EP1488088A1 - Method and device for detecting the moment of impact of the valve needle of a piezo control valve - Google Patents

Method and device for detecting the moment of impact of the valve needle of a piezo control valve

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EP1488088A1
EP1488088A1 EP03720240A EP03720240A EP1488088A1 EP 1488088 A1 EP1488088 A1 EP 1488088A1 EP 03720240 A EP03720240 A EP 03720240A EP 03720240 A EP03720240 A EP 03720240A EP 1488088 A1 EP1488088 A1 EP 1488088A1
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EP
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piezo
time
voltage
impact
control valve
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Jörg BEILHARZ
Richard Pirkl
Harald Schmidt
Peter Voigt
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Siemens AG
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    • F02M61/20—Closing valves mechanically, e.g. arrangements of springs or weights or permanent magnets; Damping of valve lift
    • F02M61/205—Means specially adapted for varying the spring tension or assisting the spring force to close the injection-valve, e.g. with damping of valve lift

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for detecting the point of impact of the valve needle of a piezo control valve of a pump-nozzle unit. Furthermore, the invention relates to a method and a device for controlling and / or regulating the operation of a piezo control valve of a pump-nozzle unit.
  • Pump-nozzle units are used to supply fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine.
  • This can be, for example, a pump-nozzle unit with a control and / or controllable fuel pump, a fuel injection nozzle which has a nozzle needle which can be moved back and forth between a closed position and an open position, a first pressure chamber which is separated from the fuel pump a first pressure fuel can be filled, a second pressure chamber, wherein in the second pressure chamber fuel under a second pressure exerts a closing force on the nozzle needle, and a third pressure chamber that communicates with the first pressure chamber, in the third pressure chamber below a third pressure fuel exerts an opening force on the nozzle needle.
  • Pump-nozzle units are used in particular in connection with pressure-controlled injection systems.
  • An essential feature of a pressure-controlled injection system is that the fuel injection nozzle opens as soon as an opening force which is at least influenced by the currently prevailing pressures is exerted on the nozzle needle.
  • Such pressure-controlled injection systems are used for fuel metering, fuel conditioning, shaping the injection process and sealing the fuel supply against the combustion chamber of the internal combustion engine.
  • pressure controlled Injection systems can be controlled in an advantageous manner the course of the volume flow over time during the injection. This can have a positive impact on the performance, fuel consumption and pollutant emissions of the engine.
  • the fuel pump and the fuel injection nozzle are generally designed as an integrated component.
  • at least one pump-nozzle unit is provided, which is usually installed in the cylinder head.
  • the fuel pump typically comprises a fuel pump piston that can be moved back and forth in a fuel pump cylinder and is driven either directly by a tappet or indirectly by rocker arm of a camshaft of the internal combustion engine.
  • the section of the fuel pump cylinder which usually forms the first pressure chamber can be connected to a low-pressure fuel region via a control valve, fuel being sucked into the first pressure chamber from the low-pressure fuel region when the control valve is open, and into the fuel from the first pressure chamber when the control valve is still open -Low pressure area is pushed back.
  • Pump injector units with a piezo control valve may experience injection quantity accuracy problems. This is due in particular to the fact that the actual closing and opening times of the piezo control valve are not known in operation. In order to keep the injection quantity spread as low as possible, the piezo actuator in the piezo control valve must be charged or discharged as precisely as possible, for example to set the start, duration and energy of a valve closing process. Furthermore, mechanical manufacturing tolerances, wear, temperature and aging processes can also lead to an undefined closing and / or opening process.
  • the invention is based on the object of specifying a method and a device with which the actual closing and / or opening times of the piezo control valve can be detected.
  • the method according to the invention for detecting the point in time at which the valve needle hits a piezo control valve of a pump-nozzle unit is characterized in that the point in time at which the valve needle hits is detected by evaluating the piezo voltage and / or the piezo current.
  • the detection of the point in time at which the valve needle strikes provides in particular feedback for the actual closing time of the piezo control valve and for the opening behavior. This feedback can be particularly advantageous for higher-level controls and / or
  • the solution according to the invention makes it possible, for example, to determine the actual start of funding. Furthermore, the running times of the piezo control valve when closing and opening can be used for more precise positioning of the valve needle and the setting of a sufficient seat force reserve is possible for the entire operating time.
  • the evaluation of the piezo voltage and / or the piezo current comprises the detection of at least one discontinuity in the course of the piezo voltage and / or the piezo current.
  • the control valve mechanism such as the pressure plate, lever and valve needle, is activated by the loading process of the piezo valve.
  • a suitable detection circuit which can be formed, for example, by a differentiator with downstream threshold value detection, makes it possible to recognize this discontinuity in the electrical measured variable.
  • the extension Evaluation of the piezo voltage and / or the piezo current includes the detection of at least one pulse in the course of the piezo voltage and / or the piezo current.
  • the control valve mechanism such as the pressure plate, lever and valve needle
  • the valve needle is so strongly accelerated by the cut-off pulse during the opening process that a mechanical force pulse occurs when it hits the piezo actuator that is already in the starting position.
  • Charge carriers are induced by the dynamic force input, which leads to a current pulse and / or a voltage pulse, for example between an output stage and the piezo actuator.
  • This pulse of the electrical measured variable can be detected with a detection circuit, which can be formed, for example, by a simple threshold value detection.
  • the timing of the valve needle detected by the method according to the invention for detecting the time of impact and / or by the device according to the invention for detecting the time of impact of the piezo control valve is related to a known temporal auxiliary variable.
  • the known auxiliary time variable can be, for example, a suitable control signal.
  • the known temporal auxiliary variable changes a control signal. that determines the start or end of a fuel injection.
  • SOI start of injection
  • the time offset between the point of impact of the valve needle and the SOI signal corresponds to the running time between the start of energization and the actual start of delivery of the pump-nozzle unit. Since a correlation of the running time to the energy introduced is possible, a seat power reserve can be determined, for example.
  • the device according to the invention for detecting the point of impact of the valve needle of a piezo control valve of a pump-nozzle unit is characterized in that it evaluates the piezo voltage and / or the piezo current to detect the point of impact of the valve needle.
  • the evaluation of the piezo voltage and / or the piezo current comprises the detection of at least one discontinuity in the course of the piezo voltage and / or the piezo current.
  • the evaluation of the piezo voltage and / or the piezo current comprises the detection of at least one pulse in the course of the piezo voltage and / or the piezo current.
  • the device according to the invention for controlling and / or regulating the operation of a piezo control valve of a pump-nozzle unit is distinguished by the fact that it uses a method according to the invention to detect the point at which the valve needle hits and / or a device according to the invention to detect the point of impact of the valve needle detected timing of the valve needle of the piezo control valve relates to a known auxiliary time variable.
  • the known temporal auxiliary variable comprises a control signal which defines the start or the end of a fuel injection.
  • the invention is based on the knowledge that signals are superimposed on the piezo voltage and / or the piezo current, which signals can be used for feedback, in particular in connection with regulations for the injection quantity correction.
  • FIG. 1 shows a schematic embodiment of a pump-nozzle unit in or with which the methods according to the invention or the devices according to the invention can be used;
  • FIG. 2 shows a schematic partial sectional view of a piezo control valve which can be used with the pump-nozzle unit according to FIG. 1;
  • FIG. 3 shows a graph which illustrates the course of the piezo voltage, the derivation of the piezo voltage and the valve needle lift for an injection
  • FIG. 4 shows a graph which illustrates the course of the piezo voltage, the piezo current and the valve needle lift in relation to a known SOI signal for a closing operation of the piezo control valve;
  • FIG. 5 shows the course of the piezo voltage for an injection process with different piezo energies
  • FIG. 6 shows a temporal section of the curves of FIG. 5 with the turn-in times of the valve needle relating to a known SOI signal during the closing process of the piezo control valve; and
  • FIG. 7 shows a graph which illustrates the course of the piezo voltage, the piezo current, the piezo charge and the valve needle lift in relation to a known EOI signal.
  • FIG. 1 shows schematically a pump-nozzle unit.
  • the pump-nozzle unit shown for supplying fuel 10 into a combustion chamber 12 of an internal combustion engine has a fuel pump 14-22.
  • a fuel pump piston 14 can be moved back and forth in a fuel pump cylinder 16.
  • the fuel pump piston 14 is driven directly or indirectly via a camshaft, not shown, of the internal combustion engine.
  • the Kor ⁇ pressionsrau of the fuel pump cylinder 16 forms a first pressure chamber 28.
  • the first pressure chamber 28 is connected via a fuel line 20 to a piezo control valve 22.
  • the piezo control valve 22 serves to either close the fuel line 20 or to connect it to a low-pressure fuel region 18 from which fuel 10 can be drawn.
  • the pump-nozzle unit shown further comprises a fuel injector, designated as a whole by 24, which moves one between a closed position and an open position. has nozzle needle 46.
  • a pressure pin 26 can in particular exert a downward force on the nozzle needle 46.
  • an adjusting disk 40 is provided, which is guided in a second pressure chamber 30 , fuel 10 in the second pressure chamber 30 having a second pressure p 30 being pressed downward via the pressure pin 26, based on the illustration in FIG directed closing force exerts on the nozzle needle 46.
  • the shim 40 is DA only as strong sealed at, preferably, over the second pressure chamber 30, that the second pressure p 3 is degraded already again o before the start of a new injection cycle.
  • a further closing force is exerted by a first spring 36 on the pressure pin 26 and thus the nozzle needle 46, the first spring 36 being arranged in the second pressure chamber 30 and having its rear end supported on the adjusting disk 40.
  • a section of the nozzle needle 46 having a shoulder 44 is surrounded by a third pressure chamber 32, which communicates with the first pressure chamber 28 via a connecting line 42.
  • a third pressure p 32 is built up in the third pressure chamber 32 as a function of the first pressure p 28 prevailing in the first pressure chamber 28.
  • the nozzle needle 46 assumes its open position as long as a difference between the p through the third pressure 32 opening force caused and the sum of the p by the second pressure 3 o generated closing force and the closing force produced by the first spring 36 exceeds a predetermined value.
  • the nozzle opening pressure can thus be influenced via the second pressure p 30 in the second pressure chamber 30.
  • a pressure limiter tion and holding valve 34 may be provided between the first pressure chamber 28 and the second pressure chamber 30.
  • the coupling of an embodiment of the device 80 according to the invention to the piezo control valve 22 explained in more detail with reference to FIG. 2 is also shown in FIG. 1.
  • FIG. 2 shows a schematic partial sectional view of a piezo control valve 22 which can be used with the pump-nozzle unit according to FIG. 1.
  • the piezo control valve 22 shown has a valve needle 48, which for
  • Closing the piezo control valve 22 in the illustrated first end position and for completely opening the piezo control valve 22 can be moved into a second end position, which is shifted to the right in relation to the illustration.
  • a valve plate 64 provided on the valve needle 48 interacts with a valve seat 62 on the housing side.
  • the low-pressure fuel region 18 is closed off from a high-pressure chamber 38, which is connected to the fuel line 20 shown in FIG. 1.
  • the piezo control valve 22 has a piezo actuator or a piezo element 76. With suitable activation of the piezo element 76, this exerts a force on a pressure piece 54 via an end face 78.
  • the pressure piece 54 in turn transmits the force generated by the piezo element 76 to a first lever 56 and a second lever 58, the first lever 56 and the second lever 58 being provided to effect a force transmission.
  • the first lever 56 and the second lever 58 rest against a second axial end surface 72 of the valve needle 48 in order to transmit the translated force generated by the piezo element 76 to the valve needle 48.
  • the translated force generated by the suitably controlled piezo element 76 which acts on the valve needle 48, is greater than an opposite force, which is generated by a second spring 66 and is exerted on a first axial end face 70 of the valve needle 48 via a spring pressure piece 68 becomes.
  • the fuel Low-pressure region 18 is connected to a control chamber 50, which is also connected via a compensating bore 52 to an actuator chamber 74 located in front of the piezo element 76.
  • This actuator chamber 74 is connected to a return 60 via which fuel can flow back from the actuator chamber 74.
  • FIG. 3 shows an example of the course of the piezo voltage u (t), the time derivative of the piezo voltage u '(t) and the valve needle stroke h (t) for an injection. Via the time derivative of the piezo voltage u '(t), for example, discontinuities in the course of the piezo voltage u (t) can be identified in a simple manner.
  • FIG. 4 shows the course of the piezo voltage u (t), the piezo current i (t) and the valve needle stroke h (t) for a closing operation of the piezo control valve.
  • the piezo control valve is actually closed.
  • the time t c corresponds to the time of impact of the valve needle 48.
  • the counterforce on the piezo actuator 76 is increased abruptly by the mechanical coupling, which directly results in a discontinuity in the piezo voltage u (t)
  • Time t c reflects. This discontinuity of the piezo voltage u (t) can be recognized, for example, by the time derivative of the piezo voltage u '(t).
  • a differentiator with a subsequent threshold value detection can therefore be used as the detection circuit.
  • the detected discontinuity of the piezo voltage u (t) at the time t c can now be assigned to a known auxiliary variable, for example an SOI signal which changes its value at the time t S o trigger the start of injection.
  • a known auxiliary variable for example an SOI signal which changes its value at the time t S o trigger the start of injection.
  • the time span between the time tsoi and the time t c corresponds to the running time between the start of energization and the actual start of delivery of the pump-nozzle unit.
  • FIG. 5 shows the course of the piezo voltage for an injection process with different piezo energies. The individual curves from top to bottom correspond to the voltage values 150 V, 140 V, 130 V, 120 V, 110 V and 100 V.
  • FIG. 6 shows a section of the curves of FIG. 5 with the turn-in times of the valve needle 48 related to a known SOI signal during the closing process of the piezo control valve 22.
  • the illustration in FIG. 6 shows that the turn-in time t c for lower piezo - tensions u (t) shifted backwards.
  • the time of impact t c ⁇ corresponds to the voltage of 150 V
  • the time of impact t c2 corresponds to the voltage of 100 V.
  • the impact times t C ⁇ and t c2 can again be related to the SOI signal.
  • FIG. 7 shows the course of the piezo voltage u (t), the piezo current i (t) and the valve needle stroke h (t), in particular also for the opening process of the piezo control valve 22. Furthermore, the charge course q (t), which is not of interest here, is shown .
  • the valve mechanism cannot follow the receding piezo actuator 76 in a force-fitting manner. Nevertheless, the valve needle 48 is so strongly accelerated by the control pulse during the opening process that a mechanical force pulse occurs at time t 0 when it hits the piezo actuator 76, which is already in its starting position. This dynamic force input induces charge carriers, which leads to a current pulse or voltage pulse between the output stage and the piezo actuator.
  • the pulse of the piezo current i (t) at time t 0 can be clearly seen in FIG.
  • the time t 0 can therefore be determined in a simple manner, for example by a threshold value acquisition.
  • the impact time t 0 at which the piezo control valve 22 is fully open, can be related in time to an EOI signal that changes its value at the time t E o ⁇ to the opening process trigger the piezo control valve 22.
  • the time span between the time t E o ⁇ and t 0 then corresponds to the running time between the start of discharge and the time when the piezo control valve 22 is completely open.
  • the invention can be summarized as follows: The detection of the point in time of the valve needle 48 of a piezo control valve 22 of a pump-nozzle unit when closing and / or opening the piezo control valve 22 is carried out according to the invention by the piezo voltage u (t) and / or piezo current i (t) can be evaluated. This evaluation can include in particular the detection of discontinuities and / or pulses in the course of the piezo voltage u (t) and / or the piezo current i (t).
  • the detected point in time of the impact can advantageously be related in time to a known auxiliary variable, in particular for control purposes.

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Abstract

The aim of the invention is to be able to detect the moment of impact of the valve needle (48) pertaining to a piezo control valve (22) of a pump-nozzle unit, when the piezo control valve (22) is closed and/or opened. To this end, the piezo voltage (u(t)) and/or piezo current (i(t)) are evaluated. Said evaluation can especially involve the identification of discontinuities and/or pulses during the course of the piezo voltage (u(t)) and/or the piezo current (i(t)). The detected moment of impact can advantageously be put in temporal relation with a known auxiliary variable (SOI, EOI), especially for regulation purposes.

Description

Beschreibungdescription
Verfahren und Vorrichtung zur Detektion des Einschlagzeitpunktes der Ventilnadel eines Piezo-SteuerventilsMethod and device for detecting the point of impact of the valve needle of a piezo control valve
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Detektion des Einschlagzeitpunktes der Ventilnadel eines Piezo-Steuerventils einer Pumpe-Düse-Einheit. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steue- rung und/oder Regelung des Betriebs eines Piezo-Steuerventils einer Pumpe-Düse-Einheit.The invention relates to a method and a device for detecting the point of impact of the valve needle of a piezo control valve of a pump-nozzle unit. Furthermore, the invention relates to a method and a device for controlling and / or regulating the operation of a piezo control valve of a pump-nozzle unit.
Pumpe-Düse-Einheiten dienen zum Zuführen von Kraftstoff in einen Verbrennungsraum einer Brennkraftmaschine. Dabei kann es sich beispielsweise um eine Pumpe-Düse-Einheit mit einer Steuer- und/oder regelbaren Kraftstoffpumpe, einer Kraftstoffeinspritzdüse, die eine zwischen einer Schließstellung und einer Öffnungsstellung hin und her bewegliche Düsennadel aufweist, einem ersten Druckraum, der von der Kraftstoffpumpe mit unter einem ersten Druck stehenden Kraftstoff befüllbar ist, einem zweiten Druckraum, wobei in dem zweiten Druckraum unter einem zweiten Druck stehender Kraftstoff eine Schließkraft auf die Düsennadel ausübt, und einen dritten Druckraum, der mit dem ersten Druckraum kommuniziert, wobei in dem drit- ten Druckraum unter einem dritten Druck stehender Kraftstoff eine Öffnungskraft auf die Düsennadel ausübt, handeln.Pump-nozzle units are used to supply fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine. This can be, for example, a pump-nozzle unit with a control and / or controllable fuel pump, a fuel injection nozzle which has a nozzle needle which can be moved back and forth between a closed position and an open position, a first pressure chamber which is separated from the fuel pump a first pressure fuel can be filled, a second pressure chamber, wherein in the second pressure chamber fuel under a second pressure exerts a closing force on the nozzle needle, and a third pressure chamber that communicates with the first pressure chamber, in the third pressure chamber below a third pressure fuel exerts an opening force on the nozzle needle.
Pumpe-Düse-Einheiten werden insbesondere im Zusammenhang mit druckgesteuerten Einspritzsystemen verwendet. Ein wesentli- ches Merkmal eines druckgesteuerten Einspritzsystems besteht darin, dass die Kraftstoffeinspritzdüse öffnet, sobald eine zumindest vom aktuell herrschenden Drücken beeinflusste Öffnungskraft auf die Düsennadel ausgeübt wird. Derartige druckgesteuerte Einspritzsysteme dienen der Kraftstoffdosierung, der Kraftstoffaufbereitung, der Formung des Einspritzverlaufs und einer Abdichtung der KraftstoffZuführung gegen den Verbrennungsraum der Brennkraftmaschine. Mit druckgesteuerten Einspritzsystemen lässt sich der zeitliche Verlauf des Mengenstroms während der Einspritzung in vorteilhafter Weise steuern. Damit kann ein positiver Einfluss auf die Leistung, den Kraftstoffverbrauch und die Schadstoffemission des Motors genommen werden.Pump-nozzle units are used in particular in connection with pressure-controlled injection systems. An essential feature of a pressure-controlled injection system is that the fuel injection nozzle opens as soon as an opening force which is at least influenced by the currently prevailing pressures is exerted on the nozzle needle. Such pressure-controlled injection systems are used for fuel metering, fuel conditioning, shaping the injection process and sealing the fuel supply against the combustion chamber of the internal combustion engine. With pressure controlled Injection systems can be controlled in an advantageous manner the course of the volume flow over time during the injection. This can have a positive impact on the performance, fuel consumption and pollutant emissions of the engine.
Bei Pumpe-Düse-Einheiten sind die Kraftstoffpumpe und die Kraftstoffeinspritzdüse in der Regel als integriertes Bauteil ausgebildet. Für jeden Verbrennungsraum der Brennkraftmaschi- ne wird zumindest eine Pumpe-Düse-Einheit vorgesehen, die in der Regel in den Zylinderkopf eingebaut wird. Die Kraftstoffpumpe umfasst dabei typischerweise einen in einem Kraftstoffpumpenzylinder hin und her beweglichen Kraftstoffpumpenkolben, der entweder direkt über einen Stößel oder indirekt über Kipphebel von einer Nockenwelle der Brennkraftmaschine angetrieben wird. Der üblicherweise den ersten .Druckraum bildende Abschnitt des Kraftstoffpumpenzylinders ist über ein Steuerventil mit einem Kraftstoff-Niederdruckbereich verbindbar, wobei bei geöffnetem Steuerventil Kraftstoff von dem Kraft- stoff-Niederdruckbereich in den ersten Druckraum angesaugt und bei weiterhin geöffnetem Steuerventil von dem ersten Druckraum in den Kraftstoff-Niederdruckbereich zurückgedrückt wird. Sobald das Steuerventil geschlossen wird, erfolgt durch den Kraftstoffpumpenkolben eine Komprimierung des in dem ers- ten Druckraum befindlichen Kraftstoffs und somit ein Druckaufbau. Es ist bekannt, das Steuerventil in Form eines Magnetventils vorzusehen. Magnetventile weisen jedoch üblicherweise eine relativ lange Ansprechzeit auf, was insbesondere dadurch bedingt ist, dass der Magnetanker eines Magnetventils aufgrund der von seiner Masse abhängigen Massenträgheitskräfte nicht beliebig schnell beschleunigt werden kann. Weiterhin erfordert auch der Aufbau des Magnetfeldes zur Erzeugung der Anzugskraft Zeit. Eine mit einem Magnetventil ausgestattete Pumpe-Düse-Einheit ist beispielsweise aus der EP 0 277 939 Bl bekannt. Um die durch die Verwendung von Magnetventilen hervorgerufenen Probleme zu vermeiden, ist es weiterhin bereits bekannt, Pumpe-Düse-Einheiten mit einem Steuerventil auszustatten, das piezoelektrisch betrieben wird. Eine derartige Pumpe-Düse- Einheit ist beispielsweise aus der DE 198 35 494 AI bekannt.In pump-nozzle units, the fuel pump and the fuel injection nozzle are generally designed as an integrated component. For each combustion chamber of the internal combustion engine, at least one pump-nozzle unit is provided, which is usually installed in the cylinder head. The fuel pump typically comprises a fuel pump piston that can be moved back and forth in a fuel pump cylinder and is driven either directly by a tappet or indirectly by rocker arm of a camshaft of the internal combustion engine. The section of the fuel pump cylinder which usually forms the first pressure chamber can be connected to a low-pressure fuel region via a control valve, fuel being sucked into the first pressure chamber from the low-pressure fuel region when the control valve is open, and into the fuel from the first pressure chamber when the control valve is still open -Low pressure area is pushed back. As soon as the control valve is closed, the fuel pump piston compresses the fuel in the first pressure chamber and thus builds up pressure. It is known to provide the control valve in the form of a solenoid valve. However, solenoid valves usually have a relatively long response time, which is due in particular to the fact that the magnet armature of a solenoid valve cannot be accelerated as quickly as desired due to the inertia forces which are dependent on its mass. Furthermore, the build-up of the magnetic field to generate the attraction force requires time. A pump-nozzle unit equipped with a solenoid valve is known for example from EP 0 277 939 B1. In order to avoid the problems caused by the use of solenoid valves, it is also known to equip pump-nozzle units with a control valve that is operated piezoelectrically. Such a pump-nozzle unit is known for example from DE 198 35 494 AI.
Um bei einem Einspritzvorgang neben einer Haupteinspritzmenge eine zusätzliche Voreinspritzmenge und/oder eine zusätzliche Nacheinspritzmenge in den Verbrennungsraum einzubringen, ist es weiterhin bekannt, während eines Einspritzzyklus mehrere in kurzen Zeitabständen aufeinanderfolgende Einspritzimpulse auszulösen.In order to introduce an additional pre-injection quantity and / or an additional post-injection quantity into the combustion chamber in addition to a main injection quantity during an injection process, it is also known to trigger a plurality of injection pulses which follow one another in short time intervals during an injection cycle.
Bei Pumpe-Düse-Einheiten mit einem Piezo-Steuerventil können Probleme hinsichtlich der Einspritzmengengenauigkeit auftreten. Dies ist insbesondere dadurch mitbegründet, dass die tatsächlichen Schließ- und ÖffnungsZeitpunkte des Piezo- Steuerventils in Betrieb nicht bekannt sind. Um Einspritzmengenstreuungen möglichst gering zu halten, muss der Piezo- Aktuator im Piezo-Steuerventil möglichst genau geladen beziehungsweise entladen werden, beispielsweise zur Einstellung von Beginn, Dauer und Energie eines Ventilschließvorgangs. Weiterhin können auch mechanische Fertigungstoleranzen, Verschleiß, Temperatur und Alterungsprozesse zu einem undefi- nierten Schließ- und/oder Öffnungsvorgang führen.Pump injector units with a piezo control valve may experience injection quantity accuracy problems. This is due in particular to the fact that the actual closing and opening times of the piezo control valve are not known in operation. In order to keep the injection quantity spread as low as possible, the piezo actuator in the piezo control valve must be charged or discharged as precisely as possible, for example to set the start, duration and energy of a valve closing process. Furthermore, mechanical manufacturing tolerances, wear, temperature and aging processes can also lead to an undefined closing and / or opening process.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, mit dem beziehungsweise mit der die tatsächlichen Schließ- und/oder Öffnungszeitpunkte des Piezo-Steuerventils detektiert werden können.The invention is based on the object of specifying a method and a device with which the actual closing and / or opening times of the piezo control valve can be detected.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst.This object is solved by the features of the independent claims.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen. Das erfindungsgemäße Verfahren zur Detektion des Einschlagzeitpunktes der Ventilnadel eine Piezo-Steuerventils einer Pumpe-Düse-Einheit zeichnet sich dadurch aus, dass die Detektion des Einschlagzeitpunktes der Ventilnadel durch Auswer- tung der Piezospannung und/oder des Piezostroms erfolgt.Advantageous refinements and developments of the invention result from the dependent claims. The method according to the invention for detecting the point in time at which the valve needle hits a piezo control valve of a pump-nozzle unit is characterized in that the point in time at which the valve needle hits is detected by evaluating the piezo voltage and / or the piezo current.
Durch die Detektion des Einschlagzeitpunktes der Ventilnadel erhält man insbesondere eine Rückmeldung für den tatsächlichen Schließzeitpunkt des Piezo-Steuerventils sowie für das Öffnungsverhalten. Diese Rückmeldungen können in besonders vorteilhafter Weise für übergeordnete Steuerungen und/oderThe detection of the point in time at which the valve needle strikes provides in particular feedback for the actual closing time of the piezo control valve and for the opening behavior. This feedback can be particularly advantageous for higher-level controls and / or
Regelungen eingesetzt werden. Durch die erfindungsgemäße Lösung wird beispielsweise die Bestimmung des tatsächlichen Förderbeginns möglich. Weiterhin können die Laufzeiten des Piezo-Steuerventils beim Schließen und Öffnen zur genaueren Positionierung der Ventilnadel genutzt werden und die Einstellung einer ausreichenden Sitzkraftreserve ist für die gesamte Betriebszeit möglich.Regulations are used. The solution according to the invention makes it possible, for example, to determine the actual start of funding. Furthermore, the running times of the piezo control valve when closing and opening can be used for more precise positioning of the valve needle and the setting of a sufficient seat force reserve is possible for the entire operating time.
Bei bevorzugten Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfah- rens ist vorgesehen, dass die Auswertung der Piezospannung und/oder des Piezostroms das Erkennen von zumindest einer Un- stetigkeit im Verlauf der Piezospannung und/oder des Piezostroms umfasst. Beispielsweise beim Schließvorgang des Piezo- Steuerventils wird die Steuerventilmechanik, wie Druckplatte, Hebel und Ventilnadel, durch den Ladevorgang des Piezo-In preferred developments of the method according to the invention, it is provided that the evaluation of the piezo voltage and / or the piezo current comprises the detection of at least one discontinuity in the course of the piezo voltage and / or the piezo current. For example, when the piezo control valve closes, the control valve mechanism, such as the pressure plate, lever and valve needle, is activated by the loading process of the piezo valve.
Aktuators in Richtung Ventilsitz beschleunigt. Beim Einschlagen der Ventilnadel in den Ventilsitz wird durch die mechanische Kopplung sprungartig die Gegenkraft auf den Piezo- Aktuator erhöht, was sich direkt in der Piezospannung als Un- stetigkeitssteile wiederspiegelt. Durch eine geeignete Detek- tionsschaltung, die beispielsweise durch einen Differenzierer mit nachgeschalteter Schwellenwerterfassung gebildet sein kann, ist es möglich, diese Unstetigkeit in der elektrischen Messgröße zu erkennen.Actuator accelerated towards the valve seat. When the valve needle is driven into the valve seat, the mechanical coupling suddenly increases the counterforce on the piezo actuator, which is directly reflected in the piezo voltage as parts of the discontinuity. A suitable detection circuit, which can be formed, for example, by a differentiator with downstream threshold value detection, makes it possible to recognize this discontinuity in the electrical measured variable.
Zusätzlich oder alternativ kann bei dem Verfahren zur Detektion des Einschlagzeitpunktes vorgesehen sein, dass die Aus- Wertung der Piezospannung und/oder des Piezostroms das Erkennen von zumindest einem Impuls im Verlauf der Piezospannung und/oder des Piezostroms umfasst. Beispielsweise beim zum Öffnen des Piezo-Steuerventils durchgeführten Entladevorgang des Piezo-Aktuators kann die Steuerventilmechanik, wie Druckplatte, Hebel und Ventilnadel, dem zurückweichenden Piezo- Aktuator nicht kraftschlüssig folgen. Dennoch wird die Ventilnadel beim Öffnungsvorgang durch den Absteuerpuls so stark beschleunigt, dass bei ihrem Auftreffen auf den bereits in der Ausgangsstellung befindlichen Piezo-Aktuator ein mechanischer Kraftimpuls auftritt. Durch den dynamischen Krafteintrag werden Ladungsträger induziert, was zu einem Stromimpuls und/oder einem Spannungsimpuls beispielsweise zwischen einer Endstufe und dem Piezo-Aktuator führt. Dieser Impuls der e- lektrischen Messgröße kann mit einer Detektionsschaltung de- tektiert werden, die beispielsweise durch eine einfache Schwellenwerterfassung gebildet sein kann.Additionally or alternatively, it can be provided in the method for detecting the time of impact that the extension Evaluation of the piezo voltage and / or the piezo current includes the detection of at least one pulse in the course of the piezo voltage and / or the piezo current. For example, when the piezo actuator is discharged to open the piezo control valve, the control valve mechanism, such as the pressure plate, lever and valve needle, cannot follow the receding piezo actuator in a force-locking manner. Nevertheless, the valve needle is so strongly accelerated by the cut-off pulse during the opening process that a mechanical force pulse occurs when it hits the piezo actuator that is already in the starting position. Charge carriers are induced by the dynamic force input, which leads to a current pulse and / or a voltage pulse, for example between an output stage and the piezo actuator. This pulse of the electrical measured variable can be detected with a detection circuit, which can be formed, for example, by a simple threshold value detection.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung des Betriebs eines Piezo-Steuerventils einer Pumpe- Düse-Einheit ist vorgesehen, dass der durch das erfindungsgemäße Verfahren zur Detektion des Einschlagzeitpunktes und/oder durch die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Detektion des Einschlagzeitpunktes detektierte Einschlagzeitpunkt der Ventilnadel des Piezo-Steuerventils auf eine bekannte zeitliche Hilfsgröße bezogen wird. Bei der bekannten zeitlichen Hilfsgröße kann es sich beispielsweise um ein geeignetes Steuersignal handeln. Mit der zeitlichen Information ist beispielsweise eine übergeordnete Regelung zur genaueren Positi- onierung der Ventilnadel sowohl für Voll- als auch für Teilhübe möglich. Weiterhin ist eine Bestimmung der Sitzkraftreserve während des Betriebs möglich, wobei die Detektion des Einschlagzeitpunktes der Ventilnadel für beliebige Ansteuerprofile durchgeführt werden kann.In the method according to the invention for controlling and / or regulating the operation of a piezo control valve of a pump-nozzle unit, it is provided that the timing of the valve needle detected by the method according to the invention for detecting the time of impact and / or by the device according to the invention for detecting the time of impact of the piezo control valve is related to a known temporal auxiliary variable. The known auxiliary time variable can be, for example, a suitable control signal. With the temporal information, for example, a higher-level regulation for more precise positioning of the valve needle is possible for both full and partial strokes. Furthermore, a determination of the seat force reserve during operation is possible, the detection of the point in time of the valve needle being able to be carried out for any control profiles.
In diesem Zusammenhang ist vorzugsweise weiterhin vorgesehen, dass die bekannte zeitliche Hilfsgröße ein Steuersignal um- fasst, das den Beginn oder das Ende einer Kraftstoffeinspritzung festlegt. Im Falle des Schließvorgangs des Piezo- Steuerventils kann das Steuersignal insbesondere durch ein SOI-Signal (SOI = start of injection / Einspritzbeginn) han- dein. In diesem Fall entspricht der zeitliche Versatz zwischen dem Einschlagzeitpunkt der Ventilnadel und dem SOI- Signal der Laufzeit zwischen dem Bestromungsbeginn und dem tatsächlichen Förderbeginn der Pumpe-Düse-Einheit. Da eine Korrelation der Laufzeit zur eingebrachten Energie möglich ist, kann beispielsweise eine Sitzkraftreserve bestimmt werden. Im Zusammenhang mit dem Öffnungsvorgang des Piezo- Steuerventils kann das Steuersignal insbesondere durch ein EOI-Steuersignal (EOI = end of injection / Einspritzsende) gebildet sein. Der zeitliche Versatz zwischen dem Einschlag- Zeitpunkt der Ventilnadel und dem EOI-Signal entspricht dann der Laufzeit zwischen dem Entstromungs- beziehungsweise Entladungsbeginn und dem tatsächlichen vollständigen Öffnungszeitpunkt des Piezo-Steuerventils.In this context, it is preferably further provided that the known temporal auxiliary variable changes a control signal. that determines the start or end of a fuel injection. In the event of the piezo control valve being closed, the control signal can be handled in particular by an SOI signal (SOI = start of injection). In this case, the time offset between the point of impact of the valve needle and the SOI signal corresponds to the running time between the start of energization and the actual start of delivery of the pump-nozzle unit. Since a correlation of the running time to the energy introduced is possible, a seat power reserve can be determined, for example. In connection with the opening process of the piezo control valve, the control signal can be formed in particular by an EOI control signal (EOI = end of injection). The time offset between the point of impact of the valve needle and the EOI signal then corresponds to the running time between the start of the discharge or discharge and the actual complete opening time of the piezo control valve.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Detektion des Einschlagzeitpunktes der Ventilnadel eines Piezo-Steuerventils einer Pumpe-Düse-Einheit zeichnet sich dadurch aus, dass sie zur Detektion des Einschlagzeitpunktes der Ventilnadel die Piezospannung und/oder den Piezostrom auswertet. Dadurch ergeben sich die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Detektion des Einschlagzeitpunktes der Ventilnadel erläuterten Vorteile in gleicher oder ähnlicher Weise, weshalb zur Vermeidung von Wiederholungen auf die entsprechenden Ausführungen verwiesen wird.The device according to the invention for detecting the point of impact of the valve needle of a piezo control valve of a pump-nozzle unit is characterized in that it evaluates the piezo voltage and / or the piezo current to detect the point of impact of the valve needle. As a result, the advantages explained in connection with the method according to the invention for detecting the point in time at which the valve needle strikes results in the same or similar manner, which is why reference is made to the corresponding statements in order to avoid repetitions.
Gleiches gilt sinngemäß für die folgenden bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Detektion des Einschlagzeitpunktes der Ventilnadel, wobei auch bezüglich der durch diese Ausführungsformen erzielbaren Vorteile auf die entsprechenden Ausführungen im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Detektion des Einschlagzeitpunktes der Ventilnadel verwiesen wird. Auch bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Detektion des Einschlagzeitpunktes der Ventilnadel ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Auswertung der Piezospannung und/oder des Piezostroms das Erkennen von zumindest einer Unstetigkeit im Verlauf der Piezospannung und/oder des Piezostroms umfasst.The same applies mutatis mutandis to the following preferred embodiments of the device according to the invention for detecting the point of impact of the valve needle, reference also being made with regard to the advantages achievable by these embodiments to the corresponding statements in connection with the method according to the invention for detecting the point of impact of the valve needle. In the device according to the invention for detecting the point of impact of the valve needle, it is preferably provided that the evaluation of the piezo voltage and / or the piezo current comprises the detection of at least one discontinuity in the course of the piezo voltage and / or the piezo current.
Zusätzlich oder alternativ kann vorgesehen sein, dass die Auswertung der Piezospannung und/oder des Piezostroms das Er- kennen von zumindest einem Impuls im Verlauf der Piezospannung und/oder des Piezostroms umfasst.Additionally or alternatively, it can be provided that the evaluation of the piezo voltage and / or the piezo current comprises the detection of at least one pulse in the course of the piezo voltage and / or the piezo current.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Steuerung und/oder Regelung des Betriebs eines Piezo-Steuerventils einer Pumpe-Düse- Einheit zeichnet sich dadurch aus, dass sie einen durch das erfindungsgemäße Verfahren zur Detektion des Einschlagzeitpunktes der Ventilnadel und/oder durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Detektion des Einschlagzeitpunktes der Ventilnadel detektierten Einschlagzeitpunkt der Ventilnadel des Piezo-Steuerventils auf eine bekannte zeitliche Hilfsgröße bezieht. Dadurch ergeben sich die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung des Betriebs eines Piezo-Steuerventils einer Pumpe-Düse-Einheit erläuterten Vorteile in gleicher oder ähnlicher Weise, wes- halb zur Vermeidung von Wiederholungen auf die entsprechenden Ausführungen verwiesen wird.The device according to the invention for controlling and / or regulating the operation of a piezo control valve of a pump-nozzle unit is distinguished by the fact that it uses a method according to the invention to detect the point at which the valve needle hits and / or a device according to the invention to detect the point of impact of the valve needle detected timing of the valve needle of the piezo control valve relates to a known auxiliary time variable. As a result, the advantages explained in connection with the method according to the invention for controlling and / or regulating the operation of a piezo control valve of a pump-nozzle unit result in the same or similar manner, which is why reference is made to the corresponding explanations in order to avoid repetitions.
Gleiches gilt sinngemäß für die folgende bevorzugte Ausführungsform, wobei auch diesbezüglich auf die entsprechenden Ausführungen im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung des Betriebs eines Piezo-Steuerventils verwiesen wird.The same applies mutatis mutandis to the following preferred embodiment, with reference also being made in this regard to the corresponding statements in connection with the method according to the invention for controlling and / or regulating the operation of a piezo control valve.
Die bevorzugte Weiterbildung sieht vor, dass die bekannte zeitliche Hilfsgröße ein Steuersignal umfasst, das den Beginn oder das Ende einer Kraftstoffeinspritzung festlegt. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass der Piezospannung und/oder dem Piezostrom Signale überlagert sind, die zur Rückmeldung herangezogen werden können, insbesondere im Zusammenhang mit Regelungen für die Einspritzmengenkorrektur.The preferred development provides that the known temporal auxiliary variable comprises a control signal which defines the start or the end of a fuel injection. The invention is based on the knowledge that signals are superimposed on the piezo voltage and / or the piezo current, which signals can be used for feedback, in particular in connection with regulations for the injection quantity correction.
Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsformen beispielhaft erläutert .The invention will now be explained by way of example with reference to the accompanying drawings using preferred embodiments.
Es zeigen:Show it:
Figur 1 eine schematische Ausführungsform einer Pumpe-Düse- Einheit bei beziehungsweise mit der die erfindungsgemäßen Verfahren beziehungsweise die erfindungsgemäßen Vorrichtungen angewendet werden können;FIG. 1 shows a schematic embodiment of a pump-nozzle unit in or with which the methods according to the invention or the devices according to the invention can be used;
Figur 2 eine schematische Teil-Schnittansicht eines Piezo- Steuerventils, das mit der Pumpe-Düse-Einheit nach Figur 1 verwendet werden kann;FIG. 2 shows a schematic partial sectional view of a piezo control valve which can be used with the pump-nozzle unit according to FIG. 1;
Figur 3 einen Graph, der den Verlauf der Piezospannung, der Ableitung der Piezospannung und des Ventilnadelhubs für eine Einspritzung veranschaulicht;FIG. 3 shows a graph which illustrates the course of the piezo voltage, the derivation of the piezo voltage and the valve needle lift for an injection;
Figur 4 einen Graph, der den Verlauf der Piezospannung, des Piezostroms und des Ventilnadelhubs bezogen auf ein bekanntes SOI-Signal für einen Schließvorgang des Piezo-Steuerventils veranschaulicht;FIG. 4 shows a graph which illustrates the course of the piezo voltage, the piezo current and the valve needle lift in relation to a known SOI signal for a closing operation of the piezo control valve;
Figur 5 den Verlauf der Piezospannung für einen Einspritzvorgang mit unterschiedlichen Piezo-Energien;FIG. 5 shows the course of the piezo voltage for an injection process with different piezo energies;
Figur 6 einen zeitlichen Ausschnitt der Kurvenverläufe von Figur 5 mit auf ein bekanntes SOI-Signal bezogenen Einschlagzeiten der Ventilnadel beim Schließvorgang des Piezo-Steuerventils; und Figur 7 einen Graph, der den Verlauf der Piezospannung, des Piezostroms, der Piezoladung und des Ventilnadelhubs bezogen auf ein bekanntes EOI-Signal veranschaulicht .FIG. 6 shows a temporal section of the curves of FIG. 5 with the turn-in times of the valve needle relating to a known SOI signal during the closing process of the piezo control valve; and FIG. 7 shows a graph which illustrates the course of the piezo voltage, the piezo current, the piezo charge and the valve needle lift in relation to a known EOI signal.
Figur 1 zeigt schematisch eine Pumpe-Düse-Einheit. Die dargestellte Pumpe-Düse-Einheit zum Zuführen von Kraftstoff 10 in einen Verbrennungsraum 12 einer Brennkraftmaschine weist eine Kraftstoffpumpe 14-22 auf. Dabei ist ein Kraftstoffpumpenkol- ben 14 in einem Kraftstoffpumpenzylinder 16 hin und her bewegbar. Der Kraftstoffpumpenkolben 14 wird direkt oder indirekt über eine nicht dargestellte Nockenwelle der Brennkraft- rαaschine angetrieben. Der Korαpressionsrau des Kraftstoffpum- penzylinders 16 bildet einen ersten Druckraum 28. Der erste Druckraum 28 ist über eine Kraftstoffleitung 20 mit einem Piezo-Steuerventil 22 verbunden. Das Piezo-Steuerventil 22 dient dazu, die Kraftstoffleitung 20 entweder zu verschließen oder mit einem Kraftstoff-Niederdruckbereich 18 zu verbinden, aus dem Kraftstoff 10 angesaugt werden kann. In der geöffne- ten Ruhestellung des Piezo-Steuerventils 22 wird bei einer bezogen auf Figur 1 nach oben gerichteten Bewegung des Kraftstoffpumpenkolbens 14 Kraftstoff 10 aus dem Kraftstoff- Niederdruckbereich 18 in den ersten Druckraum 28 angesaugt. Sofern das Piezo-Steuerventil 22 sich bei einer bezogen auf Figur 1 nach unten gerichteten Bewegung des Kraftstoffpumpenkolbens 14 noch in seiner geöffneten Ruhestellung befindet, kann vorher in den ersten Druckraum 28 angesaugter Kraftstoff 10 wieder zurück in den Kraftstoff-Niederdruckbereich 18 gedrückt werden. Bei einer geeigneten Ansteuerung des Piezo- Steuerventils 22 verschließt dieses die Kraftstoffleitung 20. Dadurch wird der in den ersten Druckraum 28 angesaugte Kraftstoff 10 bei einer nach unten gerichteten Bewegung des Kraftstoffpumpenkolbens 14 komprimiert, wodurch ein erster Druck p28 in dem ersten Druckraum 28 erzeugt wird. Die dargestellte Pumpe-Düse-Einheit umfasst weiterhin eine insgesamt mit 24 bezeichnete Kraftstoffeinspritzdüse, die eine zwischen einer Schließstellung und einer Öffnungsstellung hin und her beweg- liehe Düsennadel 46 aufweist. Ein Druckstift 26 kann, bezogen auf die Darstellung von Figur 1, insbesondere eine nach unten gerichtete Kraft auf die Düsennadel 46 ausüben. Am oberen Ende des Druckstifts 26 ist eine Einstellscheibe 40 vorgesehen, die in einem zweiten Druckraum 30 geführt ist, wobei in dem zweiten Druckraum 30 unter einem zweiten Druck p30 stehender Kraftstoff 10 über den Druckstift 26 eine bezogen auf die Darstellung von Figur 1 nach unten gerichtete Schließkraft auf die Düsennadel 46 ausübt. Die Einstellscheibe 40 ist da- bei vorzugsweise gegenüber dem zweiten Druckraum 30 nur so stark abgedichtet, dass der zweite Druck p3o vor Beginn eines neuen Einspritzzyklus bereits wieder abgebaut ist. Eine ebenfalls nach unten gerichtete weitere Schließkraft wird durch eine erste Feder 36 auf den Druckstift 26 und somit die Dü- sennadel 46 ausgeübt, wobei die erste Feder 36 in dem zweiten Druckraum 30 angeordnet ist und sich mit ihrem hinteren Ende an der Einstellscheibe 40 abstützt. Ein eine Schulter 44 aufweisender Abschnitt der Düsennadel 46 ist von einem dritten Druckraum 32 umgeben, der mit dem ersten Druckraum 28 über eine Verbindungsleitung 42 kommuniziert. In Abhängigkeit von der Drosselwirkung der Verbindungsleitung 42 und gegebenenfalls weiterer nicht dargestellter Drosseleinrichtungen wird in Abhängigkeit von dem in dem ersten Druckraum 28 herrschenden ersten Druck p28 in dem dritten Druckraum 32 ein dritter Druck p32 aufgebaut. Der in dem dritten Druckraum 32 unter dem dritten Druck p32 stehende Kraftstoff 10 übt eine bezogen auf die Darstellung von Figur 1 nach oben gerichtete Öffnungskraft auf die Düsennadel 46 aus. Die Düsennadel 46 nimmt ihre Öffnungsstellung ein, solange eine Differenz zwischen der durch den dritten Druck p32 verursachten Öffnungskraft und der Summe aus der durch den zweiten Druck p3o erzeugten Schließkraft und der durch die erste Feder 36 erzeugten Schließkraft einen vorgegebenen Wert überschreitet. Über den zweiten Druck p30 in dem zweiten Druckraum 30 kann somit der Düsenöffnungsdruck beeinflusst werden. Um den zweiten Druck p30 im zweiten Druckraum 30 auf jeweils geeignet Werte zu begrenzen und zu halten kann beispielsweise ein Druckbegren- zungs- und -halteventil 34 zwischen dem ersten Druckraum 28 und dem zweiten Druckraum 30 vorgesehen sein. Die Ankopplung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 80 an das anhand von Figur 2 näher erläuterte Piezo-Steuerventil 22 ist in Figur 1 ebenfalls dargestellt.Figure 1 shows schematically a pump-nozzle unit. The pump-nozzle unit shown for supplying fuel 10 into a combustion chamber 12 of an internal combustion engine has a fuel pump 14-22. A fuel pump piston 14 can be moved back and forth in a fuel pump cylinder 16. The fuel pump piston 14 is driven directly or indirectly via a camshaft, not shown, of the internal combustion engine. The Korαpressionsrau of the fuel pump cylinder 16 forms a first pressure chamber 28. The first pressure chamber 28 is connected via a fuel line 20 to a piezo control valve 22. The piezo control valve 22 serves to either close the fuel line 20 or to connect it to a low-pressure fuel region 18 from which fuel 10 can be drawn. In the open rest position of the piezo control valve 22, fuel 10 is drawn from the low-pressure fuel region 18 into the first pressure chamber 28 when the fuel pump piston 14 moves upward in relation to FIG. 1. If the piezo control valve 22 is still in its open rest position when the fuel pump piston 14 moves downward in relation to FIG. 1, fuel 10 previously drawn into the first pressure chamber 28 can be pressed back into the low-pressure fuel region 18. With a suitable control of the piezo control valve 22 closes, this is the fuel line 20. This compresses the sucked into the first pressure chamber 28, fuel 10 at a downwardly directed movement of the fuel pump plunger 14, whereby a first pressure p is produced in the first pressure chamber 28 28 , The pump-nozzle unit shown further comprises a fuel injector, designated as a whole by 24, which moves one between a closed position and an open position. has nozzle needle 46. In relation to the illustration in FIG. 1, a pressure pin 26 can in particular exert a downward force on the nozzle needle 46. At the upper end of the pressure pin 26, an adjusting disk 40 is provided, which is guided in a second pressure chamber 30 , fuel 10 in the second pressure chamber 30 having a second pressure p 30 being pressed downward via the pressure pin 26, based on the illustration in FIG directed closing force exerts on the nozzle needle 46. The shim 40 is DA only as strong sealed at, preferably, over the second pressure chamber 30, that the second pressure p 3 is degraded already again o before the start of a new injection cycle. A further closing force, likewise directed downwards, is exerted by a first spring 36 on the pressure pin 26 and thus the nozzle needle 46, the first spring 36 being arranged in the second pressure chamber 30 and having its rear end supported on the adjusting disk 40. A section of the nozzle needle 46 having a shoulder 44 is surrounded by a third pressure chamber 32, which communicates with the first pressure chamber 28 via a connecting line 42. Depending on the throttling action of the connecting line 42 and possibly other throttling devices (not shown), a third pressure p 32 is built up in the third pressure chamber 32 as a function of the first pressure p 28 prevailing in the first pressure chamber 28. The fuel 10, which is under the third pressure p 32 in the third pressure chamber 32, exerts an opening force on the nozzle needle 46 which is directed upward in relation to the illustration in FIG. The nozzle needle 46 assumes its open position as long as a difference between the p through the third pressure 32 opening force caused and the sum of the p by the second pressure 3 o generated closing force and the closing force produced by the first spring 36 exceeds a predetermined value. The nozzle opening pressure can thus be influenced via the second pressure p 30 in the second pressure chamber 30. In order to limit and maintain the second pressure p 30 in the second pressure chamber 30 to suitable values, for example, a pressure limiter tion and holding valve 34 may be provided between the first pressure chamber 28 and the second pressure chamber 30. The coupling of an embodiment of the device 80 according to the invention to the piezo control valve 22 explained in more detail with reference to FIG. 2 is also shown in FIG. 1.
Figur 2 zeigt eine schematische Teil-Schnittansicht eines Piezo-Steuerventils 22, das mit der Pumpe-Düse-Einheit nach Figur 1 verwendet werden kann. Das dargestellte Piezo- Steuerventil 22 weist eine Ventilnadel 48 auf, die zumFIG. 2 shows a schematic partial sectional view of a piezo control valve 22 which can be used with the pump-nozzle unit according to FIG. 1. The piezo control valve 22 shown has a valve needle 48, which for
Schließen des Piezo-Steuerventils 22 in die dargestellte erste Endstellung und zum vollständigen Öffnen des Piezo- Steuerventils 22 in eine zweite Endstellung bewegt werden kann, die bezogen auf die Darstellung nach rechts verschoben ist. Wenn sich die Ventilnadel 48 in ihrer dargestellten ersten Endstellung befindet, wirkt ein an der Ventilnadel 48 vorgesehener Ventilteller 64 mit einem gehäuseseitigen Ventilsitz 62 zusammen. Dadurch wird der Kraftstoff- Niederdruckbereich 18 gegenüber einer Hochdruckkammer 38 ver- schlössen, die mit der in Figur 1 dargestellten Kraftstoffleitung 20 in Verbindung steht. Das Piezo-Steuerventil 22 weist einen Piezo-Aktuator beziehungsweise ein Piezoelement 76 auf. Bei geeigneter Ansteuerung des Piezoelementes 76 übt dieses über eine Stirnfläche 78 eine Kraft auf ein Druckstück 54 aus. Das Druckstück 54 überträgt die von dem Piezoelement 76 erzeugte Kraft seinerseits auf einen ersten Hebel 56 und einen zweiten Hebel 58, wobei der erste Hebel 56 und der zweite Hebel 58 dazu vorgesehen sind, eine Kraftübersetzung zu bewirken. Der erste Hebel 56 und der zweite Hebel 58 lie- gen an einer zweiten axialen Endfläche 72 der Ventilnadel 48 an, um die von dem Piezoelement 76 erzeugte, übersetzte Kraft auf die Ventilnadel 48 zu übertragen. Die von dem geeignet angesteuerten Piezoelement 76 erzeugte, übersetzte Kraft, die auf die Ventilnadel 48 wirkt, ist größer als eine entgegenge- setzte Kraft, die von einer zweiten Feder 66 erzeugt und über ein Federdruckstück 68 auf eine erste axiale Endfläche 70 der Ventilnadel 48 ausgeübt wird. Der Kraftstoff- Niederdruckbereich 18 steht mit einem Absteuerraum 50 in Verbindung, der über eine Ausgleichsbohrung 52 weiterhin mit einem vor dem Piezoelement 76 befindlichen Aktorraum 74 in Verbindung steht. Dieser Aktorraum 74 steht mit einem Rücklauf 60 in Verbindung, über den Kraftstoff aus dem Aktorraum 74 zurückströmen kann.Closing the piezo control valve 22 in the illustrated first end position and for completely opening the piezo control valve 22 can be moved into a second end position, which is shifted to the right in relation to the illustration. When the valve needle 48 is in its illustrated first end position, a valve plate 64 provided on the valve needle 48 interacts with a valve seat 62 on the housing side. As a result, the low-pressure fuel region 18 is closed off from a high-pressure chamber 38, which is connected to the fuel line 20 shown in FIG. 1. The piezo control valve 22 has a piezo actuator or a piezo element 76. With suitable activation of the piezo element 76, this exerts a force on a pressure piece 54 via an end face 78. The pressure piece 54 in turn transmits the force generated by the piezo element 76 to a first lever 56 and a second lever 58, the first lever 56 and the second lever 58 being provided to effect a force transmission. The first lever 56 and the second lever 58 rest against a second axial end surface 72 of the valve needle 48 in order to transmit the translated force generated by the piezo element 76 to the valve needle 48. The translated force generated by the suitably controlled piezo element 76, which acts on the valve needle 48, is greater than an opposite force, which is generated by a second spring 66 and is exerted on a first axial end face 70 of the valve needle 48 via a spring pressure piece 68 becomes. The fuel Low-pressure region 18 is connected to a control chamber 50, which is also connected via a compensating bore 52 to an actuator chamber 74 located in front of the piezo element 76. This actuator chamber 74 is connected to a return 60 via which fuel can flow back from the actuator chamber 74.
Figur 3 zeigt ein Beispiel für den Verlauf der Piezospannung u(t), der zeitlichen Ableitung der Piezospannung u'(t) sowie des Ventilnadelhubs h(t) für eine Einspritzung. Über die zeitliche Ableitung der Piezospannung u' (t) können beispielsweise in einfacher Weise Unstetigkeiten des Verlaufs der Piezospannung u(t) erkannt werden.FIG. 3 shows an example of the course of the piezo voltage u (t), the time derivative of the piezo voltage u '(t) and the valve needle stroke h (t) for an injection. Via the time derivative of the piezo voltage u '(t), for example, discontinuities in the course of the piezo voltage u (t) can be identified in a simple manner.
Figur 4 zeigt den Verlauf der Piezospannung u(t), des Piezostroms i(t) und des Ventilnadelhubs h(t) für einen Schließvorgang des Piezo-Steuerventils. Zum Zeitpunkt tc ist das Piezo-Steuerventil tatsächlich geschlossen. Dabei entspricht der Zeitpunkt tc dem Einschlagzeitpunkt der Ventilnadel 48. Beim Einschlagen der Ventilnadel 48 in den Ventilsitz 62 wird die Gegenkraft auf den Piezo-Aktuator 76 durch die mechanische Kopplung sprungartig erhöht, was sich direkt in einer Unstetigkeit der Piezospannung u(t) zum Zeitpunkt tc wiederspiegelt. Diese Unstetigkeit der Piezospannung u(t) kann bei- spielsweise über die zeitliche Ableitung der Piezospannung u' (t) erkannt werden. Als Detektionsschaltung kommt daher beispielsweise ein Differenzierer mit nachgeschalteter Schwellenwerterfassung in Frage. Die erkannte Unstetigkeit der Piezospannung u(t) zum Zeitpunkt tc, das heißt der Ein- Schlagzeitpunkt der Ventilnadel 48, kann nun zeitlich einer bekannten Hilfsgröße zugeordnet werden, beispielsweise einem SOI-Signal, das zum Zeitpunkt tSoι seinen Wert ändert, um den Einspritzbeginn auszulösen. Die Zeitspanne zwischen dem Zeitpunkt tsoi und dem Zeitpunkt tc entspricht in diesem Fall der Laufzeit zwischen dem Bestromungsbeginn und dem tatsächlichen Förderbeginn der Pumpe-Düse-Einheit. Figur 5 zeigt den Verlauf der Piezospannung für einen Ein- spritzvorgang mit unterschiedlichen Piezoenergien. Dabei entsprechen die einzelnen Kurven von oben nach unten den Spannungswerten 150 V, 140 V, 130 V, 120 V, 110 V und 100 V.FIG. 4 shows the course of the piezo voltage u (t), the piezo current i (t) and the valve needle stroke h (t) for a closing operation of the piezo control valve. At time t c the piezo control valve is actually closed. The time t c corresponds to the time of impact of the valve needle 48. When the valve needle 48 is driven into the valve seat 62, the counterforce on the piezo actuator 76 is increased abruptly by the mechanical coupling, which directly results in a discontinuity in the piezo voltage u (t) Time t c reflects. This discontinuity of the piezo voltage u (t) can be recognized, for example, by the time derivative of the piezo voltage u '(t). A differentiator with a subsequent threshold value detection can therefore be used as the detection circuit. The detected discontinuity of the piezo voltage u (t) at the time t c , that is to say the point at which the valve needle 48 strikes, can now be assigned to a known auxiliary variable, for example an SOI signal which changes its value at the time t S o trigger the start of injection. In this case, the time span between the time tsoi and the time t c corresponds to the running time between the start of energization and the actual start of delivery of the pump-nozzle unit. FIG. 5 shows the course of the piezo voltage for an injection process with different piezo energies. The individual curves from top to bottom correspond to the voltage values 150 V, 140 V, 130 V, 120 V, 110 V and 100 V.
Figur 6 zeigt einen Ausschnitt der Kurvenverläufe von Figur 5 mit auf ein bekanntes SOI-Signal bezogenen Einschlagzeiten der Ventilnadel 48 beim Schließvorgang des Piezo- Steuerventils 22. Der Darstellung von Figur 6 ist zu entneh- men, dass sich der Einschlagzeitpunkt tc für geringere Piezo- spannungen u(t) nach hinten verschiebt. Beispielsweise entspricht der Einschlagzeitpunkt tcι der Spannung von 150 V, während der Einschlagzeitpunkt tc2 der Spannung von 100 V entspricht. Auch in diesem Fall können die Einschlagzeitpunk- te tCι und tc2 wieder zeitlich in Bezug zum SOI-Signal gesetzt werden.FIG. 6 shows a section of the curves of FIG. 5 with the turn-in times of the valve needle 48 related to a known SOI signal during the closing process of the piezo control valve 22. The illustration in FIG. 6 shows that the turn-in time t c for lower piezo - tensions u (t) shifted backwards. For example, the time of impact t c ι corresponds to the voltage of 150 V, while the time of impact t c2 corresponds to the voltage of 100 V. In this case too, the impact times t C ι and t c2 can again be related to the SOI signal.
Figur 7 zeigt den Verlauf der Piezospannung u(t), des Piezostroms i(t) und des Ventilnadelhubs h(t), insbesondere auch für den Öffnungsvorgang des Piezo-Steuerventils 22. Weiterhin ist der hier nicht näher interessierende Ladungsverlauf q(t) dargestellt. Beim Entladevorgang kann die Ventilmechanik dem zurückweichenden Piezo-Aktuator 76 nicht kraftschlüssig folgen. Dennoch wird die Ventilnadel 48 beim Öffnungsvorgang durch den Absteuerpuls so stark beschleunigt, dass beim Auftreffen auf den bereits in seiner Ausgangsstellung befindlichen Piezo-Aktuator 76 zum Zeitpunkt t0 ein mechanischer Kraftimpuls auftritt. Durch diesen dynamischen Krafteintrag werden Ladungsträger induziert, was zu einem Stromimpuls oder Spannungsimpuls zwischen der Endstufe und dem Piezo-Aktuator führt. In Figur 7 ist der Impuls des Piezostroms i(t) zum Zeitpunkt t0 deutlich zu erkennen. Der Zeitpunkt t0 kann daher in einfacher Weise beispielsweise durch eine Schwellenwerterfassung bestimmt werden. Der Einschlagzeitpunkt t0, zu dem das Piezo-Steuerventil 22 vollständig geöffnet ist, kann zeitlich in Bezug zu einem EOI-Signal gesetzt werden, dass zum Zeitpunkt tEoι seinen Wert ändert, um den Öffnungsvorgang des Piezo-Steuerventils 22 auszulösen. Die Zeitspanne zwischen dem Zeitpunkt tEoι und t0 entspricht dann der Laufzeit zwischen dem Entladebeginn und dem Zeitpunkt der vollständigen Öffnung des Piezo-Steuerventils 22.FIG. 7 shows the course of the piezo voltage u (t), the piezo current i (t) and the valve needle stroke h (t), in particular also for the opening process of the piezo control valve 22. Furthermore, the charge course q (t), which is not of interest here, is shown , During the unloading process, the valve mechanism cannot follow the receding piezo actuator 76 in a force-fitting manner. Nevertheless, the valve needle 48 is so strongly accelerated by the control pulse during the opening process that a mechanical force pulse occurs at time t 0 when it hits the piezo actuator 76, which is already in its starting position. This dynamic force input induces charge carriers, which leads to a current pulse or voltage pulse between the output stage and the piezo actuator. The pulse of the piezo current i (t) at time t 0 can be clearly seen in FIG. The time t 0 can therefore be determined in a simple manner, for example by a threshold value acquisition. The impact time t 0 , at which the piezo control valve 22 is fully open, can be related in time to an EOI signal that changes its value at the time t E oι to the opening process trigger the piezo control valve 22. The time span between the time t E oι and t 0 then corresponds to the running time between the start of discharge and the time when the piezo control valve 22 is completely open.
Die Erfindung lässt sich wie folgt zusammenfassen: Die Detektion des Einschlagzeitpunktes der Ventilnadel 48 eines Piezo- Steuerventils 22 einer Pumpe-Düse-Einheit beim Schließen und/oder Öffnen des Piezo-Steuerventils 22 wird erfindungsge- maß durchgeführt, indem die Piezospannung u(t) und/oder Piezostrom i(t) ausgewertet werden. Diese Auswertung kann insbesondere das Erkennen von Unstetigkeiten und/oder Impulsen im Verlauf der Piezospannung u(t) und/oder des Piezostroms i(t) umfassen. Der detektierte Einschlagzeitpunkt kann in vorteil- hafter Weise in zeitlichen Bezug zu einer bekannten Hilfsgröße gebracht werden, insbesondere zu Regelungszwecken.The invention can be summarized as follows: The detection of the point in time of the valve needle 48 of a piezo control valve 22 of a pump-nozzle unit when closing and / or opening the piezo control valve 22 is carried out according to the invention by the piezo voltage u (t) and / or piezo current i (t) can be evaluated. This evaluation can include in particular the detection of discontinuities and / or pulses in the course of the piezo voltage u (t) and / or the piezo current i (t). The detected point in time of the impact can advantageously be related in time to a known auxiliary variable, in particular for control purposes.
Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung kön- nen sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein. The features of the invention disclosed in the above description, in the drawings and in the claims can be essential for realizing the invention both individually and in any combination.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur Detektion des Einschlagzeitpunktes der Ventilnadel (48) eines Piezo-Steuerventils (22) einer Pumpe- Düse-Einheit, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Detektion des Einschlagzeitpunktes der Ventilnadel (48) durch Auswertung der Piezospannung (u(t)) und/oder des Piezostroms (i(t)) erfolgt.1. A method for detecting the point of impact of the valve needle (48) of a piezo control valve (22) of a pump nozzle unit, characterized in that the detection of the point of impact of the valve needle (48) by evaluating the piezo voltage (u (t)) and / or the piezo current (i (t)).
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Auswertung der Piezospannung (u(t)) und/oder des Piezostroms (i(t)) das Erkennen von zumindest einer Unstetig- keit im Verlauf der Piezospannung (u(t)) und/oder des Piezostroms (i(t)) umfasst.2. The method according to claim 1, characterized in that the evaluation of the piezo voltage (u (t)) and / or the piezo current (i (t)) the detection of at least one discontinuity in the course of the piezo voltage (u (t)) and / or the piezo current (i (t)).
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Auswertung der Piezospannung (u(t)) und/oder des3. The method of claim 1 or 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the evaluation of the piezo voltage (u (t)) and / or the
Piezostroms (i(t)) das Erkennen von zumindest einem Impuls im Verlauf der Piezospannung (u(t)) und/oder des Piezostroms (i (t) ) umfasst.Piezo current (i (t)) comprises the detection of at least one pulse in the course of the piezo voltage (u (t)) and / or the piezo current (i (t)).
4. Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung des Betriebs eines Piezo-Steuerventils (22) einer Pumpe-Düse-Einheit, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der durch das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche und/oder durch eine Vorrichtung nach einem der Ver- fahrensansprüche detektierte Einschlagzeitpunkt der Ventilnadel (48) des Piezo-Steuerventils (22) auf eine bekannte zeitliche Hilfsgröße bezogen wird.4. A method for controlling and / or regulating the operation of a piezo control valve (22) of a pump-nozzle unit, characterized in that the detected by the method according to one of the preceding claims and / or by a device according to one of the method claims The time at which the valve needle (48) of the piezo control valve (22) strikes is related to a known auxiliary time variable.
5. Verfahren nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die bekannte zeitliche Hilfsgröße ein Steuersignal (SOI, EOI) umfasst, das den Beginn oder das Ende einer Kraftstoffeinspritzung festlegt.5. The method according to claim 4, characterized in that the known auxiliary time variable includes a control signal (SOI, EOI) that determines the start or the end of a fuel injection.
6. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertung der Piezospannung (U(t)) und/oder des Piezostroms (I(t)) durch Vergleichen der gemessenen Piezospannung (U(t)) und/oder des gemessenen Piezostroms (I (t) ) mit einem vorgegebenen Schwellwert erfolgt, wo- bei bei Durchschreiten der Piezospannung (U(t)) und/oder des Piezostroms (I(t)) durch den vorgegebenen Schwellwert ein Ereignis erkannt wird.6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the evaluation of the piezo voltage (U (t)) and / or the piezo current (I (t)) by comparing the measured piezo voltage (U (t)) and / or the measured Piezo current (I (t)) takes place with a predetermined threshold value, an event being detected when the piezo voltage (U (t)) and / or the piezo current (I (t)) is passed through the predetermined threshold value.
7. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass das Ereignis den Beginn und/oder das Ende der Kraftstoffeinspritzung darstellt.7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the event represents the beginning and / or the end of fuel injection.
8. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der im Piezo-Aktor vorhandene Piezo-Stack bzw. das Piezoelement als Bewegungssensor bzw. Kraftsensor arbeitet .8. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the piezo stack or the piezo element present in the piezo actuator operates as a motion sensor or force sensor.
9. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Förderbeginn der Pumpe-Düse-Einheit abhängig vom Einschlagszeitpunkt ermittelt wird, in dem die vorgegebene zeitliche Korrelation zwischen Förderbeginn und Einschlagszeitpunkt zu unterschiedlichen Betriebszuständen der Brennkraftmaschine ausgewertet wird.9. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the start of delivery of the pump-nozzle unit is determined depending on the time of impact in which the predetermined time correlation between start of delivery and time of impact is evaluated at different operating states of the internal combustion engine.
10. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Einschlagszeitpunkt erkannt wird durch Ermitteln eine Unstetigkeitsstelle in der Piezospannung (u(t)), wobei eine geeignete Detektionsschaltung durch einen Differenzierer mit nachgeschalteter Schwellwerterfassung bildbar ist. 10. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the time of impact is detected by determining a point of discontinuity in the piezo voltage (u (t)), a suitable detection circuit being able to be formed by a differentiator with a subsequent threshold value detection.
11. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Öffnungszeitpunkt des Piezosteuer- ventils abhängt von einem Impuls im Verlauf der Piezospannung und/oder des Piezostroms.11. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the opening time of the piezo control valve depends on a pulse in the course of the piezo voltage and / or the piezo current.
12. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlung des Einschlagszeitpunktes und der übrigen Ereignisse zur genaueren Positionierung der Ventilnadel sowohl für Voll- als auch für Teilhübe eingesetzt wird.12. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the determination of the time of impact and the other events for more precise positioning of the valve needle is used for both full and partial strokes.
13. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dass die Zeitdauer zwischen dem Bestromungsbeginn des Piezo-Aktors und dem Einschlagszeitpunkt zur Ermittlung der Sitzkraftreserve des Steuerventils dient.13. The method according to any one of the preceding claims that the time period between the start of energization of the piezo actuator and the time of impact serves to determine the seat force reserve of the control valve.
14. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Ansteuersignal das Messsignal des Piezo-Aktors überlagert ist.14. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the control signal is superimposed on the measurement signal of the piezo actuator.
15. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass über die zeitliche Ableitung der Piezospannung Unstetigkeiten des Verlaufs der Piezospannung erkannt werden.15. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that discontinuities in the course of the piezo voltage are detected via the time derivative of the piezo voltage.
16. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vom Beginn der Bestromung (tsoi) des Piezo-Aktors bis zum Zeitpunkt (tcl, tc2) des Erkennens des Einschlagszeitpunktes eine Zeitdifferenz erkannt wird, die abhängt von der vorgegebenen Piezo-Ansteuerspannung (ucl, uc2) .16. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that from the beginning of the energization (tsoi) of the piezo actuator to the time (tcl, tc2) of the detection of the time of impact, a time difference is detected which depends on the predetermined piezo control voltage ( ucl, uc2).
17. Vorrichtung zur Detektion des Einschlagzeitpunktes der Ventilnadel (48) eines Piezo-Steuerventils (22) einer Pumpe- Düse-Einheit, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass zur Detektion des Einschlagzeitpunktes der Ventilnadel (48) die Piezospannung (u(t)) und/oder den Piezostrom (i(t)) auswertet .17. Device for detecting the point of impact of the valve needle (48) of a piezo control valve (22) of a pump-nozzle unit, characterized in that that evaluates the piezo voltage (u (t)) and / or the piezo current (i (t)) for the detection of the point of impact of the valve needle (48).
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Auswertung der Piezospannung (u(t)) und/oder des Piezostroms (i(t)) das Erkennen von zumindest einer Unstetigkeit im Verlauf der Piezospannung (u(t)) und/oder des Piezo- Stroms (i(t)) umfasst.18. The apparatus according to claim 17, characterized in that the evaluation of the piezo voltage (u (t)) and / or the piezo current (i (t)) the detection of at least one discontinuity in the course of the piezo voltage (u (t)) and / or of the piezo current (i (t)).
19. Vorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Auswertung der Piezospannung (u(t)) und/oder des Piezostroms (i(t)) das Erkennen von zumindest einem Impuls im Verlauf der Piezospannung (u(t)) und/oder des Piezostroms (i (t ) ) umfasst .19. The apparatus of claim 17 or 18, characterized in that the evaluation of the piezo voltage (u (t)) and / or the piezo current (i (t)) the detection of at least one pulse in the course of the piezo voltage (u (t)) and / or the piezo current (i (t)).
20. Vorrichtung zur Steuerung und/oder Regelung des Betriebs eines Piezo-Steuerventils (22) einer Pumpe-Düse-Einheit, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass sie einen durch das Verfahren nach einem der Ansprüche und/oder durch eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8 detektierten Einschlagzeitpunkt der Ventilnadel (48) des Piezo-Steuerventils (22) auf eine bekannte zeitliche Hilfsgröße bezieht.20. Device for controlling and / or regulating the operation of a piezo control valve (22) of a pump-nozzle unit, characterized in that it has one by the method according to one of the claims and / or by a device according to one of claims 6 to 8 Detected time of impact of the valve needle (48) of the piezo control valve (22) relates to a known temporal auxiliary variable.
21. Vorrichtung nach Anspruch 20, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die bekannte zeitliche Hilfsgröße ein Steuersignal (SOI, EOI) umfasst, das den Beginn oder das Ende einer Kraftstoffeinspritzung festlegt. 21. The apparatus of claim 20, so that the known temporal auxiliary variable comprises a control signal (SOI, EOI) which defines the start or the end of a fuel injection.
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