DE102007059111A1 - Injector's piezoelectric element charging method, involves polarizing piezoelectric element by applying signal before fuel injection action, and accomplishing initial polarization when number of revolutions of engine exceeds preset value - Google Patents

Injector's piezoelectric element charging method, involves polarizing piezoelectric element by applying signal before fuel injection action, and accomplishing initial polarization when number of revolutions of engine exceeds preset value Download PDF

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Abstract

The method involves polarizing a piezoelectric element by applying a polarization voltage signal before a fuel injection action. Initial polarization is accomplished when the number of revolutions of an internal-combustion engine (115) exceeds a predetermined value. Entry characterizing the polarization is taken up into a memory (118) i.e. electrically EPROM (EEPROM). The internal-combustion engine is shut down based on a completed starting process when a parameter characterizing the operating status of the internal-combustion engine has reached a predetermined value. Independent claims are also included for the following: (1) a device for charging of a piezoelectric element of an injector for injection of fuel into a combustion chamber of an internal-combustion engine (2) computer program comprising a set of instructions for performing a method for charging of a piezoelectric element of an injector for injection of fuel into a combustion chamber of an internal-combustion engine.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung nach der Gattung der unabhängigen Ansprüche 1 und 5.The The invention relates to a method and a device according to the species of independent claims 1 and 5.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind auch ein Computerprogramm sowie ein Computerprogrammprodukt mit einem Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert ist, zur Durchführung des Verfahrens.object The present invention also relates to a computer program a computer program product with a program code written on a machine-readable carrier is stored to carry of the procedure.

Aus der EP 1 138 910 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Laden eines piezoelektrischen Elements bekannt geworden, wobei das piezoelektrische Element anfänglich durch Anlegen eines Polarisationsspannungssignals vor einer Kraftstoffeinspritzaktion polarisiert wird. Die anfängliche Polarisation wird hierbei je nach einer Temperatur des piezoelektrischen Elements ausgeführt. Dieses Verfahren und die Vorrichtung lösen die Aufgabe, eine erforderliche remanente Polarisation des piezoelektrischen Elements vor einer ersten Kraftstoffeinspritzaktion wieder herzustellen. Hierdurch werden optimale Bedingungen in Verbindung mit Abgasemissionen, Geräuschen und dem Motordrehmoment sowie die gleichzeitige Sicherstellung eines optimalen Starts und eines gleichförmigen Polarisationszustands des piezoelektrischen Elements sichergestellt.From the EP 1 138 910 A1 For example, a method and apparatus for charging a piezoelectric element has become known wherein the piezoelectric element is initially polarized by application of a polarization voltage signal prior to a fuel injection action. The initial polarization is carried out here depending on a temperature of the piezoelectric element. This method and apparatus solves the problem of restoring a required remanent polarization of the piezoelectric element prior to a first fuel injection action. This ensures optimum conditions in conjunction with exhaust emissions, noise and engine torque as well as ensuring optimum start and uniform polarization state of the piezoelectric element.

Die anfängliche Polarisation dient auch dazu bei derartigen Piezoinjektoren, die in Common-Rail-Systemen zum Einsatz kommen, einen Raildruckeinbruch während eines Motorkaltstarts zu verhindern. Durch die Polarisation wird das piezoelektrische Element des Injektors, das heißt der Stack des Injektors, gewissermaßen konditioniert. Die den Einspritzvorgang bewirkende temperaturabhängige Längenänderung erfolgt in diesem Falle nach der anfänglichen Polarisation.The initial polarization also serves to do so Piezo injectors used in common rail systems to prevent a rail pressure collapse during a cold engine start. Due to the polarization, the piezoelectric element of the injector, that is the stack of the injector, in a sense conditioned. The injection-causing temperature-dependent change in length takes place in this case after the initial polarization.

Bei einem Common-Rail-System mit einem Ein-Wege-Druckhalteventil kann nun der Nebeneffekt auftreten, dass sich im Rücklauf der Injektoren während der Abkühlungsphase ein Unterdruck aufbaut, der durch die Dichtheit des Ein-Wege-Druckhalteventils verursacht wird. Wird nun das piezoelektrische Element angesteuert, so führen derartige Polarisierungsansteuerungen in Verbindung mit diesem Unterdruck dazu, dass nachfolgende Einspritzungen möglicherweise nicht stattfinden, obwohl die Injektoren korrekt angesteuert werden. Solche ausfallenden Einspritzungen bewirken einen nachteiligen Lauf der Brennkraftmaschine, erhöhte Geräuschemissionen sowie verschlechterte Abgasemissionen.at a common rail system with a one-way pressure relief valve can Now the side effect that occurs in the return of the Injectors during the cooling phase a negative pressure built by the tightness of the one-way pressure relief valve is caused. If now the piezoelectric element is driven, so lead such polarization drives in combination with this negative pressure, subsequent injections may be not take place, although the injectors are controlled correctly. Such failing injections cause an adverse run of the internal combustion engine, increased noise emissions as well worsened exhaust emissions.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, diese störenden Nebeneffekte der beschriebenen Polarisierungsfunktion bei derartigen Common-Rail-Systemen mit Druckhalteventilen zu vermeiden.task The invention is therefore, these disturbing side effects the described polarization function in such common rail systems to avoid with pressure holding valves.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche 1 und 5 lösen diese Aufgabe dadurch, dass die anfängliche Polarisation erst dann durchgeführt wird, wenn die Drehzahl der Brennkraftmaschine einen vorgebbaren Wert überschreitet.The inventive method and the invention Device having the features of the independent claims 1 and 5 solve this task by making the initial Polarization is only performed when the speed the internal combustion engine exceeds a predetermined value.

Durch die drehzahlabhängige Aktivierung der Polarisation wird die Zeitspanne zwischen der Aktivierung der Polarisation und dem eigentlichen Start der Brennkraftmaschine kurz und unabhängig vom Einfluss des Fahrers gestaltet. Insbesondere wird der Start nicht verzögert, weil das Anwachsen der Drehzahl parallel zum Druckaufbau im Rail und der Synchronisation der Piezoinjektoren stattfindet. Durch das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung wird auf diese Weise sehr vorteilhaft die Wartezeit zwischen der Polarisation und dem Motorstart verkleinert.By the speed-dependent activation of the polarization becomes the time span between the activation of the polarization and the actual start of the engine short and independent of Influence of the driver designed. In particular, the start is not delayed, because the increase in speed parallel to the pressure build-up in the rail and the synchronization of the piezoinjectors takes place. By the inventive method and the invention Device becomes very advantageous in this way the waiting time reduced between the polarization and the engine start.

Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen des in dem unabhängigen Anspruch 1 angegebenen Verfahrens sowie vorteilhafte Weiterbildungen der in dem unabhängigen Anspruch 5 angegebenen Vorrichtung möglich.By those listed in the dependent claims Measures are advantageous embodiments and improvements of the method specified in the independent claim 1 and advantageous developments of the independent Claim 5 specified device possible.

So sieht eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung vor, dass im Falle der anfänglichen Polarisierung ein die Polarisierung kennzeichnender Eintrag in einem Speicher vorgenommen wird, der zurückgesetzt wird, wenn der Startvorgang der Brennkraftmaschine abgeschlossen ist. Dies hat den entscheidenden Vorteil, dass mehrere Polarisierungen bis zum Start der Brennkraftmaschine vermieden werden. Eine derartige Mehrzahl von Polarisierungen bis zum Start der Brennkraftmaschine kann nämlich dazu führen, dass trotz richtiger Ansteuerung der Injektoren keine Einspritzungen stattfinden, was aus den oben genannten Gründen für den Lauf der Brennkraftmaschine aber auch für deren Emissionsverhalten außerordentlich nachteilig ist.So provides a particularly advantageous embodiment, that in the case the initial polarization is a polarization characteristic Entry is made in a memory that is reset is completed when the starting process of the internal combustion engine is. This has the distinct advantage of having multiple polarizations be avoided until the start of the engine. Such Plurality of polarizations until the start of the internal combustion engine can lead to that, despite being more correct Control of the injectors no injections take place, what for the reasons mentioned above for the course of the Internal combustion engine but also for their emission behavior is extremely disadvantageous.

Vorteilhafterweise ist als Speicher ein EEPROM vorgesehen, welcher einen einfachen Eintrag und ein einfaches Zurücksetzen ohne Weiteres ermöglicht.advantageously, is provided as memory an EEPROM, which is a simple Entry and a simple reset easily possible.

Auf einen abgeschlossenen Startvorgang der Brennkraftmaschine wird vorteilhafterweise dann geschlossen, wenn die Brennkraftmaschine charakterisierende Betriebsgrößen oder Steuergrößen vorgebbare Werte überschritten haben. So kann beispielsweise die Zeit, die vom Start der Brennkraftmaschine vergangen ist, erfasst werden und auf einen Abschluss des Startvorgangs geschlossen werden, wenn eine vorgebbare Zeitdauer überschritten ist, oder es kann die Drehzahl erfasst werden und auf einen Startvorgang geschlossen werden, wenn eine vorgebbare Leerlaufdrehzahl erreicht ist, oder es können die Einspritzmenge und/oder die Einspritzzeit der Injektoren erfasst werden und aus diesen Größen auf einen abgeschlossen Startvorgang geschlossen werden.On a completed starting operation of the internal combustion engine is then advantageously closed when the internal combustion engine characterizing operating variables or control variables have exceeded predetermined values. Thus, for example, the time that has elapsed from the start of the internal combustion engine can be detected and concluded at a completion of the startup process when a predeterminable period of time is exceeded, or it can be detected and closed on a starting operation, if a predetermined idle speed is reached, or it can be the injection amount and / or the injection time of the injectors are detected and closed from these sizes to a completed startup.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.embodiments The invention is illustrated in the drawings and in the following Description explained in more detail.

Es zeigen:It demonstrate:

1 schematisch ein Common-Rail-Einspritzsystem einer Brennkraftmaschine mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und 1 schematically a common rail injection system of an internal combustion engine with a device according to the invention and

2 ein aus dem Stand der Technik bekannter Injektor mit einem piezoelektrischen Element zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine. 2 a known from the prior art injector with a piezoelectric element for injecting fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine.

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments

Bei einem Kraftstoffeinspritzsystem zur Versorgung einer nur schematisch dargestellten selbstzündenden Brennkraftmaschine 115, dargestellt in 1, wird Kraftstoff aus einem hier nicht dargestellten Kraftstoffvorratsbehälter über eine Kraftstoffzuleitung 101 einer Vorförderpumpe 102 zugeführt. In der Vorförderpumpe 102 wird der Kraftstoff vorverdichtet und weiter über eine Niederdruckleitung 103 einer Hochdruckpumpe 104 zugeführt, in der der Kraftstoff auf den Hochdruckspeicherdruck verdichtet und einem Hochdruckspeicher 105 zugeführt wird. Der zum Betrieb der Brennkraftmaschine 115, die mehrere Brennräume 114, im gezeigten Falle sechs Brennräume 114, umfasst, erforderliche Druck im Hochdruckspeicher 105 liegt im Bereich von 100 bis 2000 bar. Aus dem Hochdruckspeicher 105 wird der Kraftstoff über eine Hochdruckleitung 106 Injektoren 107 zugeführt. Es versteht sich, dass die Erfindung nicht auf das in 1 dargestellte Kraftstoffeinspritzsystem mit sechs Injektoren 107 einer Brennkraftmaschine 115 mit sechs Brennräumen 114 beschränkt ist, sondern auch bei Brennkraftmaschinen mit einer anderen Anzahl von Brennräumen, beispielsweise vier Brennräumen oder acht Brennräumen und dergleichen einsetzbar ist.In a fuel injection system for supplying a self-igniting internal combustion engine shown only schematically 115 represented in 1 , Fuel is from a fuel tank, not shown here via a fuel supply line 101 a prefeed pump 102 fed. In the pre-feed pump 102 the fuel is pre-compressed and continues through a low pressure line 103 a high pressure pump 104 fed, in which the fuel is compressed to the high-pressure accumulator pressure and a high-pressure accumulator 105 is supplied. The operation of the internal combustion engine 115 that have several combustion chambers 114 , in the case shown six combustion chambers 114 , includes, required pressure in the high-pressure accumulator 105 is in the range of 100 to 2000 bar. From the high-pressure accumulator 105 the fuel is delivered via a high pressure line 106 injectors 107 fed. It is understood that the invention is not limited to the in 1 illustrated fuel injection system with six injectors 107 an internal combustion engine 115 with six combustion chambers 114 is limited, but also in internal combustion engines with a different number of combustion chambers, such as four combustion chambers or eight combustion chambers and the like can be used.

Der für den Betrieb der Injektoren 107 erforderliche Kraftstoff, der nicht in den Brennraum 114 der Brennkraftmaschine 115 eingespritzt wird, wird über Injektorrücklauf leitungen 108 einem Niederdruckspeicher 109 zugeführt. Der Druck im Niederdruckspeicher 109 wird so gehalten, dass ein sicherer Betrieb der Injektoren 107 gewährleistet ist. Insbesondere beim Einsatz von piezogesteuerten Injektoren 107, wie es vorliegend der Fall ist, ist zum sicheren Betrieb über den gesamten Drehzahlbereich der Brennkraftmaschine 115 ein Gegendruck am nachfolgend in Verbindung mit 2 beschriebenen hydraulischen Koppler des Injektors 107 zwischen 5 bar und 10 bar erforderlich.The one for the operation of the injectors 107 required fuel that is not in the combustion chamber 114 the internal combustion engine 115 is injected, is via injector return lines 108 a low pressure accumulator 109 fed. The pressure in the low pressure accumulator 109 is held so that safe operation of the injectors 107 is guaranteed. Especially when using piezo-controlled injectors 107 As is the case here, for safe operation over the entire speed range of the internal combustion engine 115 a back pressure at below in connection with 2 described hydraulic coupler of the injector 107 required between 5 bar and 10 bar.

Ein konstanter Druck im Niederdruckspeicher 109 wird dadurch erreicht, dass der Niederdruckspeicher 109 durch ein Druckhalteventil 111 abgeschlossen ist. Bei Überschreiten des Öffnungsdrucks des Druckhalteventils 111 öffnet das Druckhalteventil 111 und Kraftstoff strömt über einen Niederdruckrücklauf über die Niederdruckleitung 113 zurück in die Niederdruckleitung 103. Sobald aus dem Niederdruckspeicher 109 soviel Kraftstoff abgelaufen ist, dass der Öffnungsdruck des Druckhalteventils 111 unterschritten wird, schließt das Druckhalteventil 111 wieder.A constant pressure in the low pressure accumulator 109 is achieved by the low-pressure accumulator 109 through a pressure-holding valve 111 is completed. When the opening pressure of the pressure holding valve is exceeded 111 opens the pressure relief valve 111 and fuel flows via a low-pressure return via the low-pressure line 113 back to the low pressure line 103 , Once out of the low-pressure reservoir 109 so much fuel has expired that the opening pressure of the pressure holding valve 111 is undershot, closes the pressure-holding valve 111 again.

Um bei kontinuierlicher Förderung von Kraftstoff durch die Hochdruckpumpe 104 den Druck im Hochdruckspeicher 105 konstant zu halten, ist der Hochdruckspeicher 105 durch ein Druckregelventil 110 abgeschlossen. Sobald der Druck im Hochdruckspeicher 105 den Öffnungsdruck des Druckregelventils 110 übersteigt, öffnet das Druckregelventil 110 und Kraftstoff läuft über eine Rücklaufleitung 112 zurück in den Kraftstoffvorratsbehälter. Alternativ sind auch Systeme mit steuerbarer Kraftstoffförderung durch die Hochdruckpumpe 104 bekannt, bei denen die Druckregelung im Hochdruckspeicher 105 durch Variationen der Pumpenförderung erfolgt und infolge dessen auf ein Druckregelventil 110 verzichtet werden kann.In order to continuously feed fuel through the high pressure pump 104 the pressure in the high-pressure accumulator 105 To keep constant is the high-pressure accumulator 105 through a pressure control valve 110 completed. As soon as the pressure in the high-pressure accumulator 105 the opening pressure of the pressure regulating valve 110 exceeds, the pressure regulating valve opens 110 and fuel is flowing through a return line 112 back into the fuel tank. Alternatively, systems with controllable fuel delivery by the high-pressure pump 104 known in which the pressure control in the high-pressure accumulator 105 due to variations of the pump delivery and as a result to a pressure control valve 110 can be waived.

In 2 ist die schematische Darstellung eines aus dem Stand der Technik bekannten Einspritzventils in Form eines Injektors 107 mit einer zentralen Bohrung gezeigt. Im oberen Teil ist ein Stellkolben 203 mit einem piezoelektrischen Aktor 202 in die zentrale Bohrung eingebracht, wobei der Stellkolben 203 mit dem Aktor 202 fest verbunden ist. Der Stellkolben 203 schließt nach oben hin einen hydraulischen Kopf 204 ab, während nach unten eine Öffnung mit einem Verbindungskanal zu einem ersten Sitz 206 vorgesehen ist, in dem ein Kolben 205 mit einem Ventilschließglied 212 angeordnet ist.In 2 is the schematic representation of an injection valve known from the prior art in the form of an injector 107 shown with a central hole. In the upper part is a control piston 203 with a piezoelectric actuator 202 introduced into the central bore, wherein the actuating piston 203 with the actor 202 is firmly connected. The adjusting piston 203 closes upwards a hydraulic head 204 down while an opening with a connecting channel to a first seat 206 is provided, in which a piston 205 with a valve closure member 212 is arranged.

Das Ventilschließglied 212 ist als doppelschließendes Steuerventil ausgebildet. Es verschließt den ersten Sitz 206, wenn der Aktor 202 in Ruhephase ist. Bei Betätigung des Aktors 202, das heißt beim Anlegen einer Ansteuerspannung U an die Klemmen +, – betätigt der Aktor 202 den Stellkolben 203 und drückt über den hydraulischen Koppler 204 den Kolben 205 mit dem Ventilschließglied 212 in Richtung auf einen zweiten Sitz 207. Unterhalb des zweiten Sitzes 207 ist in einem entsprechenden Kanal eine Düsennadel 211 angeordnet, die den Auslauf in einem Hochdruck-(Common-Rail-Druck)-Kanal 213 schließt oder öffnet, je nachdem, welche Ansteuerspannung U anliegt.The valve closure member 212 is designed as a double-closing control valve. It closes the first seat 206 if the actor 202 in Rest phase is. Upon actuation of the actuator 202 , that is, when applying a drive voltage U to the terminals +, - actuates the actuator 202 the actuator piston 203 and pushes over the hydraulic coupler 204 the piston 205 with the valve closing member 212 towards a second seat 207 , Below the second seat 207 is in a corresponding channel a nozzle needle 211 arranged, which the spout in a high pressure (common rail pressure) channel 213 closes or opens, depending on which drive voltage U is present.

Der Hochdruck wird durch das einzuspritzende Medium, also den Kraftstoff über einen Zulauf 209 zugeführt, über eine Zulaufdrossel 208 und eine Ablaufdrossel 210 wird die Zuflussmenge des Mediums in Richtung der Düsennadel 211 und des hydraulischen Kopplers 204 gesteuert. Der hydraulische Koppler 204 hat dabei die Aufgabe, einerseits den Hub des Kolbens 205 zu verstärken und andererseits das Steuerventil von den statischen Temperaturdehnungen des Aktors 202 zu entkoppeln.The high pressure is due to the medium to be injected, ie the fuel via an inlet 209 fed, via an inlet throttle 208 and an outlet throttle 210 is the inflow of the medium in the direction of the nozzle needle 211 and the hydraulic coupler 204 controlled. The hydraulic coupler 204 has the task, on the one hand the stroke of the piston 205 to reinforce and on the other hand, the control valve of the static thermal expansions of the actuator 202 to decouple.

Die Wiederbefüllung des Kopplers 204 ist in 2 nur schematisch dargestellt. Der Koppler 204 wird während des Betriebs mit Kraftstoff über eine Leitung 214 befüllt. Aufgrund von Leckagen im Koppler 204 während der Einspritzung muss dieser nämlich ständig wiederbefüllt werden. Durch ein Druckhalteventil 215, das in 1 dem Druckhalteventil 111 entspricht, wird im Koppler 204 ein Druck P1, der so genannte Kopplerdruck, erzeugt. Dieser Druck beträgt – wie oben bereits erwähnt – zwischen 5 bar und 10 bar. Wie aus 1 ersichtlich, werden alle derartigen Injektoren 107 der Brennkraftmaschine 115 (siehe 1) mit dieser Druckhalteeinrichtung in Form des Druckhalteventils 111 betrieben.Refilling the coupler 204 is in 2 shown only schematically. The coupler 204 is fueled via a pipe during operation 214 filled. Due to leaks in the coupler 204 during the injection, this must be constantly refilled. By a pressure-holding valve 215 , this in 1 the pressure holding valve 111 corresponds, is in the coupler 204 a pressure P1, the so-called coupler pressure generated. This pressure is - as mentioned above - between 5 bar and 10 bar. How out 1 As can be seen, all such injectors 107 the internal combustion engine 115 (please refer 1 ) with this pressure-retaining device in the form of the pressure-holding valve 111 operated.

Nachfolgend wird die Funktionsweise dieses Einspritzventils 107 näher erläutert. Bei jeder Ansteuerung des Aktors 202 wird der Stellkolben 203 in Richtung des hydraulischen Kopplers 204 bewegt. Dabei bewegt sich auch der Kolben 205 mit dem Ventilschließglied 212 in Richtung des zweiten Sitzes 207. Über Leckspalte wird dabei ein Teil des im hydraulischen Koppler 204 befindlichen Mediums, also des Kraftstoffs, herausgedrückt. Der hydraulische Koppler 204 muss daher – wie vorstehend bereits er wähnt – zwischen zwei Einspritzungen wiederbefüllt werden, um seine Funktionssicherheit zu erhalten.Below is the operation of this injector 107 explained in more detail. Every time the actuator is activated 202 becomes the actuating piston 203 in the direction of the hydraulic coupler 204 emotional. The piston also moves 205 with the valve closing member 212 in the direction of the second seat 207 , About leak gaps is doing a part of the hydraulic coupler 204 located medium, ie the fuel pushed out. The hydraulic coupler 204 must therefore - as already mentioned above - be refilled between two injections to maintain its reliability.

Über den Zulaufkanal 209 herrscht ein hoher Druck, der zwischen 100 und 2000 bar betragen kann. Dieser Druck wirkt gegen die Düsennadel 211 und hält sie geschlossen, sodass kein Kraftstoff austreten kann. Wird nun infolge der Ansteuerspannung U der Aktor 202 betätigt und damit das Ventilschließglied 212 in Richtung des zweiten Sitzes 207 bewegt, baut sich der Druck im Hochdruckbereich ab und die Düsennadel 211 gibt den Einspritzkanal frei.Via the inlet channel 209 There is a high pressure, which can be between 100 and 2000 bar. This pressure acts against the nozzle needle 211 and keeps it closed, so that no fuel can escape. Is now due to the drive voltage U of the actuator 202 operated and thus the valve closure member 212 in the direction of the second seat 207 moves, the pressure in the high-pressure area decreases and the nozzle needle 211 releases the injection channel.

Wenn nun das Druckhalteventil 111 als Ein-Wege-Druckhalteventil ausgebildet ist, kann sich im Rücklauf der Injektoren 107 während der Abkühlungsphase ein Unterdruck aufbauen. Die Ursache hierfür ist die Dichtheit des Ein-Wege-Druckhalteventils 111. Nachfolgende Polarisierungsansteuerungen der Injektoren 107 in Verbindung mit diesem Unterdruck führen nun dazu, dass nachfolgende Einspritzungen nicht stattfinden, obwohl die Injektoren 107 korrekt angesteuert werden. Dies wiederum führt zu nachteiligen Verbrennungsvorgängen sowie nachteiligen Schall- und Schadstoffemissionen der Brennkraftmaschine 115.If now the pressure relief valve 111 is designed as a one-way pressure relief valve, can be in the return of the injectors 107 build up a vacuum during the cooling phase. The reason for this is the tightness of the one-way pressure relief valve 111 , Subsequent polarization drives of the injectors 107 in conjunction with this negative pressure now cause subsequent injections do not take place, although the injectors 107 be controlled correctly. This in turn leads to adverse combustion processes and adverse noise and pollutant emissions of the internal combustion engine 115 ,

Um derartige Nachteile zu vermeiden, ist nun erfindungsgemäß vorgesehen, die Polarisierung der piezoelektrischen Elemente 202 der Injektoren 107 erst dann zu aktivieren, wenn die Drehzahl n der Brennkraftmaschine 115 eine bestimmte Schwelle erreicht hat.In order to avoid such disadvantages, it is now provided according to the invention, the polarization of the piezoelectric elements 202 the injectors 107 to activate only when the speed n of the internal combustion engine 115 has reached a certain threshold.

Hierzu wird die Drehzahl n durch einen Sensor 117 oder durch eine entsprechende Routine erfasst und einem Steuergerät 119 zugeführt. In dem Steuergerät 119 findet ein Vergleich der Drehzahl n mit einer vorgebbaren Drehzahlschwelle statt. Ist die Schwelle überschritten, erfolgt die Ansteuerung der Injektoren 107 über entsprechende elektrische Leitungen 171, 172, 173, 174, 175, 176 derart, dass eine Polarisation des piezoelektrischen Elements 202 aktiviert wird. Durch diese drehzahlabhängige Polarisation wird auf sehr vorteilhafte Weise die Zeitspanne zwischen der Aktivierung der Polarisierung und dem Start der Brennkraftmaschine 115 kurz und unabhängig vom Einfluss des Fahrers gehalten. Die Polarisation in Abhängigkeit von der Drehzahl verzögert insbesondere den Start der Brennkraftmaschine nicht, weil dieser Vorgang parallel zum Druckaufbau im Rail 105 und zur Synchronisation der Injektoren 107 stattfindet.For this purpose, the speed n by a sensor 117 or detected by a corresponding routine and a control unit 119 fed. In the control unit 119 is a comparison of the speed n with a predetermined speed threshold instead. If the threshold is exceeded, the injectors are activated 107 via corresponding electrical lines 171 . 172 . 173 . 174 . 175 . 176 such that a polarization of the piezoelectric element 202 is activated. By this speed-dependent polarization is in a very advantageous manner, the time interval between the activation of the polarization and the start of the internal combustion engine 115 kept short and independent of the driver's influence. The polarization as a function of the speed in particular does not delay the start of the internal combustion engine, because this process is parallel to the pressure build-up in the rail 105 and for the synchronization of the injectors 107 takes place.

Um nun mehrere Polarisierungen vor dem Start zu vermeiden, wird die Aktivierung der anfänglichen Polarisierung durch einen die Polarisierung kennzeichnenden Eintrag in einem Speicher der Brennkraftmaschine 119, insbesondere in einem EEPROM 118, gespeichert. Sobald der Startvorgang der Brennkraftmaschine 115 abgeschlossen ist, wird dieser Eintrag oder dieses Flag zurückgesetzt. Den Abschluss des Startvorgangs erkennen die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren beispielsweise durch Vergleich der Drehzahl n mit einer weiteren vorgebbaren Drehzahlschwelle, die für einen Abschluss des Startvorgangs der Brennkraftmaschine 115 charakteristisch ist und zuvor bestimmt wird, oder durch Ablauf einer vorgebbaren Zeitdauer, die charakteristisch ist für einen Startvorgang der Brennkraftmaschine 115, oder durch Erfassen der Einspritzmengen und/oder der Einspritzzeiten der Injektoren 107 und Vergleich mit Werten, die auf einen normalen Betrieb der Brennkraftmaschine 115 schließen lassen und zuvor festgelegt wurden.In order to avoid several polarizations before the start, the activation of the initial polarization by an entry characterizing the polarization in a memory of the internal combustion engine 119 , especially in an EEPROM 118 , saved. Once the starting process of the internal combustion engine 115 is completed, this entry or flag will be reset. The completion of the starting process, the device of the invention and the inventive method recognize, for example by comparing the speed n with another predetermined speed threshold, which is for a completion of the starting process of the internal combustion engine 115 is characteristic and is determined in advance, or by lapse of a predeterminable period of time, which is characteristic for a starting operation of the internal combustion engine 115 , or by detecting the injection quantities and / or the injection times of the injectors 107 and compare with Values based on normal operation of the internal combustion engine 115 close and have been previously set.

Durch das vorbeschriebene erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung werden auf sehr vorteilhafte Weise die Wartezeiten zwischen der anfänglichen Polarisierung und dem eigentlichen Start der Brennkraftmaschine wesentlich verkürzt. Es werden darüber hinaus mehrere Polarisierungen bis zu dem eigentlichen Start der Brennkraftmaschine, die dazu führen können, dass keine weiteren Einspritzungen stattfinden können, vermieden.By the above-described method according to the invention and the device according to the invention are on very advantageous way the waiting times between the initial Polarization and the actual start of the internal combustion engine significantly shortened. It will be beyond that several polarizations until the actual start of the internal combustion engine, which can lead to no further injections can take place, avoided.

Das Verfahren kann durch Implementierung eines entsprechenden Computerprogramms in einem Computer, den das Steuergerät 115 beinhaltet oder das Steuergerät 119 selbst bildet, realisiert werden. Ein solches Programm kann auf einem Computerprogrammprodukt mit einem Programmcode, der das vorstehend beschriebene Verfahren repräsentiert, gespeichert sein. Auf diese Weise kann es auch nachträglich in ein Steuergeräteprogramm eingespielt werden und so bestehende Steuerungen entsprechend erweitert werden. Das vorstehend beschriebene Verfahren kann aber auch durch diskrete Schaltungseinheiten realisiert werden, die Teil des Steuergerätes 119 sind.The method may be implemented by implementing a corresponding computer program in a computer containing the controller 115 includes or the controller 119 self-educated, be realized. Such a program may be stored on a computer program product having a program code representing the method described above. In this way, it can also be retrofitted in a control unit program and so existing controls are extended accordingly. The method described above can also be realized by discrete circuit units, which are part of the control unit 119 are.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - EP 1138910 A1 [0003] EP 1138910 A1 [0003]

Claims (8)

Verfahren zum Laden eines piezoelektrischen Elements (202) eines Injektors (107) zur Einspritzung von Kraftstoff in einen Brennraum (114) einer Brennkraftmaschine (115), wobei das piezoelektrische Element (202) anfänglich durch Anlegen eines Polarisationsspannungssignals vor einer Kraftstoffeinspritzaktion polarisiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die anfängliche Polarisation erst dann durchgeführt wird, wenn die Drehzahl (n) der Brennkraftmaschine (115) einen vorgebbaren Wert überschreitet.Method for charging a piezoelectric element ( 202 ) of an injector ( 107 ) for injecting fuel into a combustion chamber ( 114 ) an internal combustion engine ( 115 ), wherein the piezoelectric element ( 202 ) is initially polarized by application of a polarization voltage signal prior to a fuel injection action, characterized in that the initial polarization is not performed until the engine speed (n) ( 115 ) exceeds a predefinable value. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle der anfänglichen Polarisierung ein die Polarisierung kennzeichnender Eintrag in einen Speicher (118) vorgenommen wird, der zurückgesetzt wird, wenn der Startvorgang der Brennkraftmaschine (115) abgeschlossen ist.Method according to Claim 1, characterized in that, in the case of the initial polarization, an entry characterizing the polarization in a memory ( 118 ), which is reset when the starting process of the internal combustion engine ( 115 ) is completed. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf einen abgeschlossenen Startvorgang der Brennkraftmaschine (115) geschlossen wird, wenn wenigstens eine den Betriebszustand der Brennkraftmaschine (115) charakterisierende Größe einen vorgebbaren Wert erreicht hat.A method according to claim 2, characterized in that on a completed starting operation of the internal combustion engine ( 115 ) is closed, if at least one of the operating state of the internal combustion engine ( 115 ) characterizing size has reached a predeterminable value. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Größe eine oder mehrere der folgenden Größen ist: – Zeit, die seit der Inbetriebnahme der Brennkraftmaschine (115) vergangen ist; – Drehzahl (n) der Brennkraftmaschine (115); – in wenigstens einen Brennraum (114) eingespritzte Einspritzmenge; – Einspritzzeit.Method according to Claim 3, characterized in that the at least one variable is one or more of the following variables: time which has elapsed since the start-up of the internal combustion engine ( 115 ) has passed away; - speed (n) of the internal combustion engine ( 115 ); In at least one combustion chamber ( 114 injected injection quantity; - Injection time. Vorrichtung zum Laden eines piezoelektrischen Elements (202) eines Injektors (107) zur Einspritzung von Kraftstoff in einen Brennraum (114) einer Brenn kraftmaschine (115), dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung Mittel umfasst zum Ausführen eines Prozesses der anfänglichen Polarisation des piezoelektrischen Elements (202), der beinhaltet, ein Polarisationsspannungssignal (U) je nach einer Drehzahl (n) der Brennkraftmaschine (115) an das piezoelektrische Element (202) anzulegen.Device for charging a piezoelectric element ( 202 ) of an injector ( 107 ) for injecting fuel into a combustion chamber ( 114 ) of an internal combustion engine ( 115 ), characterized in that the device comprises means for carrying out a process of initial polarization of the piezoelectric element ( 202 ), which includes a polarization voltage signal (U) depending on a rotational speed (n) of the internal combustion engine ( 115 ) to the piezoelectric element ( 202 ). Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung aus Hardware (119) und/oder Software besteht, um das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 zu implementieren.Device according to claim 5, characterized in that the device consists of hardware ( 119 ) and / or software to implement the method of any one of claims 1 to 4. Computerprogramm, das alle Schritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4 ausführt, wenn es auf einem Rechengerät oder einem Steuergerät (119) abläuft.A computer program which performs all the steps of a method according to one of claims 1 to 4, when it is stored on a computing device or a control device ( 119 ) expires. Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert ist, zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wenn das Programm auf einem Computer oder einem Steuergerät (119) ausgeführt wird.Computer program product with program code, which is stored on a machine-readable carrier, for carrying out the method according to one of claims 1 to 4, when the program is stored on a computer or a control unit ( 119 ) is performed.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104520565A (en) * 2012-05-23 2015-04-15 法国大陆汽车公司 Method for controlling at least one piezoelectric actuator of fuel injector of internal combustion engine
US9745930B2 (en) 2013-07-29 2017-08-29 Continental Automotive France Method and device for repolarizing a piezoelectric actuator of an injector of an internal combustion engine of a used vehicle
US9828956B2 (en) 2013-02-26 2017-11-28 Continental Automotive France Method for controlling a piezoelectric fuel injector of an internal combustion engine of a vehicle comprising a step for polarizing the piezoelectric actuator

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1138910A1 (en) 2000-04-01 2001-10-04 Robert Bosch GmbH Control of the polarization of piezoelectric elements before each first injection to achieve optimized starting conditions

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1138910A1 (en) 2000-04-01 2001-10-04 Robert Bosch GmbH Control of the polarization of piezoelectric elements before each first injection to achieve optimized starting conditions

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104520565A (en) * 2012-05-23 2015-04-15 法国大陆汽车公司 Method for controlling at least one piezoelectric actuator of fuel injector of internal combustion engine
US9502633B2 (en) 2012-05-23 2016-11-22 Continental Automotive France Method for current-controlling at least one piezoelectric actuator of a fuel injector of an internal combustion engine
US10177299B2 (en) 2012-05-23 2019-01-08 Continental Automotive France Method for controlling at least one piezoelectric actuator of a fuel injector of an internal combustion engine
CN104520565B (en) * 2012-05-23 2020-01-14 法国大陆汽车公司 Method for controlling at least one piezoelectric actuator of a fuel injector of an internal combustion engine
US9828956B2 (en) 2013-02-26 2017-11-28 Continental Automotive France Method for controlling a piezoelectric fuel injector of an internal combustion engine of a vehicle comprising a step for polarizing the piezoelectric actuator
US9745930B2 (en) 2013-07-29 2017-08-29 Continental Automotive France Method and device for repolarizing a piezoelectric actuator of an injector of an internal combustion engine of a used vehicle

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