DE102007047723A1 - Pressure change determining method for engine cylinder of internal combustion engine i.e. four-stroke engine, in vehicle, involves detecting whether pressure change takes place within engine cylinder - Google Patents

Pressure change determining method for engine cylinder of internal combustion engine i.e. four-stroke engine, in vehicle, involves detecting whether pressure change takes place within engine cylinder Download PDF

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Abstract

The method involves providing a non-actively controlled actuator (50) with sensory characteristics in a surrounding of an engine cylinder. The voltage at the non-actively controlled actuator is measured within a predetermined voltage range. The measured voltage is compared with a reference voltage. The detection is made whether the pressure change takes place within the engine cylinder when the measured voltage deviates from the reference voltage. The movement of a piston in the engine cylinder is determined based on the detected pressure change. An independent claim is also included for a pressure change determining device comprising an actuator.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln einer Druckänderung innerhalb eines Motorzylinders eines Verbrennungsmotors. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Ermitteln einer Druckänderung innerhalb eines Motorzylinders eines Verbrennungsmotors.The The invention relates to a method for determining a pressure change within an engine cylinder of an internal combustion engine. Furthermore it concerns the invention a device for determining a pressure change within an engine cylinder of an internal combustion engine.

Die EP 1 138 902 B1 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur zeitgesteuerten Spannungsmessung in einem Ladungskreis eines piezoelektrischen Elements. Mit Hilfe eines derartigen Verfahrens und einer entsprechenden Vorrichtung soll es möglich sein, das Anlegen einer Spannung an das piezoelektrische Element zum Betreiben des piezoelektrischen Elements zu überwachen.The EP 1 138 902 B1 describes a method and a device for time-controlled voltage measurement in a charge circuit of a piezoelectric element. With the aid of such a method and a corresponding device, it should be possible to monitor the application of a voltage to the piezoelectric element for operating the piezoelectric element.

Das der Erfindung zugrunde liegende Problem wird im Folgenden am Beispiel eines Viertaktmotors beschrieben. Die Erfindung ist jedoch nicht auf einen Viertaktmotor beschränkt, sondern auch auf andere Motortypen anwendbar.The The problem underlying the invention will be described below by way of example a four-stroke engine described. However, the invention is not on limited to a four-stroke engine, but also to others Motor types applicable.

Vor einem Einspritzen eines Kraftstoffs in einen Viertaktmotor zum Starten des Viertaktmotors ist es notwendig, festzustellen, in welcher Drehstellung sich eine Kurbelwelle hinsichtlich einer Drehstellung einer Nockenwelle des Viertaktmotors befindet. Dies ist erforderlich, da die Kurbelwelle des Viertakimotors sich mit einer doppelt so hohen Winkelgeschwindigkeit dreht als die Nockenwelle. Meist wird dabei der obere Totpunkt eines Kolbens ermittelt. Als Totpunkte bezeichnet man die Stellungen der Kurbelwelle des Viertaktmotors, bei welchen der Kolben keine Bewegung in axiale Richtung ausführt. Man unterscheidet dabei zwischen dem oberen und dem unteren Totpunkt. Befindet sich der Kolben in dem oberen Totpunkt, so ist eine Oberseite des Kolbens nahe am Zylinderkopf. Im unteren Totpunkt ist ein Abstand zwischen der Oberseite des Kolbens und dem Zylinderkopf größer.In front injecting a fuel into a four-stroke engine for starting of the four-stroke engine, it is necessary to determine in which rotational position itself a crankshaft with respect to a rotational position of a camshaft of the four-stroke engine is located. This is necessary because the crankshaft of the four-car engine at twice the angular velocity turns as the camshaft. Most is the top dead center of a Piston determined. Dead centers are the positions of the Crankshaft of the four-stroke engine, in which the piston no movement in the axial direction. One differentiates between the top and the bottom dead center. Is the piston in the top dead center, so is an upper surface of the piston near the cylinder head. At bottom dead center is a distance between the top of the piston and the cylinder head bigger.

Herkömmlicherweise wird der obere Totpunkt des Kolbens des ersten Zylinders mittels eines Geberrades ermittelt, welches an der Nockenwelle befestigt ist und auf einen feststehenden Nockenwellensensor einwirkt. Das Geberrad und der Nockenwellensensor sind zusammen jedoch relativ teuer. Zu sätzlich beansprucht das Anbringen des Nockenwellensensors an einem Viertaktmotor zusätzlichen Bauraum.traditionally, is the top dead center of the piston of the first cylinder means determined a donor wheel, which is attached to the camshaft is and acts on a fixed camshaft sensor. The The sender wheel and the camshaft sensor together are relative, however expensive. To additionally claimed attaching the camshaft sensor on a four-stroke engine additional space.

Wünschenswert wäre es deshalb, über eine kostengünstigere und/oder weniger Bauraum erfordernde Möglichkeit zum Ermitteln des oberen Totpunkts mindestens eines Kolbens zu verfügen.Desirable It would therefore be more cost effective and / or less space requiring possibility to determine of top dead center of at least one piston.

Die Erfindung schafft ein Verfahren zum Ermitteln einer Druckänderung innerhalb eines Motorzylinders eines Verbrennungsmotors mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und eine entsprechende Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 11.The The invention provides a method for determining a pressure change within an engine cylinder of an internal combustion engine with the Features of claim 1 and a corresponding device with the features of claim 11.

Die vorliegende Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass eine Bewegung eines Kolbens eines Verbrennungsmotors eine Druckänderung innerhalb des Motorzylinders und/oder eine mechanische Bewegung des Zylinderkopfes in Form von Körperschall bewirkt. Dabei wird auch ein in der Umgebung bereitgestellter, kostengünstiger Aktor zumindest leicht verformt.The The present invention is based on the recognition that a movement a piston of an internal combustion engine, a pressure change inside the engine cylinder and / or a mechanical movement causes the cylinder head in the form of structure-borne sound. there is also provided in the area, cheaper Actuator deformed at least slightly.

Durch diese leichte Verformung des Aktors wird eine Spannungsänderung an dem nicht aktiv angesteuerten Aktor erzeugt. Diese Spannungsänderung lässt sich mit einer kostengünstig herstellbaren und wenig Bauraum erfordernden Elektronik feststellen. Da auch der Aktor nur eine geringe Größe aufweisen muss, besteht somit eine kostengünstige und keinen zusätzlichen Bauraum erfordernde Möglichkeit zum Ermitteln eines oberen Totpunkts mindestens eines Kolbens des Verbrennungsmotors. Durch die Nutzung dieses sensitiven Effekts können der Nockenwellensensor und das Nockenwellengeberrad entfallen.By this slight deformation of the actuator becomes a voltage change generated at the non-actively activated actuator. This voltage change can be combined with a cost-effective and Determine little space requiring electronics. As is the actor only a small size must exist thus a cost-effective and no additional Space requiring possibility to determine an upper Dead center of at least one piston of the internal combustion engine. By the Use of this sensitive effect can be the camshaft sensor and the Nockenwellengeberrad omitted.

Ein zusätzlicher Vorteil ist, dass bei der Mehrzahl der Motoren der Aktor außerhalb des mit Öl benetzten Nockenwellengehäuses angebracht ist. Damit entfallen öldichte Kabelführungen oder Steckverbindungen zur Signalleitung.One additional advantage is that in the majority of engines the actuator outside the oil-wetted camshaft housing is appropriate. This eliminates oil-tight cable guides or connectors for signal line.

Der Aktor kann dabei ein piezoelektrischer Aktor, ein magnetrestriktiver Aktor oder einem Aktor aus einer magnetischen Formgedächtnislegierung sein. Beispielsweise ist der Aktor ein einzelner Piezokristall. Ein derartiger Aktor verhält sich durch die mechanische Vorspannung mittels einer Feder wie ein Feder-Masse-System. Ebenso können mehrere Piezokristalle, magnetorestriktive Kristalle oder mehrere Schichten einer Formgedächtnislegierung im nicht aktiv betriebenen Zustand auf eine Spannung, eine Spannungsänderung, einen Strom und/oder eine Stromänderung untersucht werden, um eine Druckänderung festzustellen.Of the Actuator can be a piezoelectric actuator, a magnetostrictive Actuator or an actuator made of a magnetic shape memory alloy. For example, the actuator is a single piezocrystal. Such a Actuator behaves by the mechanical bias means a spring like a spring-mass system. Likewise, several can Piezocrystals, magnetorestrictive crystals or multiple layers a shape memory alloy in non-actively operated State to a voltage, a voltage change, a Current and / or a current change are examined to to detect a pressure change.

Es wird hier darauf hingewiesen, dass es zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens nicht nötig ist, einen aktuellen Druck im Zylinder als Zahlenwert zu bestimmen. Es ist ausreichend, die Zei ten oder die Kurbelwellenwinkel festzustellen, in welchen eine signifikante Druckänderungen auftritt. Allerdings kann die vorliegende Erfindung auch dazu verwendet werden, den Druckverlauf während eines Betriebs des Verbrennungsmotors zu bestimmen.It It is hereby noted that it is to carry out the process of the invention is not necessary is to determine a current pressure in the cylinder as a numerical value. It is sufficient to determine the times or crankshaft angles in which a significant pressure changes occurs. Indeed For example, the present invention can also be used to control the pressure progression during operation of the internal combustion engine.

In einer Ausführungsform des Verfahrens wird erkannt, dass ein aktueller Druck innerhalb des Motorzylinders zunimmt, sofern die gemessene Spannung größer als die Vergleichsspannung ist. Dabei wird die Vergleichsspannung bereitgestellt, indem zu mindestens einem vorhergehenden Zeitpunkt eine an dem nicht aktiv angesteuerten Aktor anliegende Spannung gemessen wird. Als Alternative oder als Ergänzung zu der Vergleichsspannung kann auch eine Vergleichsspannungsänderung, ein Vergleichsstrom und/oder eine Vergleichsstromänderung vorgegeben werden.In one embodiment of the method, it is recognized that an actual pressure within the engine cylinder increases, as far as the measured Voltage is greater than the reference voltage. In this case, the comparison voltage is provided by at least one previous time, a voltage applied to the non-actively driven actuator voltage is measured. As an alternative or in addition to the comparison voltage, a comparison voltage change, a comparison current and / or a comparison current change can also be specified.

In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird vor dem Messen der an dem nicht angesteuerten Aktor anliegenden Spannung eine an dem Aktor aufgegriffene Spannung auf den vorgegebenen Spannungsbereich gefiltert. Insbesondere wird dabei die an dem Aktor aufgegriffene Spannung auf einen Spannungsbereich zwischen –1 V und 1 V, vorzugsweise auf einen Bereich zwischen –300 mV und 300 mV, gefiltert. Auf diese Weise können die durch die Druckänderung in der Umgebung des Aktors bewirkten Spannungsänderungen nachgewiesen werden, ohne dass eine Messeinrichtung dabei durch zu hohe positive oder negative Störspannungen behindert wird. Vor allem besteht die Möglichkeit zum verlässlichen Messen von betragsmäßig kleinen Spannungen bis zu 200 mV mit schnellen Flanken, die z. B. bezüglich der Aktorspannung im Betrieb spannungsfest sind. Dabei kann die Aktorspannung im Betrieb einen Betrag zwischen 100 V bis 500 V haben.In A preferred embodiment of the method becomes available measuring the voltage applied to the non-driven actuator a voltage picked up on the actuator to the predetermined voltage range filtered. In particular, the act taken on the actuator is Voltage to a voltage range between -1 V and 1 V, preferably to a range between -300 mV and 300 mV, filtered. In this way, those through the Pressure change in the vicinity of the actuator caused voltage changes be detected without a measuring device thereby obstructed too high positive or negative interference voltages becomes. Above all, the possibility exists for reliable Measuring small amounts of voltage up to to 200 mV with fast edges, the z. B. with respect to the Actuator voltage during operation are voltage resistant. In this case, the actuator voltage in Operation have an amount between 100 V to 500 V.

Zusätzlich werden in einer Weiterbildung vor dem Messen Hochfrequenzstörungen herausgefiltert. Dies ist vorteilhaft, da Hochfrequenzstörungen, wie beispielsweise Handysignale, Spannungen in den an den Aktor angeschlossenen, relativ langen Leitungen erzeugen können. Durch das Herausfiltern dieser Hochfrequenzstörungen wird verhindert, dass fälschlicherweise die durch die Störsignale, beispielsweise Handysignale, bewirkten Spannungsänderungen als Druckänderungen innerhalb des Zylinders gewertet werden.additionally be in a training before measuring radio frequency interference filtered out. This is beneficial because high frequency noise, such as for example, mobile phone signals, voltages in the connected to the actuator, can produce relatively long lines. By filtering out this Radio frequency interference is prevented by mistake caused by the interference signals, for example cell phone signals, caused voltage changes as pressure changes within the cylinder.

In einer bevorzugten Weiterbildung des Verfahrens wird mittels der erkannten Druckänderung eine Bewegung eines in dem Motorzylinder angeordneten Kolbens ermittelt. Beispielsweise wird erkannt, dass sich der Kolben in seinem oberen Totpunkt in dem Motorzylinder befindet, sofern die gemessene Spannung einen maximalen Spannungswert annimmt.In A preferred embodiment of the method is by means of detected pressure change a movement of a in the engine cylinder arranged piston determined. For example, it is recognized that the piston is in its top dead center in the engine cylinder, if the measured voltage assumes a maximum voltage value.

Als Alternative dazu kann mittels einer sprunghaften Richtungsänderung der Druckänderung der obere Totpunkt des Kolbens im Motorzylinder ermittelt werden. Durch die Bewegung des Kolbens wird die Luft im Zylinder komprimiert oder dekomprimiert. Dadurch ergeben sich Spannungsflanken bei der gemessenen Spannung. Der obere Totpunkt lässt sich damit verlässlich bestimmen.When Alternatively, by means of a sudden change of direction the pressure change the top dead center of the piston in the engine cylinder be determined. Due to the movement of the piston, the air in the Cylinder compressed or decompressed. This results in voltage edges at the measured voltage. The top dead center can be thus reliably determine.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird berücksichtigt, dass es sich bei Spannungsflanken auch um einen Störimpuls am Messeingang des Mikrorechners handeln kann. Deshalb wird mindestens ein zweiter Impuls abgewartet werden, bevor der Totpunkt bestimmt wird. Die Lage der zwei Impulse ist entsprechend den definierten Zündfolgen der Zylinder. Durch die Erkennung der Kurbelwellenlücke sind eindeutige Referenzen bezüglich der Stellung der Kurbelwelle zur Nockenwelle möglich. Ist die Zuordnung unplausibel, so muss ein weiterer Impuls abgewartet werden, bis sich eine plausible Zuordnung feststellen lässt. Auf diese Weise lässt sich eine verlässliche Referenz der Kurbelwellenlage bezüglich der Nockenwellenlage ermitteln.In a preferred embodiment is considered, that it is also an interference pulse at voltage edges can act on the measuring input of the microcomputer. That's why at least one wait second pulse before the dead point is determined. The location of the two pulses is in accordance with the defined ignition sequences the cylinder. By detecting the crankshaft gap are clear references regarding the position of the crankshaft to the camshaft possible. If the assignment is implausible, so another impulse must be awaited until a plausible Determine assignment. That way a reliable reference of the crankshaft position with respect to Determine camshaft position.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird als Aktor mit sensorischen Eigenschaften ein Injektor-Aktor bereitgestellt. Durch eine Druckänderung im Bereich des Motorzylinders kommt es bei einer Kompression oder bei einer Dekompression zu zumindest einer leichten Verformung des Zylinders, beispielsweise am Zylinderkopf. Diese Verformung wirkt sich auf den im Zylinderkopf eingebauten Injektor und den darin integrierten Aktor aus. Auf diese Weise wird eine Spannung in einem zu diesem Zeitpunkt nicht aktiv angesteuerten Aktor aufgebaut. In dieser bevorzugten Ausführungsform entfällt damit die Notwendigkeit zum Anbringen eines zusätzlichen Sensors, wie beispielsweise eines Nockenwellensensors, zum Ermitteln einer Referenz für die Kurbelwellenlagen. Sie bietet damit eine platzsparende und kostengünstige Möglichkeit zum Ermitteln dieser Referenz, da auf einen herkömmlicherweise schon vorhandenen Aktor eines Einspritzventils zurück gegriffen werden kann. Dies gewährleistet zusätzlich eine Multifunktionalität des Aktors des Einspritzventils.In Another preferred embodiment is as an actuator provided with an injector actuator with sensory properties. By a pressure change in the area of the engine cylinder it comes with a compression or a decompression at least a slight deformation of the cylinder, for example on the cylinder head. This deformation affects the built-in cylinder head Injector and the integrated actuator in it. This way will a voltage in a not actively driven at this time Actuator built. In this preferred embodiment eliminates the need to attach an additional sensor, such as a camshaft sensor, for determining a Reference for the crankshaft positions. It offers one space saving and cost effective way to Determine this reference as a conventionally already existing actuator of an injector used back can be. This additionally guarantees a multifunctionality the actuator of the injection valve.

Die in den oberen Abschnitten beschriebenen Vorteile gelten auch für eine entsprechende Vorrichtung. Das bisherige Schaltungskonzept zur Ansteuerung der Einspritzendstufen von Aktoren lässt sich auf einfache Weise um eine Messschaltung ergänzen. Aufgrund des Schaltungskonzepts werden dabei die Leistungsendstufen in ihrer prinzipiellen Wirkweise nicht verändert.The The advantages described in the upper sections also apply to a corresponding device. The previous circuit concept to control the injection output stages of actuators can be easily add a measuring circuit. by virtue of The circuit concept will be the power output stages in their principle of action not changed.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die entsprechende Vorrichtung ermöglichen es auch, eine Verpolung eines Injektors, einen deformierter Piezoaktor, ein gebrochenes Piezoelement oder eine Schicht-Delaminierung anhand der gemessenen Spannungssignale festzustellen. Des Weiteren lassen sich damit auch unterbrochene Leitungen, undichte Motorventile oder eine schlechte Kompression eines einzelnen Zylinders nachweisen.The inventive method and the corresponding Device also make it possible to reverse the polarity of an injector, a deformed piezoelectric actuator, a broken piezo element or a layer delamination based on the measured voltage signals determine. Furthermore, it can also be interrupted Lines, leaking engine valves or poor compression of a single cylinder prove.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert. Es zeigen:Further Features and advantages of the present invention will become apparent below explained with reference to the figures. Show it:

1 einen Schaltplan einer Ausführungsform der Vorrichtung zum Ermitteln einer Druckänderung innerhalb eines Motorzylinders eines Verbrennungsmotors; und 1 a circuit diagram of an embodiment of the apparatus for detecting a pressure change within an engine cylinder of an internal combustion engine; and

2a bis 2d und 3 Diagramme mit Spannungskurven, welche mit der Ausführungsform der Vorrichtung gemessen werden und gleichzeitig gemessene Druckverläufe. 2a to 2d and 3 Diagrams with voltage curves, which are measured with the embodiment of the device and simultaneously measured pressure curves.

1 zeigt einen Schaltplan einer Ausführungsform der Vorrichtung zum Ermitteln einer Druckänderung innerhalb eines Motorzylinders eines Verbrennungsmotors. Die Vorrichtung umfasst eine piezoelektrische Aktoreinrichtung 10, welche an eine Fahrzeugbatterie 12 und an eine zentrale Erdung 14 angeschlossen ist. Zwischen der Fahrzeugbatterie 12 und der Aktoreinrichtung 10 ist ein Filter 15 angeordnet. An beiden Seiten des Filters 15 sind Kondensatoren 16 und 18 angeordnet. 1 shows a circuit diagram of an embodiment of the device for detecting a pressure change within an engine cylinder of an internal combustion engine. The device comprises a piezoelectric actuator device 10 connected to a vehicle battery 12 and to a central ground 14 connected. Between the vehicle battery 12 and the actuator device 10 is a filter 15 arranged. On both sides of the filter 15 are capacitors 16 and 18 arranged.

Die piezoelektrische Aktoreinrichtung 10 kann Bestandteil eines nicht dargestellten Einspritzventils zum Einfüllen eines Kraftstoffs in den Verbrennungsmotor sein. Ebenso kann ein Teil der piezoelektrische Aktoreinrichtung 10 entfernt von dem Verbrennungsmotor angeordnet sein. Beispielsweise sind in diesem Fall nur die Piezokristalle 46, 48 und 50 Bestandteile des Einspritzventils. Es wird hier ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die piezoelektrische Aktoreinrichtung 10 nicht, wie in 1 dargestellt, als kompakte Einheit ausgebildet sein muss.The piezoelectric actuator device 10 may be part of an injection valve, not shown, for filling a fuel in the internal combustion engine. Likewise, a part of the piezoelectric actuator device 10 be arranged away from the internal combustion engine. For example, in this case, only the piezocrystals 46 . 48 and 50 Components of the injection valve. It is expressly pointed out here that the piezoelectric actuator device 10 not like in 1 shown, must be designed as a compact unit.

Die piezoelektrische Aktoreinrichtung 10 besteht aus einem Gleichspannungswandler 20, einer Leistungs-Endstufe 22 und einer Aktor- und Auswahlschaltung 24. Der Gleichspannungswandler 20, die Leistungs-Endstufe 22 und die Aktor- und Auswahlschaltung 24 werden von einer Steuereinrichtung 26 so gesteuert, dass das Einspritzventil geöffnet oder geschlossen wird.The piezoelectric actuator device 10 consists of a DC-DC converter 20 , a power amp 22 and an actuator and selector circuit 24 , The DC-DC converter 20 , the power amp 22 and the actuator and selector circuit 24 be from a controller 26 controlled so that the injection valve is opened or closed.

Der Gleichspannungswandler 20 umfasst einen Spannungswandler 28, eine dahinter angeordnete Diode 30 und einen Kondensator 32. Des Weiteren weist der Gleichspannungswandler 20 einen Transistor 34 auf, welcher parallel zu der Diode 30 und zu dem Kondensator 32 angeordnet ist.The DC-DC converter 20 includes a voltage converter 28 , a diode arranged behind it 30 and a capacitor 32 , Furthermore, the DC-DC converter 20 a transistor 34 on, which is parallel to the diode 30 and to the capacitor 32 is arranged.

Innerhalb der Leistungs-Endstufe 22 ist ein Aufladeschalter 36 und ein Entladeschalter 38 angebracht. Die Schalter 36 und 38 werden von der Steuereinrichtung 26 geschaltet. Zusätzlich weist die Leistungs-Endstufe 22 eine Diode 40, eine Drossel 42 und einen Widerstand 44 auf.Within the power amp 22 is a charge switch 36 and a discharge switch 38 appropriate. The switches 36 and 38 be from the controller 26 connected. In addition, the power amplifier indicates 22 a diode 40 , a throttle 42 and a resistance 44 on.

Durch das Zusammenwirken der Fahrzeugbatterie 12, des Kondensators 32, des Aufladeschalters 36 und des Entladeschalters 38 werden Spannungen an die Piezokristalle 46, 48 und 50 der Aktor- und Auswahlschaltung 24 angelegt. Mit Hilfe der Auswahlschalter 52 bis 56 der Aktor- und Auswahlschaltung 24 kann mindestens einer der Piezokristalle 46 bis 50 ausgewählt werden. Des Weiteren weist die Aktor- und Auswahlschaltung 24 noch einen Widerstand 58 auf.Through the interaction of the vehicle battery 12 , the capacitor 32 , the charging switch 36 and the discharge switch 38 voltages are applied to the piezocrystals 46 . 48 and 50 the actuator and selection circuit 24 created. With the help of the selector switch 52 to 56 the actuator and selection circuit 24 can be at least one of the piezocrystals 46 to 50 to be selected. Furthermore, the actuator and selection circuit 24 another resistance 58 on.

Zur Bestimmung der Kurbelwellenlage ist eine Messung einer Druckänderung mit einem Piezoaktor ausreichend. Dabei wird der Piezoaktor, beispielsweise der Piezokristall 50, nicht aktiv angesteuert. Der nicht aktiv angesteuerte Piezokristall 50 ist damit bezüglich der Leistungs-Endstufe 22 zur Ansteuerung der Einspritzstufen mit dem Aufladeschalter 36 und dem Entladeschalter 38 auf „offen" geschaltet. Es gibt deshalb keine niederohmige Verbindung von dem Piezokristall 50 zu einer Versorgungsspannung oder zu einer Masse.To determine the crankshaft position, a measurement of a pressure change with a piezoelectric actuator is sufficient. In this case, the piezoelectric actuator, for example, the piezoelectric crystal 50 , not actively activated. The not actively controlled piezoelectric crystal 50 is with respect to the power amplifier 22 for controlling the injection stages with the charging switch 36 and the discharge switch 38 There is therefore no low-resistance connection of the piezocrystal 50 to a supply voltage or to a ground.

Erfindungsgemäß ist innerhalb der beiden Leitungen, welche mit dem Piezokristall 50 verbunden sind, ein erster Ankoppelpunkt 60a und ein zweiter Ankoppelpunkt 60b angeordnet. An den ersten Ankoppelpunkt 60a ist ein Kondensator C1 angeschlossen. Hinter dem Kondensator C1 liegt eine Erdung G1. Zwischen der Erdung G1 und dem Kondensator C1 ist ein Transistor T1 angeordnet. Der Transistor T1 ist beispielsweise ein MOSFET oder ein aus mehreren MOSFET bestehender Analogschalter.According to the invention is within the two lines, which with the piezoelectric crystal 50 are connected, a first coupling point 60a and a second coupling point 60b arranged. To the first coupling point 60a a capacitor C1 is connected. Behind the capacitor C1 is a ground G1. Between the ground G1 and the capacitor C1, a transistor T1 is arranged. The transistor T1 is, for example, a MOSFET or an analog switch consisting of a plurality of MOSFETs.

Die aus dem Kondensator C1, dem Transistor T1 und der Erdung G1 aufgebaute Schaltung S1 dient dazu, den Piezokrisall 50 hochfrequenzmäßig bzw. bezüglich einer Hochfrequenz auf Masse zu legen. Gleichzeitig verhindert der Kondensator C1 eine Überlastung des Transistors T1, da Gleichspannungsströme aufgrund von Restladungen herausgefiltert werden.The circuit S1 composed of the capacitor C1, the transistor T1 and the grounding G1 serves the piezocrystal 50 high frequency or with respect to a high frequency to ground. At the same time, the capacitor C1 prevents overloading of the transistor T1, since DC voltage currents are filtered out due to residual charges.

An den zweiten Ankoppelpunkt 60b ist eine weitere Schaltung S2 angeschlossen. Dabei besteht die Schaltung S2 aus einem Kondensator C2, welcher direkt mit dem zweiten Ankoppelpunkt 60b verbunden ist. Der Kondensator C2 dient mit dem Kondensator C1 dazu, eine weiter unten noch genauer beschriebene Messeinrichtung 66 im normalen Betrieb des Einspritzventils von den bis zu 500 V hohen Spannungen zur Ansteuerung der Einspritzendstufen zu entkoppeln.To the second coupling point 60b another circuit S2 is connected. In this case, the circuit S2 consists of a capacitor C2, which directly to the second coupling point 60b connected is. The capacitor C2 is used with the capacitor C1, a measuring device described in more detail below 66 in normal operation of the injector from the up to 500 V high voltages for controlling the injection output stages to decouple.

Hinter dem Kondensator C2 ist ein Widerstand R1 angebracht. Dieser Widerstand R1 dient zur Begrenzung von Hochspannungspulsen. Auf der von dem Kondensator C2 abgewandten Seite des Widerstands R1 ist ein erster Abzweigungspunkt 62a angeordnet. Der erste Abzweigungspunkt 62a verbindet die Leitung mit dem Kondensator C2 und dem Widerstand R1 mit einer anderen Leitung, welche zu einer Erdung G2 führt. Zwischen der Erdung G2 und dem ersten Abzweigungspunkt 62a ist eine Diode D1 angeordnet, deren Durchflussrichtung von der Erdung G2 zur dem ersten Abzweigungspunkt 62a gerichtet ist. Des Weiteren verbindet der erste Abzweigungspunkt 62a die Leitung mit dem Kondensator C2 und dem Widerstand R1 mit einer weiteren Leitung mit einer Dioden D2 und einer Batterie 64. Die Durchflussrichtung der Diode D2 ist von dem ersten Abzweigungspunkt 62a zu der Batterie 64 gerichtet. Die aus der Erdung G2 und den beiden Dioden D1 und D2 zusammengesetzte Spannungs-Klammereng dient zum Ableiten von Spannungen außerhalb eines vorgegebenen Spannungsbereichs zu der Batterie 64.Behind the capacitor C2, a resistor R1 is attached. This resistor R1 is used to limit high-voltage pulses. On the side facing away from the capacitor C2 of the resistor R1 is a first branch point 62a arranged. The first branch point 62a connects the line to the capacitor C2 and the resistor R1 to another line which leads to a ground G2. Between ground G2 and the first branch point 62a is a diode D1 on whose flow direction from the ground G2 to the first branch point 62a is directed. Furthermore, the first branch point connects 62a the line with the capacitor C2 and the resistor R1 with another line with a diode D2 and a battery 64 , The flow direction of the diode D2 is from the first branch point 62a to the battery 64 directed. The voltage clamp composed of the ground G2 and the two diodes D1 and D2 serves to derive voltages outside a predetermined voltage range to the battery 64 ,

Hinter dem ersten Abzweigungspunkt 62a ist ein zweiter Abzweigungspunkt 62b angeordnet. Der zweite Abzweigungspunkt 62b ist über eine erste Leitung mit einer Messeinrichtung 66 verbunden. Über eine zweite Leitung ist der zweite Abzweigungspunkt 62b mit einem Kondensator C3 und einer dahinter angeordneten Erdung G3 verbunden.Behind the first branch point 62a is a second branch point 62b arranged. The second branch point 62b is via a first line with a measuring device 66 connected. Via a second line is the second branch point 62b connected to a capacitor C3 and a grounding G3 arranged behind it.

Der Kondensator C3 dient zusammen mit dem Widerstand R1 als Filter zum Unterdrücken von Hochfrequenzstörungen auf die von der Messeinrichtung 66 gemessenen Spannungen. Aufgrund der relativ langen Leitungen der in 1 skizzierten Ausführungsform der Vorrichtung können Hochfrequenzsignale, wie beispielsweise Handysignale, Spannungen in den Leitungen induzieren. Mit Hilfe des Widerstands R1 und des Kondensators C3 ist ein Tiefpassfilter realisierbar, welcher unerwünschte Hochfrequenzstörungen herausfiltert.The capacitor C3, together with the resistor R1, serves as a filter for suppressing high-frequency noise to that of the measuring device 66 measured voltages. Due to the relatively long lines of in 1 sketched embodiment of the device, high-frequency signals, such as mobile phone signals, induce voltages in the lines. With the help of the resistor R1 and the capacitor C3, a low-pass filter can be realized, which filters out unwanted high-frequency interference.

Durch die Schaltungen S1 und S2 ist gewährleistet, dass nur Spannungen innerhalb eines vorgegebenen Spannungsbereichs an der Messeinrichtung 66 anliegen. Der Spannungsbereich kann dabei zwischen –1 V und UBAT +1 V liegen. Dies ist wichtig, da die Spannungen, welche bei einem Druck auf dem Piezokristall 50 in diesem induziert werden, relativ gering sind im Vergleich zu der Betriebsspannung des Piezokristalls 50. Wären die Schaltungen S1 und S2 nicht vorhanden, so ließen sich diese relativ geringen Spannungen mit dem nicht dargestellten, zwischen dem erster Ankoppelpunkt 60a und dem Kondensator C1 angeordneten Spannungsteiler zur Messung der Piezospannungen im Normalbetrieb kaum nachweisen. Durch die Schaltungen S1 und S2 sind jedoch auch geringe Spannungen und Spannungsflanken nachweisbar. Des Weiteren bestünde das Risiko, dass die relativ hohen Betriebsspannungen im Normalbetrieb des Piezokristalls 50 die relativ sensitive Messeinrichtung 66 schnell beschädigen würden.The circuits S1 and S2 ensure that only voltages within a predetermined voltage range at the measuring device 66 issue. The voltage range can be between -1 V and U BAT +1 V. This is important because the stresses that occur at a pressure on the piezocrystal 50 be induced in this, are relatively small compared to the operating voltage of the piezoelectric crystal 50 , If the circuits S1 and S2 were not present, these relatively low voltages could be used with the one not shown, between the first coupling point 60a and the capacitor C1 arranged voltage divider for measuring the piezoelectric voltages in normal operation hardly detect. By the circuits S1 and S2, however, even low voltages and voltage edges can be detected. Furthermore, there is the risk that the relatively high operating voltages during normal operation of the piezoelectric crystal 50 the relatively sensitive measuring device 66 would damage quickly.

Die Messeinrichtung 66 leitet die anliegenden Spannungen an einen AD-Wandler und einen daran angeschlossenen Mikrorechner weiter. Alternativ dazu kann auch eine Capture-Compare-Einheit eines Mikrorechners verwendet werden. In einem weiteren Schritt kann anhand der gemessenen Spannungen ein auf einen Zylinderkopf, an welchem der Piezokristall 50 angebracht ist, wirkender aktueller Druck bzw. Druckänderung ermittelt werden. Mit Hilfe des bestimmten Drucks lässt sich ermitteln, wann sich der Kolben nahe am Zylinderkopf befindet. Auf diese Weise lässt sich eine eindeutige Referenz bezüglich der Stellung der Kurbelwelle zur Nockenwelle herleiten.The measuring device 66 Forwards the applied voltages to an AD converter and a microcomputer connected to it. Alternatively, a capture-compare unit of a microcomputer can be used. In a further step, based on the measured voltages on a cylinder head, on which the piezoelectric crystal 50 is attached, acting current pressure or pressure change are determined. The specific pressure can be used to determine when the piston is close to the cylinder head. In this way, a clear reference with respect to the position of the crankshaft to the camshaft can be derived.

Es wird hier noch einmal darauf hingewiesen, dass zur Realisierung der vorliegenden Erfindung nur die Schaltungen S1 und S2 an eine herkömmliche Vorrichtung zum Steuern eines Aktors mit mindestens einem Aktor angekoppelt werden müssen. Da die Elemente der Schaltungen S1 und S2 kostengünstig sind und wenig Bauraum erfordern, bietet sich somit eine einfach zu realisierende Möglichkeit, eine Druckänderung innerhalb eines Zylinderkopfs eines Verbrennungsmotors nachzuweisen und damit den oberen Totpunkt des Kolbens zu bestimmen. Beispielsweise lassen sich die Schaltungen S1 und S2 leicht in einem zentralen Steuergerät anbringen und über einen Kabelbaum mit dem Piezokristall 50 verbinden.It should be pointed out once again that to implement the present invention, only the circuits S1 and S2 must be coupled to a conventional device for controlling an actuator with at least one actuator. Since the elements of the circuits S1 and S2 are inexpensive and require little space, thus provides an easy-to-implement way to detect a pressure change within a cylinder head of an internal combustion engine and thus to determine the top dead center of the piston. For example, the circuits S1 and S2 can be easily mounted in a central control unit and via a cable harness with the piezoelectric crystal 50 connect.

In allen Schaltungen kann es sinnvoll sein, in Reihe zu einem Masseschalter einen Strombegrenzungswiderstand einzubauen, um die bei den schnellen und hohen Schaltflanken während eines Normalbetriebs der Leistungsendstufe auftretenden kapazitiven Verschiebungsströme in den parasitären Kapazitäten der Transistoren zu begrenzen.In All circuits may be useful in series with a ground switch install a current limiting resistor to those in the fast and high switching edges during normal operation of the Power output stage occurring capacitive displacement currents in the parasitic capacitances of the transistors to limit.

Mithilfe der anhand der 1 beschriebenen Vorrichtung können noch weitere Informationen gewonnen werden. Beispielsweise lässt es sich mit der Vorrichtung eine Verpolung des Piezoaktors feststellen, da in diesem Fall die Signale invertiert sind. Ebenso kann ein deformierter Piezoaktor, ein gebrochenes Piezoelement oder eine Schicht-Delaminierung anhand zu kleiner Signale erkannt werden. Des Weiteren lassen sich mit der Vorrichtung unterbrochene Leitungen, undichte Motorventile oder eine schlechte Kompression eines einzelnen Zylinders feststellen. Bei einem Low-Side Leitungsbruch ist auch eine selektierte Zuordnung möglich.Using the basis of the 1 described device can be obtained even more information. For example, it can be detected with the device a polarity reversal of the piezoelectric actuator, since in this case the signals are inverted. Likewise, a deformed piezoelectric actuator, a broken piezoelectric element or a layer delamination can be detected on the basis of too small signals. Furthermore, the device can detect broken lines, leaking engine valves or poor compression of a single cylinder. With a low-side line break, a selected assignment is also possible.

Die 2a bis 2d zeigen Diagramme mit Spannungskurven, welche mit der Ausführungsform der Vorrichtung gemessen werden und gleichzeitig gemessene Druckverläufe. Dabei variiert eine Drehgeschwindigkeit einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors, an welchem die Ausführungsform der Vorrichtung angebracht ist, in einem Bereich von 50 Drehungen pro Minute bis zu 200 Drehungen pro Minute.The 2a to 2d show diagrams with voltage curves, which are measured with the embodiment of the device and simultaneously measured pressure curves. In this case, a rotational speed of a crankshaft of an internal combustion engine to which the embodiment of the apparatus is mounted varies in a range of 50 rotations per minute up to 200 rotations per minute.

Wie anhand der 2a bis 2d zu erkennen ist, weisen die Spannungskurven U bei allen unterschiedlichen Drehgeschwindigkeiten stark ausgeprägte Maxima auf. Mit Hilfe der Maxima lassen sich die Zeiten, Drehwinkel oder Kurbelwellenwinkel ermitteln, zu welchen ein Druck p einen maximalen Wert oder eine maximale Änderung aufweist. Diese maximalen Druckwerte oder maximalen Druckänderungen werden immer dann festgestellt, wenn sich die Kurbelwelle im oberen Totpunkt befindet und die Kolbenoberseite nahe am Zylinderkopf liegt. Entsprechend lässt sich auch der Winkel bestimmen, bei welchem der Kolben im oberen Totpunkt ist.As based on the 2a to 2d can be seen, the voltage curves U at all un different rotational speeds pronounced maxima on. The maxima can be used to determine the times, angles of rotation or crankshaft angles at which a pressure p has a maximum value or a maximum change. These maximum pressure values or maximum pressure changes are always detected when the crankshaft is at top dead center and the piston top is close to the cylinder head. Accordingly, the angle at which the piston is at top dead center can also be determined.

Im Falle einer kapazitiven Kopplung der Messschaltung, welche insbesondere bei Aktoren mit hohen Betriebsspannungen notwendig ist, entsteht eine Differenziation der Signalform. Dabei ergeben die Signalstücke mit den größten Änderungsgeschwindigkeiten die größten Ausgangsamplituden. Dies kann vorteilhaft ausgenutzt werden, um nur oberhalb einer bestimmten Erkennungsschwelle ein digitales Signal an den Auswerterechner zu liefern. Die flachen Flanken erzeugen nur kleine Spannungen und liegen deshalb unterhalb der Schwelle. Abhängig von der Drehzahl, beispielsweise von einem Kurbelwellensignal, kann eine Schwellenverschiebung erfolgen, um die Auswertesicherheit zu erhöhen.in the Case of a capacitive coupling of the measuring circuit, which in particular is necessary for actuators with high operating voltages, creates a Differentiation of the waveform. This results in the signal pieces with the greatest change speeds the largest output amplitudes. This can be beneficial be exploited to only above a certain detection threshold to deliver a digital signal to the evaluation computer. The flat Flanks generate only small voltages and are therefore below the threshold. Depending on the speed, for example from a crankshaft signal, a threshold shift can occur to increase the evaluation security.

Bei einer derartigen Auswerteschaltung kann auf eine kapazitive Abblockung von Spannungen verzichtet werden. Besonders vorteilhaft ist dabei die Auswertung der Nulldurchgänge des Nutzsignals mittels einer für die induktive Inkrementalsensoren bekannten Methode, bei der diese Nulldurchgänge ausgewertet werden und eine Aktivierungswelle von einem Maximalwert des Signals oder des vorhergehenden Signals abgeleitet wird.at Such an evaluation circuit can be based on a capacitive blocking to be dispensed with. It is particularly advantageous the evaluation of the zero crossings of the useful signal by means a method known for inductive incremental sensors, in which these zero crossings are evaluated and a Activation wave from a maximum value of the signal or the previous one Signals is derived.

Dabei kann auch eine Verschiebung des Referenzwertes „Nulldurchgang" erfolgen, wenn eng beieinander zwei gleichartige Nulldurchgänge erfolgen oder kleinere Signale oder ein Rauschen zwischen den Nutzsignalen ausgeblendet werden muss. Eine Verschiebung des Referenzwerts in Richtung eines negativen Werts kann hier trotz Doppelflanken zu einer sicheren Auswertung führen, da die Amplitude einer angelegten Schwingung oder eines Rauschens im Signal erheblich kleiner ist. Die Schwellwertverschiebung kann zusätzlich zu der bekannten Abhängigkeit von einem Amplitudenmaximalwert oder einem vorhergehenden Signal auch noch abhängig von der aktuellen Impulsfrequenz, welche die Drehzahl wiedergibt, ausgeführt werden.there can also be a shift of the reference value "zero crossing" occur when closely spaced two similar zero crossings or smaller signals or noise between the wanted signals must be hidden. A shift of the reference value in Direction of a negative value can be here despite double edges to one lead to safe evaluation, since the amplitude of an applied Vibration or noise in the signal is considerably smaller. The threshold shift may be in addition to the known Dependence on an amplitude maximum value or a previous signal also still dependent on the current one Pulse frequency, which represents the speed executed become.

3 zeigt ein weiteres Beispiel für eine mit der ersten Ausführungsform der Vorrichtung gemessene Spannungskurve U und einen gleichzeitig gemessenen Druck p im Zylinder. In diesem Beispiel wird die Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle gesteigert. Dabei ist zu erkennen, dass unabhängig von der Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle der obere Totpunkt der Kurbelwelle aufgrund eines stark ausgeprägten Maximums nachweisbar ist. 3 shows a further example of a voltage curve U measured with the first embodiment of the device and a simultaneously measured pressure p in the cylinder. In this example, the rotational speed of the crankshaft is increased. It can be seen that regardless of the rotational speed of the crankshaft, the top dead center of the crankshaft is detectable due to a pronounced maximum.

In einer alternativen Ausführungsform kann die Erfindung auch dazu genutzt werden, den im Motorzylinder herrschenden Druck anhand der Spannungskurve U zu ermitteln. Dabei lassen sich Druckwerte, wie sie für den Druck p in den 2 und 3 gezeigt sind, berechnen.In an alternative embodiment, the invention can also be used to determine the pressure prevailing in the engine cylinder pressure based on the voltage curve U. In this case, pressure values, as they are for the pressure p in the 2 and 3 shown, calculate.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - EP 1138902 B1 [0002] - EP 1138902 B1 [0002]

Claims (22)

Verfahren zum Ermitteln einer Druckänderung innerhalb eines Motorzylinders eines Verbrennungsmotors mit den Schritten: – Bereitstellen eines Aktors (50) mit sensorischen Eigenschaften in einer Umgebung des Motorzylinders; – Messen einer an dem nicht aktiv angesteuerten Aktor (50) anliegenden Spannung (V) innerhalb eines vorgegebenen Spannungsbereichs; – Bereitstellen einer Vergleichsspannung; – Vergleichen der gemessenen Spannung (V) mit der Vergleichsspannung; und – Erkennen, dass innerhalb des Motorzylinders eine Druckänderung stattgefunden hat, sofern die gemessene Spannung (V) von der Vergleichsspannung abweicht.Method for determining a pressure change within an engine cylinder of an internal combustion engine, comprising the steps of: - providing an actuator ( 50 ) with sensory properties in an environment of the engine cylinder; - Measuring an actuator that is not actively activated ( 50 ) applied voltage (V) within a predetermined voltage range; - Providing a comparison voltage; - comparing the measured voltage (V) with the reference voltage; and - detecting that a pressure change has taken place within the engine cylinder, as far as the measured voltage (V) deviates from the comparison voltage. Verfahren nach Anspruch 1, wobei erkannt wird, dass ein aktueller Druck innerhalb des Motorzylinders zunimmt, sofern die gemessene Spannung (V) größer als die Vergleichsspannung ist.The method of claim 1, wherein it is recognized that a current pressure within the engine cylinder increases, provided the measured voltage (V) is greater than the reference voltage is. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Vergleichsspannung bereitgestellt wird, indem zu mindestens einem vorhergehenden Zeitpunkt eine an dem nicht aktiv angesteuerten Aktor (50) anliegende Spannung (V) gemessen wird.A method according to claim 1 or 2, wherein the comparison voltage is provided by at least one preceding time an on the non-actively activated actuator ( 50 ) applied voltage (V) is measured. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei vor dem Messen der an dem nicht aktiv angesteuerten Aktor (50) anliegenden Spannung (V) eine an dem Aktor (50) aufgegriffene Spannung auf den vorgegebenen Spannungsbereich gefiltert wird.Method according to one of the preceding claims, wherein prior to measuring the actuator which is not actively actuated ( 50 ) voltage (V) on the actuator ( 50 ) is filtered to the predetermined voltage range. Verfahren nach Anspruch 4, wobei die an dem Aktor (50) aufgegriffene Spannung auf einen Spannungsbereich zwischen –1 V und 1 V, vorzugsweise auf einen Bereich zwischen –300 mV und 300 mV, gefiltert wird.The method of claim 4, wherein the at the actuator ( 50 ) voltage is filtered to a voltage range between -1 V and 1 V, preferably to a range between -300 mV and 300 mV. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, wobei vor dem Messen Hochfrequenzstörungen herausgefiltert werden.A method according to claim 4 or 5, wherein before measuring Radio frequency interference are filtered out. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mittels der erkannten Druckänderung eine Bewegung eines in dem Motorzylinder angeordneten Kolbens ermittelt wird.Method according to one of the preceding claims, wherein by means of the detected pressure change a movement a piston arranged in the engine cylinder is determined. Verfahren nach Anspruch 7, wobei erkannt wird, dass sich der Kolben in seinem oberen Totpunkt in dem Motorzylinder befindet, sofern die gemessene Spannung (V) einen maximalen Spannungswert annimmt.The method of claim 7, wherein it is recognized that the piston is in its top dead center in the engine cylinder, provided the measured voltage (V) has a maximum voltage value accepts. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mittels einer sprunghaften Richtungsänderung der Druckänderung der obere Totpunkt des Kolbens im Motorzylinder ermittelt wird.Method according to one of the preceding claims, wherein by means of a sudden change in direction of the Pressure change the top dead center of the piston in the engine cylinder is determined. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei als Aktor (50) mit sensorischen Eigenschaften ein Injektor-Aktor bereitgestellt wird.Method according to one of the preceding claims, wherein as actuator ( 50 ) is provided with an injector actuator with sensory properties. Vorrichtung zum Ermitteln einer Druckänderung innerhalb eines Motorzylinders eines Verbrennungsmotors – mit einem in einer Umgebung des Motorzylinders befestigbaren Aktor (50) mit sensorischen Eigenschaften; – mit einer Messeinrichtung (66) zum Messen einer an dem nicht aktiv angesteuerten Aktor (50) anliegenden Spannung (V) innerhalb eines vorgegebenen Spannungsbereichs und – mit einer Auswerteeinrichtung, welche dazu ausgelegt ist, die gemessene Spannung (V) mit einer bereitgestellten Vergleichsspannung zu vergleichen, und zu erkennen, dass innerhalb des Motorzylinders eine Druckänderung stattgefunden hat, sofern die gemessene Spannung (V) von der Vergleichsspannung abweicht.Device for determining a pressure change within an engine cylinder of an internal combustion engine - having an actuator which can be fastened in an environment of the engine cylinder ( 50 ) with sensory properties; - with a measuring device ( 66 ) for measuring an actuator which is not actively actuated ( 50 ) with an evaluation device, which is designed to compare the measured voltage (V) with a comparison voltage provided, and to detect that a pressure change has taken place within the motor cylinder, provided the measured Voltage (V) deviates from the reference voltage. Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Auswerteeinrichtung zusätzlich dazu ausgelegt ist, mittels der gemessenen Spannung (V) eine Bewegung eines in dem Motorzylinder angeordneten Kolbens zu ermitteln.Apparatus according to claim 11, wherein the evaluation device additionally designed by means of the measured voltage (V) a movement of a piston arranged in the engine cylinder to investigate. Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Auswerteeinrichtung zusätzlich dazu ausgelegt ist, einen oberen Totpunkt des Kolbens mittels eines Maximums der gemessenen Spannung (V) zu erkennen.Apparatus according to claim 12, wherein the evaluation device additionally designed to be a top dead center of Recognize the piston by means of a maximum of the measured voltage (V). Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, wobei die Auswerteeinrichtung zusätzlich dazu ausgelegt ist, eine Richtungsänderung und eine darauf folgende steile Flanke der gemessenen Spannung (V) zu erkennen.Apparatus according to claim 11 or 12, wherein the Evaluation device is designed in addition to a Change of direction and a steep slope that follows to recognize the measured voltage (V). Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei die Auswerteeinrichtung zusätzlich dazu ausgelegt ist, anhand der Richtungsänderung und der steilen Flanke der gemessenen Spannung (V) den oberen Totpunkt des Kolbens zu erkennen.Apparatus according to claim 14, wherein the evaluation device in addition to this, based on the change of direction and the steep edge of the measured voltage (V) top dead center to recognize the piston. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, wobei die Vorrichtung eine Filtereinrichtung (S1, S2) zum Filtern einer an dem Aktor (50) aufgegriffene Spannung auf den vorgegebenen Spannungsbereich aufweist.Device according to one of claims 11 to 15, wherein the device comprises a filter device (S1, S2) for filtering one on the actuator ( 50 ) has picked up voltage to the predetermined voltage range. Vorrichtung nach Anspruch 16, wobei die Filtereinrichtung (S1, S2) dazu ausgelegt ist, die an dem Aktor (50) aufgegriffene Spannung auf einen Spannungsbereich zwischen –1 V und 1 V, vorzugsweise auf einen Spannungsbereich zwischen –300 mV und 300 mV, zu filtern.Device according to claim 16, wherein the filter device (S1, S2) is designed to be connected to the actuator ( 50 ) to a voltage range between -1 V and 1 V, preferably to a voltage range between -300 mV and 300 mV. Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, wobei die Filtereinrichtung (S1, S2) einen Tiefpassfilter (R1, C3, G3) zum Herausfiltern von Hochfrequenzstörungen aufweist.Apparatus according to claim 16 or 17, wherein the Filter means (S1, S2) a low pass filter (R1, C3, G3) for Filtering out high frequency noise. Vorrichtung nach Anspruch 18, wobei die Filtereinrichtung (S1, S2) folgende Komponenten umfasst: – einen ersten Eingang zum Ankoppeln an einen ersten Kontaktpunkt (60a) des Aktors (50) mit einem mit dem ersten Eingang verbundenen ersten Kondensator (C1), mit einer auf der von dem ersten Eingang abgewandten Seite des ersten Kondensators (C1) mit dem ersten Kondensator (C1) verbunden ersten Erdung (G1) und mit einem zwischen dem ersten Kondensator (C1) und der ersten Erdung (G1) angeordneten ersten Transistor (T1), und – einen zweiten Eingang zum Ankoppeln an einen zweiten Kontaktpunkt (60b) des Aktors (50) mit einem mit dem zweiten Eingang verbundenen zweiten Kondensator (C2), mit einem auf der von dem zweiten Eingang abgewandten Seite des zweiten Kondensators (C2) mit dem zweiten Kondensator (C2) verbundenen ersten Ausgang zum Ankoppeln an die Messeinrichtung (66), mit einer zwischen dem zweiten Kondensator (C2) und dem ersten Ausgang angeordneten Spannungs-Klammerung (G2, D1, D2) zum Ableiten von Spannungen außerhalb des vorgegebenen Spannungsbereichs und mit dem zwischen dem zweiten Kondensator (C2) und dem ersten Ausgang zumindest teilweise angeordneten Tiefpassfilter (R1, C3, G3).Apparatus according to claim 18, wherein the filter means (S1, S2) comprises the following components: - a first input for coupling to a first contact point ( 60a ) of the actuator ( 50 ) with a first capacitor (C1) connected to the first input, with a first ground (G1) connected to the first capacitor (C1) on the side of the first capacitor (C1) remote from the first input, and with one between the first capacitor (C1) and the first ground (G1) arranged first transistor (T1), and - a second input for coupling to a second contact point ( 60b ) of the actuator ( 50 ) with a second capacitor (C2) connected to the second input, with a first output, which is connected to the second capacitor (C2) on the side of the second capacitor (C2) remote from the second input, for coupling to the measuring device ( 66 ), comprising a voltage clamp (G2, D1, D2) arranged between the second capacitor (C2) and the first output for deriving voltages outside the predetermined voltage range and at least partially between the second capacitor (C2) and the first output arranged low-pass filter (R1, C3, G3). Vorrichtung nach Anspruch 19, wobei die Spannungs-Klammerung (G2, D1, D2) zwei in Reihe angeordnete und gleich ausgerichtete Dioden (D1, D2) aufweist, wobei ein Kontaktpunkt (62a) zwischen den beiden Dioden (D1, D2) zwischen dem zweiten Kondensator (C2) und dem ersten Ausgang angeordnet ist, wobei die erste Diode (D1) zwischen einer zweiten Erdung (G2) und dem Kontaktpunkt (62a) angeordnet ist, wobei die Durchflussrichtung der ersten Diode (D1) von der Erdung (G2) zu dem Kontaktpunkt (62a) gerichtet ist, und die zweite Diode (D2) zwischen einem zweiten Ausgang zum Ankoppeln an eine Spannungsspeichereinheit (64) und dem Kontaktpunkt (62a) angeordnet ist, wobei die Durchflussrichtung der zweiten Diode (D2) von dem Kontaktpunkt (62a) zum zweiten Ausgang gerichtet ist.The device of claim 19, wherein the voltage clamp (G2, D1, D2) comprises two series-aligned and equally-aligned diodes (D1, D2), one contact point (G2, D1, D2). 62a ) between the two diodes (D1, D2) between the second capacitor (C2) and the first output, wherein the first diode (D1) between a second ground (G2) and the contact point ( 62a ), wherein the flow direction of the first diode (D1) from the ground (G2) to the contact point () 62a ) and the second diode (D2) is connected between a second output for coupling to a voltage storage unit (12). 64 ) and the contact point ( 62a ), wherein the flow direction of the second diode (D2) from the contact point ( 62a ) is directed to the second output. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 20, wobei der Tiefpassfilter (R1, C3, G3) einen dritten Kondensator (C3) mit einer auf der einen Seite des dritten Kondensators (C3) angeordneten dritten Erdung (G3) und mit einem auf der anderen Seite des dritten Kondensators (C3) angeordneten Abzweigpunkt (62b) zum Anordnen von zumindest Teilen des Tiefpassfilters (R1, C3, G3) in der Filtereinrichtung (S1, S2) aufweist.An apparatus according to any one of claims 18 to 20, wherein the low-pass filter (R1, C3, G3) comprises a third capacitor (C3) having a third ground (G3) disposed on one side of the third capacitor (C3) and one on the other side of the third capacitor (C3) arranged branch point ( 62b ) for arranging at least parts of the low-pass filter (R1, C3, G3) in the filter means (S1, S2). Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 21, wobei der Aktor (50) mit sensorischen Eigenschaften ein Injektor-Aktor ist.Method according to one of claims 11 to 21, wherein the actuator ( 50 ) with sensory properties is an injector actuator.
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Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1138902B1 (en) 2000-04-01 2005-04-06 Robert Bosch GmbH Method and apparatus for timed measurement of the voltage across a device in the charging circuit of a piezoelectric element

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