DE19929589C2 - Injection device for an internal combustion engine - Google Patents

Injection device for an internal combustion engine

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DE19929589C2 DE1999129589 DE19929589A DE19929589C2 DE 19929589 C2 DE19929589 C2 DE 19929589C2 DE 1999129589 DE1999129589 DE 1999129589 DE 19929589 A DE19929589 A DE 19929589A DE 19929589 C2 DE19929589 C2 DE 19929589C2
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Description

Die Erfindung betrifft eine Einspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine zur direkten Kraftstoffeinspritzung in einen Brennraum, mit einer längsverschiebbar in einem Gehäuse angeordneten Düsennadel, deren Öffnung durch Kraftstoff­ druck entgegen einer Schließkraft erfolgt, mit einem in einem Gehäuseteil ange­ ordneten Steuerventil zur Steuerung der hydraulischen Öffnungs- oder Schließ­ kraft der Düsennadel, wobei das Steuerventil einen Ventilkörper aufweist, der durch eine piezoelektrische Betätigungseinrichtung zwischen zwei Endlagen ver­ schiebbar ist, wobei der Ventilkörper in einer Endlage an einem Ventilsitz aufliegt.The invention relates to an injection device for an internal combustion engine direct fuel injection into a combustion chamber, with a longitudinally displaceable nozzle needle arranged in a housing, its opening by fuel Pressure against a closing force takes place with a in a housing part arranged control valve for controlling the hydraulic opening or closing by force of the nozzle needle, the control valve having a valve body which by a piezoelectric actuator between two end positions is slidable, the valve body resting in an end position on a valve seat.

Aus der EP 0 741 244 A2 ist eine Einspritzeinrichtung der eingangs genannten Art bekannt. Derartige Einspritzeinrichtungen werden in Speichereinspritzsyste­ men von Brennkraftmaschinen verwendet. Piezoelektrische Betätigungseinrich­ tungen haben gegenüber elektromagnetischen Betätigungseinrichtung den Vor­ teil eines besseren Ansprechverhaltens und einer flexiblen Steuerung des Betäti­ gungshubes, so dass eine Einspritzverlaufsformung auf einfache Weise möglich ist. Der erforderliche Aktorhub kann durch serielle Aufeinanderreihung von Pie­ zopaketen erfolgen. Da bei gleichem Arbeitshub die Baulänge eines Piezoaktors viel größer ist, als die Baulänge eines Solenoidaktors, wirken sich Temperatur­ schwankungen und andere Faktoren, wie Einspannkraft des Injektors oder Set­ zen bzw. Altern stärker auf die Funktion des Piezoaktors und damit auf das Öff­ nungs- und Schließverhalten des Entlastungsventils und somit der Einspritzein­ richtung aus.EP 0 741 244 A2 describes an injection device of the type mentioned at the beginning Kind known. Such injectors are used in accumulator injection systems Men of internal combustion engines used. Piezoelectric actuator lines have the advantage over electromagnetic actuation device part of better responsiveness and flexible control of the actuator gungshubes, so that an injection course shaping is possible in a simple manner is. The required actuator stroke can be achieved by piecing Pie zo packages are made. Since the overall length of a piezo actuator with the same working stroke temperature is much larger than the overall length of a solenoid actuator fluctuations and other factors, such as clamping force of the injector or set zen or aging more strongly on the function of the piezo actuator and thus on the opening Opening and closing behavior of the relief valve and thus the injection direction.

Durch die Grundeinstellung einer piezoelektrischen Betätigungseinrichtung kann eine zuverlässige Funktion nur in einem sehr engen Temperaturbereich erreicht werden. Außerhalb dieses Temperaturbereiches müsste somit eine Neukalibrie­ rung des Piezoaktors erfolgen. Insbesonders bei Brennkraftmaschinen für Fahr­ zeuge, bei denen die Betriebstemperatur relativ stark schwanken kann, ist eine laufende manuelle Nachkalibrierung nicht möglich.The basic setting of a piezoelectric actuator can reliable function can only be achieved in a very narrow temperature range become. Outside of this temperature range, a new calibration should therefore be carried out Piezo actuator. Especially with internal combustion engines for driving witness, where the operating temperature can fluctuate relatively strongly, is one ongoing manual recalibration not possible.

Die JP 03-038077 A offenbart eine Steuereinrichtung für einen piezoelektrischen Aktuator, wobei die Temperatur des Aktuators ermittelt und auf Grundlage dieser eine Korrektur der Ansteuerung vorgenommen wird. Eine Nullpunkt-Kalibrierung ist nicht vorgesehen. Alterungsbedingte Änderungen können somit nicht ausge­ glichen werden.JP 03-038077 A discloses a control device for a piezoelectric Actuator, the temperature of the actuator being determined and based on this the control is corrected. A zero point calibration is not scheduled. Age-related changes cannot therefore be made be compared.

Aus der DE 195 31 652 A1 ist ein piezoelektrisch betätigtes Kraftstoffeinspritz­ ventil für Brennkraftmaschinen bekannt. Die Ventilnadel zur Steuerung der Ein­ spritzöffnung wird direkt durch den Piezostack betätigt. Um temperatur- und druckbedingte Längenänderungen am Piezostack auszugleichen, ist an dem der Ventilnadel abgewandten Ende des Piezostacks eine Klemmeinrichtung vorgesehen, welche während einer Einspritzphase den Piezostack in seiner axialen Lage fixiert, wodurch ein axialer Spielausgleich möglich wird. Um vor jeder Betätigung des Aktuators zum Öffnen eines Ventils die Abstützung des Piezostacks gegen­ über dem Gehäuse bei noch geschlossenem Ventil und nicht angesteuertem Ak­ tuator zu fixieren, ist eine separate Steuereinrichtung für die Klemmeinrichtung erforderlich.DE 195 31 652 A1 describes a piezoelectrically operated fuel injection valve known for internal combustion engines. The valve needle to control the on spray opening is actuated directly by the piezo stack. To temperature and To compensate for pressure-related changes in length on the piezo stack is on the End of the piezo stack facing away from the valve needle is provided with a clamping device,  which during an injection phase the piezo stack in its axial position fixed, making axial play compensation possible. To before each operation of the actuator to open a valve to support the piezo stack above the housing when the valve is still closed and the Ak is not activated Fixing the tuator is a separate control device for the clamping device required.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, diese Nachteile zu vermeiden und bei einer Ein­ spritzeinrichtung, die über eine piezoelektrische Betätigungseinrichtung gesteuert wird, die Einflüsse von Temperaturschwankungen und/oder Setzen bzw. Alterung auf möglichst einfache Weise zu kompensieren.It is the object of the invention to avoid these disadvantages and with a spraying device controlled by a piezoelectric actuator the influences of temperature fluctuations and / or setting or aging to compensate in the simplest possible way.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass eine Kompensationsschaltung zur automatischen Kalibrierung und/oder Kompensation von Temperatureinflüs­ sen der Betätigungseinrichtung vorgesehen ist, welche mit dem Steuerventil über mindestens eine Triggerleitung eines Triggerschaltkreises zur Übertragung von Lageinformationssignalen über die Ist-Position des Ventilkörpers verbunden ist, und dass der Ventilkörper elektrisch leitend ausgeführt und zusammen mit dem Ventilsitz einen ersten elektrischen Schaltteil des Triggerschaltkreises bildet. In einer bevorzugten Ausführung ist vorgesehen, dass in der Öffnungsstellung des Steuerventils der Triggerschaltkreis getrennt und in der Schließstellung des Steuerventils zumindest zeitweise bei Aufliegen des Ventilkörpers auf dem Ven­ tilsitz geschlossen ist. Dabei ist vorgesehen, dass die elektrische Kompensations­ schaltung bei Eingehen eines Triggersignales die an der Betätigungseinrichtung anliegende Steuerspannung einem der Schließstellung des Steuerventiles entsprechenden Bezugspunkt des Steuerungskennfeldes zuordnet, wobei das Triggersignal erzeugt wird, so­ bald die Betätigungseinrichtung bei geschlossenem Steuerventil auf den Ventilkörper des Steuerventiles einwirkt.According to the invention, this is achieved in that a compensation circuit for automatic calibration and / or compensation of temperature influences sen the actuator is provided, which with the control valve at least one trigger line of a trigger circuit for the transmission of Position information signals are connected via the actual position of the valve body, and that the valve body is made electrically conductive and together with the Valve seat forms a first electrical switching part of the trigger circuit. In A preferred embodiment provides that in the open position of the Control valve of the trigger circuit separated and in the closed position of the Control valve at least temporarily when the valve body rests on the Ven tilsitz is closed. It is provided that the electrical compensation circuit when receiving a trigger signal on the actuator  applied control voltage corresponding to the closed position of the control valve Assigns the reference point of the control characteristic map, the trigger signal being generated, see above soon the actuator on the valve body of the closed control valve Control valve acts.

Es wird somit diejenige Steuerspannung ermittelt, bei der gerade noch kein Öffnen des Ent­ lastungsventiles eintritt. Diese Steuerspannung wird dem Schließpunkt im Steuerkennfeld für die Betätigungseinrichtung zugeordnet und somit eine Nullpunktkalibrierung durchgeführt. Die automatische Nullpunktkalibrierung erfolgt kontinuierlich, sodaß auch starke Temperatur­ schwankungen innerhalb des Betriebsbereiches der Betätigungseinrichtung zuverlässig ausge­ glichen werden.The control voltage is thus determined at which the Ent is just not opening load valve entry. This control voltage is the closing point in the control map for assigned the actuator and thus performed a zero point calibration. The automatic zero point calibration takes place continuously, so that even high temperatures fluctuations within the operating range of the actuator reliably be compared.

Das Triggersignal wird dabei durch Schließen des Triggerschaltkreises bei Schließen oder öffnen des Steuerventils erzeugt.The trigger signal is activated by closing the trigger circuit when closing or open the control valve.

Für die Kalibrierung ist theoretisch die an der Betätigungseinrichtung anliegende Steuerspan­ nung maßgebend, bei der der Ventilkörper gerade vom Ventilsitz abhebt. Die elektrische Kontaktierung zwischen Ventilkörper und Ventilsitz kann somit zur Erzeugung des Triggersi­ gnales verwendet werden. Es ist auch denkbar, den Spannungsabfall bei Öffnen des Kontaktes zur Erzeugung des Triggersignales zu verwenden.Theoretically, the control chip applied to the actuating device is for calibration decisive, in which the valve body is just lifting off the valve seat. The electrical Contact between the valve body and valve seat can thus be used to generate the trigger gnales can be used. It is also conceivable for the voltage drop when the contact opens to be used to generate the trigger signal.

In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Betätigungseinrichtung zusammen mit dem Ventilkörper oder einen mit dem Ventilkörper verbundenen elektrisch leitenden Druck­ stück einen zweiten elektrischen Schaltteil des Triggerschaltkreises bildet.In an embodiment of the invention it is provided that the actuating device together with the valve body or an electrically conductive pressure connected to the valve body piece forms a second electrical switching part of the trigger circuit.

Wirkt die Betätigungseinrichtung über ein Druckstück auf den Ventilkörper ein, welches bei Deaktivierung vom Ventilkörper beabstandet ist, so ist es äußerst vorteilhaft, wenn das aus elektrisch leitendem Material gebildete Druckstück zusammen mit dem Ventilkörper einen zweiten elektrischen Schaltteil des Triggerschaltkreises bildet, wobei bei Berührungskontakt des Druckstückes und des Ventilkörpers einerseits, und des Ventilkörpers und des Ventilsitzes andererseits der Triggerschaltkreis geschlossen ist. Das Triggersignal wird dabei durch elek­ trische Verbindung von Druckstück und Ventilkörper einerseits und Ventilkörper und Ventil­ sitz andererseits erzeugt. Der Schaltkreis wird somit geschlossen, wenn einerseits der Ventil­ körper am Ventilsitz aufliegt und andererseits das Druckstück durch die Betätigungseinrich­ tung am Ventilkörper aufliegt. Der Stromkreis wird wieder unterbrochen, sobald der Ventil­ körper vom Ventilsitz abhebt. Dadurch entsteht ein Triggerimpuls, welcher besonders einfach zur Bestimmung der Nullpunktkalibrierung herangezogen werden kann.Acts the actuator via a thrust piece on the valve body Deactivation is spaced from the valve body, so it is extremely advantageous if that from electrically conductive material formed pressure piece together with the valve body forms the second electrical switching part of the trigger circuit, being in contact of the pressure piece and the valve body on the one hand, and the valve body and the valve seat on the other hand the trigger circuit is closed. The trigger signal is thereby by elek trical connection of pressure piece and valve body on the one hand and valve body and valve On the other hand, the seat is generated. The circuit is thus closed if, on the one hand, the valve body rests on the valve seat and on the other hand the pressure piece by the actuating device device rests on the valve body. The circuit is interrupted again as soon as the valve body lifts off the valve seat. This creates a trigger pulse, which is particularly simple can be used to determine the zero point calibration.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen schematischThe invention is explained in more detail below with reference to the figures. They show schematically

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Einspritzeinrichtung in einer Ausführungsvariante im Längsschnitt, Fig. 1 shows an injection device according to the invention in a variant embodiment, in longitudinal section,

Fig. 2 ein Detail dieser Einspritzeinrichtung, Fig. 2 shows a detail of the injector,

Fig. 3 einen Längsschnitt einer zweiten Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Einspritzeinrichtung und Fig. 3 shows a longitudinal section of a second embodiment of an injection device according to the invention and

Fig. 4 ein Diagramm in dem für einen Einspritzzyklus das Triggersignal über der Zeit aufgetragen ist. Fig. 4 is a diagram in which the trigger signal is plotted against time for an injection cycle.

Die in den Fig. 1 und 2 gezeigte Einspritzeinrichtung 1 weist ein Gehäuse 2 auf, in welchem eine Düsennadel 3 längsverschiebbar angeordnet ist. Im Bereich der Einspritzdüse 4 ist ein erster Druckraum 5 ausgebildet, in welchen eine Hochdruckleitung 6 einmündet. Der erste Druckraum 5 grenzt an eine erste Druckangriffsfläche 7 der Düsennadel 3. Mit der Düsenna­ del 3 ist ein Arbeitskolben 8 verbunden, dessen zweite Druckangriffsfläche 9 an einen zweiten Druckraum 10 grenzt. In den zweiten Druckraum 10 mündet eine als sehr kleine Drossel aus­ geführte Kraftstoffzuführleitung 11, die, wie die Hochdruckleitung 6, mit einem nicht weiter dargestellten Speichereinspritzsystem verbunden ist. Über ein als Entlastungsventil ausgebil­ detes im Gehäuseteil 32 angeordnetes Steuerventil 12 ist der zweite Druckraum 10 mit einer Leckölleitung 13 verbindbar. Das Entlastungsventil 12 weist einen kugelförmigen Ventilkör­ per 14 auf, welcher über eine Feder 15 an einen Ventilsitz 16 gedrückt wird.The injection device 1 shown in FIGS. 1 and 2 has a housing 2 , in which a nozzle needle 3 is arranged to be longitudinally displaceable. In the area of the injection nozzle 4 , a first pressure chamber 5 is formed, into which a high-pressure line 6 opens. The first pressure chamber 5 borders on a first pressure application surface 7 of the nozzle needle 3 . With the nozzle del 3 , a working piston 8 is connected, the second pressure application surface 9 adjoins a second pressure chamber 10 . A fuel supply line 11 , which is designed as a very small throttle, opens into the second pressure chamber 10 and, like the high-pressure line 6 , is connected to a storage injection system (not shown). The second pressure chamber 10 can be connected to a leakage oil line 13 via a control valve 12 configured as a relief valve in the housing part 32 . The relief valve 12 has a spherical Ventilkör by 14 , which is pressed via a spring 15 to a valve seat 16 .

Die Betätigung des Steuerventiles 12 erfolgt über eine piezoelektrische Betätigungseinrich­ tung 17, die über ein Druckstück 18 vor allem entgegen der Rückstellkraft des Kraftstoffdruc­ kes im Druckraum 10 und der Feder 15 auf den Ventilkörper 14 einwirkt und diesen vom Ventilsitz 16 abhebt. Die Feder 15 ist dabei relativ schwach dimensioniert und hat vor allem die Aufgabe, den Ventilkörper 14 im drucklosen Zustand geschlossen zu halten. Das Druck­ stück 18 wird über Tellerfedern 19 entgegen der Öffnungsrichtung des Entlastungsventiles 12 vorgespannt. Das Druckstück 18 weist gegenüber dem Ventilkörper 14 im deaktivierten Zu­ stand der Betätigungseinrichtung 17 einen Abstand 20 auf, um ein sicheres Schließen des Steuerventiles 12 zu gewährleisten.The control valve 12 is actuated via a piezoelectric actuating device 17 , which acts on the valve body 14 via a pressure piece 18 , especially against the restoring force of the fuel pressure in the pressure chamber 10 and the spring 15, and lifts it from the valve seat 16 . The spring 15 is dimensioned relatively weak and has the primary task of keeping the valve body 14 closed in the depressurized state. The pressure piece 18 is biased via plate springs 19 against the opening direction of the relief valve 12 . The pressure piece 18 has in relation to the valve body 14 in the deactivated state of the actuating device 17 at a distance 20 in order to ensure that the control valve 12 closes securely.

In der Ruhestellung der Einspritzeinrichtung 1 ist die Betätigungseinrichtung 17 stromlos und das Steuerventil 12 geschlossen. Die Düsennadel 3 der Einspritzeinrichtung 1 wird durch die Schließfeder 30 und den Kraftstoffdruck im zweiten Druckraum 10 in der Schließstellung gehalten. Die Öffnung der Düsennadel 3 erfolgt durch Spannungsanlegung an die Betäti­ gungseinrichtung 17, welche über das Druckstück 18 den Ventilkörper 14 des Steuerventiles 12 vom Ventilsitz 16 abhebt und den zweiten Druckraum 10 mit der Leckölleitung 13 verbin­ det.In the rest position of the injection device 1 , the actuating device 17 is de-energized and the control valve 12 is closed. The nozzle needle 3 of the injection device 1 is held in the closed position by the closing spring 30 and the fuel pressure in the second pressure chamber 10 . The opening of the nozzle needle 3 takes place by applying voltage to the actuation device 17 , which lifts the valve body 14 of the control valve 12 from the valve seat 16 via the pressure piece 18 and connects the second pressure chamber 10 to the drain line 13 .

Die in Fig. 3 gezeigte Einspritzeinrichtung 1a weist ein Gehäuse 2a auf, in welchem eine Dü­ sennadel 3a längsverschiebbar angeordnet ist. Im Bereich der Einspritzdüse 4a ist ein Druck­ raum 5a ausgebildet, in welchen eine Hochdruckleitung 6a einmündet. Der Druckraum 5a grenzt an eine Druckangriffsfläche 7a der Düsennadel 3a. Die Schließkraft auf die Düsennadel 3a wird durch eine Schließfeder 30a aufgebracht.The injection device 1 a shown in Fig. 3 a has a housing 2 a, in which a nozzle needle 3 a is arranged to be longitudinally displaceable. In the area of the injector 4 a, a pressure chamber 5 a is formed, in which a high-pressure line 6 a opens. The pressure chamber 5 a borders on a pressure application surface 7 a of the nozzle needle 3 a. The closing force on the nozzle needle 3 a is applied by a closing spring 30 a.

Der Kraftstoffdurchfluß in der mit einem nicht weiter dargestellten Speichereinspritzsystem verbundenen Hochdruckleitung 6a wird über ein Steuerventil 12a gesteuert. Die Betätigung des Steuerventils 12a erfolgt über eine piezoelektrische Betätigungseinrichtung 17a, die ent­ gegen der Rückstellkraft der Feder 15a auf den Ventilkörper 14a einwirkt und diesen vom Ventilsitz 16a abhebt. Die Betätigungseinrichtung 17a kann dabei direkt oder über ein Druckstück 18a auf den Ventilkörper 14a einwirken. Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsva­ riante ist das Druckstück 18a einstückig mit dem Ventilkörper 14a ausgebildet. Die piezoelektrische Betätigungseinrichtung 17a weist gegenüber dem Ventilkörper 14a bzw. ge­ genüber dem Druckstück 18a im deaktivierten Zustand der Betätigungseinrichtung 17a einen Abstand 20a auf, um ein sicheres Schließen des Steuerventils 12a zu gewährleisten.The fuel flow in the high-pressure line 6 a, which is connected to a storage injection system (not shown), is controlled via a control valve 12 a. The control valve 12 a is actuated via a piezoelectric actuating device 17 a, which acts against the restoring force of the spring 15 a on the valve body 14 a and lifts it off the valve seat 16 a. The actuating device 17 a can act directly or via a pressure piece 18 a on the valve body 14 a. In the embodiment shown in FIG. 3, the pressure piece 18 a is formed in one piece with the valve body 14 a. The piezoelectric actuator 17 a has a distance 20 a compared to the valve body 14 a or ge compared to the pressure piece 18 a in the deactivated state of the actuator 17 a to ensure a safe closing of the control valve 12 a.

Die in den Fig. 1 bis 3 jeweils gezeigte Betätigungseinrichtung 17, 17a wird über Steuerlei­ tungen 21, 22 bzw. 21a, 22a von jeweils einer Steuereinheit 23, 23a in Abhängigkeit von durch Pfeile symbolisierten Motorparametern nach einem Steuerkennfeld angesteuert, wobei der Hub der Betätigungseinrichtung 17, 17a durch Modulation der Steuerspannung U verän­ derbar ist.The actuating device 17 , 17 a shown in FIGS . 1 to 3 is controlled via Steuerlei lines 21 , 22 and 21 a, 22 a by a control unit 23 , 23 a depending on motor parameters symbolized by arrows according to a control map, wherein the stroke of the actuator 17 , 17 a can be changed by modulating the control voltage U.

Da die piezoelektrische Betätigungseinrichtung 17, 17a eine sehr große Baulänge verglichen mit den erreichbaren Hüben des Ventilkörpers 14, 14a aufweist, wirken sich temperaturbe­ dingte Längenänderungen und Alters- bzw. Setzerscheinungen sehr stark auf den Öffnungs­ zeitpunkt und den Hub des Steuerventils 12, 12a und damit auf die Funktion der Einspritzein­ richtung 1, 1a aus. Es ist somit für die Funktion der Einspritzeinrichtung 1, 1a von grundsätz­ licher Bedeutung, daß der tatsächliche Öffnungszeitpunkt des Steuerventils 12, 12a mit dem Sollwert übereinstimmt bzw. daß eine auftretende Differenz zwischen dem Istwert und dem Sollwert kompensiert wird. Dies setzt voraus, daß die auf die Betätigungseinrichtung 17, 17a wirkende Steuerspannung U zum Zeitpunkt des tatsächlichen Öffnens des Steuerventils 12, 12a bekannt ist. Da sich der konstruktionsbedingte Abstand 20, 20a zwischen dem Druckstück 18 und dem Ventilkörper 14 bzw. zwischen der piezoelektrischen Betätigungseinrichtung 17a und dem Ventilkörper 14a infolge von temperaturbedingten Materialdehnungen ändern kann, ist auch die Öffnungsspannung veränderlich. Um den tatsächlichen Wert der jeweiligen Öff­ nungsspannung zu erfassen, wird bei Anliegen des Druckstückes 18 bzw. der Betätigungsein­ richtung 17a am Ventilkörper 14, 14a, welcher seinerseits auf dem Ventilsitz 16, 16a aufliegt, ein Triggersignal IT erzeugt, welches als Eingangsgröße einer Kompensationsschaltung 24, 24a dient. Der Zeitpunkt des Triggersignals IT wird der an der Betätigungseinrichtung 17, 17a anliegenden Steuerspannung U zugeordnet und als aktuelles Bezugsniveau der kennfeldab­ hängigen Steuereinrichtung 23, 23a zugeführt.Since the piezoelectric actuator 17 , 17 a has a very large overall length compared to the achievable strokes of the valve body 14 , 14 a, temperature-related changes in length and age or settlement phenomena have a very strong effect on the opening time and the stroke of the control valve 12 , 12th a and thus on the function of the injection device 1 , 1 a. It is therefore of fundamental importance for the function of the injection device 1 , 1 a that the actual opening time of the control valve 12 , 12 a coincides with the target value or that an occurring difference between the actual value and the target value is compensated. This assumes that the control voltage U acting on the actuating device 17 , 17 a is known at the time the control valve 12 , 12 a is actually opened. Since the construction-related distance 20 , 20 a between the pressure piece 18 and the valve body 14 or between the piezoelectric actuator 17 a and the valve body 14 a can change due to temperature-related material expansion, the opening tension is also variable. In order to detect the actual value of the respective opening voltage, when the pressure piece 18 or the actuating device 17 a is applied to the valve body 14 , 14 a, which in turn rests on the valve seat 16 , 16 a, a trigger signal I T is generated, which as Input variable of a compensation circuit 24 , 24 a is used. The time of the trigger signal I T is assigned to the control voltage U applied to the actuating device 17 , 17 a and is supplied as the current reference level to the control device 23 , 23 a dependent on the characteristic diagram.

Die Erzeugung des Triggersignales IT erfolgt in einfacher Weise dadurch, daß ein Stromkreis des Triggerschaltkreises 25, 25a zwischen einer ersten Triggerleitung 26, 26a und einer zwei­ ten Triggerleitung 27, 27a bei Berührung des Druckstückes 18 bzw. der Betätigungseinrich­ tung 17a, des Ventilkörpers 14, 14a und des Ventilsitzes 16, 16a geschlossen wird. Die zweite Triggerleitung 27, 27a kann mit der Fahrzeugmasse verbunden sein. Der Weg des elektrischen Stromes ist in den Fig. 1 bis 3 mit strichlierten Linien angedeutet. Es entsteht somit beim Öff­ nen und beim Schließen des Steuerventiles 12, 12a jeweils ein Triggerimpuls IT, welcher zur Markierung des jeweiligen aktuellen Wertes der Steuerspannung U an der Betätigungsein­ richtung 17, 17a herangezogen wird. The generation of the trigger signal I T takes place in a simple manner in that a circuit of the trigger circuit 25 , 25 a between a first trigger line 26 , 26 a and a two-th trigger line 27 , 27 a when touching the pressure piece 18 or the actuating device 17 a , The valve body 14 , 14 a and the valve seat 16 , 16 a is closed. The second trigger line 27 , 27 a can be connected to the vehicle ground. The path of the electric current is indicated in FIGS. 1 to 3 with dashed lines. There is thus a trigger pulse I T when opening and closing the control valve 12 , 12 a, which is used to mark the respective current value of the control voltage U on the actuating device 17 , 17 a.

Die elektrische Verbindung zwischen dem Druckstück 18 und der ersten Triggerleitung 26 kann im Bereich der Kontaktstelle von der Betätigungseinrichtung 17 und dem Druckstück 18 am Druckstück 18 oder aber über die Tellerfedern 19 erfolgen. Selbstverständlich muß das Druckstück 18, 18a in geeigneter Weise vom Gehäuseteil 32, 32a bzw. vom Ventilsitz 16, 16a isoliert sein. Diesbezügliche elektrische Isoliereinrichtungen, z. B. aus Teflon- oder Keramik, sind in Fig. 2 bzw. 3 mit 28 bzw. 28a bezeichnet.The electrical connection between the pressure piece 18 and the first trigger line 26 can take place in the region of the contact point of the actuator 17 and the pressure member 18 on the pressure piece 18 or via the plate springs 19th Of course, the pressure piece 18 , 18 a must be suitably insulated from the housing part 32 , 32 a or from the valve seat 16 , 16 a. Relevant electrical insulation devices, e.g. B. made of Teflon or ceramic, are designated in Fig. 2 and 3 with 28 and 28a.

Fig. 4 zeigt die Triggersignale IT während eines Einspritzzyklus. Mit A ist dabei der Zeitpunkt der elektrischen Verbindung bzw. der Trennung zwischen erster Triggerleitung 26, 26a und Ventilkörper 14, 14a und mit B der Zeitpunkt des Abhebens bzw. Aufliegens des Ventilkör­ pers 14, 14a vom bzw. am Ventilsitz 16, 16a bezeichnet. Fig. 4 shows the trigger signals I T during an injection cycle. With A the time of the electrical connection or the separation between the first trigger line 26 , 26 a and valve body 14 , 14 a and with B the time of lifting or resting of the Ventilkör pers 14 , 14 a from or on the valve seat 16 , 16 a designated.

Claims (8)

1. Einspritzeinrichtung (1, 1a) für eine Brennkraftmaschine zur direkten Kraft­ stoffeinspritzung in einen Brennraum, mit einer längsverschiebbar in einem Gehäuse (2, 2a) angeordneten Düsennadel (3, 3a), deren Öffnung durch Kraftstoffdruck entgegen einer Schließkraft erfolgt, mit einem in einem Ge­ häuseteil (32, 32a) angeordneten Steuerventil (12, 12a) zur Steuerung der hydraulischen Öffnungs- oder Schließkraft der Düsennadel (3, 3a), wobei das Steuerventil (12, 12a) einen Ventilkörper (14, 14a) aufweist, der durch eine piezoelektrische Betätigungseinrichtung (17, 17a) zwischen zwei Endlagen verschiebbar ist, wobei der Ventilkörper (14, 14a) in einer Endlage an einem Ven­ tilsitz (16, 16a) aufliegt, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kompensati­ onsschaltung (24, 24a) zur automatischen Kalibrierung und/oder Kompensa­ tion von Temperatureinflüssen der Betätigungseinrichtung (17, 17a) vorge­ sehen ist, welche mit dem Steuerventil (12, 12a) über mindestens eine Trig­ gerleitung (26, 26a, 27, 27a) eines Triggerschaltkreises (25, 25a) zur Über­ tragung von Lageinformationssignalen über die Ist-Position des Ventilkör­ pers (14, 14a) verbunden ist, und dass der Ventilkörper (14, 14a) elektrisch leitend ausgeführt und zusammen mit dem Ventilsitz (16, 16a) einen ersten elektrischen Schaltteil des Triggerschaltkreises (25, 25a) bildet.1. Injection device ( 1 , 1 a) for an internal combustion engine for direct fuel injection into a combustion chamber, with a longitudinally displaceable nozzle needle ( 3 , 3 a) arranged in a housing ( 2 , 2 a), the opening of which is effected by fuel pressure against a closing force, with a Ge in a housing part ( 32 , 32 a) arranged control valve ( 12 , 12 a) for controlling the hydraulic opening or closing force of the nozzle needle ( 3 , 3 a), the control valve ( 12 , 12 a) a valve body ( 14 , 14 a) which can be displaced between two end positions by a piezoelectric actuating device ( 17 , 17 a), the valve body ( 14 , 14 a) resting in one end position on a valve seat ( 16 , 16 a), characterized in that that a compensation circuit ( 24 , 24 a) for automatic calibration and / or compensation of temperature influences of the actuating device ( 17 , 17 a) is provided, which is connected to the control valve ( 12 , 12 a) via at least one trigger line ( 26 , 26 a, 27 , 27 a) of a trigger circuit ( 25 , 25 a) for transmitting position information signals about the actual position of the valve body ( 14 , 14 a) is connected, and that the valve body ( 14 , 14 a) is designed to be electrically conductive and, together with the valve seat ( 16 , 16 a), forms a first electrical switching part of the trigger circuit ( 25 , 25 a). 2. Einspritzeinrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Öffnungsstellung des Steuerventils (12, 12a) der Triggerschaltkreis (25, 25a) getrennt und in der Schließstellung des Steuerventils (12, 12a) zumindest zeitweise bei Aufliegen des Ventilkörpers (14, 14a) auf dem Ven­ tilsitz (16, 16a) geschlossen ist.2. Injection device ( 1 ) according to claim 1, characterized in that in the open position of the control valve ( 12 , 12 a) the trigger circuit ( 25 , 25 a) separately and in the closed position of the control valve ( 12 , 12 a) at least temporarily when resting of the valve body ( 14 , 14 a) on the Ven valve seat ( 16 , 16 a) is closed. 3. Einspritzeinrichtung (1a) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Betätigungsein­ richtung (17a) im deaktivierten Zustand vom Ventilkörper (14a) beabstan­ det ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinrichtung (17a) zusammen mit dem Ventilkörper (14a) oder einem mit dem Ventilkörper (14a) verbundenen Druckstück (18a) einen zweiten elektrischen Schaltteil des Triggerschaltkreises (25a) bildet.3. Injection device ( 1 a) according to claim 1 or 2, wherein the actuating device ( 17 a) is deactivated in the deactivated state of the valve body ( 14 a), characterized in that the actuating device ( 17 a) together with the valve body ( 14 a) or a pressure piece ( 18 a) connected to the valve body ( 14 a) forms a second electrical switching part of the trigger circuit ( 25 a). 4. Einspritzeinrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Betätigungsein­ richtung (17) über ein Druckstück (18) auf den Ventilkörper (14) in Öff­ nungsrichtung einwirkt und das Druckstück (18) bei deaktivierter Betäti­ gungseinrichtung (17) vom Ventilkörper (14) beabstandet ist, dadurch ge­ kennzeichnet, dass das aus elektrisch leitendem Material gebildete Druckstück (18) zusammen mit dem Ventilkörper (14) einen zweiten elektrischen Schaltteil des Triggerschaltkreises (25) bildet, wobei bei Berührungskontakt des Druckstückes (18) und des Ventilkörpers (14) einerseits, und des Ventil­ körpers (14) und des Ventilsitzes (16) andererseits der Triggerschaltkreis (25) geschlossen ist.4. Injection device ( 1 ) according to claim 1 or 2, wherein the actuating device ( 17 ) acts via a pressure piece ( 18 ) on the valve body ( 14 ) in the opening direction and the pressure piece ( 18 ) with deactivated actuating device ( 17 ) from the valve body ( 14 ) is spaced, characterized in that the pressure piece ( 18 ) formed from electrically conductive material forms, together with the valve body ( 14 ), a second electrical switching part of the trigger circuit ( 25 ), with the pressure piece ( 18 ) and the valve body coming into contact ( 14 ) on the one hand, and the valve body ( 14 ) and the valve seat ( 16 ) on the other hand, the trigger circuit ( 25 ) is closed. 5. Einspritzeinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, dass zwischen einer ersten Triggerleitung (26, 26a) und dem aus elektrisch leitendem Material bestehenden Gehäuseteil (32, 32a) ein definiertes Spannungspotential anliegt und dass das Druckstück (18, 18a) vom Gehäuseteil (32, 32a) elektrisch isoliert und ständig mit der Trigger­ leitung (26) elektrisch verbunden ist.5. Injection device ( 1 ) according to one of claims 1 to 4, characterized in that a defined voltage potential is present between a first trigger line ( 26 , 26 a) and the housing part ( 32 , 32 a) made of electrically conductive material and that Pressure piece ( 18 , 18 a) from the housing part ( 32 , 32 a) is electrically isolated and is continuously electrically connected to the trigger line ( 26 ). 6. Verfahren zur automatischen Kalibrierung und/oder zur Kompensation von Temperatureinflüssen bei einer Einspritzeinrichtung, die über ein Steuerven­ til mittels einer piezoelektrischen Betätigungseinrichtung kennfeldgesteuert wird, nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine elektrische Kompensationsschaltung bereitgestellt wird, welche auf­ grund eines Triggersignals die jeweils an der Betätigungseinrichtung anlie­ gende Steuerspannung einem der Schließstellung des Steuerventils ent­ sprechenden Bezugspunkt des Steuerungskennfeldes zuordnet, wobei das Triggersignal erzeugt wird, sobald die Betätigungseinrichtung bei geschlos­ senem Steuerventil auf den Ventilkörper des Steuerventils einwirkt.6. Procedure for automatic calibration and / or compensation of Influences of temperature in an injector via a control valve til controlled by a piezoelectric actuator is, according to one of claims 1 to 5, characterized in that an electrical compensation circuit is provided which is based on due to a trigger signal which is applied to the actuating device Control voltage ent one of the closed position of the control valve ent assigns speaking reference point of the control map, the Trigger signal is generated as soon as the actuator is closed senem control valve acts on the valve body of the control valve. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Trigger­ signal durch Schließen des Triggerschaltkreises beim Schließen oder Öffnen des Steuerventils erzeugt wird.7. The method according to claim 6, characterized in that the trigger signal by closing the trigger circuit when closing or opening of the control valve is generated. 8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, wobei die Betätigungseinrichtung über ein Druckstück auf den Ventilkörper einwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass das Triggersignal durch elektrische Verbindung von Druckstück bzw. Betätigungseinrichtung und Ventilkörper einerseits und Ventilkörper und Ventilsitz andererseits erzeugt wird.8. The method according to claim 6 or 7, wherein the actuating device via a pressure piece acts on the valve body, characterized in that that the trigger signal by electrical connection of the pressure piece or Actuator and valve body on the one hand and valve body and Valve seat on the other hand is generated.
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