DE102007060697B4

DE102007060697B4 - Apparatus for operating a Fluidzumessvorrichtung

Info

Publication number: DE102007060697B4
Application number: DE102007060697.6A
Authority: DE
Inventors: Dr. Baranowski Dirk; Dr. Gerlich Matthias; Robert Griessbach; Klaus Hengl-Betz; Michael Koch; Konrad Reitberger; Joachim Wagner
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG; Continental Automotive GmbH
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG; Vitesco Technologies GmbH
Priority date: 2007-12-17
Filing date: 2007-12-17
Publication date: 2017-10-05
Anticipated expiration: 2027-12-18
Also published as: DE102007060697A1

Abstract

Vorrichtung zum Betreiben einer Fluidzumessvorrichtung mit einem Festkörperaktuator (13), dem elektrische Energie mittels eines Ladevorgangs zugeführt wird und dem elektrische Energie mittels eines Entladevorgangs entnommen wird, einer Düsennadel (9), auf die der Festkörperaktuator (13) zum Einstellen ihrer Position einwirkt und die in einer Schließposition ein Zumessen von Fluid unterbindet und außerhalb der Schließposition das Zumessen von Fluid ermöglicht, wobei dem Festkörperaktuator zumindest eine elektrische Kontaktierung zugeordnet ist, wobei die Vorrichtung dazu ausgebildet ist – eine gewünschte Ladezeitdauer (T_L) vorzugeben, während der elektrische Energie mittels des Ladevorgangs zugeführt wird, – eine gewünschte Plateauzeitdauer (T_PL) vorzugeben, die eine Zeitraum zwischen einem Abschluss des Ladevorgangs und einem Beginn des Entladevorgangs ausfüllt, – wobei die Ladezeitdauer (T_L) und die Plateauzeitdauer (T_PL), die einem jeweiligen Betriebspunkt zugeordnet sind, im Hinblick auf geringe Schwingungen an der zumindest einen elektrischen Kontaktierung optimiert sind.Apparatus for operating a Fluidzumessvorrichtung with a solid state actuator (13), the electrical energy is supplied by means of a charge and the electrical energy is removed by means of a discharge, a nozzle needle (9), on which the solid-state actuator (13) acts to adjust their position and the in a closed position prevents metering of fluid and outside of the closed position allows the metering of fluid, wherein the solid state actuator is associated with at least one electrical contact, wherein the device is adapted to - specify a desired charging time (T_L), while the electrical energy by means of the charging process - Specifying a desired plateau time (T_PL), which fills a period between completion of the loading and a start of the discharge process, - wherein the loading time (T_L) and the plateau time duration (T_PL), the train to a respective operating point eordnet are optimized in view of low vibrations on the at least one electrical contact.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Betreiben einer Fluidzumessvorrichtung. Fluidzumessvorrichtungen werden beispielsweise eingesetzt zum Zumessen von Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine.The invention relates to a device for operating a Fluidzumessvorrichtung. Fluidzumessvorrichtungen be used, for example, for metering fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine.

Immer strengere Anforderungen bezüglich zulässiger Schadstoffemissionen von Kraftfahrzeugen, in denen Brennkraftmaschinen eingesetzt sind, erfordern diverse Maßnahmen zur Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs und der von den Fahrzeugen ausgestoßenen Schadstoffemissionen. Zu diesem Zweck kann beispielsweise der Verbrennungsprozess geeignet beeinflusst werden und/oder ein Abgasnachbehandlungssystem vorgesehen sein, mittels dessen bei der Verbrennung erzeugte Schadstoffe in unschädliche Stoffe umgewandelt werden.Increasingly stringent requirements regarding permissible pollutant emissions of motor vehicles in which internal combustion engines are used require various measures to reduce fuel consumption and the pollutant emissions emitted by the vehicles. For this purpose, for example, the combustion process can be suitably influenced and / or an exhaust aftertreatment system can be provided, by means of which pollutants generated during combustion are converted into harmless substances.

Ein geeignetes Beeinflussen des Verbrennungsprozesses kann besonders wirkungsvoll unterstützt werden durch den Einsatz von Fluidzumessvorrichtungen mit Festkörperaktuatoren, denen elektrische Energie mittels eines Ladevorgangs zugeführt wird und denen elektrische Energie mittels eines Entladevorgangs entnommen wird. Weit verbreitet sind derzeit Piezo-Aktuatoren als Festkörperaktuatoren. Um steigenden Anforderungen an die Kraftstoffzerstäubung gerecht zu werden, werden die Fluidzumessvorrichtungen zunehmend mit Kraftstoff versorgt, der unter sehr hohem Druck steht, beispielsweise bei Benzin bis zu 200 bar.A suitable influencing of the combustion process can be supported particularly effectively by the use of fluid metering devices with solid-state actuators, to which electrical energy is supplied by means of a charging process and which electrical energy is removed by means of a discharging process. Piezo actuators are currently widely used as solid state actuators. In order to meet increasing demands on the fuel atomization, the Fluidzumessvorrichtungen be increasingly supplied with fuel that is under very high pressure, for example, gasoline up to 200 bar.

EP 1860310 A2 offenbart ein Verfahren zum Betreiben eines Fluidinjektors mit einem piezoelektrischen Aktuator, bei dem ein Ansteuerpuls so konfiguriert wird, dass seine dominanten Frequenzen entfernt sind von der oder jeder Resonanzfrequenz der Injektoranordnung und so eine erhebliche Reduzierung an Geräuscherzeugung erreicht wird. EP 1860310 A2 discloses a method of operating a fluid injector with a piezoelectric actuator in which a drive pulse is configured so that its dominant frequencies are removed from the or each resonant frequency of the injector assembly, and so a significant reduction in noise generation is achieved.

Aus der EP 1772952 A2 ist es bekannt zum Verringern einer hörbaren Geräuschentwicklung an einer Brennkraftmaschinenstruktur bei einem Fluidinjektor mit einem piezoelektrischen Aktuator eine PWM-Frequenz zu variieren während eines Lade- oder Entlademodus.From the EP 1772952 A2 It is known to reduce a PWM frequency during a charge or discharge mode to reduce audible noise on an engine structure in a fluid injector with a piezoelectric actuator.

Aus DE 10 2005 054 680 A1 ist es bekannt zur Verminderung einer Geräuschreduzierung bei einem piezoelektrischen Injektor den Betrag der elektrischen Energie zu Beginn der Erregung des piezoelektrischen Elements zu begrenzen und danach zu vergrößern.Out DE 10 2005 054 680 A1 It is known to reduce the amount of electrical energy at the beginning of the excitation of the piezoelectric element and then increase it to reduce a noise reduction in a piezoelectric injector.

Die Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt, ist es, eine Vorrichtung zum Betreiben einer Fluidzumessvorrichtung zu schaffen, die einen einfachen und auch zuverlässigen Betrieb der Fluidzumessvorrichtung ermöglicht.The object underlying the invention is to provide an apparatus for operating a Fluidzumessvorrichtung, which allows a simple and reliable operation of Fluidzumessvorrichtung.

Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.The object is solved by the features of the independent claim. Advantageous embodiments of the invention are characterized in the subclaims.

Eine Ausgestaltung der Erfindung zeichnet sich gemäß eines ersten Aspekts aus durch eine Vorrichtung zum Betreiben einer Fluidzumessvorrichtung mit einem Festkörperaktuator, dem elektrische Energie mittels eines Ladevorgangs zugeführt wird und dem elektrische Energie mittels eines Entladevorgangs entnommen wird. Die Fluidzumessvorrichtung hat ferner eine Düsennadel, auf die der Festkörperaktuator zum Einstellen ihrer Position einwirkt und die in einer Schließposition ein Zumessen von Fluid unterbindet und außerhalb der Schließposition das Zumessen von Fluid ermöglicht. Dem Festkörperaktuator ist zumindest eine elektrische Kontaktierung zugeordnet. Die Vorrichtung ist dazu ausgebildet, eine gewünschte Ladezeitdauer vorzugeben, während der elektrische Energie mittels des Ladevorgangs zugeführt wird, eine gewünschte Plateauzeitdauer vorzugeben, die einen Zeitraum zwischen einem Abschluss des Ladevorgangs und einem Beginn des Entladevorgangs ausfüllt. Die Ladezeitdauer und die Plateauzeitdauer, die einem jeweiligen Betriebspunkt zugeordnet sind, sind im Hinblick auf geringe Schwingungen an der zumindest einen elektrischen Kontaktierung optimiert.An embodiment of the invention is characterized according to a first aspect by an apparatus for operating a Fluidzumessvorrichtung with a solid state actuator, the electrical energy is supplied by means of a charging operation and the electrical energy is removed by means of a discharging process. The Fluidzumessvorrichtung further has a nozzle needle on which the solid-state actuator acts to adjust its position and which prevents a metering of fluid in a closed position and allows the metering of fluid outside the closed position. The solid state actuator is associated with at least one electrical contact. The apparatus is configured to specify a desired charging period during which the electrical energy is supplied by means of the charging process, to specify a desired plateau duration, which fills a period between a completion of the charging process and a start of the discharging process. The charging time duration and the plateau time duration, which are assigned to a respective operating point, are optimized with regard to low vibrations at the at least one electrical contact.

Auf diese Weise kann auf besonders einfache Art und Weise gewährleistet werden, dass lediglich geringe Schwingungen an der zumindest einen elektrischen Kontaktierung während des Betriebs der Fluidzumessvorrichtung auftreten und zwar insbesondere ohne zusätzliche mechanische Schwingungsdämpfer, und so ein sehr langer und ausfallfreier Betrieb der Fluidzumessvorrichtung unterstützt wird.In this way it can be ensured in a particularly simple manner that only slight oscillations occur at the at least one electrical contact during operation of the Fluidzumessvorrichtung and in particular without additional mechanical vibration, and so a very long and failure-free operation of Fluidzumessvorrichtung is supported.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des ersten Aspekts ist die Ladezeitdauer und die Plateauzeitdauer im Hinblick auf eine Kenngröße für eine Geräuscherzeugung der Fluidzumessvorrichtung während ihres Betriebs optimiert. Auf diese Weise kann eine besonders günstige Geräuscherzeugung gewährleistet werden, so beispielsweise im Hinblick auf einen Schalldruckpegel.According to an advantageous embodiment of the first aspect, the charging time duration and the plateau time duration are optimized with regard to a parameter for generating noise of the fluid metering device during its operation. In this way, a particularly favorable generation of noise can be ensured, for example with regard to a sound pressure level.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Kenngröße für die Geräuschverteilung repräsentativ für eine Frequenzverteilung der erzeugten Geräusche, so beispielsweise im Hinblick auf günstige Verteilung des Schalldruckpegels über vorgegebene Frequenzbereiche und im Sinne eines möglichst geringen Schalldruckpegels, beispielsweise in einem oder mehreren vorgegebenen Frequenzbereichen.According to a further advantageous embodiment, the parameter for the noise distribution is representative of a frequency distribution of the generated noise, for example with regard to favorable distribution of the sound pressure level over predetermined frequency ranges and in terms of the lowest possible sound pressure level, for example, in one or more predetermined frequency ranges.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Vorrichtung dazu ausgebildet, dass die Ladezeitdauer und die Plateauzeitdauer im Hinblick auf eine Kenngröße für eine Strahlausbildung des durch die Fluidzumessvorrichtung während ihres Betriebs zugemessenen Fluids optimiert sind. Auf diese Weise kann dann ein besonders günstiger Verlauf des Verbrennungsprozesses vorteilhaft beeinflusst werden, und so eine für den jeweiligen Anwendungsfall günstige Ausbildung des Strahls unterstützt sein.According to a further advantageous embodiment, the device is designed such that the charging time duration and the plateau time duration are optimized with regard to a parameter for jet formation of the fluid metered by the fluid metering device during its operation. In this way, then a particularly favorable course of the combustion process can be favorably influenced, and so be supported for the particular application, favorable design of the beam.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Vorrichtung dazu ausgebildet, eine Entladezeitdauer, während der elektrische Energie mittels des Entladevorgangs entnommen wird, derart vorzugeben, dass sie im Hinblick auf geringe Schwingungen an der zumindest einen elektrischen Kontaktierung optimiert ist und/oder im Hinblick auf die Kenngröße für eine Geräuscherzeugung der Fluidzumessvorrichtung während ihres Betriebs optimiert ist und/oder im Hinblick auf die Kenngröße für eine Strahlausbildung des durch die Fluidzumessvorrichtung während ihres Betriebs zugemessenen Fluids optimiert ist. Die Entladezeitdauer bezieht sich insbesondere auf das Entnehmen der elektrischen Energie unter Zwischenspeicherung dieser für einen folgenden Ladevorgang, wobei ein gezieltes Umwandeln in thermische Energie davon ausgenommen sein kann.According to a further advantageous embodiment, the device is designed to specify a discharge period during which electrical energy is removed by means of the discharge process in such a way that it is optimized with regard to low vibrations at the at least one electrical contact and / or with regard to the parameter is optimized for generating noise of the Fluidzumessvorrichtung during its operation and / or is optimized in terms of the characteristic for jet formation of the metered by the Fluidzumessvorrichtung during their operation fluid. In particular, the discharge period refers to the removal of the electrical energy while temporarily storing it for a subsequent charging process, whereby a targeted conversion to thermal energy may be excluded therefrom.

Gemäß eines zweiten Aspekts zeichnet sich eine Ausgestaltung der Erfindung aus durch eine Vorrichtung zum Betreiben der Fluidzumessvorrichtung, wobei die Vorrichtung dazu ausgebildet ist, eine gewünschte Ladepausenzeitdauer vorzugeben während eines Ladevorgangs, wobei die gewünschte Ladepausenzeitdauer als eine aperiodische Unterbrechung des Ladevorgangs ausgebildet ist, und die Ladepausenzeitdauer zugeordnet zu einem jeweiligen Betriebspunkt im Hinblick auf ein Reduzieren der Schwingungen an der zumindest einen elektrischen Kontaktierung optimiert ist. Die Vorrichtung ist ferner alternativ oder zusätzlich dazu ausgebildet eine gewünschte Entladepausenzeitdauer vorzugeben während des Entladevorgangs, wobei die gewünschte Entladepausenzeitdauer als eine aperiodische Unterbrechung des Ladevorgangs ausgebildet ist und die Entladepausenzeitdauer zugeordnet zu einem jeweiligen Betriebspunkt im Hinblick auf geringe Schwingungen an zumindest der einen elektrischen Kontaktierung optimiert ist.According to a second aspect, an embodiment of the invention is characterized by an apparatus for operating the Fluidzumessvorrichtung, wherein the device is adapted to specify a desired charging pause time during a charging operation, wherein the desired charging pause period is designed as an aperiodic interruption of the charging process, and the charging pause period assigned to a respective operating point with a view to reducing the vibrations at the at least one electrical contact is optimized. The apparatus is further alternatively or additionally configured to provide a desired discharge pause period during the discharge process, wherein the desired discharge pause period is configured as an aperiodic interruption of the charging process and the discharge pause period associated with a respective operating point is optimized for low oscillation on at least one electrical contact ,

Bevorzugt ist die jeweilige Ladepausenzeitdauer oder Entladepausenzeitdauer im Falle eines aus mehreren Pulsen mit entsprechender Pulsperiode bestehenden Lade- beziehungsweise Entladevorgangs so ausgebildet, dass sie größer ist als eine Ladepulsperiode.In the case of a charging or discharging process consisting of a plurality of pulses with a corresponding pulse period, the respective charging pause period or discharge pause period is preferably designed such that it is greater than a charging pulse period.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des ersten Aspekts ist die Vorrichtung dazu ausgebildet, dass eine gewünschte zeitliche Lage der Ladepausenzeitdauer innerhalb des Ladevorgangs zugeordnet zu einem jeweiligen Betriebspunkt im Hinblick auf ein Reduzieren der Schwingungen an zumindest der einen elektrischen Kontaktierung optimiert ist und/oder dass eine gewünschte zeitliche Lage der Entladepausenzeitdauer innerhalb des Entladevorgangs zugeordnet zu einem jeweiligen Betriebspunkt im Hinblick auf geringe Schwingungen an zumindest der einen elektrischen Kontaktierung optimiert ist. Auf diese Weise ist eine noch wirkungsvollere Verminderung von Schwingungen an der zumindest einen elektrischen Kontaktierung möglich.In accordance with an advantageous embodiment of the first aspect, the device is designed such that a desired time position of the charging pause time duration within the charging process assigned to a respective operating point is optimized with regard to reducing the vibrations on at least one electrical contact and / or that a desired time interval Position of Entladepausenzeitdauer is optimized within the discharge process associated with a respective operating point in view of low vibrations on at least one electrical contact. In this way, an even more effective reduction of vibrations at the at least one electrical contact is possible.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des zweiten Aspekts ist die Vorrichtung dazu ausgebildet, eine gewünschte Ladezeitdauer vorzugeben, während der elektrische Energie mittels des Ladevorgangs zugeführt wird, und eine gewünschte Plateauzeitdauer vorzugeben, die einen Zeitraum zwischen einem Abschluss des Ladevorgangs und einem Beginn des Entladevorgangs ausfüllt. Die Ladezeitdauer und/oder die Plateauzeitdauer, die einem jeweiligen Betriebspunkt zugeordnet sind, sind im Hinblick auf geringe Schwingungen an der zumindest einen elektrischen Kontaktierung optimiert.According to a further advantageous embodiment of the second aspect, the device is configured to specify a desired charging period during which electrical energy is supplied by means of the charging process and to specify a desired plateau period which fills a period between a completion of the charging process and a start of the discharging process. The charging time duration and / or the plateau time duration, which are assigned to a respective operating point, are optimized with regard to low vibrations at the at least one electrical contact.

Auf diese Weise können besonders geringe Schwingungen an der zumindest einen elektrischen Kontaktierung gewährleistet werden.In this way, particularly low vibrations can be ensured at the at least one electrical contact.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Vorrichtung dazu ausgebildet, eine Entladezeitdauer, während der elektrische Energie mittels des Entladevorgangs entnommen wird, derart zugeordnet zu dem jeweiligen Betriebspunkt vorzugeben, dass sie im Hinblick auf geringe Schwingungen an der zumindest einen elektrischen Kontaktierung optimiert ist und/oder im Hinblick auf die Kenngröße für eine Geräuscherzeugung der Fluidzumessvorrichtung während ihres Betriebs optimiert ist und/oder im Hinblick auf die Kenngröße für eine Strahlausbildung des durch die Fluidzumessvorrichtung während ihres Betriebs zugemessenen Fluids optimiert ist. According to a further advantageous embodiment, the device is designed to specify a discharge period during which the electrical energy is removed by means of the discharge process, assigned to the respective operating point in such a way that it is optimized with regard to low vibrations at the at least one electrical contacting and / or is optimized with respect to the parameter for generating a noise of the Fluidzumessvorrichtung during their operation and / or is optimized in terms of the parameter for beam formation of the metered by the Fluidzumessvorrichtung during their operation fluid.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Vorrichtung dazu ausgebildet, dass die Ladezeitdauer und/oder die Plateauzeitdauer und/oder die Ladepausenzeitdauer und/oder ihre zeitliche Lage und/oder die Entladepausenzeitdauer und/oder ihre zeitliche Lage im Hinblick auf eine Kenngröße für eine Geräuscherzeugung der Fluidzumessvorrichtung während ihres Betriebs optimiert ist, und zwar insbesondere im Sinne einer günstigen Geräuscherzeugung, wie beispielsweise eines günstigen Schalldruckpegels.In accordance with a further advantageous embodiment, the device is designed such that the charging time duration and / or the plateau time duration and / or the charging pause time duration and / or its temporal position and / or the discharge pause time duration and / or its time position with respect to a parameter for generating noise Fluidzumessvorrichtung is optimized during their operation, in particular in the sense of a favorable noise generation, such as a favorable sound pressure level.

Auf diese Weise kann eine besonders günstige Geräuscherzeugung gewährleistet werden, so beispielsweise im Hinblick auf den Schalldruckpegel.In this way, a particularly favorable generation of noise can be ensured, for example with regard to the sound pressure level.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des zweiten Aspekts ist die Kenngröße für die Geräuscherzeugung repräsentativ für eine Frequenzverteilung der erzeugten Geräusche. Auf diese Weise kann dann ein Betrieb der Fluidzumessvorrichtung ein im Hinblick auf ein oder mehrere Frequenzbereiche besonders günstigen, insbesondere geringen Schalldruckpegel, gewährleistet werden.According to a further advantageous embodiment of the second aspect, the parameter for the generation of noise is representative of a frequency distribution of the generated noise. In this way, an operation of the fluid metering device can be ensured with a view to one or more frequency ranges particularly favorable, in particular low sound pressure level.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des zweiten Aspekts ist die Ladezeitdauer und/oder die Plateauzeitdauer und/oder die Ladepausenzeitdauer und/oder ihre zeitliche Lage und/oder die Entladepausenzeitdauer und/oder ihre zeitliche Lage zugeordnet zu dem jeweiligen Betriebspunkt im Hinblick auf eine Kenngröße für eine Strahlausbildung des durch die Fluidzumessvorrichtung während ihres Betriebs zugemessenen Fluids optimiert.According to a further advantageous embodiment of the second aspect, the charging time duration and / or the plateau time duration and / or the charging pause time duration and / or their temporal position and / or the Entladepausenzeitdauer and / or their temporal position is assigned to the respective operating point with respect to a characteristic for a Beam formation of the metered by the Fluidzumessvorrichtung during their operation fluid optimized.

Auf diese Weise kann dann ein besonders günstiger Verlauf des Verbrennungsprozesses vorteilhaft beeinflusst werden, und so eine für den jeweiligen Anwendungsfall günstige Ausbildung des Strahls unterstützt sein.In this way, then a particularly favorable course of the combustion process can be favorably influenced, and so be supported for the particular application, favorable design of the beam.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the schematic drawings. Show it:

1 eine Fluidzumessvorrichtung mit einer Steuervorrichtung, 1 a fluid metering device with a control device,

2 einen ersten Signalverlauf, 2 a first waveform,

3 einen zweiten Signalverlauf, 3 a second waveform,

4 einen dritten Signalverlauf, 4 a third waveform,

5 ein Ablaufdiagramm eines Programms zum Betreiben der Fluidzumessvorrichtung, 5 a flowchart of a program for operating the Fluidzumessvorrichtung,

6 ein Ablaufdiagramm zum Durchführen eines Optimierungsvorgangs, 6 a flowchart for performing an optimization process,

7 einen ersten Verlauf eines Tupels an Steuerparameter zum Ansteuern des Festkörperaktuators und 7 a first course of a tuple to control parameters for driving the solid state actuator and

8 einen zweiten Verlauf eines weiteren Tupels von Ansteuerparametern für den Festkörperaktuator. 8th a second course of another tuple of drive parameters for the solid state actuator.

Elemente gleicher Konstruktion oder Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.Elements of the same construction or function are identified across the figures with the same reference numerals.

Eine Fluidzumessvorrichtung (1) umfasst ein Gehäuse 1, in das ein Fluidkanal 2 eingebracht ist, der bei dem bestimmungsgemäßen Betrieb der Fluidzumessvorrichtung hydraulisch gekoppelt ist mit einer Fluidversorgung, die beispielsweise ein common rail sein kann. Das Gehäuse 1 hat eine Gehäuseausnehmung, in die ein Ventilkörper 3 eingebracht ist. Der Ventilkörper 3 umfasst einen Einsatzkörper 5 mit einer Ventilkörperausnehmung 7, in die eine Düsennadel 9 eingebracht ist. An einem axialen Ende des Ventilkörpers 3 ist eine Düse 15 ausgebildet und zwar im Zusammenwirken zwischen dem Einsatzkörper 5 und der Düsennadel 9. Bevorzugt ist die Düsennadel 9 als nach außen öffnende Düsennadel ausgebildet. Sie kann jedoch auch als eine anderweitige Düsennadel ausgebildet sein, die dem Fachmann für derartige Einsatzzwecke bei Fluidzumessvorrichtungen bekannt ist. So kann sie beispielsweise auch nach innen öffnend ausgebildet sein.A fluid metering device ( 1 ) comprises a housing 1 into which a fluid channel 2 is introduced, which is hydraulically coupled in the normal operation of the Fluidzumessvorrichtung with a fluid supply, which may be, for example, a common rail. The housing 1 has a housing recess into which a valve body 3 is introduced. The valve body 3 includes an insert body 5 with a valve body recess 7 into which a nozzle needle 9 is introduced. At an axial end of the valve body 3 is a nozzle 15 formed in the interaction between the insert body 5 and the nozzle needle 9 , The nozzle needle is preferred 9 formed as outwardly opening nozzle needle. However, it can also be designed as an otherwise nozzle needle, which is known in the art for such applications in Fluidzumessvorrichtungen. For example, it can also be designed to open inwards.

In der Gehäuseausnehmung ist ferner eine Rückstellfeder 11 angeordnet, die so ausgebildet und angeordnet ist, dass durch sie ohne das Einwirken weiterer Kräfte die Düsennadel 9 mit einer Kraft beaufschlagt wird, die sie in ihre Schließposition bringt oder in dieser hält. In der Schließposition unterbindet die Düsennadel das Zumessen von Fluid. Außerhalb der Schließposition ermöglicht die Düsennadel das Zumessen von Fluid. Der Fluidkanal 2 ist somit so ausgebildet, dass dieser mit der Düse 15 hydraulisch kommuniziert.In the housing recess is also a return spring 11 arranged, which is so formed and arranged that by them without the action of further forces the nozzle needle 9 is applied with a force that brings them to their closed position or holds in this. In the closed position, the nozzle needle prevents the metering of fluid. Outside the closed position, the nozzle needle allows the metering of fluid. The fluid channel 2 is thus designed so that this with the nozzle 15 hydraulically communicates.

Ferner ist in der Gehäuseausnehmung des Gehäuses 1 ein Festkörperaktuator 13 angeordnet, der mechanisch mit der Düsennadel 9 gekoppelt ist. Der Festkörperaktuator 13 ist bevorzugt bezüglich seines der Düsennadel 9 abgewandten axialen Endes im Wesentlichen fest relativ zu dem Gehäuse 1 angeordnet. Dazu kann er beispielsweise grundsätzlich mit einer ersten Abschlusskappe mit dem Gehäuse verstemmt sein. Bevorzugt ist jedoch ein thermisches Ausgleichselement vorgesehen, das derart auf den Festkörperaktuator 13 einwirkt, dass es unterschiedliche thermische Ausdehnungskoeffizienten zwischen dem Material des Gehäuses 1 und dem des Festkörperaktuators 13 kompensiert.Furthermore, in the housing recess of the housing 1 a solid state actuator 13 arranged mechanically with the nozzle needle 9 is coupled. The solid state actuator 13 is preferred with respect to its the nozzle needle 9 facing away from the axial end substantially fixed relative to the housing 1 arranged. For this purpose, he may for example be caulked in principle with a first end cap with the housing. Preferably, however, a thermal compensation element is provided, which in such a way on the solid state actuator 13 Acts that there are different thermal expansion coefficients between the material of the housing 1 and that of the solid state actuator 13 compensated.

An seinem der Düsennadel 9 zugewandten axialen Ende ist der Festkörperaktuator 13 bevorzugt mit einer zweiten Abschlusskappe versehen und über diese dann bevorzugt direkt mit der Düsennadel 9 mechanisch gekoppelt. Der Festkörperaktuator umfasst ferner bevorzugt eine Rohrfeder, durch die er intern vorgespannt wird. At his the nozzle needle 9 facing axial end is the solid state actuator 13 preferably provided with a second end cap and then preferably directly with the nozzle needle 9 mechanically coupled. The solid state actuator further preferably comprises a bourdon tube by which it is internally biased.

Der Festkörperaktuator kann beispielsweise als Piezo-Aktuator, so insbesondere als piezoelektrischer Aktuator, ausgebildet sein. Er kann jedoch auch als ein anderer dem Fachmann bekannter Festkörperaktuator 13, wie beispielsweise ein magnetostriktiver Aktuator, ausgebildet sein.The solid-state actuator can be designed, for example, as a piezoactuator, in particular as a piezoelectric actuator. However, it can also be used as another solid state actuator known to those skilled in the art 13 , such as a magnetostrictive actuator, be formed.

Zumindest eine elektrische Kontaktierung 16 ist vorgesehen, über die der Festkörperaktuator 13 elektrisch kontaktiert ist.At least one electrical contact 16 is provided over which the solid state actuator 13 electrically contacted.

Der Fluidzumessvorrichtung ist eine Steuervorrichtung 17 zugeordnet, die elektrisch leitend mit dem Festkörperaktuator 13 über die zumindest eine elektrische Kontaktierung 16 gekoppelt ist. Die Steuervorrichtung kann auch als Vorrichtung zum Betreiben der Fluidzumessvorrichtung bezeichnet werden.The fluid meter is a control device 17 assigned to the electrically conductive with the solid state actuator 13 via the at least one electrical contact 16 is coupled. The control device may also be referred to as a device for operating the Fluidzumessvorrichtung.

Bevorzugt ist die Steuervorrichtung auch ausgebildet zum Steuern weiterer Stellglieder einer Brennkraftmaschine, wie beispielsweise einer Drosselklappe, einer Zündspule, oder eines Abgasrückführventils. Zu diesem Zweck sind der Steuervorrichtung 17 verschiedene Sensoren zugeordnet, die Messgroßen erfassen. Derartige Sensoren können beispielsweise ein Fahrpedalsensor sein, der eine Fahrpedalstellung erfasst, und/oder ein Luftmassensensor, der einen Luftmassenstrom in einem Ansaugtrakt, bevorzugt stromaufwärts einer Drosselklappe erfasst, und/oder ein Drehzahlsensor, der eine Drehzahl einer Kurbelwelle erfasst und/oder ein Kraftstoffdrucksensor, der einen Kraftstoffdruck erfasst und/oder eine Abgassonde, deren Messsignal repräsentativ ist für ein Luft-/Kraftstoff-Verhältnis in dem Brennraum der Brennkraftmaschine.Preferably, the control device is also designed to control further actuators of an internal combustion engine, such as a throttle valve, an ignition coil, or an exhaust gas recirculation valve. For this purpose, the control device 17 Assigned various sensors that detect measured variables. Such sensors may be, for example, an accelerator pedal sensor, which detects an accelerator pedal position, and / or an air mass sensor, which detects an air mass flow in an intake tract, preferably upstream of a throttle flap, and / or a rotational speed sensor, which detects a rotational speed of a crankshaft and / or a fuel pressure sensor, detects a fuel pressure and / or an exhaust gas probe whose measurement signal is representative of an air / fuel ratio in the combustion chamber of the internal combustion engine.

Betriebsgrößen BG umfassen neben den Messgrößen auch von diesen abgeleitete Größen.Operating variables BG include not only the measured variables but also derived from these variables.

Zum Betreiben der Fluidzumessvorrichtung ist die Steuervorrichtung 17 dazu ausgebildet, dass eine Fluidzumessung durch die Düse 15 dadurch durchgeführt wird, dass dem Festkörperaktuator zunächst elektrische Energie mittels eines Ladevorgangs zugeführt wird und zeitlich versetzt dazu dem Festkörperaktuator elektrische Energie mittels eines Entladevorgangs entnommen wird. Durch das Zuführen der elektrischen Energie erfolgt ein Vergrößern der axialen Ausdehnung des Festkörperaktuators 13 und somit ein Verschieben der Position der Düsennadel 9 heraus aus ihrer Schließposition. Mit zunehmend zugeführter elektrischer Energie entfernt sich die Düsennadel 9 somit immer weiter weg von ihrer Schließposition, ihr Hub nimmt also zu.To operate the Fluidzumessvorrichtung is the control device 17 adapted to be a fluid metering through the nozzle 15 is carried out by first supplying electric energy to the solid-state actuator by means of a charging process and, at a staggered time, extracting electrical energy from the solid-state actuator by means of a discharging process. By supplying the electrical energy, the axial extent of the solid-state actuator increases 13 and thus shifting the position of the nozzle needle 9 out of their closed position. With increasingly supplied electrical energy, the nozzle needle moves away 9 thus always further away from their closed position, so their hub is increasing.

Durch das mittels des Entladevorgangs erfolgende Entnehmen von elektrischer Energie aus dem Festkörperaktuator 13 wird die axiale Längung des Festkörperaktuators wieder reduziert, was ein Zurückführen der Düsennadel 9 in ihre Schließposition bewirkt.By taking place by means of the discharging removal of electrical energy from the solid state actuator 13 the axial elongation of the solid-state actuator is reduced again, resulting in a return of the nozzle needle 9 effected in their closed position.

Ein solcher beispielhafter Zyklus ist anhand der 2 in einer ersten Ausführungsform beispielhaft dargestellt. Dabei bezeichnet T_L eine Ladezeitdauer, die dem Ladevorgang zugeordnet ist, T_EL eine Entladezeitdauer, die dem Entladevorgang zugeordnet ist, und T_I eine gewünschte Ansteuerzeitdauer, die zu einer Summe aus der Ladezeitdauer T_EL und einer Plateauzeitdauer T_PL korrespondiert. Der Ladevorgang und auch der Entladevorgang können unterschiedliche Stromformen umfassen. So kann beispielsweise der Ladevorgang eine Vielzahl periodischer Pulse umfassen und diesen jeweils zugeordnete Pulspausen. Der Ladevorgang kann jedoch auch eine weitgehend ununterbrochene Bestromung umfassen. Entsprechendes gilt auch für den Entladevorgang.Such an exemplary cycle is based on 2 in a first embodiment exemplified. In this case, T_L denotes a charging time duration which is associated with the charging process, T_EL a discharge time duration which is associated with the discharging process, and T_I a desired activation time duration which corresponds to a sum of the charging time duration T_EL and a plateau time duration T_PL. The charging process as well as the discharging process may include different current forms. For example, the charging process may include a plurality of periodic pulses and their respective associated pulse pauses. However, the charging process can also include a largely continuous current supply. The same applies to the unloading process.

Dabei bilden die verschiedenen Ansteuerparameter zum Durchführen eines Ansteuerzyklusses der Fluidzumessvorrichtung jeweils Tupel, die einem jeweiligen Betriebspunkt zugeordnet sind, wobei der jeweilige Betriebspunkt beispielsweise repräsentativ sein kann für eine zuzumessende Fluidmenge MFF. Ein derartiges Tupel an Ansteuerparametern kann beispielsweise die Ladezeitdauer T_L, die Entladezeitdauer T_EL und die Plateauzeitdauer T_PL umfassen. Grundsätzlich kann beispielsweise zusätzlich oder alternativ zu der Plateauzeitdauer T_PL und der Ladezeitdauer T_L auch die gewünschte Ansteuerzeitdauer Teil des jeweiligen Tupels bilden.In this case, the various control parameters for carrying out a drive cycle of the fluid metering device each form tuples which are assigned to a respective operating point, wherein the respective operating point can be representative, for example, of an amount of fluid MFF to be metered. Such a tuple of control parameters may include, for example, the charging time period T_L, the discharging time T_EL and the plateau time T_PL. In principle, for example, in addition to or as an alternative to the plateau time duration T_PL and the charging time duration T_L, the desired activation time duration can also form part of the respective tuple.

3 zeigt eine weitere mögliche Form der Ansteuerung mit zusätzlichen weiteren Ansteuerparametern im Vergleich zu 3. Dabei bezeichnet T_P_L eine Ladepausenzeitdauer, fur die ein Ladevorgang unterbrochen ist, der in diesem Fall aufgeteilt ist in eine erste Teilladezeitdauer T_L1 und eine zweite Teilladezeitdauer T_L2. In diesem Fall umfasst der Ladevorgang die erste Ladezeitdauer T_L1 und die zweite Ladezeitdauer T_L2 und ist für die Ladepausenzeitdauer T_P_L unterbrochen. Die Ladepausenzeitdauer T_P_L ist als eine aperiodische Unterbrechung des Ladevorgangs ausgebildet. Somit unterscheidet sie sich von einer reinen Pulspause eines eine Vielzahl an periodischen Einzelpulsen umfassenden Ladevorgangs, wie er beispielhaft an der 4 dargestellt ist. Bei einem Verlauf des Stroms bei dem Ladevorgang, wie er in der 4 dargestellt ist, hat die Ladepausenzeitdauer T_P_L bevorzugt eine Länge, die größer ist als eine Ladepulsperiode T_1PULS. 3 shows a further possible form of control with additional additional control parameters in comparison to 3 , In this case, T_P_L denotes a charging pause period for which a charging operation is interrupted, which in this case is divided into a first partial loading period T_L1 and a second partial loading period T_L2. In this case, the charging process includes the first charging period T_L1 and the second charging period T_L2, and is interrupted for the charging pause period T_P_L. The charging pause period T_P_L is designed as an aperiodic interruption of the charging process. Thus, it differs from a pure pulse pause of a load of a plurality of periodic single pulses, as exemplified by the 4 is shown. In a course of the current during the charging process, as in the 4 is illustrated, the charging pause period T_P_L preferably has a length which is greater than a charging pulse period T_1PULS.

Darüber hinaus kann auch eine Entladepause mit einer vorgegebenen Entladepausenzeitdauer T_P_EL vorgesehen sein, wie dies anhand des Signalverlaufs der 3 beispielhaft dargestellt ist. In diesem Fall ist dann der Entladevorgang für die Entladepausenzeitdauer T_P_EL unterbrochen und zwar im Anschluss an eine erste Teilentladezeitdauer T_EL1 und vor einer zweiten Teilentladezeitdauer F_EL2. Die Summe der ersten und zweiten Teilentladezeitdauer T_EL1, T_EL2 korrespondiert in diesem Zusammenhang zu der Entladezeitdauer T_EL, wohingegen die Summe der ersten Teilladezeitdauer T_L1 und der zweiten Teilladezeitdauer T_L2 zu der Ladezeitdauer T_L korrespondiert. Durch das Vorsehen der Ladepausenzeitdauer T_P_L verharrt die Düsennadel 9, bei dem zum Ende der ersten Teilladezeitdauer T_L1 erreichten Position, bei der bevorzugt schon ein Zumessen von Fluid erfolgt. Entsprechend verharrt die Düsennadel 9 oder ändert die Düsennadel 9 ihre Bewegung nach der ersten Entladezeitdauer T_EL1 für die Entladepausenzeitdauer T_P_EL, bei der zum Ende der ersten Teilladezeitdauer T_EL1 erreichten Position. In addition, it is also possible to provide an unloading pause with a predetermined discharge pause time T_P_EL, as can be seen from the signal curve of FIG 3 is shown by way of example. In this case, then the discharge process for the Entladebausenzeitdauer T_P_EL is interrupted, following a first Teilentladezeitdauer T_EL1 and before a second Teilentladezeitdauer F_EL2. The sum of the first and second partial discharge time periods T_EL1, T_EL2 in this context corresponds to the discharge time period T_EL, whereas the sum of the first partial loading time period T_L1 and the second partial loading time duration T_L2 corresponds to the charging time period T_L. By providing the charging pause period T_P_L, the nozzle needle remains 9 in which the position reached at the end of the first part load time T_L1, in which preferably already a metering of fluid takes place. Accordingly, the nozzle needle remains 9 or change the nozzle needle 9 their movement after the first discharge period T_EL1 for the discharge pause period T_P_EL, at the position reached at the end of the first partial load period T_EL1.

Durch die Ladezeitdauer T_L wird maßgeblich der während eines Betriebszyklusses der Fluidzumessvorrichtung erreichbare Hub weg von der Schließposition der Düsennadel 9 beeinflusst.The charging time duration T_L decisively reduces the lift which can be achieved during an operating cycle of the fluid metering device, away from the closing position of the nozzle needle 9 affected.

Es ist somit möglich, beispielsweise ein und denselben Betriebspunkt, der insbesondere repräsentativ ist für eine jeweils bestimmte zuzumessende Fluidmenge mittels unterschiedlicher Tupel der Steuerparameter zu realisieren. So kennen beispielsweise unterschiedliche Tupel darin bestehen, dass der gleiche Betriebspunkt einmal durch eine kürzere Ladezeitdauer T_L mit einer dazu korrespondierenden längeren Plateauzeitdauer T_PL erreicht wird und andererseits durch eine längere Ladezeitdauer T_L korrespondierend zu einer kürzeren Plateauzeitdauer T_PL.It is thus possible, for example, to realize one and the same operating point, which in particular is representative of a particular quantity of fluid to be metered in each case by means of different tuples of the control parameters. Thus, for example, different tuples know that the same operating point is achieved once by a shorter charging time T_L with a corresponding longer plateau time T_PL and on the other hand by a longer charging time T_L corresponding to a shorter plateau time T_PL.

Je mehr Steuerparameter zumindest im Hinblick auf ein Durchführen einer Optimierung, wie sie weiter unten noch anhand der 6 näher erläutert ist, frei variiert werden können, desto mehr Tupel können ein und demselben Betriebspunkt zugeordnet werden und somit auch eine verbesserte Optimierung durchgeführt werden, bei der ein Tupel selektiert wird.The more control parameters at least with regard to carrying out an optimization, as described below on the basis of 6 is explained in more detail, can be varied freely, the more tuples can be assigned to one and the same operating point and thus also an improved optimization can be carried out, in which a tuple is selected.

Ein Programm zum Betreiben der Fluidzumessvorrichtung ist in einem Speicher der Steuervorrichtung 17 abgespeichert und wird während eines Betriebs der Steuervorrichtung in dieser abgearbeitet. Das Programm wird in einem Schritt S1 gestartet, in dem gegebenenfalls Parameter initialisiert werden.A program for operating the Fluidzumessvorrichtung is in a memory of the control device 17 stored and is processed during operation of the control device in this. The program is started in a step S1 in which, if necessary, parameters are initialized.

In einem Schritt S2 wird eine zuzumessende Fluidmenge ermittelt und zwar abhängig von zumindest einer Betriebsgröße.In a step S2, an amount of fluid to be metered is determined, depending on at least one operating variable.

In einem Schritt S4 wird dann das jeweilige der zuzumessenden Fluidmenge MFF zugeordnete Tupel an Ansteuerparametern ermittelt. Das Tupel kann eine beliebige Untermenge aber auch die vollständige Menge der Ansteuerparameter umfassten, wie beispielsweise die Ladezeitdauer T_L, die Plateauzeitdauer T_PL, die Entladezeitdauer T_EL, die Ladepausenzeitdauer T_P_L, die Entladepausenzeitdauer T_P_EL, die erste Teilentladezeitdauer T_EL1 und die erste Teilladezeitdauer T_L1 aber grundsätzlich auch die gewünschte Ansteuerzeitdauer T_I und die zweite Teilladezeitdauer T_L2 und die zweite Teilentladezeitdauer T_EL2. Zum Ermitteln der Tupel sind bevorzugt in der Steuervorrichtung 17 entsprechende Kennlinien oder Kennfelder vorgesehen, und die zu berechnenden Werte der Tupel werden bevorzugt mittels Kennfeldinterpolation ermittelt.In a step S4, the respective tuple assigned to the respective quantity of fluid MFF to be metered is then determined at activation parameters. The tuple may include any subset as well as the complete set of drive parameters, such as charge time T_L, plateau time T_PL, discharge time T_EL, charge break time T_P_L, discharge time T_P_EL, first charge time T_EL1, and first charge time T_L1, but basically also desired activation time T_I and the second partial charging time T_L2 and the second partial discharge time T_EL2. For determining the tuples are preferred in the control device 17 corresponding characteristic curves or maps are provided, and the values of the tuples to be calculated are preferably determined by means of map interpolation.

Grundsätzlich kann jedoch auch je nach Speichergröße und Verfügbarkeit jeder einzelne Wert in dem jeweiligen Speicher der Steuervorrichtung 17 gespeichert sein.Basically, however, depending on the memory size and availability, each individual value in the respective memory of the control device 17 be saved.

In einem Schritt S6 werden die Ansteuerparameter für den jeweiligen Ansteuerzyklus entsprechend eingestellt und in entsprechende Stellsignale für den Festkörperaktuator 13 umgesetzt. Zumindest eine Untermenge der Ansteuerparameter ist gemäß des Programms gemäß der 6, insbesondere vorab ermittelt, und somit optimiert und in dem Speicher der Steuervorrichtung 17 abgespeichert. Auf diese Weise kann je nach der erfolgten Optimierung eine besonders geringe Schwingung an zumindest einer elektrischen Kontaktierung des Piezo-Aktuators gewährleistet werden und/oder auch eine Kenngröße für eine Geräuscherzeugung der Fluidzumessvorrichtung während ihres Betriebs optimiert sein und/oder auch eine Kenngröße für eine Strahlausbildung des durch die Fluidzumessvorrichtung während ihres Betriebs zugemessenen Fluids optimiert sein.In a step S6, the control parameters for the respective drive cycle are set accordingly and into corresponding control signals for the solid state actuator 13 implemented. At least a subset of the driving parameters is according to the program according to 6 , in particular determined in advance, and thus optimized and in the memory of the control device 17 stored. In this way, depending on the optimization carried out, a particularly small vibration on at least one electrical contacting of the piezoactuator can be ensured and / or a parameter for generating noise of the fluid metering device can be optimized during its operation and / or a parameter for beam formation of the be optimized by the Fluidzumessvorrichtung metered during their operation fluid.

Im Anschluss an die Bearbeitung des Schrittes S6 wird bevorzugt nach einer vorgebbaren Wartezeitdauer, die Bearbeitung erneut in dem Schritt S2 fortgesetzt.Following the processing of step S6, the processing is preferably continued after a predefinable waiting period in step S2.

Das Programm gemäß der 6 wird vorab abgearbeitet, insbesondere bei einem Applikationsvorgang für das Auswählen der entsprechenden Werte der Steuerparameter der zugeordneten Tupel zu den jeweiligen Betriebspunkten. Dies kann in einer dazu vorgesehenen Steuervorrichtung 17 aber auch in einer von dieser abweichenden Recheneinheit erfolgen.The program according to the 6 is processed in advance, in particular in an application process for selecting the corresponding values of the control parameters of the associated tuple to the respective operating points. This can be done in a dedicated control device 17 but also in a deviating from this arithmetic unit.

Das Programm wird in einem Schritt S8 gestartet, in dem gegebenenfalls Parameter initialisiert werden. In einem Schritt S10 wird ein jeweiliger Betriebspunkt also somit beispielsweise eine gewünschte zuzumessende Fluidmenge MFF_i ausgewählt, wobei i insbesondere ein Zähler ist, der repräsentativ ist für die einzelnen unterschiedlichen Betriebspunkte somit insbesondere zuzumessenden Fluidmengen MET, hinsichtlich derer die Optimierung durchgeführt wird.The program is started in a step S8 in which parameters are initialized if necessary. In a step S10, a respective operating point is thus selected, for example, a desired amount of fluid MFF_i to be metered, where i is in particular a counter which is representative of the individual different operating points, thus in particular the quantities of fluid MET to be metered, with respect to which the optimization is carried out.

In einem Schritt S12 werden dann die einzelnen Tupel TUP1 bis TUPn ermittelt, die grundsätzlich zum Zumessen der jeweiligen Fluidmenge MFF_i geeignet sind. Anschließend erfolgt dann in einem Schritt S14 ein Optimieren hinsichtlich eines oder mehrerer Gütekriterien unter Berücksichtigung der Tupel TUP1 bis TUPn. Als Ergebnis der Optimierung wird ein ausgewähltes Tupel TUP_SEL aus der Gruppe der Tupel TUP1 bis TUPn ermittelt. Die Optimierung OPT erfolgt dabei im Hinblick auf geringe Schwingungen an der zumindest einen elektrischen Kontaktierung 16.In a step S12, the individual tuples TUP1 to TUPn are then determined, which are basically suitable for metering the respective fluid quantity MFF_i. Subsequently, in a step S14, optimization takes place with regard to one or more quality criteria taking into account the tuples TUP1 to TUPn. As a result of the optimization, a selected tuple TUP_SEL is determined from the group of tuples TUP1 to TUPn. The optimization OPT takes place with regard to low vibrations at the at least one electrical contact 16 ,

Bei der Optimierung OPT wird bevorzugt die jeweilige Gütefunktion minimiert oder maximiert. Dabei kann die Gütefunktion beispielsweise einen jeweiligen quadratischen Fehler umfassen und beispielsweise unter dem Prinzip der Methode der kleinsten Quadrate minimiert sein.In the optimization OPT, the respective quality function is preferably minimized or maximized. The quality function may, for example, comprise a respective quadratic error and be minimized, for example, using the principle of the least squares method.

Im Zusammenhang mit dem Optimieren können grundsätzlich beliebige dem Fachmann diesbezüglich bekannte Methoden eingesetzt werden, wie dies beispielsweise in einem einschlägigen Fachbuch ”Optimierung, statische dynamische, stochastische Verfahren für die Anwendung”, Markos Papageorgiou, München, Wien: Oldenburg, 1991, ISBN 3-486-21799-2, offenbart ist.In principle, any methods known to the person skilled in the art can be used in connection with the optimization, as described, for example, in a relevant textbook "Optimization, Static Dynamic, Stochastic Methods for Use", Markos Papageorgiou, Munich, Vienna: Oldenburg, 1991, ISBN 3- 486-21799-2, is disclosed.

Das Optimieren erfolgt beispielsweise im Hinblick auf geringe Schwingungen an der zumindest einen elektrischen Kontaktierung 16 bezogen auf die Ladezeitdauer und die Plateauzeitdauer und/oder die Ladepausenzeitdauer T_P_L und/oder die Entladepausezeitdauer T_P_EL und/oder die Lage der Entladepausezeitdauer T_P_EL, die beispielsweise durch die erste Teilentladezeitdauer T_EL1 bestimmt ist, und/oder die Lage der Ladepausezeitdauer T_P_L, die beispielsweise durch die erste Teilladezeitdauer T_L1 bestimmt ist und/oder die Entladezeitdauer T_EL.The optimization takes place, for example, with regard to low vibrations at the at least one electrical contact 16 based on the charging time duration and the plateau time duration and / or the charging pause time T_P_L and / or the discharge pause time T_P_EL and / or the position of the discharge pause time T_P_EL, which is determined for example by the first partial discharge time T_EL1, and / or the position of the charge pause time T_P_L, for example the first part load time T_L1 is determined and / or the discharge time T_EL.

Darüber hinaus kann die Optimierung auch hinsichtlich einer Kenngröße für die Geräuscherzeugung der Fluidzumessvorrichtung während ihres Betriebs erfolgen, wobei die Kenngröße für die Geräuscherzeugung bevorzugt repräsentativ ist für die Frequenzverteilung der erzeugten Geräusche. Ferner kann die Optimierung auch zusätzlich hinsichtlich einer Kenngröße fur eine Strahlausbildung des durch die Fluidzumessvorrichtung während ihres Betriebs zugemessenen Fluids erfolgen.In addition, the optimization can also take place with regard to a parameter for the generation of noise of the Fluidzumessvorrichtung during their operation, wherein the characteristic for the noise generation is preferably representative of the frequency distribution of the generated noise. Further, the optimization may also be additional in terms of a characteristic for jet formation of the fluid metered by the fluid metering device during its operation.

Die für den jeweiligen Betriebspunkt dann in dem Schritt S14 ermittelten Werte des ausgewählten Tupels TUP_SEL werden dann in dem Speicher der Steuervorrichtung 17 zugeordnet zu dem jeweiligen Betriebspunkt, also der jeweiligen zuzumessenden Kraftstofffluidmenge MFF beispielsweise gespeichert und dann dem Programm, das anhand des Ablaufdiagramms gemäß der 5 oben erläutert ist, zur Verfügung gestellt. Beispiel von Werten derartiger ausgewählter Tupel TUP_SEL sind in Bezug auf einen Verlauf der Betriebspunkte, repräsentiert durch eine Führungsgröß CF, die repräsentativ ist für die zuzumessende Fluidmenge MFF, in den 7 und 8 aufgetragen.The values of the selected tuple TUP_SEL determined for the respective operating point then in step S14 are then stored in the memory of the control device 17 assigned to the respective operating point, that is to say the respective quantity of fuel fluid MFF to be metered in, for example, and then stored to the program which is determined on the basis of the flowchart according to FIG 5 above is provided. Examples of values of such selected tuples TUP_SEL are in relation to a variation of the operating points, represented by a reference variable CF, which is representative of the amount of fluid MFF to be metered 7 and 8th applied.

Claims

Device for operating a fluid meter with a solid state actuator ( 13 ), to which electrical energy is supplied by means of a charging process and the electrical energy is removed by means of a discharging process, a nozzle needle ( 9 ) to which the solid state actuator ( 13 ) acts to adjust its position and which prevents a metering of fluid in a closed position and outside of the closed position allows the metering of fluid, wherein the Festkörperaktuator is assigned at least one electrical contact, wherein the device is adapted to - specify a desired charging time (T_L) while the electrical energy is being supplied by means of the charging process, - specifying a desired plateau time duration (T_PL) which fills a period between completion of the charging process and commencement of the discharging process, - the charging time period (T_L) and the plateau time duration (T_PL) are assigned to a respective operating point, are optimized in terms of low vibrations at the at least one electrical contact.

Apparatus according to claim 1, arranged to optimize the charging time period (T_L) and the plateau time duration (T_PL) with respect to a parameter for generating noise of the fluid metering device during its operation.

An apparatus according to claim 2, wherein the noise generation characteristic is representative of a frequency distribution of the generated noises.

Device according to one of the preceding claims, which is designed such that the charging time period and the plateau time duration with regard to Characteristic for a jet formation of the metered by the Fluidzumessvorrichtung during their operation fluid are optimized.

Device according to one of the preceding claims, which is adapted to specify a discharge time (T_EL), during which the electrical energy is removed by means of the discharging process, associated with the respective operating point, that it optimizes with regard to low vibrations at the at least one electrical contact is and / or is optimized with respect to the characteristic for generating noise of the Fluidzumessvorrichtung during their operation and / or is optimized in terms of the characteristic for jet formation of the metered by the Fluidzumessvorrichtung during their operation fluid.

Device for operating a fluid meter with a solid state actuator ( 13 ), to which electrical energy is supplied by means of a charging process and the electrical energy is removed by means of a discharging process, a nozzle needle ( 9 ) to which the solid state actuator ( 13 ) acts to adjust its position and which prevents a metering of fluid in a closed position and outside of the closed position allows the metering of fluid, wherein the solid-state actuator ( 13 ) is assigned at least one electrical contact, wherein the device is adapted to - specify a desired charging pause period (T_P_L), during the charging process, which is designed as an aperiodic interruption of the charging process and associated with a respective operating point with respect to reducing the vibrations is optimized at the at least one electrical contact and / or - to specify a desired Entladebausenzeitdauer (T_P_EL), during the discharge process, which is designed as an aperiodic interruption of the discharge and associated to a respective operating point in view of low vibrations on at least one electrical contact is optimized.

Apparatus according to claim 6, wherein a desired timing of the charge pause period (T_P_L) within the charge associated with a respective operating point is optimized for reducing the vibrations at at least one electrical contact and / or a desired timing of the discharge pause period (T_P_EL ) is optimized within the discharge associated with a respective operating point with respect to low vibrations on at least one electrical contact.

Device according to one of claims 6 or 7, which is designed for this purpose To specify a desired charging time duration (T_L) while the electrical energy is being supplied by means of the charging process, Specify a desired plateau time duration (T_PL) which fills a period between a completion of the charging process and a start of the discharging process, - Wherein the charging time period (T_L) and / or the plateau time period (T_PL) which are assigned to a respective operating point, are optimized in view of low vibrations at the at least one electrical contact.

Device according to one of claims 6 to 8, which is adapted to specify a discharge period (T_EL), while the electrical energy is removed by means of the discharging, associated with the respective operating point, that in view of low oscillations at the at least one electrical Contacting is optimized and / or is optimized in terms of the parameter for generating noise of the Fluidzumessvorrichtung during their operation and / or is optimized in terms of the characteristic for beam formation of the metered by the Fluidzumessvorrichtung during their operation fluid.

Device according to one of Claims 6 to 9, in which the charging time period (T_L) and / or the plateau time duration (T_PL) and / or the charging pause time duration (T_P_L) and / or their time position and / or the discharge pause time duration (T_P_EL) and / or their Timing is assigned to the respective operating point with respect to a parameter for generating noise of the Fluidzumessvorrichtung optimized during their operation.

An apparatus according to claim 10, wherein the noise generation characteristic is representative of a frequency distribution of the generated noises.

Device according to one of Claims 6 to 11, in which the charging time period (T_L) and / or the plateau time duration (T_PL) and / or the charging pause time duration (T_P_L) and / or their time position and / or the discharge pause time duration (T_P_EL) and / or their temporal position assigned to the respective operating point with respect to a parameter for beam formation of the metered by the Fluidzumessvorrichtung during their operation fluid is optimized.