EP1488089B1 - Verfahren und vorrichtung zur ansteuerung des piezo-aktuators eines piezo-steuerventils einer pumpe-düse-einheit - Google Patents

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EP1488089B1
EP1488089B1 EP03727149A EP03727149A EP1488089B1 EP 1488089 B1 EP1488089 B1 EP 1488089B1 EP 03727149 A EP03727149 A EP 03727149A EP 03727149 A EP03727149 A EP 03727149A EP 1488089 B1 EP1488089 B1 EP 1488089B1
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EP
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piezo
control valve
pressure
current pulse
current
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EP03727149A
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Ralf Marohn
Richard Pirkl
Walter Schrod
Peter Voigt
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Continental Mechatronic Germany GmbH and Co KG
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Volkswagen Mechatronic GmbH and Co KG
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    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/20—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils
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    • F02M2200/30—Fuel-injection apparatus having mechanical parts, the movement of which is damped

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for Actuation of the piezo actuator during the closing process of a Piezo control valve of a unit injector.
  • Pump-nozzle units serve to supply fuel in a combustion chamber of an internal combustion engine. It can For example, it is a pump-nozzle unit with a Controllable and / or controllable fuel pump, a fuel injector, one between a closed position and an open position reciprocating nozzle needle comprising a first pressure space provided by the fuel pump can be filled with fuel under a first pressure is, a second pressure chamber, wherein in the second pressure chamber under a second pressure fuel a closing force on the nozzle needle, and a third pressure chamber, which communicates with the first pressure chamber, wherein in the third Pressure chamber under a third pressure standing fuel exerts an opening force on the nozzle needle act.
  • a Controllable and / or controllable fuel pump a fuel injector, one between a closed position and an open position reciprocating nozzle needle comprising a first pressure space provided by the fuel pump can be filled with fuel under a first pressure is, a second pressure chamber, wherein in the second pressure chamber under a second pressure fuel a closing force on the nozzle needle,
  • unit injector units are associated with used pressure-controlled injection systems.
  • An essential Feature of a pressure-controlled injection system consists in that the fuel injector opens as soon as a at least from the currently prevailing pressure influenced opening force is exerted on the nozzle needle.
  • pressure controlled Injection systems are used for fuel metering, the fuel preparation, the shaping of the course of injection and a seal of the fuel supply against the Combustion chamber of the internal combustion engine.
  • pressure controlled Injection systems can be the time course of the flow rate during the injection in an advantageous manner Taxes. This can have a positive impact on performance, the fuel consumption and the pollutant emission of the engine be taken.
  • the fuel pump and the Fuel injector usually as an integrated component educated.
  • At least one pump-nozzle unit is provided, which in usually installed in the cylinder head.
  • the fuel pump typically includes one in a fuel pump cylinder reciprocating fuel pump piston, either directly via a pestle or indirectly via Rocker arm driven by a camshaft of the internal combustion engine becomes.
  • the usually forming the first pressure chamber Section of the fuel pump cylinder is via a control valve connectable to a low pressure fuel area, with the control valve open, fuel from the low-pressure fuel area sucked into the first pressure chamber and with the control valve still open from the first Pressure chamber pushed back into the low-pressure fuel area becomes.
  • control valve in the form of a solenoid valve provided.
  • solenoid valves usually have a relatively long response time, which in particular is caused by the fact that the armature of a solenoid valve due to the mass inertia forces dependent on its mass can not be accelerated arbitrarily fast. Farther also requires the construction of the magnetic field to generate the Tightening time.
  • One equipped with a solenoid valve Pump-nozzle unit is for example from EP 0 277 939 B1 known.
  • an additional pilot injection and / or an additional Is to introduce post-injection quantity into the combustion chamber is It continues to be known during several injection cycles at short intervals successive injection pulses trigger.
  • From US 5,057,734 A is a method for driving a Piezo actuator during the closing process of a piezo control valve a unit injector known, wherein the control of the Piezo actuator by a first current pulse by discharging a first capacitor and a time with this subsequent second current pulse by discharging a second capacitor comprises.
  • the piezoelectric Actuators in two stages become two thyristors each uses a capacitor via an LC resonant circuit connect with the piezoelectric actuator.
  • the Voltage curve at the piezoelectric actuator has due the abrupt control of the current through the thyristors a discontinuous course.
  • Au ground the unsteady energization also has the force from the piezoelectric actuator is exerted on the closing member, also a discontinuous Course on. Due to the discontinuous force curve becomes the piezoelectric actuator and the control valve of a exposed to relatively high stress.
  • DE 199 21 456 A1 discloses a method and a device for driving a piezoelectric actuator known, the also abrupt changes in the curve of the current pulses used in the control of the piezoelectric actuator.
  • the charging of the piezoelectric actuator is with it abruptly changing currents, so no steady current curve is achieved.
  • a steady current curve is also due to the digital control of the piezoelectric Actors not possible.
  • the invention is based on the object, the generic To develop methods and devices such that unwanted Preller avoided when closing a piezo control valve or at least reduced.
  • the inventive method is based on the generic State of the art in that the control at least a first current pulse and this one with a time interval subsequent second current pulse comprises. It will the valve needle of the piezo control valve with the first current pulse set in motion.
  • the curve of the current pulses is with a performed analog control and has a steady Course on.
  • By the inventive control is a bouncing of the valve needle after reaching the valve seat avoided or at least reduced, resulting in lower Pressure oscillations in the element space as well as a smaller one Cavitation in the Ab Kunststoff- and actuator space result.
  • Control is in the present context in particular understand the charging of the piezo actuator. Such Charging is inventively in at least two charge packets divided, with different charge contents possible are.
  • the method according to the invention can be further provided that between the first Current pulse and the second current pulse a partial flow level is maintained.
  • the height of the partial flow level can be vary for different operating conditions. Farther It can, as well as the course of the first current pulse and / or the second current pulse, to adapt the control used to different piezo control valve types become.
  • control current-controlled and / or controlled in particular transformer-based.
  • CC control Current Control / current control
  • the device of the invention is based on the generic State of the art in that they are for driving at least a first current pulse and a temporal Distance subsequent second current pulse generated.
  • to Control is an analog amplifier used, the one steady curve of the current pulses realized.
  • the device according to the invention can be provided that they are between the first Current pulse and the second current pulse a partial flow level maintains.
  • the device according to the invention has at least one analog amplifier.
  • control is current regulated and / or controlled, in particular transformer-supported.
  • the invention is based on the finding that via the electrical Actuation of the piezo actuator the movement of the coupled valve mechanism can be modeled. For example can be electrically acted upon the valve needle course be, in particular for deflection and seat strength.
  • FIG. 1 shows schematically a pump-nozzle unit.
  • the illustrated pump-nozzle unit 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 in a fuel pump cylinder 16 is movable back and forth.
  • the fuel pump piston 14 is driven directly or indirectly via a camshaft, not shown, of the internal combustion engine.
  • the compression space 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 fuel low-pressure region 18, from which fuel 10 can be sucked.
  • the illustrated unit injector further includes a fuel injector, generally designated 24, which has a nozzle needle 46 reciprocable between a closed position and an open position.
  • a pressure pin 26 can, in relation to the representation of FIG. 1, in particular exert a downward force on the nozzle needle 46.
  • a shim 40 is provided, which is guided in a second pressure chamber 30, wherein in the second pressure chamber 30 at a second pressure p 30 standing fuel 10 via the pressure pin 26 with respect to the illustration of Figure 1 down directed closing force on the nozzle needle 46 exerts.
  • the shim 40 is preferably only so strongly sealed relative to the second pressure chamber 30 that the second pressure p 30 is already degraded before the start of a new injection cycle.
  • a further downwardly directed further closing force is exerted by a first spring 36 on the pressure pin 26 and thus the nozzle needle 46, wherein the first spring 36 is disposed in the second pressure chamber 30 and is supported with its rear end on the dial 40.
  • a shoulder 44 having a portion of the nozzle needle 46 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 standing in the third pressure chamber 32 under the third pressure p 32 fuel 10 exerts a reference to the illustration of Figure 1 upward opening force on the nozzle needle 46.
  • the nozzle needle 46 assumes its open position as long as a difference between the opening force caused by the third pressure p 32 and the sum of the closing force generated by the second pressure p 30 and the closing force generated by the first spring 36 exceeds a predetermined value.
  • the nozzle opening pressure can be influenced via the second pressure p 30 in the second pressure chamber 30.
  • a pressure limiting 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 FIGS. 2a and 2b is also shown in FIG.
  • FIG. 2a shows a schematic partial sectional view of a Piezo control valve 22, the flow direction of the high pressure area closes to the low pressure area and with the unit injector unit can be used according to FIG.
  • the illustrated Piezo control valve 22 has a valve needle 48th on, for closing the piezo control valve 22 in the illustrated first end position and to fully open the Piezo control valve 22 are moved to a second end position can, which moved relative to the presentation to the right is.
  • the valve needle 48 in its illustrated first end position acts on the valve needle 48 provided valve plate 64 with a housing-side Valve seat 62 together. This will be the fuel low pressure area 18 closed against a high-pressure chamber 38, those with the fuel line shown in Figure 1 20 communicates.
  • the piezo control valve 22 has a piezo actuator or a piezoelectric element 76 on. With suitable control of the piezoelectric element 76 exercises this on an end face 78 a force on a pressure piece 54 off.
  • the pressure piece 54 transmits those of the piezoelectric element 76 generated force in turn on a first lever 56 and a second lever 58, wherein the first lever 56 and the second levers 58 are provided for a power transmission to effect.
  • the first lever 56 and the second lever 58 are located at a second axial end surface 72 of the valve needle 48 to the translated force generated by the piezo element 76 to transfer to the valve needle 48.
  • the suitable of the actuated piezoelectric element 76 generated, translated force, the acting on the valve needle 48 is greater than an opposite one Force generated by a second spring 66 and over a spring pressure piece 68 on a first axial end surface 70 of valve needle 48 is exercised.
  • the low-pressure fuel area 18 communicates with a spill space 50 the via a balancing bore 52 continues with a Actuator 74 located in front of the piezoelectric element 76 in connection stands.
  • This actuator chamber 74 is connected to a return line 60 in connection, via the fuel from the actuator chamber 74th can flow back.
  • FIG 2b shows a schematic partial sectional view of a Piezo control valve 22, opposite to the flow direction from high pressure to low pressure and also used with the pump-nozzle unit of Figure 1 can be. Due to the fact that in Figure 2b shown piezo control valve 22 opposite to the flow direction from the high pressure area to the low pressure area closes, this piezo control valve 22 ensures a higher Security against possible jamming. Also in 2b illustrated piezo control valve 22 has a valve needle 48 on which the closing of the piezo control valve 22 in the illustrated first end position and the full Opening the piezo control valve 22 in a second end position can be moved, based on the representation of FIG 2b is shifted to the right.
  • valve needle 48 When the valve needle 48 is in its illustrated first end position, acts again a provided on the valve needle 48 valve plate 64th with a housing-side valve seat 62 together. Thereby is the fuel-low pressure region 18 and the Abêtraum 50 against a high pressure chamber 38 closed, those with the fuel line shown in Figure 1 20 communicates.
  • the piezo control valve 22 points again a piezo actuator or a piezo element 76 on, via an end face 78 and a pressure piece 54 a Force on a second axial end surface 72 of the valve needle 48th exercises.
  • the suitably controlled by the piezoelectric element 76th generated, translated force acting on the valve needle 48 is greater than an opposite force, which is also at this Embodiment produced by a second spring 66 and on a first axial end surface 70 of the valve needle 48 exerted becomes. Since the piezo control valve shown in Figure 2b 22 in contrast to the piezo control valve shown in Figure 2a 22 in the flow direction from the high-pressure region 38 to the low-pressure region 18 or to the diversion chamber 50 opens, exerts in the high pressure chamber 38 existing higher Pressure an opening force on the valve needle 48, so that an undesirable jamming of this valve needle 48 especially can be safely avoided.
  • FIG. 3 shows an example of the course of the piezo drive current i (t) for closing the piezo control valve 22 according to the prior art, with analog control
  • FIG. 4 shows a second example of the course of the piezo drive current i (t) for closing the piezo control valve 22 according to the prior art, with CC control. If that Piezo element or the piezo actuator 76 of the Figures 2a and 2b for closing the piezo control valve 22nd with one of the piezo drive current profiles shown in FIGS. 3 or 4 it can be controlled when striking the valve needle 48 on the valve seat 62 to the beginning explained Preller and the associated problems come.
  • FIG. 5 shows a first embodiment of the activation of the piezoactuator 76 according to the invention for closing the piezo control valve 22.
  • the current profile i (t) shown in FIG. 5 has a first current pulse I 1 and a subsequent second current pulse I 2 spaced therefrom , Between the first current pulse I 1 and the second current pulse I 2 , a partial current level I T is maintained.
  • the continuous curve shown in Figure 5 can be realized in particular by an analog control.
  • FIG. 6 shows a second embodiment of the actuation of the piezoactuator 76 according to the invention for closing the piezo control valve 22.
  • the current waveform i (t) shown in FIG. 6 also has a first current pulse I 1 and a second current pulse I 2 following this time interval , In the embodiment shown in Figure 6, no partial flow level is maintained between the first current pulse I 1 and the second current pulse I 2 .
  • the first current pulse I 1 and the second current pulse I 2 are each composed by a plurality of directly successive short current pulses, as is the case in particular with a CC drive.
  • FIG. 7 shows a graph showing the course of the piezo drive current i (t), the piezo voltage u (t), the valve needle stroke h (t), the high-pressure space pressure t 38 (t) and the pressure in the outlet region of the pump nozzle Illustrated unit for a control according to the prior art and two drive variants according to the invention, wherein Figure 8 shows a temporal section of the waveforms of Figure 7.
  • the curves which result in a drive corresponding to the prior art are each designated by a, the piezo drive current i (t) being shown inverted in this case.
  • the curves which result for a first embodiment of the drive according to the invention are denoted by b, while the curves which result for a second embodiment of the drive according to the invention are denoted by c.
  • the curve b of the piezo drive current i (t) has a somewhat higher partial current level I T than the curve c.
  • the first current pulse I 1 the system is greatly accelerated at the beginning. In the middle region, to which the partial flow level I T is maintained, no further energy is required. In order to generate a high closing force, the energy is increased towards the end by the second current pulse I 2 again (see area A of FIG. 7).
  • valve needle stroke h (t) shown in FIG. 8 is particularly clear that a plunger is significantly reduced by a gentle closing of the valve needle 48, whereby the pressure drop of the high-pressure chamber pressure p 38 (t) is reduced (see region D of FIG 8th).
  • a plunger is significantly reduced by a gentle closing of the valve needle 48, whereby the pressure drop of the high-pressure chamber pressure p 38 (t) is reduced (see region D of FIG 8th).
  • current i (t) and voltage u (t) there is still an excess of current i (t) and voltage u (t), so that a greater force is available to seal the valve needle 48 (see region E of Figure 8).
  • FIG. 9 shows a graph which illustrates the course of the piezo voltage u (t), the valve needle stroke h (t) and the purge chamber pressure p 50 (t) when the piezo control valve 22 or the valve needle 48 is opened inadvertently.
  • the invention can be summarized as follows: To close the piezo-control valve 22 of a pump-nozzle unit, the piezo-actuator 76 is driven instead of a Einpulsstromwees with at least a first current pulse I 1 and a second current pulse I 2 following this with a time interval. As a result, a bouncer can be avoided or at least reduced when the valve needle 48 strikes the valve seat 62. Optionally, a partial flow level I T is maintained between the first current pulse I 1 and the second current pulse I 2 .

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ansteuerung des Piezo-Aktuators beim Schließvorgangs eines Piezo-Steuerventils einer Pumpe-Düse-Einheit.
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 dritten Druckraum unter einem dritten Druck stehender Kraftstoff eine Öffnungskraft auf die Düsennadel ausübt, handeln.
Pumpe-Düse-Einheiten werden insbesondere im Zusammenhang mit druckgesteuerten Einspritzsystemen verwendet. Ein wesentliches 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.
Bei Pumpe-Düse-Einheiten sind die Kraftstoffpumpe und die Kraftstoffeinspritzdüse in der Regel als integriertes Bauteil ausgebildet. Für jeden Verbrennungsraum der Brennkraftmaschine 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 Kraftstoff-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 Kraftstöffpumpenkolben eine Komprimierung des in dem ersten 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 B1 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 A1 bekannt.
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.
Es ist bekannt, den Piezo-Aktuator beim Schließvorgang des Piezo-Steuerventils mit einem Einpulsstrompaket anzusteuern. Das Einpulsstrompaket kann dabei durch eine Sinushalbwelle oder mehrere unmittelbar aufeinander folgende gepulste Strompakete gebildet sein. Diese bekannte Ansteuerung des Piezoaktuators kann beim Schließvorgang des Piezo-Steuerventils, sobald die Ventilnadel den Ventilssitz erreicht, zu einem sogenannten Preller führen. Ein derartiger Preller kann zu einem oder mehreren der folgenden Funktionsprobleme führen:
  • Risiko des Wiederöffnens des Piezo-Steuerventils (Funktionsstörung mit möglichem Ausfall der Einspritzung);
  • Druckschwingungen im Verlauf des Elementraumdrucks, beispielsweise mit einem negativen Einfluss auf das Mengenkennfeld einer Voreinspritzung;
  • Abreißen der Flüssigkeitssäule und somit Auftreten einer ausgeprägten Kavitation, wobei es bei der Re-Kompression der Kavitation ebenfalls zu einem ungewollten Öffnen des Piezo-Steuerventils kommen kann.
Aus US 5,057,734 A ist ein Verfahren zur Ansteuerung eines Piezo-Aktors beim Schließvorgang eines Piezo-Steuerventils einer Pumpe-Düse-Einheit bekannt, wobei die Ansteuerung des Piezo-Aktors durch einen ersten Stromimpuls durch Entladung eines ersten Kondensators und einen diesem mit zeitlichen Abstand nachfolgenden zweiten Stromimpuls durch Entladung eines zweiten Kondensators umfasst. Bei der Aufladung des piezoelektrischen Aktors in zwei Stufen werden zwei Thyristoren verwendet, die jeweils einen Kondensator über einen LC-Schwingkreis mit dem piezoelektrischen Aktor verbinden. Der Spannungsverlauf am piezeolektrischen Aktor weist aufgrund der abrupten Steuerung der Bestromung durch die Thyristoren einen unstetigen Verlauf auf. Augrund der unstetigen Bestromung weist ebenfalls die Kraft, die vom piezoelektrischen Aktor auf das Schließglied ausgeübt wird, ebenfalls einen unstetigen Verlauf auf. Aufgrund des unstetigen Kraftverlaufes wird der piezoelektrische Aktor und das Steuerventil einer relativ großen Beanspruchung ausgesetzt.
Aus DE 199 21 456 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ansteuerung eines piezoelektrischen Aktors bekannt, das ebenfalls abrupte Änderungen im Kurvenverlauf der Stromimpulse bei der Ansteuerung des piezoelektrischen Aktors verwendet. Die Aufladung des piezoelektrischen Aktors wird mit sich abrupt ändernden Stromstärken durchgeführt, so dass keine stetige Stromkurve erreicht wird. Eine stetige Stromkurve ist auch aufgrund der digitalen Ansteuerung des piezoelektrischen Aktors nicht möglich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäßen Verfahren und Vorrichtungen derart weiterzubilden, dass ungewollte Preller beim Schließen eines Piezo-Steuerventils vermieden oder zumindest verringert werden.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Das erfindungsgemäße Verfahren baut auf dem gattungsgemäßen Stand der Technik dadurch auf, dass die Ansteuerung zumindest einen ersten Stromimpuls und einen diesem mit zeitlichem Abstand nachfolgenden zweiten Stromimpuls umfasst. Dabei wird die Ventilnadel des Piezo-Steuerventils mit dem ersten Stromimpuls in Bewegung gesetzt. Der dem ersten Stromimpuls mit einem zeitlichen Abstand nachfolgende zweite Stromimpuls, der vorzugsweise bis zum Anschlagen der Ventilnadel am Ventilsitz andauert, dient dazu, einen schnellen Dichtkraftaufbau zu gewährleisten. Der Kurvenverlauf der Stromimpulse wird mit einer analogen Ansteuerung durchgeführt und weist einen stetigen Verlauf auf. Durch die erfindungsgemäße Ansteuerung wird ein Prellen der Ventilnadel nach dem Erreichen des Ventilsitzes vermieden oder zumindest verringert, wodurch sich geringere Druckschwingungen im Elementraum sowie eine geringere Kavitation im Absteuer- und Aktorraum ergeben. Unter dem Begriff Ansteuerung ist im vorliegenden Zusammenhang insbesondere die Aufladung des Piezo-Aktuators zu verstehen. Eine derartige Aufladung wird erfindungsgemäß in zumindest zwei Ladungspakete unterteilt, wobei unterschiedliche Ladungsinhalte möglich sind.
Bei einigen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens kann weiterhin vorgesehen sein, dass zwischen dem ersten Stromimpuls und dem zweiten Stromimpuls ein Teilstromniveau aufrechterhalten wird. Die Höhe des Teilstromniveaus kann dabei für unterschiedliche Betriebszustände variieren. Weiterhin kann sie, ebenso wie der Verlauf des ersten Stromimpulses und/oder des zweiten Stromimpulses, zur Anpassung der Ansteuerung an unterschiedliche Piezo-Steuerventiltypen herangezogen werden.
Besonders gute Ergebnisse werden mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erzielt, wenn vorgesehen ist, dass die Ansteuerung durch Schaltungseinrichtungen erfolgt, die zumindest einen analogen Verstärker umfassen. Durch analoge Schaltungseinrichtungen, insbesondere durch analoge Verstärker, lassen sich stetige Piezostromverläufe erzielen.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann jedoch ebenfalls vorgesehen sein, dass die Ansteuerung stromgeregelt und/oder -gesteuert erfolgt, insbesondere transformatorgestützt. Eine derartige Ansteuerung, die auch als CC-Ansteuerung (CC = Current Control / Stromsteuerung) bezeichnet wird, kann insbesondere dazu führen, dass sowohl der erste Stromimpuls als auch der zweiten Stromimpuls (und gegebenenfalls ein zwischen dem ersten Stromimpuls und dem zweiten Stromimpuls aufrechterhaltenes Teilstromniveau) jeweils durch eine Mehrzahl von unmittelbar aufeinander folgenden Stromimpulsen gebildet wird. Der Einsatz einer CC-Endstufe ist insbesondere hinsichtlich der Kosten vorteilhaft.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung baut auf dem gattungsgemäßen Stand der Technik dadurch auf, dass sie zur Ansteuerung zumindest einen ersten Stromimpuls und einen diesem mit zeitlichem Abstand nachfolgenden zweiten Stromimpuls erzeugt. Zur Ansteuerung wird ein analoger Verstärker verwendet, der einen stetigen Kurvenverlauf der Stromimpulse verwirklicht. Dadurch ergeben sich die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erläuterten Vorteile in gleicher oder ähnlicher Weise, weshalb zur Vermeidung von Wiederholungen auf die entsprechenden Ausführungen verwiesen wird.
Gleiches gilt sinngemäß für die folgenden bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei auch diesbezüglich auf die entsprechenden Ausführungen im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren verwiesen wird.
Bei einigen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann vorgesehen sein, dass sie zwischen dem ersten Stromimpuls und dem zweiten Stromimpuls ein Teilstromniveau aufrechterhält.
Weiterhin kann bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen sein, dass sie zumindest einen analogen Verstärker aufweist.
Ähnlich wie bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann auch bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen sein, dass sie die Ansteuerung stromgeregelt und/oder -gesteuert durchführt, insbesondere transformatorgestützt.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass über die elektrische Ansteuerung des Piezo-Aktuators die Bewegung der gekoppelten Ventilmechanik modelliert werden kann. Beispielsweise kann dabei elektrisch auf den Ventilnadelverlauf eingewirkt werden, insbesondere zur Auslenkung und zum Sitzkraftaufbau.
Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsformen beispielhaft erläutert.
Es zeigen:
Figur 1
eine schematische Ausführungsform einer Pumpe-Düse-Einheit bei beziehungsweise mit der das erfindungsgemäße Verfahren beziehungsweise die erfindungsgemäße Vorrichtung angewendet werden können;
Figur 2a
eine schematische Teil-Schnittansicht eines Piezo-Steuerventils, das in Strömungsrichtung vom Hochdruckbereich zum Niederdruckbereich schließt und mit der Pumpe-Düse-Einheit nach Figur 1 verwendet werden kann;
Figur 2b
eine schematische Teil-Schnittansicht eines Piezo-Steuerventils, das entgegengesetzt zur Strömungsrichtung vom Hochdruckbereich zum Niederdruckbereich schließt und ebenfalls mit der Pumpe-Düse-Einheit nach Figur 1 verwendet werden kann;
Figur 3
ein Beispiel für den Verlauf des Piezo-Ansteuerstroms zum Schließen des Piezo-Steuerventils gemäß dem Stand der Technik, bei analoger Ansteuerung;
Figur 4
ein zweites Beispiel für den Verlauf des Piezo-Ansteuerstroms zum Schließen des Piezo-Steuerventils gemäß dem Stand der Technik, bei CC-Ansteuerung;
Figur 5
ein Beispiel für den Verlauf des Piezo-Ansteuerstroms zum Schließen des Piezo-Steuerventils gemäß der vorliegenden Erfindung, bei analoger Ansteuerung;
Figur 6
ein zweites Beispiel für den Verlauf des Piezo-Ansteuerstroms zum Schließen des Piezo-Steuerventils gemäß der vorliegenden Erfindung, bei CC-Ansteuerung;
Figur 7
einen Graph, der den Verlauf des Piezo-Ansteuerstroms, der Piezo-Spannung, des Ventilnadelhubs, des Hochdruckraumdrucks und des Drucks im Auslassbereich der Pumpe-Düse-Einheit für eine Ansteuerung gemäß dem Stand der Technik und zwei erfindungsgemäße Ansteuerungsvarianten veranschaulicht;
Figur 8
einen zeitlichen Ausschnitt der Kurvenverläufe von Figur 7; und
Figur 9
einen Graph, der den Verlauf der Piezospannung, des Ventilnadelhubs und des Absteuerraumdrucks bei einem ungewollten Öffnen des Piezo-Steuerventils beziehungsweise der Ventilnadel veranschaulicht, wobei ein derartiges ungewolltes Öffnen des Piezo-Steuerventils durch die Erfindung vermieden oder zumindest verringert werden kann.
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 Kraftstoffpumpenkolben 14 in einem Kraftstoffpumpenzylinder 16 hin und her bewegbar. Der Kraftstoffpumpenkolben 14 wird direkt oder indirekt über eine nicht dargestellte Nockenwelle der Brennkraftmaschine angetrieben. Der Kompressionsraum des Kraftstoffpumpenzylinders 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 geöffneten 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 bewegliche 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 dabei vorzugsweise gegenüber dem zweiten Druckraum 30 nur so stark abgedichtet, dass der zweite Druck p30 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 Düsennadel 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 p30 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 Druckbegrenzungs- 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 den Figuren 2a und 2b näher erläuterte Piezo-Steuerventil 22 ist in Figur 1 ebenfalls dargestellt.
Figur 2a zeigt eine schematische Teil-Schnittansicht eines Piezo-Steuerventils 22, das in Strömungsrichtung vom Hochdruckbereich zum Niederdruckbereich schließt und mit der Pumpe-Düse-Einheit nach Figur 1 verwendet werden kann. Das dargestellte Piezo-Steuerventil 22 weist eine Ventilnadel 48 auf, die zum 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 verschlossen, 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 liegen 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 entgegengesetzte 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.
Figur 2b zeigt eine schematische Teil-Schnittansicht eines Piezo-Steuerventils 22, das entgegengesetzt zur Strömungsrichtung vom Hochdruckbereich zum Niederdruckbereich schließt und ebenfalls mit der Pumpe-Düse-Einheit nach Figur 1 verwendet werden kann. Aufgrund der Tatsache, dass das in Figur 2b dargestellte Piezo-Steuerventil 22 entgegengesetzt zur Strömungsrichtung vom Hochdruckbereich zum Niederdruckbereich schließt, gewährleistet dieses Piezo-Steuerventil 22 eine höhere Sicherheit gegen ein mögliches Verklemmen. Auch das in Figur 2b dargestellte Piezo-Steuerventil 22 weist eine Ventilnadel 48 auf, die zum 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 von Figur 2b nach rechts verschoben ist. Wenn sich die Ventilnadel 48 in ihrer dargestellten ersten Endstellung befindet, wirkt wieder ein an der Ventilnadel 48 vorgesehener Ventilteller 64 mit einem gehäuseseitigen Ventilsitz 62 zusammen. Dadurch wird der Kraftstoff-Niederdruckbereich 18 beziehungsweise der Absteuerraum 50 gegenüber einer Hochdruckkammer 38 verschlossen, die mit der in Figur 1 dargestellten Kraftstoffleitung 20 in Verbindung steht. Das Piezo-Steuerventil 22 weist wieder einen Piezo-Aktuator beziehungsweise ein Piezoelement 76 auf, das über eine Stirnfläche 78 und ein Druckstück 54 eine Kraft auf eine zweite axiale Endfläche 72 der Ventilnadel 48 ausübt. Die von dem geeignet angesteuerten Piezoelement 76 erzeugte, übersetzte Kraft, die auf die Ventilnadel 48 wirkt, ist größer als eine entgegengesetzte Kraft, die auch bei dieser Ausführungsform von einer zweiten Feder 66 erzeugt und auf eine erste axiale Endfläche 70 der Ventilnadel 48 ausgeübt wird. Da das in Figur 2b dargestellte Piezo-Steuerventil 22 im Gegensatz zu dem in Figur 2a dargestellten Piezo-Steuerventil 22 in Strömungsrichtung vom Hochdruckbereich 38 zum Niederdruckbereich 18 beziehungsweise zum Absteuerraum 50 öffnet, übt ein in der Hochdruckkammer 38 vorhandener hoher Druck eine Öffnungskraft auf die Ventilnadel 48 aus, so dass ein unerwünschtes Verklemmen dieser Ventilnadel 48 besonders sicher vermieden werden kann.
Figur 3 zeigt ein Beispiel für den Verlauf des Piezo-Ansteuerstroms i(t) zum Schließen des Piezo-Steuerventils 22 gemäß dem Stand der Technik, bei analoger Ansteuerung, und Figur 4 zeigt ein zweites Beispiel für den Verlauf des Piezo-Ansteuerstroms i(t) zum Schließen des Piezo-Steuerventils 22 gemäß dem Stand der Technik, bei CC-Ansteuerung. Wenn das Piezoelement beziehungsweise der Piezo-Aktuator 76 von den Figuren 2a und 2b zum Schließen des Piezo-Steuerventils 22 mit einem der in den Figuren 3 oder 4 dargestellten Piezo-Ansteuerstromprofilen angesteuert wird, kann es beim Auftreffen der Ventilnadel 48 auf den Ventilsitz 62 zu dem eingangs erläuterten Preller und den damit verbunden Problemen kommen.
Figur 5 zeigt eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ansteuerung des Piezo-Aktuators 76 zum Schließen des Piezo-Steuerventils 22. Der in Figur 5 dargestellte Stromverlauf i(t) weist einen ersten Stromimpuls I1 und einen von diesem zeitlich beabstandeten nachfolgenden zweiten Stromimpuls I2 auf. Zwischen dem ersten Stromimpuls I1 und dem zweiten Stromimpuls I2 wird ein Teilstromniveau IT aufrechtgehalten. Der in Figur 5 dargestellte stetige Kurvenverlauf kann insbesondere durch eine analoge Ansteuerung verwirklicht werden. Durch den ersten Stromimpuls I1, den zweiten Stromimpuls I2 und das Teilstromniveau IT wird der Aufladevorgang des Piezo-Aktuators somit in Ladungspakete unterteilt, die unterschiedliche Ladungsinhalte aufweisen.
Figur 6 zeigt eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ansteuerung des Piezo-Aktuators 76 zum Schließen des Piezo-Steuerventils 22. Auch der in Figur 6 dargestellte Stromverlauf i(t) weist einen ersten Stromimpuls I1 und einen diesem zeitlich beabstandet nachfolgenden zweiten Stromimpuls I2 auf. Bei der in Figur 6 dargestellten Ausführungsform wird zwischen dem ersten Stromimpuls I1 und dem zweiten Stromimpuls I2 kein Teilstromniveau aufrechterhalten. Weiterhin sind der erste Stromimpuls I1 und der zweite Stromimpuls I2 jeweils durch eine Mehrzahl von unmittelbar aufeinanderfolgenden kurzen Stromimpulsen zusammengesetzt, wie dies insbesondere bei einer CC-Ansteuerung der Fall ist.
Wenn der Piezo-Aktuator 76 zum Schließen des Piezo-Steuerventils 22 entsprechend dem Kurvenverlauf von Figur 5 oder 6 angesteuert wird, kann ein Preller beim Auftreffen der Ventilnadel 48 auf den Ventilsitz 62 vermieden oder zumindest verringert werden.
Figur 7 zeigt einen Graph, der den Verlauf des Piezo-Ansteuerstroms i(t), der Piezo-Spannung u(t), des Ventilnadelhubs h(t), des Hochdruckraumdrucks t38(t) und des Drucks im Auslassbereich der Pumpe-Düse-Einheit für eine Ansteuerung gemäß dem Stand der Technik und zwei erfindungsgemäße Ansteuerungsvarianten veranschaulicht, wobei Figur 8 einen zeitlichen Ausschnitt der Kurvenverläufe von Figur 7 zeigt. In den Figuren 7 und 8 sind die Kurven, die sich bei einer dem Stand der Technik entsprechenden Ansteuerung ergeben, jeweils mit a bezeichnet, wobei der Piezo-Ansteuerstrom i(t) in diesem Fall invertiert dargestellt ist. Die Kurven, die sich für eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ansteuerung ergeben, sind mit b bezeichnet, während die Kurven, die sich für eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ansteuerung ergeben, mit c bezeichnet sind. Wie dies insbesondere Figur 8 zu entnehmen ist, weist die Kurve b des Piezo-Ansteuerstroms i(t) ein etwas höheres Teilstromniveau IT auf als die Kurve c. Durch den ersten Stromimpuls I1 wird das System zu Beginn stark beschleunigt. Im mittleren Bereich, zu dem das Teilstromniveau IT aufrechterhalten wird, ist keine weitere Energie erforderlich. Um eine hohe Schließkraft zu erzeugen, wird die Energie zum Ende hin durch den zweiten Stromimpuls I2 wieder erhöht (siehe Bereich A von Figur 7). Durch eine Ansteuerung entsprechend den Kurvenverläufen b oder c ergeben sich geringere Druckimpulse (siehe Bereich B von Figur 7). Im weiteren Verlauf wird die Kavitationszeit verringert beziehungsweise eine starke Re-Kompression sowie ein damit verbundenes Wiederöffnen des Piezo-Steuerventils wird sogar vermieden (siehe Bereich C von Figur 7).
Dem in Figur 8 dargestellten Verlauf des Ventilnadelhubs h(t) ist besonders deutlich zu entnehmen, dass ein Preller durch ein sanftes Schließen der Ventilnadel 48 deutlich verringert wird, wodurch der Druckabfall des Hochdruckkammerdrucks p38(t) verringert wird (siehe Bereich D von Figur 8). Zum Zeitpunkt des Schließens (bei 0 µs) ist noch ein Überschuss an Strom i(t) und Spannung u(t) vorhanden, so dass eine größere Kraft zum Dichten der Ventilnadel 48 bereitsteht (siehe Bereich E von Figur 8).
Figur 9 zeigt einen Graph, der den Verlauf der Piezospannung u(t), des Ventilnadelhubs h(t) und des Absteuerraumdrucks p50(t) bei einem ungewollten Öffnen des Piezo-Steuerventils 22 beziehungsweise der Ventilnadel 48 veranschaulicht. Diese Probleme können durch die erfindungsgemäße Ansteuerung vermieden oder zumindest verringert werden.
Die Erfindung lässt sich wie folgt zusammenfassen: Zum Schließen des Piezo-Steuerventils 22 einer Pumpe-Düse-Einheit wird der Piezo-Aktuator 76 anstelle eines Einpulsstrompaketes mit zumindest einem ersten Stromimpuls I1 und einem diesem mit zeitlichem Abstand nachfolgenden zweiten Stromimpuls I2 angesteuert. Dadurch kann ein Preller beim Auftreffen der Ventilnadel 48 auf den Ventilsitz 62 vermieden oder zumindest verringert werden. Gegebenenfalls wird zwischen dem ersten Stromimpuls I1 und dem zweiten Stromimpuls I2 ein Teilstromniveau IT aufrechterhalten.
Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.

Claims (6)

  1. Verfahren zur Ansteuerung des Piezo-Aktuators (76) beim Schließvorgang eines Piezo-Steuerventils (22) einer Pumpe-Düse-Einheit,
    wobei die Ansteuerung zumindest einen ersten Stromimpuls (I1) und einen diesem mit zeitlichem Abstand nachfolgenden zweiten Stromimpuls (I2) umfasst,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Kurvenverlauf der Stromimpulse durch eine analoge Ansteuerung einen stetigen Verlauf aufweist.
  2. verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem ersten Stromimpuls (I1) und dem zweiten Stromimpuls (I2) ein Teilstromniveau (IT) aufrechterhalten wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerung durch Schaltungseinrichtungen erfolgt, die zumindest einen analogen Verstärker umfassen.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerung stromgeregelt und/oder -gesteuert erfolgt, insbesondere transformatorgestützt.
  5. Vorrichtung zur Ansteuerung des Piezo-Aktuators (76) beim Schließvorgang eines Piezo-Steuerventils (22) einer Pumpe-Düse-Einheit, wobei die Vorrichtung zur Ansteuerung zumindest einen ersten Stromimpuls (I1) und einen diesem mit zeitlichem Abstand nachfolgenden zweiten Stromimpuls (I2) erzeugt,
    dadurch gekennzeichnet, dass ein analoger Verstärker vorgesehen ist, der einen stetigen Kurvenverlauf der Stromimpulse (I1, I2) verwirklicht.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass sie zwischen dem ersten Stromimpuls und dem zweiten Stromimpuls ein Teilstromniveau (IT) aufrechterhält.
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