DE102012211334B4 - Method and device for determining a residual electrical charge of a piezo actuator - Google Patents

Method and device for determining a residual electrical charge of a piezo actuator Download PDF

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DE102012211334B4 DE102012211334.7A DE102012211334A DE102012211334B4 DE 102012211334 B4 DE102012211334 B4 DE 102012211334B4 DE 102012211334 A DE102012211334 A DE 102012211334A DE 102012211334 B4 DE102012211334 B4 DE 102012211334B4
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Abstract

Verfahren zum Ermitteln einer elektrischen Restladung eines Piezoaktuators (12), bei dem nach- einem elektrischen Laden des Piezoaktuators (12),- einem anschließenden aktiven elektrischen Entladen des Piezoaktuators (12), wobei das elektrische Laden und das anschließende aktive elektrische Entladen des Piezoaktuators (12) mit einem Ansteuerstrom (I) mit einem bekannten zeitlichen Verlauf erfolgt, und- einem anschließenden weiteren Entladen des Piezoaktuators (12) in einem Kurzschlussbetrieb des Piezoaktuators (12) ein Verlauf eines Schätzwerts (Q_Resi_EST) der elektrischen Restladung des Piezoaktuators (12) ab einem Endzeitpunkt (t_sc) des Kurzschlussbetriebs des Piezoaktuators (12) bestimmt wird abhängig von- einer Zeitdauer (t_charge) des elektrischen Ladens des Piezoaktuators (12) und- einer Zeitdauer (t_discharge_sc) des weiteren Entladens des Piezoaktuators (12) in dem Kurzschlussbetrieb des Piezoaktuators (12).Method for determining a residual electrical charge of a piezo actuator (12), in which after an electrical charging of the piezo actuator (12), a subsequent active electrical discharge of the piezo actuator (12), the electrical charging and the subsequent active electrical discharge of the piezo actuator ( 12) with a control current (I) with a known time profile, and - a subsequent further discharge of the piezo actuator (12) in a short-circuit operation of the piezo actuator (12), a profile of an estimated value (Q_Resi_EST) of the residual electrical charge of the piezo actuator (12) An end time (t_sc) of the short-circuit operation of the piezo actuator (12) is determined as a function of - a time period (t_charge) for the electrical charging of the piezo actuator (12) and - a time period (t_discharge_sc) for the further discharge of the piezo actuator (12) in the short-circuit operation of the piezo actuator (12).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zum Ermitteln einer elektrischen Restladung eines Piezoaktuators.The invention relates to a method and a corresponding device for determining a residual electrical charge of a piezo actuator.

Piezoaktuatoren werden beispielsweise als Antrieb für Einspritzventile in Brennkraftmaschinen genutzt. Die Ansteuerung des Piezoaktuators kann unter der Annahme erfolgen, dass der Piezoaktuator entladen ist. Der Piezoaktuator wird beispielsweise zum Öffnen des Einspritzventils geladen und zum Schließen des Einspritzventils entladen.Piezo actuators are used, for example, as drives for injection valves in internal combustion engines. The piezo actuator can be actuated on the assumption that the piezo actuator is discharged. The piezo actuator is charged, for example, for opening the injection valve and discharged for closing the injection valve.

DE 10 2004 029 906 A1 offenbart ein Einspritzventil mit einen Piezo-Stellantrieb, bei dem nach einem Steuern einer Düsennadel zurück in ihre Schließposition und vor Erreichen der Schließposition der Piezo-Stellantrieb elektrisch kurzgeschlossen wird und ein Erreichen der Schließposition der Düsennadel erkannt wird abhängig von einem signifikanten Verlauf eines elektrischen Stroms durch den Piezo-Stellantrieb. DE 10 2004 029 906 A1 discloses an injection valve with a piezo actuator, in which, after controlling a nozzle needle back into its closed position and before reaching the closed position, the piezo actuator is electrically short-circuited and reaching the closed position of the nozzle needle is recognized as a function of a significant profile of an electrical current the piezo actuator.

DE 10 2010 022 910 A1 offenbart ein Einspritzventil, bei dem für einen Schließvorgang einer Düsennadel in einem ersten Betriebsmodus eine erste Betriebsphase durchgeführt wird, während der ein Festkörperaktuator auf eine vorgegebene Teilladung entladen wird. Ferner wird eine zweite Betriebsphase durchgeführt, während der der Festkörperaktuator als Sensor betrieben wird. Eine Betriebsdauer der zweiten Betriebsphase ist derart vorgegeben, dass während der Betriebsdauer ein Erreichen der Schließposition der Düsennadel erfolgt. Eine dritte Betriebsphase wird durchgeführt, während der der Festkörperaktuator auf einen vorgegebenen Referenzzustand weiter entladen wird. DE 10 2010 022 910 A1 discloses an injection valve in which a first operating phase is carried out for a closing operation of a nozzle needle in a first operating mode, during which a solid-state actuator is discharged to a predetermined partial charge. Furthermore, a second operating phase is carried out during which the solid-state actuator is operated as a sensor. An operating time of the second operating phase is predetermined in such a way that the nozzle needle reaches the closed position during the operating time. A third operating phase is carried out during which the solid-state actuator is further discharged to a predetermined reference state.

Die Aufgabe der Erfindung ist, ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zum Ermitteln einer elektrischen Restladung eines Piezoaktuators zu schaffen, das bzw. die in einfacher Weise eine präzise und zuverlässige Bestimmung der elektrischen Restladung des Piezoaktuators ermöglicht.The object of the invention is to provide a method and a corresponding device for determining an electrical residual charge of a piezo actuator, which enables a precise and reliable determination of the electrical residual charge of the piezo actuator in a simple manner.

Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.The object is achieved by the features of the independent claims. Advantageous developments of the invention are characterized in the subclaims.

Die Erfindung zeichnet sich aus durch ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zum Ermitteln einer elektrischen Restladung eines Piezoaktuators. Nach einem elektrischen Laden des Piezoaktuators, einem anschließenden aktiven elektrischen Entladen des Piezoaktuators, und einem anschließenden weiteren Entladen des Piezoaktuators in einem Kurzschlussbetrieb des Piezoaktuators wird ein Verlauf eines Schätzwerts der elektrischen Restladung des Piezoaktuators ab einem Endzeitpunkt des Kurzschlussbetriebs des Piezoaktuators bestimmt abhängig von einer Zeitdauer des elektrischen Ladens des Piezoaktuators und einer Zeitdauer des weiteren Entladens des Piezoaktuators in dem Kurzschlussbetrieb des Piezoaktuators. Das elektrische Laden und das anschließende aktive elektrische Entladen des Piezoaktuators erfolgt mit einem Ansteuerstrom mit einem bekannten zeitlichen Verlauf.The invention is characterized by a method and a corresponding device for determining a residual electrical charge of a piezo actuator. After an electrical charge of the piezo actuator, a subsequent active electrical discharge of the piezo actuator, and a subsequent further discharge of the piezo actuator in a short circuit operation of the piezo actuator, a course of an estimate of the residual electrical charge of the piezo actuator is determined depending on a period of time from an end time of the short circuit operation of the piezo actuator electrical charging of the piezo actuator and a period of further discharge of the piezo actuator in the short-circuit operation of the piezo actuator. The electrical charging and the subsequent active electrical discharge of the piezo actuator are carried out with a control current with a known time profile.

Das elektrische Laden und das aktive elektrische Entladen des Piezoaktuators mit einem Ansteuerstrom erfolgt mit einer Stromquelle. Das weitere elektrische Entladen des Piezoaktuators in dem Kurzschlussbetrieb erfolgt mit einem elektrischen Widerstand.The electrical charging and the active electrical discharge of the piezo actuator with a control current is carried out with a current source. The further electrical discharge of the piezo actuator in the short-circuit operation takes place with an electrical resistor.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass bei einem erneuten Laden des Piezoaktuators direkt im Anschluss an das Entladen die notwendige Energie zum Laden des Piezoaktuators geringer ist als beim Laden des Piezoaktuators zu einem späteren Zeitpunkt. Die Energie zum Laden des Piezoaktuators ist von den Verhältnissen der vorangegangenen Ansteuerung abhängig. Je mehr Ladung noch im Piezoaktuator vorgehalten wird, desto geringer ist die notwendige zuzuführende Energie zum erneuten Laden des Piezoaktuators. Dies ist abhängig von einer Restladung im Piezoaktuator, die während des Entladevorgangs beim erneuten Ladebeginn noch nicht abgeflossen ist.The invention is based on the finding that when the piezo actuator is recharged immediately after the discharge, the energy required to charge the piezo actuator is lower than when the piezo actuator is charged at a later point in time. The energy for charging the piezo actuator depends on the conditions of the previous control. The more charge that is still held in the piezo actuator, the lower the energy required to be recharged to recharge the piezo actuator. This depends on a residual charge in the piezo actuator that has not yet flowed off during the discharge process when charging is started again.

Die Erfindung hat den Vorteil, dass der Schätzwert der elektrischen Restladung des Piezoaktuators genau bestimmt werden kann. Damit kann eine Korrektur einer Ladung beziehungsweise Energie eines nachfolgenden Ladevorgangs des Piezoaktuators um die noch im Piezoaktuator befindliche Restladung nach dem Abschluss des vorhergehenden elektrischen Ladens und Entladens des Piezoaktuators sehr präzise erfolgen.The invention has the advantage that the estimated value of the residual electrical charge of the piezo actuator can be determined precisely. A charge or energy of a subsequent charging process of the piezo actuator can thus be corrected very precisely by the residual charge still present in the piezo actuator after the previous electrical charging and discharging of the piezo actuator has been completed.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird ein Schätzwert der elektrischen Restladung des Piezoaktuators nach dem aktiven elektrischen Entladen des Piezoaktuators bestimmt abhängig von der Ladedauer des Piezoaktuators. Der Verlauf des Schätzwerts der elektrischen Restladung des Piezoaktuators ab dem Endzeitpunkt des Kurzschlussbetriebs des Piezoaktuators wird bestimmt abhängig von dem Schätzwert der elektrischen Restladung des Piezoaktuators nach dem aktiven elektrischen Entladen des Piezoaktuators und der Zeitdauer des weiteren Entladens des Piezoaktuators in dem Kurzschlussbetrieb des Piezoaktuators. Dies hat den Vorteil, dass der Schätzwert der elektrischen Restladung des Piezoaktuators nach dem aktiven elektrischen Entladen des Piezoaktuators sehr genau ermittelt werden kann, und damit eine Basis für die Bestimmung des Schätzwerts der elektrischen Restladung des Piezoaktuators zu dem Endzeitpunkt des Kurzschlussbetriebs des Piezoaktuators sehr präzise sein kann.In an advantageous embodiment, an estimate of the electrical residual charge of the piezo actuator after the electrical electrical discharge of the piezo actuator is determined as a function of the charging time of the piezo actuator. The course of the estimated value of the residual electrical charge of the piezo actuator from The end time of the short circuit operation of the piezo actuator is determined as a function of the estimated value of the residual electrical charge of the piezo actuator after the electrical electrical discharge of the piezo actuator and the duration of the further discharge of the piezo actuator in the short circuit operation of the piezo actuator. This has the advantage that the estimated value of the residual electrical charge of the piezo actuator can be determined very precisely after the active electrical discharge of the piezo actuator, and thus a basis for determining the estimated value of the remaining electrical charge of the piezo actuator can be very precise at the end time of the short-circuit operation of the piezo actuator can.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Abhängigkeit des Schätzwerts der elektrischen Restladung des Piezoaktuators nach dem aktiven elektrischen Entladen des Piezoaktuators von der Ladedauer des Piezoaktuators mittels einer als Exponentialfunktion ausgebildeten Näherungsfunktion vorgegeben. Dies hat den Vorteil, dass der Schätzwert der elektrischen Restladung des Piezoaktuators nach dem aktiven elektrischen Entladen des Piezoaktuators sehr einfach und dennoch präzise bestimmt werden kann.In a further advantageous embodiment, the dependence of the estimated value of the residual electrical charge of the piezo actuator after the active electrical discharge of the piezo actuator on the charging duration of the piezo actuator is predetermined by means of an approximation function designed as an exponential function. This has the advantage that the estimated value of the residual electrical charge of the piezo actuator can be determined very simply and nevertheless precisely after the piezo actuator has been actively discharged electrically.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der Verlauf des Schätzwerts der elektrischen Restladung des Piezoaktuators ab dem Endzeitpunkt des Kurzschlussbetriebs des Piezoaktuators mittels einer als Exponentialfunktion ausgebildeten Näherungsfunktion vorgegeben. Dies hat den Vorteil, dass der Schätzwert der elektrischen Restladung des Piezoaktuators zu dem Endzeitpunkt des Kurzschlussbetriebs des Piezoaktuators sehr einfach und dennoch präzise bestimmt werden kann.In a further advantageous embodiment, the course of the estimated value of the residual electrical charge of the piezo actuator from the end time of the short-circuit operation of the piezo actuator is predetermined by means of an approximation function designed as an exponential function. This has the advantage that the estimated value of the residual electrical charge of the piezo actuator can be determined very simply and nevertheless precisely at the end time of the short-circuit operation of the piezo actuator.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird der Verlauf des Schätzwerts der elektrischen Restladung des Piezoaktuators ab einem Endzeitpunkt des Kurzschlussbetriebs des Piezoaktuators bestimmt abhängig von einer Ansteuerdauer für das elektrische Laden und das anschließende aktive elektrische Entladen des Piezoaktuators mit dem Ansteuerstrom.In a further advantageous embodiment, the course of the estimated value of the residual electrical charge of the piezo actuator is determined from an end time of the short-circuit operation of the piezo actuator as a function of a control duration for the electrical charging and the subsequent active electrical discharge of the piezo actuator with the control current.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird der Verlauf des Schätzwerts der elektrischen Restladung des Piezoaktuators ab einem Endzeitpunkt des Kurzschlussbetriebs des Piezoaktuators bestimmt abhängig von einer Entladedauer für das aktive elektrische Entladen des Piezoaktuators und das anschließende weitere Entladen des Piezoaktuators in einem Kurzschlussbetrieb des Piezoaktuators.In a further advantageous embodiment, the course of the estimated value of the residual electrical charge of the piezo actuator from an end time of the short-circuit operation of the piezo actuator is determined as a function of a discharge time for the active electrical discharge of the piezo actuator and the subsequent further discharge of the piezo actuator in a short-circuit operation of the piezo actuator.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird der Verlauf des Schätzwerts der elektrischen Restladung des Piezoaktuators ab einem Endzeitpunkt des Kurzschlussbetriebs des Piezoaktuators bestimmt abhängig von einer Zeitdauer zwischen dem Beginn des elektrischen Ladens des Piezoaktuators bis zum Ende des Entladens des Piezoaktuators in dem Kurzschlussbetrieb des Piezoaktuators.In a further advantageous embodiment, the course of the estimated value of the residual electrical charge of the piezo actuator from an end time of the short circuit operation of the piezo actuator is determined as a function of a time period between the start of the electrical charging of the piezo actuator and the end of the discharge of the piezo actuator in the short circuit operation of the piezo actuator.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der Piezoaktuator in einem Einspritzventil mit einer Fluid führenden Ausnehmung angeordnet, und der Verlauf des Schätzwerts der elektrischen Restladung des Piezoaktuators ab einem Endzeitpunkt des Kurzschlussbetriebs des Piezoaktuators wird bestimmt abhängig von einem hydraulischen Druck in der Fluid führenden Ausnehmung des Einspritzventils. Dies hat den Vorteil, dass bei der Bestimmung des Schätzwerts der elektrischen Restladung des Piezoaktuators zu einem Endzeitpunkt des Kurzschlussbetriebs des Piezoaktuators Kräfte, die von dem Fluid in dem Einspritzventil auf den Piezoaktuator einwirken, berücksichtigt werden können.In a further advantageous embodiment, the piezo actuator is arranged in an injection valve with a fluid-carrying recess, and the course of the estimated value of the residual electrical charge of the piezo actuator from an end time of the short-circuit operation of the piezo actuator is determined as a function of a hydraulic pressure in the fluid-carrying recess of the injection valve. This has the advantage that forces which act on the piezo actuator from the fluid in the injection valve can be taken into account when determining the estimated value of the residual electrical charge of the piezo actuator at an end time of the short-circuit operation of the piezo actuator.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden anhand der schematischen Zeichnungen erläutert.Exemplary embodiments of the invention are explained below with reference to the schematic drawings.

Es zeigen:

  • 1 ein Einspritzventil und eine Vorrichtung zum Ermitteln einer elektrischen Restladung eines Piezoaktuators,
  • 2 ein Schaltbild mit einem Piezoaktuator und einer Ersatzlast,
  • 3 ein Diagramm zu einem Ladungsverlauf des Piezoaktuators,
  • 4 ein weiteres Diagramm zu einem Ladungsverlauf des Piezoaktuators, und
  • 5 ein Ablaufdiagramm eines Programms zum Ermitteln einer elektrischen Restladung des Piezoaktuators.
Show it:
  • 1 an injection valve and a device for determining an electrical residual charge of a piezo actuator,
  • 2nd a circuit diagram with a piezo actuator and an equivalent load,
  • 3rd 1 shows a diagram of a charge profile of the piezo actuator,
  • 4th another diagram of a charge profile of the piezo actuator, and
  • 5 a flowchart of a program for determining an electrical residual charge of the piezo actuator.

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

In 1 ist ein Einspritzventil gezeigt, das bevorzugt ausgebildet ist als ein Kraftstoffeinspritzventil und das geeignet ist zum Einspritzen von Kraftstoff in eine Brennkraftmaschine. Ist das Einspritzventil als Kraftstoffeinspritzventil ausgebildet, so ist es bevorzugt in einem Zylinderkopf der Brennkraftmaschine angeordnet und misst Kraftstoff in einen Verbrennungsraum eines Zylinders der Brennkraftmaschine zu. In 1 An injection valve is shown, which is preferably designed as a fuel injection valve and is suitable for injecting fuel into an internal combustion engine. If the injection valve is designed as a fuel injection valve, it is preferably arranged in a cylinder head of the internal combustion engine and measures fuel into a combustion chamber of a cylinder of the internal combustion engine.

In 1 ist weiter eine Vorrichtung 100 zum Ermitteln einer elektrischen Restladung eines Piezoaktuators dargestellt. Der Vorrichtung 100 sind Sensoren zugeordnet, die verschiedene Messgrößen erfassen und jeweils den Wert der Messgrößen ermitteln können. Die Vorrichtung 100 ist dazu ausgebildet in Abhängigkeit von mindestens einer der Messgrößen Werte zu ermitteln, mittels denen die elektrische Restladung eines Piezoaktuators ermittelt werden kann.In 1 is still a device 100 shown for determining a residual electrical charge of a piezo actuator. The device 100 sensors are assigned which record different measured variables and can determine the value of the measured variables. The device 100 is designed to determine values as a function of at least one of the measured variables, by means of which the residual electrical charge of a piezo actuator can be determined.

Das Einspritzventil hat ein Gehäuse 2. Das Gehäuse 2 des Einspritzventils umfasst einen Ventilkörper 4 mit einer Ausnehmung 5 und einer Nadel 6, die in die Ausnehmung 5 des Ventilkörpers 4 eingesetzt ist und in dem Ventilkörper 4 geführt ist. In dem Gehäuse 2 des Einspritzventils kann das Fluid hin zu dem Ventilkörper 4 geführt werden. Abhängig von der Position der Nadel 6 fließt Kraftstoff durch eine Einspritzdüse 8, die zwischen einem Bereich der Spitze der Nadel 6 und des Ventilkörpers 4 gebildet wird. Bevorzugt ist die Nadel 6 nach außen öffnend ausgebildet. Sie kann jedoch auch nach innen öffnend ausgebildet sein. Die Nadel 6 wird durch eine Rückstellfeder 10 in ihre Schließposition vorgespannt. Die Rückstellfeder 10 ist mit der Nadel 6 mechanisch gekoppelt, und übt in der Schließrichtung eine Kraft auf die Nadel 6 aus.The injector has a housing 2nd . The housing 2nd of the injection valve comprises a valve body 4th with a recess 5 and a needle 6 that in the recess 5 of the valve body 4th is inserted and in the valve body 4th is led. In the case 2nd of the injection valve, the fluid can flow towards the valve body 4th be performed. Depending on the position of the needle 6 fuel flows through an injector 8th that are between an area of the tip of the needle 6 and the valve body 4th is formed. The needle is preferred 6 designed to open outwards. However, it can also be designed to open inwards. The needle 6 is by a return spring 10th biased into its closed position. The return spring 10th is with the needle 6 mechanically coupled, and exerts a force on the needle in the closing direction 6 out.

An einem der Einspritzdüse 8 abgewandten axialen Ende ist die Nadel 8 mit einem Piezoaktuator 12 gekoppelt, und wirkt mit diesem zusammen. Der Piezoaktuator 12 umfasst einen Stapel mit piezoelektrischen Elementen und zwei Kontaktstifte 14, die mit den piezoelektrischen Elementen elektrisch leitend verbunden sind.On one of the injection nozzles 8th facing away from the axial end is the needle 8th with a piezo actuator 12th coupled, and cooperates with this. The piezo actuator 12th comprises a stack with piezoelectric elements and two contact pins 14 which are electrically conductively connected to the piezoelectric elements.

2 zeigt eine elektrische Schaltung mit dem Piezoaktuator 12, einer Stromquelle 16, einer Ersatzlast 18 und einem Restentladungswiderstand 20. Die Stromquelle 16 liefert einen Ansteuerstrom I. Die Stromquelle 16 hat einen Innenwiderstand Ri . Die Ersatzlast 18 ist parallel zu dem Piezoaktuator 12 geschaltet. Die Ersatzlast 18 ist aus einem elektrisch wirkenden Kondensator C1 und einer parallel zu dem Kondensator C1 angeordneten Serienschaltung aus einem mechanisch wirkenden Kondensator Cm , einer mechanisch wirkenden Induktivität Lm und einem mechanisch wirkenden Widerstand Rm aufgebaut. Der Restentladungswiderstand 20 ist parallel zu der Ersatzlast 18 und zu dem Piezoaktuator 12 angeordnet. 2nd shows an electrical circuit with the piezo actuator 12th , a power source 16 , a replacement load 18th and a residual discharge resistor 20th . The power source 16 delivers a drive current I. . The power source 16 has an internal resistance R i . The replacement load 18th is parallel to the piezo actuator 12th switched. The replacement load 18th is made of an electrically acting capacitor C 1 and one in parallel with the capacitor C 1 arranged series circuit from a mechanically acting capacitor C m , a mechanical inductor L m and a mechanical resistance R m built up. The residual discharge resistance 20th is parallel to the equivalent load 18th and to the piezo actuator 12th arranged.

Zum Umschalten zwischen dem geregelten Entladen über die Stromquelle 16 und dem gesteuerten Entladen über den Restentladungswiderstand 20 unter Abgabe von Wärme ist ein Restentladungsschalter 22 vorgesehen. Der Restentladungsschalter 22 ermöglicht ein Umschalten zwischen dem Entladen des Piezoaktuators 12 oder der Ersatzlast 18 über die Stromquelle 16 und dem Kurzschlussbetrieb des Piezoaktuators 12 oder der Ersatzlast 18 über den Restentladungswiderstand 20.For switching between regulated discharging via the power source 16 and the controlled discharge via the residual discharge resistor 20th releasing heat is a residual discharge switch 22 intended. The residual discharge switch 22 enables switching between discharging the piezo actuator 12th or the equivalent load 18th about the power source 16 and the short circuit operation of the piezo actuator 12th or the equivalent load 18th via the residual discharge resistance 20th .

Des Weiteren ist ein Lastumschalter 24 vorgesehen, mittels dem zwischen dem Piezoaktuator 12 und der Ersatzlast 18 umgeschaltet werden kann. Die Funktion und Bedeutung des Restentladungsschalters 22 und des Lastumschalters 24 wird im Weiteren näher erläutert.There is also a diverter switch 24th provided by means of between the piezo actuator 12th and the equivalent load 18th can be switched. The function and meaning of the residual discharge switch 22 and the diverter switch 24th is explained in more detail below.

Die elektrische Schaltung der 2 wird zum Ermitteln einer Restladung Q_Resi des Piezoaktuators 12 unter Laborbedingungen eingesetzt. Die so für verschiedene Ansteuerbedingungen ermittelten Restladungen Q_Resi des Piezoaktuators 12 werden in einem Kennfeld oder mehreren Kennfeldern hinterlegt. Das Kennfeld oder die mehreren Kennfelder für verschiedene Ansteuerbedingungen werden in einem in 5 schematisch dargestellten Programm zur Steuerung der Vorrichtung zum Ermitteln der elektrischen Restladung des Piezoaktuators 12 eingesetzt.The electrical circuit of the 2nd is used to determine a residual charge Q_Resi of the piezo actuator 12th used under laboratory conditions. The residual charges determined in this way for various control conditions Q_Resi of the piezo actuator 12th are stored in a map or several maps. The map or the multiple maps for different control conditions are in one 5 schematically shown program for controlling the device for determining the residual electrical charge of the piezo actuator 12th used.

Im Folgenden wird anhand der 3 und 4 zunächst die Ermittlung der Restladung Q_Resi des Piezoaktuators 12 näher erläutert.The following is based on the 3rd and 4th first the determination of the remaining charge Q_Resi of the piezo actuator 12th explained in more detail.

In 3 sind Messungen für verschiedene Zeitdauern t_charge des elektrischen Ladens dargestellt, jeweils für den Piezoaktuator 12 und die Ersatzlast 18. Die Zeitdauer t_charge ist die Zeit von dem Beginn des Ladens bis zum Beginn des Entladens des Piezoaktuators 12 beziehungsweise der Ersatzlast 18. 3 zeigt vier Verläufe von Ladungen Q abhängig von verschiedenen Werten der Zeitdauer t_charge des elektrischen Ladens:

  • Eine erste Kurve zeigt Messwerte einer ersten Ladung Q1 des Piezoaktuators 12 am Ende eines Entladevorgangs über die Stromquelle 16 jeweils für verschiedene Zeitdauern t_charge des elektrischen Ladens. Zur Messung wird die Ausgangsspannung eines Integrators herangezogen, der den Strom über den Piezoaktuator 12 über die Zeit integriert.
In 3rd are measurements for different time periods t_charge of electrical charging, each for the piezo actuator 12th and the replacement load 18th . The length of time t_charge is the time from the start of charging to the start of discharging the piezo actuator 12th or the equivalent load 18th . 3rd shows four courses of charges Q depending on different values of the duration t_charge of electric charging:
  • A first curve shows measured values of a first charge Q1 of the piezo actuator 12th at the end of a discharge process via the power source 16 each for different periods of time t_charge of electric charging. For the measurement, the output voltage of an integrator is used, the current through the piezo actuator 12th integrated over time.

Eine weitere Kurve zeigt Messwerte einer zweiten Ladung Q2 der Ersatzlast 18 für verschiedene Zeitdauern t_charge des elektrischen Ladens.Another curve shows measured values of a second charge Q2 the equivalent load 18th for different periods of time t_charge of electric charging.

Eine weitere Kurve zeigt Werte einer dritten Ladung Q3 für verschiedene Zeitdauern t_charge des elektrischen Ladens. Die Werte der dritten Ladung Q3 sind Differenzwerte zwischen der ersten Ladung Q1 am Piezoaktuator 12 und der zweiten Ladung Q2 an der Ersatzlast 18. Die dritte Ladung Q3 entspricht der vom Piezoaktuator 12 gespeicherten Ladung am Ende jeweils eines Entladevorgangs über die Stromquelle 16.Another curve shows values of a third charge Q3 for different periods of time t_charge of electric charging. The values of the third charge Q3 are difference values between the first load Q1 on the piezo actuator 12th and the second charge Q2 at the replacement load 18th . The third charge Q3 corresponds to that of the piezo actuator 12th stored charge at the end of each discharge process via the power source 16 .

Eine weitere Kurve zeigt den Verlauf von Werten einer vierten Ladung Q4 abhängig von der Zeitdauer t_charge des elektrischen Ladens. Der Kurvenverlauf der vierten Ladung Q4 stellt eine exponentielle Näherung des Verlaufs der Werte der dritten Ladung Q3 dar. Der Kurvenverlauf der vierten Ladung Q4 entspricht einer Funktion eines Schätzwerts Q_Resi_1_EST der elektrischen Restladung des Piezoaktuators 12 nach dem aktiven elektrischen Entladen des Piezoaktuators 12 abhängig von der Ladedauer t_charge des Piezoaktuators 12. Der Schätzwert Q_Resi_1_EST der elektrischen Restladung des Piezoaktuators 12 nach dem aktiven elektrischen Entladen des Piezoaktuators 12 ergibt sich vorzugsweise gemäß der Formel: Q_Resi_ 1 _EST = Q ( I ) * ( t_charge + t_delta_charge_ofs ) * FacUnit * Funct ResiInc

Figure DE102012211334B4_0001
Another curve shows the course of values of a fourth charge Q4 depending on the length of time t_charge of electric charging. The curve of the fourth charge Q4 represents an exponential approximation of the course of the values of the third charge Q3 The curve of the fourth charge Q4 corresponds to a function of an estimate Q_Resi_1_EST the residual electrical charge of the piezo actuator 12th after active electrical discharge of the piezo actuator 12th depending on the charging time t_charge of the piezo actuator 12th . The estimate Q_Resi_1_EST the residual electrical charge of the piezo actuator 12th after active electrical discharge of the piezo actuator 12th results preferably according to the formula: Q_Resi_ 1 _EST = Q ( I. ) * ( t_charge + t_delta_charge_ofs ) * FacUnit * Funct ResiInc
Figure DE102012211334B4_0001

Dabei wird durch die Zeit t_delta_charge_ofs eine durch vorherige Ladevorgänge noch bestehende Ladung des Piezoaktuators 12 berücksichtigt. Die Größe FacUnit berücksichtigt eine geeignete Wahl der Einheit. Die Größe FunctResiInc berücksichtigt einen Restladungsaufbau des Piezoaktuators 12.The time t_delta_charge_ofs means that the piezo actuator is still charged due to previous charging processes 12th considered. The FacUnit size takes into account a suitable choice of unit. The size FunctResiInc takes into account a residual charge build-up of the piezo actuator 12th .

Werte dieser Funktion können in einem Kennfeld hinterlegt werden.Values of this function can be stored in a map.

In 4 ist ein Anwendungsbeispiel für ein Entladen des Piezoaktuators 12 gezeigt. Dem Anwendungsbeispiel liegt eine Zeitdauer t_charge des elektrischen Ladens des Piezoaktuators 12 von 0,237 ms zugrunde.
4 zeigt vier Verläufe von Ladungen Q. Diese enthalten die Entladung über den Restentladungswiderstand 20 und eine weitere Selbstentladung nach einem Umschalten zu der hochohmigen Stromquelle 16. Der Ladebeginn bei t=0 ms und das Ende des Ladevorgangs liegen außerhalb des dargestellten Bereichs. Die Phase des elektrischen Entladens des Piezoaktuators 12 reicht von t=0,237 ms bis zu einem Zeitpunkt t_sc eines Endes des Kurzschlussbetriebs. Der Kurzschlussbetrieb über den Restentladungswiderstand 20 erfolgt zwischen t=0,55 ms bis zu dem Zeitpunkt t sc=0,65 ms des Endes des Kurzschlussbetriebs. In dem Kurzschlussbetrieb erfolgt mittels des Restentladungsschalters 22 eine Entladung des Piezoaktuators 12 beziehungsweise der Ersatzlast 18 über den Restentladungswiderstand 20. Nach dem Zeitpunkt t_sc des Endes des Kurzschlussbetriebs entlädt sich der Piezoaktuator 12 weiter und kehrt dabei bis zu seinem Ausgangszustand zurück.
In 4th is an application example for discharging the piezo actuator 12th shown. The application example is a period of time t_charge the electrical charging of the piezo actuator 12th of 0.237 ms.
4th shows four courses of charges Q . These contain the discharge via the residual discharge resistor 20th and another self-discharge after switching to the high impedance power source 16 . The start of charging at t = 0 ms and the end of the charging process are outside the range shown. The phase of electrical discharge of the piezo actuator 12th ranges from t = 0.237 ms to a point in time t_sc one end of the short-circuit operation. Short-circuit operation via the residual discharge resistor 20th takes place between t = 0.55 ms until the time t sc = 0.65 ms of the end of the short-circuit operation. In short-circuit operation, the residual discharge switch is used 22 a discharge of the piezo actuator 12th or the equivalent load 18th via the residual discharge resistance 20th . After the time t_sc At the end of short-circuit operation, the piezo actuator discharges 12th continues and returns to its original state.

Ein Verlauf einer Kurve mit einer Ladung Q11 stellt eine Messung an dem Piezoaktuator 12 dar.A curve of a charge Q11 makes a measurement on the piezo actuator 12th represents.

Der Verlauf der Kurve der Ladung Q12 zeigt die gemessene Ladung an der Ersatzlast 18.The course of the curve of the cargo Q12 shows the measured load on the equivalent load 18th .

Der Verlauf der Kurve der Ladung Q13 ist die Differenz zwischen der Ladung Q11 an dem Piezoaktuator 12 und der Ladung Q12 an der Ersatzlast 18, und entspricht der vom Piezoaktuator 12 gespeicherten Ladung.The course of the curve of the cargo Q13 is the difference between the cargo Q11 on the piezo actuator 12th and the cargo Q12 at the replacement load 18th , and corresponds to that of the piezo actuator 12th stored cargo.

Der Verlauf der Ladung Q14 zeigt eine Näherung des Verlaufs der Kurve der Ladung Q13 mittels einer Exponentialfunktion nach dem aktiven elektrischen Entladen des Piezoaktuators 12 zu dem Zeitpunkt t_sc des Endes des Kurzschlussbetriebs. Der Verlauf des Schätzwerts Q_Resi_EST der elektrischen Restladung des Piezoaktuators 12 ab dem Endzeitpunkt t_sc des Kurzschlussbetriebs des Piezoaktuators 12 ergibt sich vorzugsweise gemäß der Formel: Q_Resi_EST = Q_Resi_1_EST * FunctResiDec

Figure DE102012211334B4_0002
The course of the cargo Q14 shows an approximation of the shape of the charge curve Q13 by means of an exponential function after the active electrical discharge of the piezo actuator 12th at the time t_sc the end of the short-circuit operation. The course of the estimate Q_Resi_EST the residual electrical charge of the piezo actuator 12th from the end time t_sc the short-circuit operation of the piezo actuator 12th results preferably according to the formula: Q_Resi_EST = Q_Resi_1_EST * FunctResiDec
Figure DE102012211334B4_0002

Die Größe FunctResiDec berücksichtigt einen Restladungsabbau des Piezoaktuators 12 nach dem Endzeitpunkt t_sc des Kurzschlussbetriebs des Piezoaktuators 12. The size FunctResiDec takes into account a residual charge reduction of the piezo actuator 12th after the end time t_sc the short-circuit operation of the piezo actuator 12th .

Werte dieser Funktion können in einem Kennfeld hinterlegt werden.Values of this function can be stored in a map.

In einem Zeitraum t_discharge_sc bis zu dem Zeitpunkt t_sc des Endes des Kurzschlussbetriebs erfolgt das Entladen des Piezoaktuators 12 in dem Kurzschlussbetrieb. Danach finden in dem Piezoaktuator 12 Entladungsvorgänge bis zu einer Rückkehr in den Ausgangszustand des Piezoaktuators 12 statt.In a time span t_discharge_sc by the time t_sc At the end of the short-circuit operation, the piezo actuator is discharged 12th in the short circuit operation. Then find in the piezo actuator 12th Discharge processes until a return to the initial state of the piezo actuator 12th instead of.

Erfolgt in dem in der 4 gezeigten Anwendungsbeispiel ab einem Zeitpunkt t_ch_2 ein erneutes elektrisches Laden des Piezoaktuators 12 (im Beispiel bei 1,237 ms), so kann zu Beginn dieses erneuten Ladevorgangs entsprechend dem Verlauf der Ladung Q13 der vom Piezoaktuator 12 gespeicherten Ladung noch eine Restladung von cirka 2,8 µAs in dem Piezoaktuator 12 aus dem vorhergehenden Ladevorgang vorhanden sein. Die exponentielle Näherung mit dem Verlauf der Ladung Q14 ergibt in diesem Punkt einen Schätzwert Q_Resi_EST der Restladung des Piezoaktuators 12 von cirka 3 µAs.Takes place in the in the 4th application example shown from a point in time t_ch_2 a new electrical charging of the piezo actuator 12th (in the example at 1.237 ms), at the beginning of this new charging process, it can correspond to the course of the charging Q13 that of the piezo actuator 12th stored charge still a residual charge of about 2.8 µAs in the piezo actuator 12th from the previous loading process. The exponential approximation with the course of the charge Q14 gives an estimate on this point Q_Resi_EST the remaining charge of the piezo actuator 12th of approximately 3 µAs.

Ein in 5 schematisch dargestelltes Programm zum Betreiben der Vorrichtung zum Ermitteln der elektrischen Restladung des Piezoaktuators 12 ist vorzugsweise auf einem Speichermedium der Vorrichtung 100 gespeichert.An in 5 schematically illustrated program for operating the device for determining the electrical residual charge of the piezo actuator 12th is preferably on a storage medium of the device 100 saved.

Das Programm wird vorzugsweise in einem Schritt S10 gestartet, in dem gegebenenfalls Variablen initialisiert werden. Dies geschieht vorzugsweise bei Inbetriebnahme des Piezoaktuators 12. The program is preferably in one step S10 started, in which variables are initialized if necessary. This is preferably done when the piezo actuator is started up 12th .

In einem Schritt S12 wird die Zeitdauer t_charge des elektrischen Ladens des Piezoaktuators 12 ermittelt. Die Bearbeitung des Programms wird anschließend in einem Schritt S14 fortgesetzt.In one step S12 becomes the duration t_charge the electrical charging of the piezo actuator 12th determined. The program is then processed in one step S14 continued.

In einem Schritt S14 wird der Schätzwert Q_Resi_1_EST der elektrischen Restladung des Piezoaktuators 12 nach dem aktiven elektrischen Entladen des Piezoaktuators 12 abhängig von der Zeitdauer t_charge des elektrischen Ladens des Piezoaktuators 12 ermittelt. Die Bearbeitung des Programms wird anschließend in einem Schritt S16 fortgesetzt.In one step S14 becomes the estimate Q_Resi_1_EST the residual electrical charge of the piezo actuator 12th after active electrical discharge of the piezo actuator 12th depending on the length of time t_charge the electrical charging of the piezo actuator 12th determined. The program is then processed in one step S16 continued.

In dem Schritt S16 wird die Zeitdauer t_discharge_sc des weiteren Entladens des Piezoaktuators 12 in dem Kurzschlussbetrieb des Piezoaktuators 12 ermittelt. Die Bearbeitung des Programms wird anschließend in einem Schritt S18 fortgesetzt.In the step S16 becomes the duration t_discharge_sc further discharging the piezo actuator 12th in the short circuit operation of the piezo actuator 12th determined. The program is then processed in one step S18 continued.

In dem Schritt S18 wird der Schätzwert Q_Resi_EST der elektrischen Restladung des Piezoaktuators 12 bestimmt abhängig von dem Schätzwert Q_Resi_1_EST der elektrischen Restladung des Piezoaktuators 12 nach dem aktiven elektrischen Entladen des Piezoaktuators und der Zeitdauer t_discharge_sc des weiteren Entladens des Piezoaktuators 12 in dem Kurzschlussbetrieb des Piezoaktuators 12. Der Schätzwert Q_Resi_EST der elektrischen Restladung des Piezoaktuators 12 zu dem Zeitpunkt t_ch_2 wird verwendet zur Ansteuerung eines nachfolgenden Ladevorgangs oder mehrerer nachfolgender Ladevorgänge Q_ch des Piezoaktuators 12. Dazu wird der Betrag der zu dem nachfolgenden Laden des Piezoaktuators 12 aufzuwendenden Energie verringert um den Schätzwert Q_Resi_EST der elektrischen Restladung des Piezoaktuators 12. Die Bearbeitung des Programms wird anschließend in dem Schritt S20 fortgesetzt.In the step S18 becomes the estimate Q_Resi_EST the residual electrical charge of the piezo actuator 12th determined depending on the estimated value Q_Resi_1_EST the residual electrical charge of the piezo actuator 12th after active electrical discharge of the piezo actuator and the time period t_discharge_sc further discharging the piezo actuator 12th in the short circuit operation of the piezo actuator 12th . The estimate Q_Resi_EST the residual electrical charge of the piezo actuator 12th at the time t_ch_2 is used to control a subsequent charging process or several subsequent charging processes Q_ch of the piezo actuator 12th . For this purpose, the amount of the subsequent loading of the piezo actuator 12th energy to be used is reduced by the estimated value Q_Resi_EST the residual electrical charge of the piezo actuator 12th . The processing of the program is then in the step S20 continued.

In dem Schritt S20 wird das Programm beendet. Vorzugsweise wird das Programm jedoch während des Betriebes des Piezoaktuators 12 regelmäßig abgearbeitet.In the step S20 the program is ended. However, the program is preferably during the operation of the piezo actuator 12th processed regularly.

Der Vorteil der vorgestellten Erfindung ist, dass eine präzise Korrektur der Ladung beziehungsweise Energie eines folgenden Ladevorgangs des Piezoaktuators 12 um die sich noch in dem Piezoaktuator 12 befindende Restladung nach Abschluss eines vorherigen abgeschlossenen Entladevorgangs möglich ist. Sind die Verhältnisse der Ansteuerung des Piezoaktuators 12 bekannt, wie beispielsweise der Ansteuerstrom I, die Ansteuerdauer, die Zeitdauer t_charge des elektrischen Ladens, die Entladedauer, der zeitliche Abstand zwischen den Ladevorgängen sowie im Falle eines Einsatzes des Piezoaktuators 12 in dem Einspritzventil der hydraulische Druck in dem Einspritzventil, können die Verläufe der Schätzwerte Q_Resi_EST der Restladung über die Lade- und Entladevorgänge durch Exponentialfunktionen beschrieben werden.The advantage of the presented invention is that a precise correction of the charge or energy of a subsequent charging process of the piezo actuator 12th around which is still in the piezo actuator 12th remaining charge is possible after completing a previous completed unloading process. Are the conditions of the control of the piezo actuator 12th known, such as the drive current I. , the activation duration, the duration t_charge of electric charging, the discharge time, the time interval between the charging processes and, if the piezo actuator is used 12th in the injector the hydraulic pressure in the injector, the courses of the estimates Q_Resi_EST the remaining charge can be described via the charging and discharging processes using exponential functions.

BezugszeichenlisteReference list

22nd
Gehäusecasing
44th
VentilkörperValve body
55
Ausnehmung von 4 Recess of 4th
66
Nadelneedle
88th
EinspritzdüseInjector
1010th
RückstellfederReturn spring
1212th
PiezoaktuatorPiezo actuator
1414
KontaktstifteContact pins
1616
StromquellePower source
1818th
ErsatzlastReplacement load
2020th
RestentladungswiderstandResidual discharge resistance
2222
RestentladungsschalterResidual discharge switch
2424th
LastumschalterDiverter switch
100100
Vorrichtung zum Ermitteln einer elektrischen Restladung eines PiezoaktuatorsDevice for determining a residual electrical charge of a piezo actuator
II.
AnsteuerstromControl current
t_sct_sc
Zeitpunkt des Endes des KurzschlussbetriebsTime of the end of the short-circuit operation
t_charget_charge
Zeitdauer des elektrischen LadensDuration of electrical charging
t_ch_2t_ch_2
Zeitpunkt des Beginns eines weiterenTime of beginning of another
Ladevor-Charging
gangsgangs
t_discharge_sct_discharge_sc
Zeitdauer des weiteren EntladensDuration of further unloading
QQ
Ladungcharge
Q1, Q2, Q3, Q4Q1, Q2, Q3, Q4
Ladungcharge
Q11, Q12, Q13, Q14Q11, Q12, Q13, Q14
Ladungcharge
Q_ResiQ_Resi
RestladungResidual charge
Q_Resi_ESTQ_Resi_EST
Schätzwert der Restladung nach dem KurzschlussbetriebEstimated residual charge after short-circuit operation
Q_Resi_1_ESTQ_Resi_1_EST
Schätzwert der Restladung am Ende des KurzschlussbetriebsEstimated residual charge at the end of short-circuit operation
Ri R i
Innenwiderstand von 16 Internal resistance of 16
C1 C 1
elektrisch wirkender Kondensatorelectrically acting capacitor
Cm C m
mechanisch wirkender Kondensatormechanically acting capacitor
Lm L m
mechanisch wirkende Induktivitätmechanical inductance
Rm R m
mechanisch wirkender Widerstandmechanical resistance

Claims (9)

Verfahren zum Ermitteln einer elektrischen Restladung eines Piezoaktuators (12), bei dem nach - einem elektrischen Laden des Piezoaktuators (12), - einem anschließenden aktiven elektrischen Entladen des Piezoaktuators (12), wobei das elektrische Laden und das anschließende aktive elektrische Entladen des Piezoaktuators (12) mit einem Ansteuerstrom (I) mit einem bekannten zeitlichen Verlauf erfolgt, und - einem anschließenden weiteren Entladen des Piezoaktuators (12) in einem Kurzschlussbetrieb des Piezoaktuators (12) ein Verlauf eines Schätzwerts (Q_Resi_EST) der elektrischen Restladung des Piezoaktuators (12) ab einem Endzeitpunkt (t_sc) des Kurzschlussbetriebs des Piezoaktuators (12) bestimmt wird abhängig von - einer Zeitdauer (t_charge) des elektrischen Ladens des Piezoaktuators (12) und - einer Zeitdauer (t_discharge_sc) des weiteren Entladens des Piezoaktuators (12) in dem Kurzschlussbetrieb des Piezoaktuators (12).Method for determining a residual electrical charge of a piezo actuator (12), in which after - an electrical charge of the piezo actuator (12), - a subsequent active electrical discharge of the piezo actuator (12), the electrical charging and the subsequent active electrical discharge of the piezo actuator ( 12) with a control current (I) with a known time profile, and - a subsequent further discharge of the piezo actuator (12) in a short-circuit operation of the piezo actuator (12), a profile of an estimated value (Q_Resi_EST) of the residual electrical charge of the piezo actuator (12) an end time (t_sc) of the short-circuit operation of the piezo actuator (12) is determined depending on - a time period (t_charge) for the electrical charging of the piezo actuator (12) and - a time period (t_discharge_sc) for the further discharge of the piezo actuator (12) in the short-circuit operation of the piezo actuator (12). Verfahren nach Anspruch 1, bei dem - ein Schätzwert (Q_Resi_1_EST) der elektrischen Restladung des Piezoaktuators (12) nach dem aktiven elektrischen Entladen des Piezoaktuators (12) bestimmt wird abhängig von der Zeitdauer (t_charge) des elektrischen Ladens des Piezoaktuators (12), und - der Verlauf des Schätzwerts (Q_Resi_EST) der elektrischen Restladung des Piezoaktuators (12) ab dem Endzeitpunkt (t_sc) des Kurzschlussbetriebs des Piezoaktuators (12) bestimmt wird abhängig von dem Schätzwert (Q_Resi_1_EST) der elektrischen Restladung des Piezoaktuators (12) nach dem aktiven elektrischen Entladen des Piezoaktuators und der Zeitdauer (t_discharge_sc) des weiteren Entladens des Piezoaktuators (12) in dem Kurzschlussbetrieb des Piezoaktuators (12).Procedure according to Claim 1 , in which - an estimated value (Q_Resi_1_EST) of the residual electrical charge of the piezo actuator (12) after the active electrical discharge of the piezo actuator (12) is determined as a function of the duration (t_charge) of the electrical charging of the piezo actuator (12), and - the course of the Estimated value (Q_Resi_EST) of the residual electrical charge of the piezo actuator (12) from the end time (t_sc) of the short-circuit operation of the piezo actuator (12) is determined depending on the estimated value (Q_Resi_1_EST) of the remaining electrical charge of the piezo actuator (12) after the electrical electrical discharge of the piezo actuator and the duration (t_discharge_sc) of further discharging the piezo actuator (12) in the short-circuit operation of the piezo actuator (12). Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die Abhängigkeit des Schätzwerts (Q_Resi_1_EST) der elektrischen Restladung des Piezoaktuators (12) nach dem aktiven elektrischen Entladen des Piezoaktuators (12) von der Zeitdauer (t_charge) des elektrischen Ladens des Piezoaktuators (12) mittels einer als Exponentialfunktion ausgebildeten Näherungsfunktion vorgegeben ist.Procedure according to Claim 2 , in which the dependency of the estimated value (Q_Resi_1_EST) of the residual electrical charge of the piezo actuator (12) after the active electrical discharge of the piezo actuator (12) on the duration (t_charge) of the electrical charging of the piezo actuator (12) is predetermined by means of an approximation function designed as an exponential function . Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, bei dem der Verlauf des Schätzwerts (Q_Resi_EST) der elektrischen Restladung des Piezoaktuators (12) ab dem Endzeitpunkt (t_sc) des Kurzschlussbetriebs des Piezoaktuators (12) mittels einer als Exponentialfunktion ausgebildeten Näherungsfunktion vorgegeben ist.Procedure according to Claim 2 or 3rd , in which the course of the estimated value (Q_Resi_EST) of the residual electrical charge of the piezo actuator (12) from the end time (t_sc) of the short-circuit operation of the piezo actuator (12) is predetermined by means of an approximation function designed as an exponential function. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Verlauf des Schätzwerts (Q_Resi_EST) der elektrischen Restladung des Piezoaktuators (12) ab dem Endzeitpunkt (t_sc) des Kurzschlussbetriebs des Piezoaktuators (12) bestimmt wird abhängig von einer Ansteuerdauer für das elektrische Laden und das anschließende aktive elektrische Entladen des Piezoaktuators (12) mit dem Ansteuerstrom (I).Method according to one of the preceding claims, in which the course of the estimated value (Q_Resi_EST) of the residual electrical charge of the piezo actuator (12) from the end time (t_sc) of the short-circuit operation of the piezo actuator (12) is determined as a function of a control duration for the electrical charging and the subsequent one active electrical discharge of the piezo actuator (12) with the control current (I). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Verlauf des Schätzwerts (Q_Resi_EST) der elektrischen Restladung des Piezoaktuators (12) ab einem Endzeitpunkt (t_sc) des Kurzschlussbetriebs des Piezoaktuators (12) bestimmt wird abhängig von einer Entladedauer für das aktive elektrische Entladen des Piezoaktuators (12) und das anschließende weitere Entladen des Piezoaktuators (12) in einem Kurzschlussbetrieb des Piezoaktuators (12).Method according to one of the preceding claims, in which the course of the estimated value (Q_Resi_EST) of the residual electrical charge of the piezo actuator (12) is determined from an end time (t_sc) of the short-circuit operation of the piezo actuator (12) as a function of a discharge duration for the active electrical discharge of the piezo actuator (12) and the subsequent further discharge of the piezo actuator (12) in a short-circuit operation of the piezo actuator (12). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Verlauf des Schätzwerts (Q_Resi_EST) der elektrischen Restladung des Piezoaktuators (12) ab einem Endzeitpunkt (t_sc) des Kurzschlussbetriebs des Piezoaktuators (12) bestimmt wird abhängig von einer Zeitdauer zwischen dem Beginn des elektrischen Ladens des Piezoaktuators (12) bis zum Ende des Entladens des Piezoaktuators (12) in dem Kurzschlussbetrieb des Piezoaktuators (12) .Method according to one of the preceding claims, in which the course of the estimated value (Q_Resi_EST) of the residual electrical charge of the piezo actuator (12) from an end time (t_sc) of the short-circuit operation of the piezo actuator (12) is determined as a function of a time period between the start of electrical charging of the Piezo actuator (12) until the end of the discharge of the piezo actuator (12) in the short-circuit operation of the piezo actuator (12). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Piezoaktuator (12) in einem Einspritzventil mit einer Fluid führenden Ausnehmung (5) angeordnet ist, und der Verlauf des Schätzwerts (Q_Resi_EST) der elektrischen Restladung des Piezoaktuators (12) ab einem Endzeitpunkt (t_sc) des Kurzschlussbetriebs des Piezoaktuators (12) bestimmt wird abhängig von einem hydraulischen Druck in der Fluid führenden Ausnehmung (5) des Einspritzventils.Method according to one of the preceding claims, in which the piezo actuator (12) is arranged in an injection valve with a fluid-carrying recess (5), and the course of the estimated value (Q_Resi_EST) of the electrical residual charge of the piezo actuator (12) from an end time (t_sc) the short-circuit operation of the piezo actuator (12) is determined as a function of a hydraulic pressure in the fluid-carrying recess (5) of the injection valve. Vorrichtung zum Ermitteln einer elektrischen Restladung eines Piezoaktuators (12), die ausgebildet ist nach - einem elektrischen Laden des Piezoaktuators (12), - einem anschließenden aktiven elektrischen Entladen des Piezoaktuators (12), wobei das elektrische Laden und das anschließende aktive elektrische Entladen des Piezoaktuators (12) mit einem Ansteuerstrom (I) mit einem bekannten zeitlichen Verlauf erfolgt, und - einem anschließenden weiteren Entladen des Piezoaktuators (12) in einem Kurzschlussbetrieb des Piezoaktuators (12) einen Verlauf eines Schätzwerts (Q_Resi_EST) der elektrischen Restladung des Piezoaktuators (12) ab einem Endzeitpunkt (t_sc) des Kurzschlussbetriebs des Piezoaktuators (12) zu bestimmen abhängig von - einer Zeitdauer (t_charge) des elektrischen Ladens des Piezoaktuators (12) und - einer Zeitdauer (t_discharge_sc) des weiteren Entladens des Piezoaktuators (12) in dem Kurzschlussbetrieb des Piezoaktuators (12).Device for determining a residual electrical charge of a piezo actuator (12), which is designed after - an electrical charge of the piezo actuator (12), - a subsequent active electrical discharge of the piezo actuator (12), the electrical charging and the subsequent active electrical discharge of the piezo actuator (12) with a control current (I) with a known time profile, and - a subsequent further discharge of the piezo actuator (12) in short-circuit operation of the piezo actuator (12) a profile of an estimated value (Q_Resi_EST) of the residual electrical charge of the piezo actuator (12) to be determined from an end time (t_sc) of the short-circuit operation of the piezo actuator (12) as a function of - a time period (t_charge) for the electrical charging of the piezo actuator (12) and - a time period (t_discharge_sc) of further discharging the piezo actuator (12) in the short-circuit operation of the piezo actuator (12).
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