting in the valve opening direction is clamped, which, when the magnet coil 24 is not energized, places the armature plate 26 against a stop 28 for limiting the stroke of the valve needle 20.
  • the magnet coil 24 is wound on a coil carrier 29 and inserted into a magnet pot 30, which concentrically surrounds the core 23 of the valve housing 10.
  • the magnet pot 30 is covered by a plate-shaped yoke 31, which the armature plate 26 is opposite with an air gap corresponding to the stroke of the valve needle 20.
  • the yoke 31 is pressed onto the magnet pot 30 resting on the valve housing 10 by means of a pot-like intermediate flange 32 carrying the stop 28.
  • the intermediate flange 32 is in turn held immovably by a housing cover 33 placed on the valve housing 10.
  • a two-wire electrical connecting cable 34 is passed through the housing cover 33, the intermediate flange 32 and the yoke 31 in an insulated manner, the two connecting ends 35, 36 (Fig. 2) is connected to a winding end 37 or 38 of the solenoid 24.
  • the connecting cable 34 which has a feed line 48 and a return line 49, is connected to a control device 40, which in turn is connected to a direct voltage, generally connected to the motor vehicle battery 39.
  • the control device 40 is used to switch the solenoid valve, that is to say to close and open the valve, for which purpose the solenoid coil 24 is supplied with direct current or is again separated from the direct voltage.
  • the closing time of the solenoid valve is essentially determined by the duration of the excitation of the solenoid 24.
  • the control device 40 has two output terminals 41, 42 for connecting the connecting cable 34 and an input terminal 43 for connecting the positive pole of the motor vehicle battery 39.
  • the output terminal 41 is directly connected to the input terminal 43, while the output terminal 42 is connected to ground or zero potential via a transistor output stage 44, which is symbolically represented here by a switch.
  • the control of the transistor output stage 44 takes place by means of control electronics 45 of the control device 40 as a function of various operating parameters of an internal combustion engine equipped with the fuel injection pump, such as load, speed, temperature, and - in order to compensate for the switching times of the solenoid valve that are caused by control - taking into account the switching position of the valve, that is, the position of the valve needle 20.
  • FIG. 3 shows a drive pulse supplied to the transistor output stage 44 from the control electronics 45 in diagram a.
  • the transistor output stage 44 closes for the duration of this pulse and the magnet coil 24 of the electromagnet 25 is connected to the motor vehicle battery 39 connected.
  • a current flows in the magnetic coil 24, as shown in diagram b of FIG. 3.
  • the anchor plate 26 is attracted to the yoke 31 and the portion 19 of the valve needle is seated on the valve seat 14 with the valve opening 15 closed.
  • the solenoid valve is closed.
  • the drive pulse ceases and the transistor output stage 44 opens.
  • the current in the magnetic coil 24 goes to zero with a time delay.
  • valve needle 20 With the elimination of the excitation of the solenoid coil 24, the valve needle 20 begins to lift off from the valve seat 14 under the action of the compression spring 27 and strikes the stop 28 on the intermediate flange 32 at the time t V.
  • the time dependence of the valve needle stroke S is shown in diagram c of FIG. 3.
  • the stroke curve S of the valve needle 20 has again reached its zero point, and the solenoid valve is fully open, so that the high-pressure bore 12 and the relief bore 17 are connected to one another.
  • the injection phase of the fuel injection pump determined by the point in time t0 is extended, which leads to an undesired increase in the fuel injection quantity. Knowing the point in time t V is therefore essential for correcting the injection quantity.
  • a switch position transmitter 46 which has a piezoceramic disk 47 arranged on the stop 28. As soon as the valve needle 20 hits the piezoceramic disk 47 at the time t V , electrical charges are generated in it, which lead to a voltage pulse which can be evaluated as a measure of the valve open position (valve open signal) in the control electronics 45 to correct the time t0.
  • the connecting cable 34 is used to transmit the voltage pulse from the solenoid valve to the control device 40, so that no separate signal line is required.
  • the output 51 carrying the higher potential is connected to the winding end 38 of the magnetic coil 24, which is connected to the second output terminal 42 of the control device 40 via the return line 49 of the connecting cable 34.
  • the output 52 of the piezoceramic disk 47 which carries the lower potential, is connected to the connection end 35 of the feed line 48 or the anode of the diode 50. Alternatively, the output 52 can also be connected directly to ground or zero potential, as is indicated by the broken line in FIG. 2.
  • the second output terminal 42 is connected to the control electronics 45 via a capacitor 53 and an amplifier 54.
  • a series circuit comprising a zener diode 55 and a blocking diode 56 is also arranged between the two output terminals 41, 42, the forward direction of the zener diode 55 being directed to the second output terminal 42 and the forward direction of the blocking diode 56 toward the first output terminal 41.
  • valve needle 20 or the armature plate 26 strikes the piezoceramic disk 47 at the stop 48 at the time t V, charges are generated in the disk 47 by this impact, which are included in the parasitic capacitances of the diode 50, the transistor output stage 44 and the connecting cable 34 its two lines 48, 42 lead to a voltage pulse.
  • the curve of the voltage at the second output terminal 42 is at the top in diagram d in FIG. 3 and at the output of the amplifier 54 or at the input 57 of the control electronics 45 in diagram d of FIG. 3 below shown.
  • the voltage pulse at time t0 when the transistor output stage 44 is opened, which is caused by the winding inductance of the magnet coil 24, can be clearly seen.
  • This voltage pulse subsides quickly, even before the valve needle 20 hits the stop 28.
  • the impact of the valve needle 20 triggers the already described second voltage pulse at time t V , which represents the valve open signal for the control electronics 25.
  • t V represents the valve open signal for the control electronics 25.

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Abstract

Bei einem Magnetventil, insbesondere für Kraftstoffeinspritzpumpen, wird die Endstellung der Ventilnadel (20) bei voll geöffnetem Ventilsitz (14) von einem Schaltstellungsgeber (46) detektiert, der eine im Hubanschlag (28) für die Ventilnadel (20) angeordnete Piezokeramik (47) aufweist. Zur Übertragung des von der Piezokeramik (47) beim Auftreffen der Ventilnadel (20) erzeugten Ventiloffensignals zu der Steuereinrichtung (40) des Magnetventils wird das für die Erregung des Elektromagneten (25) des Magnetventils erforderliche zweiadrige Verbindungskabel (34) verwendet. Hierzu ist das die Magnetansteuerung bewirkende Schaltelement (44) in der Steuereinrichtung (40) in Stromrichtung gesehen der Magnetspule (24) über seine Rückführleitung (49) des Verbindungskabels (34) nachgeschaltet und die Piezokeramik (47) über die elektrischen Ausgänge (51, 52) der Reihenschaltung aus einer Diode (50) und der Magnetspule (24) parallel geschaltet.

Description

    Stand der Technik
  • Die Erfindung betrifft ein Magnetventil, insbesondere für Kraftstoffeinspritzpumpen, der im Oberbegriff des Anspruchs definierten Gattung.
  • Beim Einsatz in Kraftstoffeinspritzpumpen werden solche Magnetventile in den Hochdruckkanal der Kraftstoffeinspritzpumpe eingesetzt und zur Steuerung der pro Pumpenkolbenhub eingespritzten Kraftstoffmenge verwendet. Dabei bestimmt die Schließzeit des Magnetventils die Einspritzdauer und bei vorgegebenem Düsenquerschnitt der Einspritzdüse die Kraftstoffeinspritzmenge. Die Magnetventile haben im allgemeinen konstante Schaltzeiten, die konstruktiv bestimmt sind. Damit ergibt sich z.B. vom Wegfall der Ansteuerung des Elektromagneten bis zum tatsächlichen vollen Öffnen des Ventils eine Zeitverzögerung, in welcher noch Kraftstoff eingespritzt wird. Das Ende der Kraftstoffeinspritzphase liegt damit um die kontante Schaltzeit des Ventils beim Ventilöffnen hinter dem von der Steuereinrichtung vorgegebenen Abschaltzeitpunkt des Elektromagneten. Außerdem führen auch Exemplarstreuungen der Magnetventile sowie Langzeitdrift zu zeitlichen Unterschieden zwischen dem Wegfall der Magneterregung und dem tatsächlichen Öffnen des Magnetventils, was sich negativ auf die korrekte Kraftstoffzumessung während der Einspritzphase auswirkt. Bei solchen Magnetventilen hat man daher einen Schaltstellungsgeber vorgesehen, mit welchem die beiden Schaltstellungen der Ventilnadel, nämlich Aufsetzen auf dem Ventilsitz (Ventil geschlossen) und Anschlagen an dem Hubanschlag (Ventil voll geöffnet) detektiert werden. Mit Kenntnis dieser Schaltstellungen der Ventilnadel kann die eingespritzte Kraftstoffmenge hochgenau dosiert werden.
  • Bei einem bekannten Magnetventil für eine Kraftstoffeinspritzpumpe der eingangs genannten Art (DE 36 33 107 Al) weist der Schaltstellungsgeber eine Scheibe aus piezokeramischem Material auf, die in dem Hubanschlag integriert ist. Bei Öffnen des Magnetventils nach Wegfall der Magneterregung schlägt die unter der Wirkung der Ventilöffnungsfeder vom Ventilsitz abhebende Ventilnadel auf die piezokeramische Scheibe auf. Dadurch wird eine Spannung erzeugt, die als Ventiloffensignal der Steuereinrichtung zugeführt und dort entsprechend ausgewertet wird. Hierzu sind die beiden elektrischen Ausgänge der piezokeramischen Scheibe an einem isoliert durch das Ventilgehäuse hindurchgeführten zweiadrigen Kabel angeschlossen. Dies bedeutet zusätzliche Bearbeitungsschritte am Ventilgehäuse, eine zu der elektrischen Verbindung für die Magneterregerspule zusätzliche elektrische Verbindungsleitung und zusätzlichen Montageaufwand.
    • Vorteile der Erfindung
  • Das erfindungsgemäße Magnetventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß das von der Piezokeramik beim Auftreffen der Ventilnadel erzeugte elektrische Signal ohne zusätzliche Übertragungsstrecke an die Steuereinrichtung übermittelt wird. Durch die erfidungsgemäßen Maßnahmen kann hierzu die ohnehin vorhandene und erforderliche zweiadrige Verbindungsleitung zwischen Steuereinrichtung und Magneterregerwicklung, die der Ansteuerung des Elektromagneten dient, verwendet werden. Wird die Magneterregung abgeschaltet, was durch Öffnen des im allgemeinen als Transistorendstufe ausgebildeten Schaltelements in der Steuereinrichtung erfolgt, so ist die Rückführader der zweiadrigen Verbindgungsleitung von Masse abgekoppelt. Die beim Aufschlagen der Ventilnadel auf der Piezokeramik erzeugten Ladungen führen in den parasitären Kapazitäten der der Erregerwickung vorgeschalteten Diode, des Endstufentransistors der Steuereinrichtung und der Verbindungsleitung zwischen Steuereinrichtung und Elektromagneten zu einem Spannungsimpuls, der an der mit der Rückführader verbundenen Ausgangsklemme der Steuereinrichtung abgenommen werden kann. Dieser Spannungsimpuls stellt ein Signal zur Erkennung der Ventiloffenstellung dar. Wird der Spannungsimpuls nicht unmittelbar an der Ausgangsklemme der Steuereinrichtung sondern über einen Kondensator abgenommen, so wird die überlagerte Versorgungsgleichspannung eliminiert und das Ventiloffensignal wird als ein Nullpotential übersteigernder, signifikanter Spannungsimpuls erhalten.
  • Durch die in Anspruch 2 aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 angegebenen Magnetventils möglich.
    • Zeichnung
  • Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1 einen Längsschnitt eines Magnetventils mit Steuereinrichtung zum Ventilschalten,
    • Fig. 2 ein elektrisches Schaltbild von Magnetventil mit Steuereinrichtung,
    • Fig. 3 verschiedene zeitabhängige Diagramme, und zwar des Ansteuerimpulses für die Transistorendstufe in der Steuereinrichtung (a), des Stromverlaufs in der Erregerwicklung des Magnetventils (b), des Hubs der Ventilnadel des Magnetventils (c) und der Spannung an der einen Ausgangsklemme der Steuereinrichtung (d oben) bzw. an einem an dieser Ausgangsklemme angeschlossenen Abnahmepunkt für das Ventiloffensignal (d unten).
    Beschreibung des Ausführungsbeispiels
  • Das in Fig. 1 im Längsschnitt dargestellte 2/2-Wege-Magnetventil weist ein Ventilgehäuse 10 mit einem Einschraubzapfen 11 auf, mit welchem das Ventilgehäuse 10 in eine Buchse im Gehäuse einer Kraftstoffverteilereinspritzpumpe eingeschraubt werden kann, derart, daß das Ventil zugleich dem Pumpenarbeitsraum der Einspritzpumpe begrenzt. Eine solche Kraftstoffverteiler- einspritzpumpe mit eingesetztem Magnetventil ist beispielsweise in der DE 36 33 107 Al beschrieben. In dem Einschraubzapfen 11 verläuft eine Hochdruckbohrung 12 von dem Ventileinlaß 13 bis hin zu einer von einem Ventilsitz 14 umschlossenen Ventilöffnung 15. Ein jenseits der Ventilöffnung 15 liegender Ventilraum 16 ist über mindestens eine Entlastungsbohrung 15 mit einem Ventilauslaß 18 verbunden. Mit dem Ventilsitz 14 arbeitet ein kegel- oder pilzrförming ausgebildeter Abschnitt 19 einer Ventilnadel 20 zusammen, die mit einem zylindrischen Abschitt 21 in einer sich vom Ventilraum 16 fortsetzenden Führungsbohrung 22 axial verschieblich geführt ist. Die Führungsbohrung 22 befindet sich innerhalb eines mit dem Ventilgehäuse 10 einstückigen zentralen Kerns 23, der von einer Magnetspule 24 eines Elektromagneten 25 umgeben ist. An dem dem kegel- oder pilzförmigen Abschnitt 19 abgekehrten Ende ist die Ventilnadel 20 mit einer Ankerplatte 26 der Elektromagneten 25 verbunden. Zwischen der Ankerplatte 26 und dem Kern 23 des Ventilgehäuses 10 ist eine in Ventilöffnungsrichtung wirkende Druckfeder 27 eingespannt, welche die Ankerplatte 26 bei nicht erregter Magnetspule 24 an einen Anschlag 28 zur Hubbegrenzung der Ventilnadel 20 legt. Die Magnetspule 24 ist auf einen Spulenträger 29 aufgewickelt und in einen Magnettopf 30 eingesetzt, der den Kern 23 des Ventilgehäuses 10 konzentrisch umschließt. Der Magnettopf 30 ist von einem plattenförmigen Joch 31 abgedeckt, dem die Ankerplatte 26 mit einem dem Hub der Ventilnadel 20 entsprechenden Luftspalt gegenüberliegt. Das Joch 31 ist mittels eines den Anschlag 28 tragenden topfartigen Zwischenflansches 32 an den am Ventilgehäuse 10 anliegenden Magnettopf 30 angedrückt. Der Zwischenflansch 32 ist seinerseits von einem auf das Ventilgehäuse 10 aufgesetzten Gehäusedeckel 33 unverschieblich gehalten.
  • Durch Gehäusedeckel 33, Zwischenflansch 32 und Joch 31 ist ein zweiadriges elektrisches Verbindungskabel 34 isoliert hindurchgeführt, das mit seinen beiden Anschlußenden 35,36 (Fig. 2) mit jeweils einem Wicklungsende 37 bzw. 38 der Magnetspule 24 verbunden ist. Das eine Zuführleitung 48 und eine Rückführleitung 49 aufweisende Verbindungskabel 34 ist mit einer Steuereinrichtung 40 verbunden, die ihrerseits an eine Gleichspannung gelegt, im allgemeinen mit der Kraftfahrzeugbatterie 39 verbunden ist. Die Steuereinrichtung 40 dient zum Schalten des Magnetventils, also zum Ventilschließen und zum Ventilöffnen, wozu die Magnetspule 24 mit Gleichstrom versorgt bzw. wieder von der Gleichspannung getrennt wird. Die Schließdauer des Magnetventils wird dabei im wesentlichen von der Zeitdauer der Erregung der Magnetspule 24 bestimmt.
  • Die Steuereinrichtung 40 weist zwei Ausgangsklemmen 41,42 zum Anschließen des Verbindungskabels 34 und eine Eingangsklemme 43 zum Anschließen des Pluspoles der Kraftfahrzeugbatterie 39 auf. Die Ausgangsklemme 41 ist dabein unmittelbar mit der Eingangsklemme 43 verbunden, während die Ausgangsklemme 42 über eine Transistorendstufe 44, die hier symbolisch durch eine Schalter dargestellt ist, an Masse bzw. Nullpotential gelegt ist. Die Ansteuerung der Trasistorendstufe 44 erfolgt durch eine Steuerelektronik 45 der Steuereinrichtung 40 in Abhängigkeit von verschiedenen Betriebskenngrößen einer mit der Kraftstoffeinspritzpumpe ausgerüsteten Brennkraftmaschine, wie Last, Drehzahl, Temperatur, und - um kontruktiv begingte Schaltzeiten des Magnetventils zu kompensieren - unter Berücksichtigung der Schaltstellung des Ventils, also der Stellung der Ventilnadel 20.
  • In Fig. 3 ist im Diagramm a ein der Transistorendstufe 44 von der Steuerelektronik 45 zugeführter Ansteuerimpuls dargestellt. Für die Dauer dieses Impulses schließt die Transistorendstufe 44 und die Magnetspule 24 des Elektromagneten 25 wird an die Kraftfahrzeugbatterie 39 angeschlossen. In der Magnetspule 24 fließt ein Strom, wie er im Diagramm b der Fig. 3 dargestellt ist. Die Ankerplatte 26 ist an das Joch 31 angezogen und der Abschnitt 19 der Ventilnadel sitzt unter Abschluß der Ventilöffnung 15 auf dem Ventilsitz 14 auf. Das Magnetventil ist geschlossen. Im Zeitpunkt tO fällt der Ansteuerimpuls weg und die Transistorendstufe 44 öffnet. Der Strom in der Magnetspule 24 geht zeitverzögert auf Null. Mit Wegfall der Erregung der Magnetspule 24 beginnt sich die Ventilnadel 20 unter der Wirkung der Druckfeder 27 vom Ventilsitz 14 abzuheben und schlägt im Zeitpunkt tV an dem Anschlag 28 am Zwischenflansch 32 an. Die Zeitabhängigkeit des Ventilnadelhubs S ist im Diagramm c der Fig. 3 dargestellt. Im Zeitpunkt tV hat die Hubkurve S der Ventilnadel 20 wieder ihren Nullpunkt erreicht, und das Magnetventil ist voll geöffnet, so daß Hochdruckbohrung 12 und Entlastungsbohrung 17 miteinander verbunden sind. Bis zu diesem Zeitpunkt tV wird die durch den Zeitpunkt t₀ festgelegte Einspritzphase der Kraftstoffeinspritzpumpe verlängert, was zu einer nicht gewünschten Vergrößerung der Kraftstoffeinspritzmenge führt. Die Kenntnis des Zeitpunktes tV ist daher für die Korrektur der Einspritzmenge von wesentlicher Bedeutung. Um diesen Zeitpunkt tV zu erfassen, ist ein Schaltstellungsgeber 46 vorgesehen, der eine am Anschlag 28 angeordnete piezokeramische Scheibe 47 aufweist. Sobald die Ventilnadel 20 im Zeitpunkt tV auf der piezokeramischen Scheibe 47 aufschlägt, werden in dieser elektrische Ladungen erzeugt, die zu einem Spannungsimpuls führen, der als Maß für die Ventiloffenstellung (Ventiloffensignal) in der Steuerelektronik 45 zur Korrektur des Zeitpunktes t₀ ausgewertet werden kann.
  • Zur Übertragung des Spannungsimpulses von dem Magnetventil zur Steuereinrichtung 40 wird das Verbindungskabel 34 benutzt, so daß keine separate Signalleitung erforderlich wird. Hierzu wird zwischen dem Anschlußende 35 der mit der Ausgangsklemme 41 verbundenen Zuführleitung 48 des Verbindungskabels 34 und dem damit verbundenen Wicklungsende 37 der Magnetspule 24 eine Diode 50 eingeschlatet, die so gepolt ist, daß ihre Durchlaßrichtung zur Magnetspule 24 weist. Von den elektrischen Ausgängen 51,52 der piezoelektrischen Scheibe 47 wird der das höhere Potential führende Ausgang 51 mit dem Wicklungsende 38 der Magnetspule 24 verbunden, das über die Rückführleitung 49 des Verbindungskabels 34 an der zweiten Ausgansklemme 42 der Steuereinrichtung 40 angeschlossen ist. Der das niedrigere Potential führende Ausgang 52 der piezokeramischen Scheibe 47 ist mit dem Anschlußende 35 der Zuführleitung 48 bzw. der Anode der Diode 50 verbunden. Alternativ kann der Ausgang 52 auch unmittelbar an Masse bzw. Nullpotential gelegt werden, wie dies in Fig. 2 strichliniert angedeutet ist. In der Steuereinrichtung 40 ist die zweite Ausgangsklemme 42 über einen Kondensator 53 und einen Verstärker 54 mit der Steuerelektronik 45 verbunden. Zur Spannungsbegrenzung ist noch zwischen den beiden Ausgansklemmen 41,42 eine Reihenschaltung aus Zenerdiode 55 und Sperrdiode 56 angeordnet, wobei die Durchlaßrichtung der Zenerdiode 55 zu der zweiten Ausgangsklemme 42 und die Durchlaßrichtung der Sperrdiode 56 zu der ersten Ausgangsklemme 41 hin gerichtet ist.
  • Trifft im Zeitpunkt tV die Ventilnadel 20 bzw. die Ankerplatte 26 auf die piezokeramische Scheibe 47 am Anschlag 48 auf, so werden durch diesen Aufschlag in der Scheibe 47 Ladungen erzeugt, die in den parasitären Kapazitäten von Diode 50, Transistorendstufe 44 und Verbindungskabel 34 mit seinen beiden Leitungen 48,42 zu einem Spannungsimpuls führen. Der Verlauf der Spannung an der zweiten Ausgangsklemme 42 ist im Diagramm d in Fig. 3 oben und am Ausgang des Verstärkers 54 bzw. am Eingang 57 der Steuerelektronik 45 im Diagramm d der Fig. 3 unten dargestellt. Deutlich ist der Spannungsimpuls im Zeitpunkt t₀ beim Öffnen der Transistorendstufe 44 zu sehen, der durch die Wicklungsinduktivität der Magnetspule 24 hervorgerufen wird. Dieser Spannungsimpuls klingt rasch ab, und zwar noch bevor die Ventilnadel 20 auf dem Anschlag 28 auftrifft. Der Aufprall der Ventilnadel 20 löst den bereits beschriebenen zweiten Spannungsimpuls im Zeitpunkt tV aus, der das Ventiloffensignal für die Steuerelektronik 25 darstellt. Nach Differenzierung der Spannung an der Ausgangsklemme 42 mittels des Kondensators 53 und Verstärken erhält man am Eingang 57 der Steuerelektronik 45 (den in Diagramm d) der Fig. 3 unten dargestellten Spannungsverlauf. Der zweite Höcker ist das Ventiloffensignal.

Claims (2)

  1. Magnetventil, insbesondere für Kraftstoffeinspritzpumpen von Brennkraftmaschinen, mit einer zwischen Ventileinlaß (13) und Ventilauslaß (18) angeordneten Ventilöffnung (15), die von einem Ventilsitz (14) umgeben ist, mit einer mit dem Ventilsitz (14) zum Schließen und Freigeben der Ventilöffnung (15) zusammenwirkenden Ventilnadel (20), die in der Ventilschließstellung auf dem Ventilsitz (14) aufsitzt und in der Ventiloffenstellung unter der Wirkung einer Ventilöffnungsfeder (Druckfeder 27) an einem Hubanschlag (28) anliegt, mit einem die Ventilnadel (20) in Schließrichtung antreibenden Elektromagneten (25), der eine Erregerwicklung (24) mit Wicklungsanschlüssen aufweist, mit einer zwei Ausgangsklemmen (41, 42) aufweisenden Steuereinrichtung (40) zur Ansteuerung der Erregerwicklung (24), deren Ausgangsklemmen über ein aus einer Zuführ- und einer Rückführleitung (48, 49) bestehendes Verbindungskabel (34) mit den beiden Wicklungsanschlüssen der Erregerwicklung verbunden sind, und mit einem Schaltstellungsgeber (46) zur Detektion der Ventilnadelstellung, der eine am Hubanschlag (28) im Hubweg der Ventilnadel (20) angeordnete, zwei elektrische Ausgänge (51, 52) umfassende Piezokeramik (47) aufweist, deren elektrisches Ausgangssignal als Ventiloffensignal der Steuereinrichtung (40) zugeführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die mit der Zuführleitung (48) verbundene erste Ausgangsklemme (41) der Steuereinrichtung (40) an einem Gleichspannungspotential (39) und die mit der Rückführleitung (49) verbundene zweite Ausgangsklemme (42) der Steuereinrichtung (40) über ein Schaltelement, vorzugsweise einen Endstufentransistor (44), an Masse bzw. Nullpotential liegt, daß zwischen dem erregerwicklungsseitigen Anschluß (35) der Zuführleitung (48) und dem Wicklungsanschluß (37) der Erregerwicklung (24) eine Diode (50) mit zur Erregerwicklung (24) weisender Durchflußrichtung eingeschaltet ist, daß der höheres Potential führende elektrische Ausgang (51) der Piezokeramik (47) an dem mit der Rückführleitung (49) verbundenen Wicklungsanschluß (38) der Erregerwicklung (24) angeschlossen ist, daß der andere elektrische Ausgang (52) der Piezokeramik (47) an dem erregerwicklungsseitigen Anschluß (35) der Zuführleitüng (48) oder an Masse bzw. Nullpotential angeschlossen ist und daß das Ventiloffensignal an der mit der Rückführleitung (49) verbundenen zweiten Ausgangsklemme (42) der Steuereinrichtung (40) mittel- oder unmittelbar abgenommen ist.
  2. Magnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der zweiten Ausgangsklemme (42) der Steuereinrichtung (40) und der Abnahmestellung (57) des Ventiloffensignals ein Kondensator (53) eingeschaltet ist.
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