EP1828582B1 - Method and device for offsetting bounce effects in a piezo-actuated injection system of an internal combustion engine - Google Patents

Method and device for offsetting bounce effects in a piezo-actuated injection system of an internal combustion engine Download PDF

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EP1828582B1
EP1828582B1 EP05822186.2A EP05822186A EP1828582B1 EP 1828582 B1 EP1828582 B1 EP 1828582B1 EP 05822186 A EP05822186 A EP 05822186A EP 1828582 B1 EP1828582 B1 EP 1828582B1
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EP
European Patent Office
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piezo
control valve
bounce
piezo actuator
piezoelectric
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EP1828582A1 (en
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Hans-Jörg Wiehoff
Reiner Lederle
Stefan Ascher
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Continental Automotive GmbH
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Continental Automotive GmbH
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Publication date
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    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
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    • F02D41/20Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils
    • F02D2041/202Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils characterised by the control of the circuit
    • F02D2041/2034Control of the current gradient
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02D2041/2037Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils characterised by the control of the circuit for preventing bouncing of the valve needle
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02D2041/202Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils characterised by the control of the circuit
    • F02D2041/2051Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils characterised by the control of the circuit using voltage control

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for compensating bouncing effects in a piezo-controlled injection system of an internal combustion engine according to patent claims 1 and 8.
  • Pump-nozzle units with a control valve actuated by a piezoactuator as an actuator are used in particular in pressure-controlled injection systems in internal combustion engines.
  • the control valve is used for controlling a fuel flow from a low-pressure fuel area into a pressure chamber of the pump-nozzle unit and for controlling a pressure curve within the pump-nozzle unit.
  • Affected system parameters may include, for example, a hydraulic delivery start, a pressure build-up behavior and scatters within the pump-nozzle unit. This can, inter alia, adversely affect an injection quantity accuracy of the fuel into the pressure chamber. Disadvantageous effects of the bounce may further include unstable pressure build-up behavior as well as undefined transitions between switching states of the control valve. Under certain circumstances it is possible by bouncing that unwanted pressure waves are introduced into the injection system.
  • the DE 199 21 456 A1 describes a method and apparatus for avoiding overshoot and bounce of a high pressure injector equipped with a piezoelectric actuator.
  • a circuit arrangement for driving the piezoelectric actuator is designed so that it initially reloads the actuator only over a partial stroke with a maximum slope and loads after a break with a different pitch to reach the final stroke.
  • the residual charge phase is selected such that an aperiodic transition to the final value is approximated for the mechanical system consisting of actuator valve needle hydraulics.
  • the DE 103 11 269 A1 describes a method for driving a piezoelectric element, wherein a drive variable is variable and for determining the drive quantity is dependent on the control variable hingeutton for the transient response of a controlled state variable of the piezoelectric element is minimized.
  • the method is particularly suitable for driving a piezoelectric element which is used as an actuator in a fuel injection nozzle in an internal combustion engine.
  • the method according to the invention is characterized in that an actual bounce behavior of the control valve is detected and a deviation between the actual bounce behavior and a desired bounce behavior of the control valve is determined and corrected.
  • a speed of movement of the needle of the control valve can be minimized or largely eliminated according to a difference between the actual bounce behavior and the target bounce behavior.
  • a timely detection and compensation of bounce images of the piezo-controlled injection system is thus advantageously supported, whereby changes in the bounce images, which are caused by long and short-term effects, can be compensated.
  • a preferred development of the method according to the invention provides that the speed characteristic of the needle is determined by an embodiment of a holding phase in a loading and / or unloading process of the piezoactuator.
  • the holding phase divides the charging process of the piezoactuator into two phases, which is interrupted by the holding phase.
  • An amplitude of the holding phase represents a controlled Vorhubparameter, by means of which the speed characteristics of the needle of the control valve can be influenced in an advantageous manner.
  • a further preferred embodiment of the method according to the invention provides that when compensating the deviation between the actual bounce behavior and the desired bounce behavior of the control valve, a minimization of areas between maxima in the capacitance curve of the piezoactuator and a reference line connecting the maxima is performed.
  • the bouncing of the control valve is imaged by the piezoelectric effect in electrical signals of the piezoactuator, the bouncing in a capacity curve of the piezoactuator can be evaluated.
  • the bouncing of the control valve is reflected in the capacity curve of the piezoactuator, and can thus be minimized by minimizing the areas between the reference line connecting the capacity maxima and the capacity maxima.
  • This is done by an optimized control the piezo actuator in the charging process, whereby a speed profile of the needle of the piezoelectric actuator is designed such that the needle when closing the control valve at the optimum speed on the valve seat and thereby bouncing is minimized.
  • the minimized bounce is shown in minimized areas between the reference line connecting the capacity maxima and the capacity maxima of the piezoactuator.
  • FIG. 1 shows in three figures temporal courses of electrical signals and characteristics of a piezo actuator for controlling a control valve in a pump-nozzle unit of an internal combustion engine.
  • 1a shows a curve of a piezoelectric voltage u piezo
  • 1b a curve of a piezoelectric current i piezo with which the piezoactuator is driven.
  • a time characteristic of the piezo voltage u piezo and the piezoelectric current i piezo- computationally determined characteristics of the piezoactuator is plotted.
  • 1c denotes a time course of a piezoelectric charge q piezo and 1d a time profile of a piezoelectric capacitance C piezo , which is determined from a division of the piezoelectric charge q piezo by the piezoelectric voltage u piezo .
  • a mechanical stroke of an external reference sensor which is arranged for measurement purposes within the control valve is shown. It can be seen that the course of the mechanical stroke 1f has pronounced extrema with maxima and minima, resulting from a bouncing of the control valve, in particular a needle of the control valve.
  • a time profile of the capacitance C piezo of the piezoactuator is shown. It can be seen that the course of the piezoelectric capacitance C piezo essentially correlates with the course 1f of the mechanical stroke of the reference sensor.
  • a closing behavior of the piezo-controlled control valve can be determined by the in FIG. 1 describe described electrical signal waveforms.
  • the relationship between the individual variables can be used for a qualitative assessment of a bump characteristic of the valve needle.
  • FIG. 2 shows in two figures determined by a simulation waveforms of a force input F piezo in the piezoelectric actuator and thereby caused mechanical strokes.
  • 2a denotes a time profile of the force input F piezo in the piezoactuator.
  • 2b shows a resulting time course of a mechanical stroke of the piezo actuator.
  • 2c plotted a time course of a mechanical stroke of a needle of the control valve.
  • the differences in the courses 2b and 2c result from the fact that between the piezo actuator and the control valve needle a Mattertragerumble is arranged, which dampens the mechanical stroke of the piezo actuator.
  • FIG. 3 shows in two figures by means of a sampling process time-sampled electrical variables of the piezoelectric actuator and a calculated therefrom over time the piezoelectric capacitance C piezo of the piezoelectric actuator.
  • 3a shows a time profile of the sampled piezo voltage u piezo .
  • 3b is a piezo voltage corresponding to the piezo voltage sampled course of the piezoelectric charge q piezo referred to, which is determined from an integration of the piezoelectric current i piezo .
  • a time profile of the piezoelectric capacitance C piezo of the piezoactuator which is determined from the sampled values of the piezoelectric voltage u piezo and the piezoelectric charge q piezo, is shown.
  • FIG. 4 shows an enlarged view of the lower figure of FIG. 3 , It is the sampled course of the piezoelectric capacitance C piezo shown, 4a with a first maximum of the piezoelectric capacitance C piezo is designated. This first maximum results from a first striking of the needle of the control valve to the valve seat upon closure of the control valve.
  • 4b is exemplified a sampled, discrete value from the course of the piezoelectric capacitance C piezo .
  • FIG. 4c illustrates a temporal detection window in which the course of the piezoelectric capacitance C piezo is detected in the method according to the invention.
  • Denoted at 4d is a reference line connecting individual maxima in the course of the piezocapacitance C piezo within the detection window 4c and used to define areas between the reference line and the path of the piezocapacitance C piezo .
  • A1, A2 and A3 areas are referred to, which are detected according to the invention between the reference line 4d and maxima in the course of the piezoelectric capacitance C piezo .
  • the reference line is formed between adjacent maxima of the course of the piezoelectric capacitance as a straight line.
  • the areas A1 and A3 are located below the reference line and the area A2 above the reference line.
  • the bouncing of the needle of the control valve in the course of the piezoelectric capacitance C piezo reflects such that the areas A1, A2 and A3 are greater, the more pronounced the bouncing of the needle.
  • the extent of the area A2, which may be caused by an overshoot of the needle after impact with the valve seat, is in the illustration of FIG. 4 essentially zero.
  • the size of the areas between the course of the piezocapacitance and the reference line between maximum values, ie local maxima The piezocapacity within a fixed time acquisition window is used as a controlled variable to reduce bouncing of the needle.
  • control valve is controlled in such a way that the areas between the reference line and the course of the piezoelectric capacitance are minimized within the temporal detection window.
  • the detection window starts and ends preferably at a local maximum of the piezo capacitance.
  • FIG. 5 shows a schematic block diagram of an apparatus with which the inventive method is performed.
  • a detection device 13 By means of a detection device 13, the in FIG. 4 shown areas between the reference line 4d and the maxima in the course of the piezoelectric capacitance C detected piezo summarily and fed to an absolute value of the total area a summation point 15 with a negative sign.
  • a setpoint presetting device 12 is used to establish a minimized extent of the detected areas, wherein a value of substantially zero is desired.
  • the output value of the setpoint input device 12 therefore essentially corresponds to a nominal value of the total area which is likewise fed to the summation point 15.
  • the output value of the summation point 15 is thus a difference value between the area sum detected by the detection device 13 and a setpoint of the total area in the course of the piezoelectric capacitance C piezo .
  • the output value at the summation point 15 thus essentially corresponds to a control difference which is fed to a control device 11.
  • the control device 11 regulates the supplied control difference and generates for this purpose a timing control information for the piezoelectric actuator.
  • the timing control information may include, for example, a number of charging steps in a charging of the piezo actuator.
  • the generated control information is supplied to a limiter 14, which essentially performs a plausibility check represents.
  • the control information generated by the control device 11 and limited by means of the limiter 14 control information is then supplied to an adder 16.
  • a pilot control device 10 is supplied with a first operating parameter 17 of the internal combustion engine, a second operating parameter 18 of the internal combustion engine and a third operating parameter 19 of the internal combustion engine.
  • the first operating parameter 17, the second operating parameter 18 and the third operating parameter 19 model a system state of the internal combustion engine by means of characteristic map data.
  • the first operating parameter 17 may comprise a closing time of the control valve, the second operating parameter 18 a rotational speed of the internal combustion engine, and the third operating parameter 19 various physical environmental variables of the internal combustion engine.
  • the pilot control device 10 a pilot value or initial value for the time control information of the piezoactuator is generated and likewise fed to the adder 16 via an output of the pilot control device 10.
  • the control information generated by the pilot control device 10 can represent, for example, a rough estimate for the design of the holding phase during the charging process of the piezoactuator.
  • a time information for the first load time until the hold phase can thus be generated. This must always be smaller than the closing time of the control valve.
  • the time control information generated by the pilot control device 10 and the control device 11 are added and are available at the output of the adder 16 as the fourth operating parameter 20 of the internal combustion engine for controlling the piezoelectric actuator available.
  • the fourth operating parameter 20 thus represents an end value of a number of loading steps in the first phase during the charging process of the piezo actuator until the holding phase.
  • the fourth operating parameter 20 it is possible to variably form the length of the holding phase and / or the partial lift level of the holding phase and thereby to influence a speed characteristic of the needle of the control valve.
  • the design of the holding phase within the charging process of the piezoelectric actuator can, in addition to the aforementioned amplitude, also comprise a time duration of the holding phase.
  • a speed profile of the needle of the control valve can be optimized in this way insofar as an impact of the needle in the valve seat on the one hand well defined and on the other hand designed substantially bounce-free.
  • the device represents the FIG.
  • the inventive device of FIG. 5 thus implements a strategy for designing the holding phase.
  • the control algorithm implemented by the control unit 11 determines a residual error value from the supplied area information and adds this to the precontrol value.
  • FIG. 6A shows principal time courses of the piezoelectric voltage u piezo and the piezoelectric capacitance C piezo in a closing operation of the control valve according to the prior art.
  • 6d denotes a curve of the piezo voltage u piezo , which undergoes a change of the gradient at a point 6a of a closing of the control valve as a result of the piezoelectric effect. It can be clearly seen that, starting from this point in time, the piezo voltage u piezo is steeper than before the time when the control valve closed.
  • a curve of the piezoelectric capacitance C piezo is designated, based on the basis of FIG. 3 explained Way is determined.
  • a curve of the piezo voltage u piezo during the holding phase is essentially constant.
  • the amplitude of the holding phase is variable according to the invention and is denoted by 6g. It can be seen that due to the insertion of the holding phase in the charging process of the piezo actuator from the time 6 a of the closing of the control valve, the gradient of the piezoelectric voltage u piezo is substantially continuous. Furthermore, it can be seen in the course of the piezo capacitance C piezor that the areas between the reference line 6f and the extremes in the course of the piezoelectric capacitance C piezo in the detection window 6c are minimized or reduced.
  • the charging phase for the piezoactuator is influenced such that a speed profile of the control valve is achieved, with which the bouncing of the control valve is compensated.
  • This can be done, for example, in that no energization of the piezoelectric actuator is performed during the holding phase, whereby a decrease in the speed of the needle of the control valve is achieved.
  • This results a prevention of further acceleration of the needle of the control valve, so that at the time of impact of the control valve needle in the valve seat bouncing or Nachprellen is largely eliminated.
  • the holding phase can also be inserted into a discharge process of the piezoactuator.
  • FIG. 7 shows a schematic representation of a control valve 22, with which the invention can be performed.
  • the control valve 22 is controlled by means of a piezo actuator 21, which acts on a needle 23 in terms of power.
  • a piezo actuator 21 acts on a needle 23 in terms of power.
  • the needle 23 is pressed into a valve seat 24, according to the invention bouncing of the needle 23 is minimized as a result of being impacted in the valve seat 24.
  • the invention relates to a device for compensating for bounce effects in a piezo-controlled injection system of an internal combustion engine, wherein the injection system comprises a controlled by a piezo actuator 21 control valve 22, wherein the device comprises a detection device 13 for detecting an actual bounce of the control valve 22 and a Deviation between the actual bounce and the target bounce of the control valve 22 includes, wherein the device further comprises a control device 11 for compensating the deviation between the actual bounce and the target bounce behavior, wherein a control information for the control valve 22 is generated, when adjusting the deviation between the actual bounce behavior and the desired bounce behavior of the control valve are minimized in a time acquisition window areas between a capacity curve of the piezoelectric actuator and a reference line, wherein the reference line is formed between local maxima of the capacitance curve as a straight line.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Kompensation von Prelleffekten in einem piezogesteuerten Einspritzsystem einer Verbrennungskraftmaschine gemäß den Patentansprüchen 1 und 8.The invention relates to a method and a device for compensating bouncing effects in a piezo-controlled injection system of an internal combustion engine according to patent claims 1 and 8.

Pumpe-Düse-Einheiten (PDE) mit einem von einem Piezoaktuator als Stellantrieb angesteuerten Steuerventil werden insbesondere in druckgesteuerten Einspritzsystemen in Verbrennungskraftmaschinen verwendet. Dabei wird das Steuerventil zum Steuern eines Kraftstoffflusses von einem Kraftstoff-Niederdruckbereich in einen Druckraum der Pumpe-Düse-Einheit sowie zum Steuern eines Druckverlaufs innerhalb der Pumpe-Düse-Einheit verwendet.Pump-nozzle units (PDE) with a control valve actuated by a piezoactuator as an actuator are used in particular in pressure-controlled injection systems in internal combustion engines. In this case, the control valve is used for controlling a fuel flow from a low-pressure fuel area into a pressure chamber of the pump-nozzle unit and for controlling a pressure curve within the pump-nozzle unit.

Durch Untersuchungen wurde festgestellt, dass Prelleffekte innerhalb des Steuerventils negative Auswirkungen auf Systemparameter der piezogesteuerten Einspritzsysteme haben können. Davon betroffene Systemparameter können beispielsweise einen hydraulischen Förderbeginn, ein Druckaufbauverhalten und Streuungen innerhalb der Pumpe-Düse-Einheit umfassen. Dies kann sich unter anderem nachteilig auf eine Einspritzmengengenauigkeit des Kraftstoffs in den Druckraum auswirken. Nachteilige Auswirkungen des Prellens können ferner ein instabiles Druckaufbauverhalten sowie undefinierte Übergänge zwischen Schaltzuständen des Steuerventils umfassen. Unter Umständen ist es durch das Prellen möglich, dass unerwünschte Druckwellen in das Einspritzsystem eingebracht werden.Investigations have found that bouncing effects within the control valve can have a negative impact on system parameters of the piezo-controlled injection systems. Affected system parameters may include, for example, a hydraulic delivery start, a pressure build-up behavior and scatters within the pump-nozzle unit. This can, inter alia, adversely affect an injection quantity accuracy of the fuel into the pressure chamber. Disadvantageous effects of the bounce may further include unstable pressure build-up behavior as well as undefined transitions between switching states of the control valve. Under certain circumstances it is possible by bouncing that unwanted pressure waves are introduced into the injection system.

Durch das Prellen des Steuerventils kann eine Instabilität eines Betriebsverhaltens der Pumpe-Düse-Einheit nachteilig erhöht sein, wobei die Instabilität umso höher ist, je größer eine Intensität des Prellens ausgeprägt ist. Elementare Anforderungen bei einer Regelung der piezogesteuerten Einspritzsysteme, wie beispielsweise eine Gleichstellung unter den einzelnen Zylindern der Verbrennungskraftmaschine und/oder eine Kompensation von Alterungserscheinungen und Toleranzen an Einspritzelementen können ferner durch das Prellen des Steuerventils in nachteiliger Weise erschwert sein.By bouncing the control valve, an instability of a performance of the unit injector may be adversely increased, the larger the instability is an intensity of the bounce is pronounced. Furthermore, elementary requirements for controlling the piezo-controlled injection systems, such as equality between the individual cylinders of the internal combustion engine and / or compensation of aging phenomena and tolerances on injection elements, may disadvantageously be hindered by the bouncing of the control valve.

Die DE 199 21 456 A1 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung, mit der Überschwingen und Prellen eines mit einem piezoelektrischen Aktor ausgestatteten Hochdruckeinspritzventils vermieden werden. Eine Schaltungsanordnung zur Ansteuerung des piezoelektrischen Aktors ist so gestaltet, dass sie den Aktor zunächst nur über einen Teilhub mit einer maximalen Steigung umlädt und nach einer Pause mit einer anderen Steigung zum Erreichen des endgültigen Hubs lädt. Dabei ist die Restladephase so gewählt, dass für das mechanische System aus Aktor - Ventilnadel - Hydraulik ein aperiodischer Übergang zum Endwert angenähert wird.The DE 199 21 456 A1 describes a method and apparatus for avoiding overshoot and bounce of a high pressure injector equipped with a piezoelectric actuator. A circuit arrangement for driving the piezoelectric actuator is designed so that it initially reloads the actuator only over a partial stroke with a maximum slope and loads after a break with a different pitch to reach the final stroke. The residual charge phase is selected such that an aperiodic transition to the final value is approximated for the mechanical system consisting of actuator valve needle hydraulics.

Die DE 103 11 269 A1 beschreibt ein Verfahren zum Ansteuern eines piezoelektrischen Elementes, wobei eine Ansteuergröße variabel ist und zur Bestimmung der Ansteuergröße ein von der Ansteuergröße abhängiges Gütemaß für das Einschwingverhalten einer zu steuernden Zustandsgröße des piezoelektrischen Elementes minimiert wird. Das Verfahren ist insbesondere geeignet zur Ansteuerung eines piezoelektrischen Elements, das als Aktor bei einer Kraftstoffeinspritzdüse in einer Brennkraftmaschine eingesetzt wird.The DE 103 11 269 A1 describes a method for driving a piezoelectric element, wherein a drive variable is variable and for determining the drive quantity is dependent on the control variable Gütemaß for the transient response of a controlled state variable of the piezoelectric element is minimized. The method is particularly suitable for driving a piezoelectric element which is used as an actuator in a fuel injection nozzle in an internal combustion engine.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren bereitzustellen, mit dem die geschilderten nachteiligen Effekte innerhalb der piezogesteuerten Einspritzsysteme reduziert werden. Die Aufgabe wird gelöst mit einem Verfahren gemäß Patentanspruch 1 sowie mit einer Vorrichtung gemäß Patentanspruch 8. Bevorzugte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in abhängigen Ansprüchen angegeben.It is therefore the object of the present invention to provide a method with which the described disadvantageous effects are reduced within the piezo-controlled injection systems. The object is achieved with a method according to claim 1 and with a device according to claim 8. Preferred developments of the method according to the invention are specified in the dependent claims.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist zur Kompensation von Prelleffekten in einem piezogesteuerten Einspritzsystem einer Verbrennungskraftmaschine vorgesehen, wobei das Einspritzsystem ein von einem Piezoaktuator angesteuertes Steuerventil umfasst. Das Verfahren weist folgende Verfahrensschritte auf:

  • Erfassen eines Ist-Prellverhaltens des Steuerventils, und
  • Ermitteln und Ausregeln einer Abweichung zwischen dem Ist-Prellverhalten und einem Soll-Prellverhalten des Steuerventils, wobei eine Ansteuerinformation für das Steuerventil generiert wird, durch die eine Geschwindigkeitscharakteristik einer Nadel des Steuerventils beeinflusst wird.
The method according to the invention is provided for compensating bouncing effects in a piezo-controlled injection system of an internal combustion engine, wherein the injection system comprises a control valve controlled by a piezoactuator. The method comprises the following method steps:
  • Detecting an actual bounce behavior of the control valve, and
  • Determining and compensating a deviation between the actual bounce behavior and a desired bounce behavior of the control valve, wherein a control information for the control valve is generated, by which a speed characteristic of a needle of the control valve is influenced.

Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass ein Ist-Prellverhalten des Steuerventils erfasst und eine Abweichung zwischen dem Ist-Prellverhalten und einem Soll-Prellverhalten des Steuerventils ermittelt und ausgeregelt wird. Zu diesem Zweck wird eine Geschwindigkeitscharakteristik einer Nadel des Steuerventils beeinflusst. Auf diese Art und Weise kann eine Geschwindigkeit einer Bewegung der Nadel des Steuerventils entsprechend einer Differenz zwischen dem Ist-Prellverhalten und dem Soll-Prellverhalten minimiert bzw. weitestgehend eliminiert werden. Eine zeitnahe Erfassung und Kompensation von Prellbildern des piezogesteuerten Einspritzsystems ist somit vorteilhaft unterstützt, wobei Änderungen der Prellbilder, die durch Lang- und Kurzzeiteffekte verursacht sind, kompensiert werden können.The method according to the invention is characterized in that an actual bounce behavior of the control valve is detected and a deviation between the actual bounce behavior and a desired bounce behavior of the control valve is determined and corrected. For this purpose, a speed characteristic a needle of the control valve influenced. In this way, a speed of movement of the needle of the control valve can be minimized or largely eliminated according to a difference between the actual bounce behavior and the target bounce behavior. A timely detection and compensation of bounce images of the piezo-controlled injection system is thus advantageously supported, whereby changes in the bounce images, which are caused by long and short-term effects, can be compensated.

Eine bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass die Geschwindigkeitscharakteristik der Nadel durch eine Ausgestaltung einer Haltephase in einem Lade- und/oder Entladevorgang des Piezoaktuators festgelegt wird. Durch die Haltephase wird der Ladevorgang des Piezoaktuators in zwei Phasen unterteilt, die durch die Haltephase unterbrochen ist. Eine Amplitude der Haltephase stellt dabei einen geregelten Vorhubparameter dar, mit dessen Hilfe die Geschwindigkeitscharakteristik der Nadel des Steuerventils in vorteilhafter Weise beeinflussbar ist.A preferred development of the method according to the invention provides that the speed characteristic of the needle is determined by an embodiment of a holding phase in a loading and / or unloading process of the piezoactuator. The holding phase divides the charging process of the piezoactuator into two phases, which is interrupted by the holding phase. An amplitude of the holding phase represents a controlled Vorhubparameter, by means of which the speed characteristics of the needle of the control valve can be influenced in an advantageous manner.

Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass beim Ausregeln der Abweichung zwischen dem Ist-Prellverhalten und dem Soll-Prellverhalten des Steuerventils ein Minimieren von Flächen zwischen Maxima im Kapazitätsverlauf des Piezoaktuators und einer die Maxima verbindenden Bezugslinie durchgeführt wird.A further preferred embodiment of the method according to the invention provides that when compensating the deviation between the actual bounce behavior and the desired bounce behavior of the control valve, a minimization of areas between maxima in the capacitance curve of the piezoactuator and a reference line connecting the maxima is performed.

Aufgrund der Tatsache, dass das Prellen des Steuerventils durch den piezoelektrischen Effekt in elektrischen Signalen des Piezoaktuators abgebildet wird, kann das Prellen in einem Kapazitätsverlauf des Piezoaktuators evaluiert werden. Das Prellen des Steuerventils spiegelt sich im Kapazitätsverlauf des Piezoaktuators wider, und kann somit durch eine Minimierung der Flächen zwischen der die Kapazitätsmaxima verbindenden Bezugslinie und den Kapazitätsmaxima entsprechend minimiert werden. Dies geschieht durch eine optimierte Ansteuerung des Piezoaktuators im Ladevorgang, wodurch ein Geschwindigkeitsverlauf der Nadel des Piezoaktuators derart ausgebildet ist, dass die Nadel beim Schließen des Steuerventils mit optimaler Geschwindigkeit am Ventilsitz aufschlägt und dadurch das Prellen minimiert ist. Das minimierte Prellen ist in minimierten Flächen zwischen der die Kapazitätsmaxima verbindenden Bezugslinie und den Kapazitätsmaxima des Piezoaktuators abgebildet.Due to the fact that the bouncing of the control valve is imaged by the piezoelectric effect in electrical signals of the piezoactuator, the bouncing in a capacity curve of the piezoactuator can be evaluated. The bouncing of the control valve is reflected in the capacity curve of the piezoactuator, and can thus be minimized by minimizing the areas between the reference line connecting the capacity maxima and the capacity maxima. This is done by an optimized control the piezo actuator in the charging process, whereby a speed profile of the needle of the piezoelectric actuator is designed such that the needle when closing the control valve at the optimum speed on the valve seat and thereby bouncing is minimized. The minimized bounce is shown in minimized areas between the reference line connecting the capacity maxima and the capacity maxima of the piezoactuator.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand von mehreren Figuren detailliert beschrieben. Dabei zeigt:

  • Figur 1 zeitliche Verläufe von elektrischen Signalen und Kenngrößen eines Piezoaktuators,
  • Figur 2 zwei Graphen, die einen Zusammenhang zwischen einem Krafteintrag in den Piezoaktuator und einem mechanischen Hub des Piezoaktuators bzw. einer vom Piezoaktuator angesteuerten Steuerventilnadel darstellen,
  • Figur 3 zwei Graphen, die abgetastete elektrische Signale des Piezoaktuators und einen daraus ermittelten Kapazitätsverlauf des Piezoaktuators darstellen,
  • Figur 4 eine vergrößerte Darstellung des Kapazitätsverlaufs der unteren Abbildung von Figur 3,
  • Figur 5 ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung, mit der das erfindungsgemäße Verfahren durchführbar ist,
  • Figur 6A Verläufe der Piezospannung und der Piezokapazität eines Piezoaktuators beim Prellen gemäß Stand der Technik,
  • Figur 6B Verläufe der Piezospannung und der Piezokapazität eines Piezoaktuators, bei dem das Prellen erfindungsgemäß minimiert ist, und
  • Figur 7 eine prinzipielle Darstellung eines von einem Piezoaktuator als Stellantrieb angesteuerten Steuerventils.
An embodiment of the invention will be described in detail below with reference to several figures. Showing:
  • FIG. 1 temporal courses of electrical signals and characteristics of a piezoactuator,
  • FIG. 2 two graphs illustrating a relationship between a force input into the piezo actuator and a mechanical stroke of the piezo actuator or a control valve needle controlled by the piezo actuator,
  • FIG. 3 two graphs representing sampled electrical signals of the piezo actuator and a capacity curve of the piezoactuator determined therefrom;
  • FIG. 4 an enlarged view of the capacity curve of the lower figure of FIG. 3 .
  • FIG. 5 An embodiment of a device with which the method according to the invention is feasible,
  • FIG. 6A Characteristics of the piezoelectric voltage and the piezo capacity of a piezoactuator when bouncing according to the prior art,
  • FIG. 6B Characteristics of the piezoelectric voltage and the piezoelectric capacity of a piezoelectric actuator, in which the bouncing is minimized according to the invention, and
  • FIG. 7 a schematic representation of a controlled by a piezo actuator as an actuator control valve.

Figur 1 zeigt in drei Abbildungen zeitliche Verläufe von elektrischen Signalen und Kenngrößen eines Piezoaktuators zur Ansteuerung eines Steuerventils in einer Pumpe-Düse-Einheit einer Verbrennungskraftmaschine. In der oberen Abbildung ist mit 1a ein Verlauf einer Piezospannung upiezo und mit 1b ein Verlauf eines Piezostromes ipiezo, mit denen der Piezoaktuator angesteuert wird, dargestellt. In der mittleren Abbildung ist ein zeitlicher Verlauf von aus der Piezospannung upiezo und dem Piezostrom ipiezo rechnerisch ermittelten Kenngrößen des Piezoaktuators aufgetragen. Dabei bezeichnet 1c einen zeitlichen Verlauf einer Piezoladung qpiezo und 1d einen zeitlichen Verlauf einer Piezokapazität Cpiezo, die aus einer Division der Piezoladung qpiezo durch die Piezospannung upiezo ermittelt wird. FIG. 1 shows in three figures temporal courses of electrical signals and characteristics of a piezo actuator for controlling a control valve in a pump-nozzle unit of an internal combustion engine. In the upper figure, 1a shows a curve of a piezoelectric voltage u piezo and 1b a curve of a piezoelectric current i piezo with which the piezoactuator is driven. In the middle figure, a time characteristic of the piezo voltage u piezo and the piezoelectric current i piezo- computationally determined characteristics of the piezoactuator is plotted. In this case, 1c denotes a time course of a piezoelectric charge q piezo and 1d a time profile of a piezoelectric capacitance C piezo , which is determined from a division of the piezoelectric charge q piezo by the piezoelectric voltage u piezo .

In der unteren Abbildung der Figur 1 ist in einem Verlauf 1f ein mechanischer Hub eines externen Referenzsensors, der zu Messzwecken innerhalb des Steuerventils angeordnet ist, dargestellt. Es ist erkennbar, dass der Verlauf des mechanischen Hubs 1f deutlich ausgeprägte Extrema mit Maxima und Minima aufweist, die von einem Prellen des Steuerventils, insbesondere einer Nadel des Steuerventils herrühren. In einem Verlauf 1e ist ein zeitlicher Verlauf der Kapazität Cpiezo des Piezoaktuators dargestellt. Es ist erkennbar, dass der Verlauf der Piezokapazität Cpiezo im Wesentlichen mit dem Verlauf 1f des mechanischen Hubs des Referenzsensors korreliert.In the lower picture of the FIG. 1 is in a course 1f a mechanical stroke of an external reference sensor, which is arranged for measurement purposes within the control valve is shown. It can be seen that the course of the mechanical stroke 1f has pronounced extrema with maxima and minima, resulting from a bouncing of the control valve, in particular a needle of the control valve. In a course 1e, a time profile of the capacitance C piezo of the piezoactuator is shown. It can be seen that the course of the piezoelectric capacitance C piezo essentially correlates with the course 1f of the mechanical stroke of the reference sensor.

Dies lässt sich damit begründen, dass das Prellen des Steuerventils über den piezoelektrische Effekt im Kapazitätsverlauf des Piezoaktuators abgebildet wird. Bei ungefähr 0,25 ms ist in der unteren Abbildung ein erstes Anschlagen des Referenzsensors an einen Ventilsitz des Steuerventils dadurch erkennbar, dass der Signalverlauf 1f zu diesem Zeitpunkt ein erstes Maximum aufweist. In Entsprechung dazu ist in der oberen Abbildung der Figur 1 eine Änderung eines Gradienten der Piezospannung upiezo aufgrund des piezoelektrischen Effekts erkennbar. Weitere Maxima im Signalverlauf 1f des externen Referenzsensors spiegeln sich in entsprechender Weise im Verlauf der Piezospannung Upiezo wider, sind aber aufgrund der groben Auflösung der oberen Abbildung nur schwer erkennbar. Den Änderungen im Gradienten der Piezospannung upiezo aufgrund des piezoelektrischen Effekts entsprechen Änderungen im Stromverlauf 1b.This can be justified by the fact that the bouncing of the control valve is imaged on the piezoelectric effect in the capacity curve of the piezo actuator. At about 0.25 ms in the lower figure, a first striking of the reference sensor to a valve seat of the control valve can be seen that the waveform 1f at this time has a first maximum. In correspondence with this is in the upper figure of the FIG. 1 a change in a gradient of the piezoelectric voltage u piezo due to the piezoelectric effect recognizable. Further maxima in the signal curve 1f of the external reference sensor are correspondingly reflected in the course of the piezo voltage U piezo , but are difficult to recognize due to the coarse resolution of the upper image. The changes in the gradient of the piezo voltage u piezo due to the piezoelectric effect correspond to changes in the current profile 1b.

Ein Schließverhalten des piezogesteuerten Steuerventils lässt sich anhand der in Figur 1 dargestellten elektrischen Signalverläufe beschreiben. Der Zusammenhang zwischen den einzelnen Größen kann für eine qualitative Bewertung einer Prellausprägung der Ventilnadel herangezogen werden. Ein vereinfachtes mathematisches Rekonstruktionsmodell des Piezoaktuators lässt sich in folgender Weise darstellen: f t = 1 d * q piezo t - C 0 * u piezo t

Figure imgb0001
s t = d * u piezo t + S d * q piezo t - C 0 * u piezo t
Figure imgb0002
A closing behavior of the piezo-controlled control valve can be determined by the in FIG. 1 describe described electrical signal waveforms. The relationship between the individual variables can be used for a qualitative assessment of a bump characteristic of the valve needle. A simplified mathematical reconstruction model of the piezoactuator can be represented in the following way: f t = 1 d * q piezo t - C 0 * u piezo t
Figure imgb0001
s t = d * u piezo t + S d * q piezo t - C 0 * u piezo t
Figure imgb0002

Dabei haben die Parameter folgende Bedeutungen:

f(t)
Kraft des Piezoaktuators
s(t)
mechanischer Hub des Piezoaktuators
S
Kleinsignalelastizität des Piezoaktuators
d
piezoelektrische Ladungskonstante
C0
Kleinsignalkapazität des Piezoaktuators
qpiezo
Piezoladung
upiezo
Piezospannung
The parameters have the following meanings:
f (t)
Force of the piezoactuator
s (t)
mechanical stroke of the piezoactuator
S
Low-signal elasticity of the piezoactuator
d
piezoelectric charge constant
C 0
Small signal capacity of the piezo actuator
q piezo
piezo charge
u piezo
piezovoltage

Aus den mathematischen Beziehungen erkennt man, dass bei einer Messung der Piezoladung qpiezo, der Piezospannung upiezo und der Kleinsignalkapazität Co unter Berücksichtigung piezoelektrischer Ladungs- und Elastizitätsverhältnisse die Kraft und der mechanische Hub des Piezoaktuators berechnet werden können.It can be seen from the mathematical relationships that, when measuring the piezoelectric charge q piezo , the piezo voltage u piezo and the small signal capacitance C o taking into account the piezoelectric charge and elasticity conditions, the force and the mechanical stroke of the piezo actuator can be calculated.

Figur 2 zeigt in zwei Abbildungen durch eine Simulation ermittelte Verlaufsformen eines Krafteintrags Fpiezo in den Piezoaktuator und dadurch bewirkte mechanische Hübe. In der oberen Abbildung ist mit 2a ein zeitlicher Verlauf des Krafteintrags Fpiezo in den Piezoaktuator bezeichnet. Mit 2b ist ein daraus resultierender zeitlicher Verlauf eines mechanischen Hubs des Piezoaktuators dargestellt. Entsprechend dazu ist in der unteren Abbildung der Figur 2 mit 2c ein zeitlicher Verlauf eines mechanischen Hubs einer Nadel des Steuerventils aufgetragen. Die Unterschiede in den Verläufen 2b und 2c resultieren daher, dass zwischen dem Piezoaktuator und der Steuerventilnadel eine Übertragerstrecke angeordnet ist, die den mechanischen Hub des Piezoaktuators dämpft. FIG. 2 shows in two figures determined by a simulation waveforms of a force input F piezo in the piezoelectric actuator and thereby caused mechanical strokes. In the upper figure, 2a denotes a time profile of the force input F piezo in the piezoactuator. 2b shows a resulting time course of a mechanical stroke of the piezo actuator. Correspondingly, in the lower figure of the FIG. 2 2c plotted a time course of a mechanical stroke of a needle of the control valve. The differences in the courses 2b and 2c result from the fact that between the piezo actuator and the control valve needle a Übertragerstrecke is arranged, which dampens the mechanical stroke of the piezo actuator.

Figur 3 zeigt in zwei Abbildungen mittels eines Abtastverfahrens zeitlich abgetastete elektrische Größen des Piezoaktuators und einen daraus berechneten zeitlichen Verlauf der Piezokapazität Cpiezo des Piezoaktuators. In der oberen Abbildung ist mit 3a ein zeitlicher Verlauf der abgetasteten Piezospannung upiezo dargestellt. Mit 3b ist ein der Piezospannung upiezo entsprechender abgetasteter Verlauf der Piezoladung qpiezo bezeichnet, der aus einer Integration des Piezostroms ipiezo ermittelt wird. In der unteren Abbildung der Figur 3 ist ein aus den abgetasteten Werten der Piezospannung upiezo und der Piezoladung qpiezo ermittelter zeitlicher Verlauf der Piezokapazität Cpiezo des Piezoaktuators dargestellt. FIG. 3 shows in two figures by means of a sampling process time-sampled electrical variables of the piezoelectric actuator and a calculated therefrom over time the piezoelectric capacitance C piezo of the piezoelectric actuator. In the upper figure, 3a shows a time profile of the sampled piezo voltage u piezo . 3b is a piezo voltage corresponding to the piezo voltage sampled course of the piezoelectric charge q piezo referred to, which is determined from an integration of the piezoelectric current i piezo . In the lower illustration of FIG. 3, a time profile of the piezoelectric capacitance C piezo of the piezoactuator, which is determined from the sampled values of the piezoelectric voltage u piezo and the piezoelectric charge q piezo, is shown.

Es ist deutlich erkennbar, dass der Verlauf der Piezokapazität Cpiezo aufgrund des Prellens des Steuerventils, das sich über einen Rückkopplungseffekt in elektrischen Signalen des Piezoaktuators abbildet, ausgeprägte Extrema aufweist. Die untere Abbildung der Figur 3 stellt den Verlauf le der Piezokapazität Cpiezo der unteren Abbildung von Figur 1 in abgetasteter Form dar. Durch eine simultane Abtastung der Piezoladung qpiezo und der Piezospannung upiezo lässt sich somit näherungsweise auf qualitative Verlaufsformen des Piezohubs s(t) und der Piezokraft f(t) schließen, die nach den obigen Formeln mit der Piezoladung qpiezo und der Piezospannung upiezo korrespondieren.It can be clearly seen that the course of the piezocapacitance C piezo has pronounced extremes due to the bouncing of the control valve, which is reflected by a feedback effect in electrical signals of the piezoactuator. The lower picture of the FIG. 3 represents the course le of the piezo capacitance C piezo of the lower figure of FIG. 1 in scanned form. By simultaneous sampling of the piezoelectric charge q piezo and the piezoelectric voltage u piezo can thus be approximated to qualitative progression forms of the piezo strobe s (t) and the piezocraft f (t), which according to the above formulas correspond to the piezo charge q piezo and the piezo voltage u piezo .

Figur 4 zeigt eine vergrößerte Darstellung der unteren Abbildung von Figur 3. Es ist der abgetastete Verlauf der Piezokapazität Cpiezo dargestellt, wobei mit 4a ein erstes Maximum der Piezokapazität Cpiezo bezeichnet ist. Dieses erste Maximum resultiert aus einem ersten Anschlagen der Nadel des Steuerventils an den Ventilsitz bei einem Schließen des Steuerventils. Mit 4b ist exemplarisch ein abgetasteter, diskreter Wert aus dem Verlauf der Piezokapazität Cpiezo bezeichnet. 4c stellt ein zeitliches Erfassungsfenster dar, in dem der Verlauf der Piezokapazität Cpiezo im erfindungsgemäßen Verfahren erfasst wird. Mit 4d ist eine Bezugslinie bezeichnet, die einzelne Maxima im Verlauf der Piezokapazität Cpiezo innerhalb des Erfassungsfensters 4c miteinander verbindet und zu einer Definition von Flächen zwischen der Bezugslinie und dem Verlauf der Piezokapazität Cpiezo benutzt wird. Mit A1, A2 und A3 sind Flächen bezeichnet, die zwischen der Bezugslinie 4d und Maxima im Verlauf der Piezokapazität Cpiezo erfindungsgemäß erfasst werden. Die Bezugslinie ist zwischen benachbarten Maxima des Verlaufs der Piezokapazität als Gerade ausgebildet. Die Flächen A1 und A3 sind unterhalb der Bezugslinie und die Fläche A2 oberhalb der Bezugslinie angeordnet. FIG. 4 shows an enlarged view of the lower figure of FIG. 3 , It is the sampled course of the piezoelectric capacitance C piezo shown, 4a with a first maximum of the piezoelectric capacitance C piezo is designated. This first maximum results from a first striking of the needle of the control valve to the valve seat upon closure of the control valve. By 4b is exemplified a sampled, discrete value from the course of the piezoelectric capacitance C piezo . FIG. 4c illustrates a temporal detection window in which the course of the piezoelectric capacitance C piezo is detected in the method according to the invention. Denoted at 4d is a reference line connecting individual maxima in the course of the piezocapacitance C piezo within the detection window 4c and used to define areas between the reference line and the path of the piezocapacitance C piezo . With A1, A2 and A3 areas are referred to, which are detected according to the invention between the reference line 4d and maxima in the course of the piezoelectric capacitance C piezo . The reference line is formed between adjacent maxima of the course of the piezoelectric capacitance as a straight line. The areas A1 and A3 are located below the reference line and the area A2 above the reference line.

Der Figur 4 ist entnehmbar, dass sich das Prellen der Nadel des Steuerventils im Verlauf der Piezokapazität Cpiezo derart widerspiegelt, dass die Flächen A1, A2 und A3 umso größer sind, je stärker das Prellen der Nadel ausgeprägt ist. Das Ausmaß der Fläche A2, die durch ein Überschwingen der Nadel nach dem Auftreffen am Ventilsitz verursacht sein kann, ist in der Darstellung der Figur 4 im Wesentlichen Null. Die Größe der Flächen zwischen dem Verlauf der Piezokapazität und der Bezugslinie zwischen maximalen Werten, d.h. lokalen Maxima der Piezokapazität innerhalb eines festgelegten zeitlichen Erfassungsfensters wird als Regelgröße verwendet, um ein Prellen der Nadel zu vermindern. Dabei wird das Steuerventil in der Weise angesteuert, dass die Flächen zwischen der Bezugslinie und dem Verlauf der Piezokapazität innerhalb des zeitlichen Erfassungsfensters minimiert werden. Je kleiner die Fläche ist, desto geringer ist das Prellverhalten der Nadel des Steuerventils. Das Erfassungsfenster beginnt und endet vorzugsweise bei einem lokalen Maxima der Piezokapazität.Of the FIG. 4 can be taken that the bouncing of the needle of the control valve in the course of the piezoelectric capacitance C piezo reflects such that the areas A1, A2 and A3 are greater, the more pronounced the bouncing of the needle. The extent of the area A2, which may be caused by an overshoot of the needle after impact with the valve seat, is in the illustration of FIG. 4 essentially zero. The size of the areas between the course of the piezocapacitance and the reference line between maximum values, ie local maxima The piezocapacity within a fixed time acquisition window is used as a controlled variable to reduce bouncing of the needle. In this case, the control valve is controlled in such a way that the areas between the reference line and the course of the piezoelectric capacitance are minimized within the temporal detection window. The smaller the area, the lower the bouncing behavior of the needle of the control valve. The detection window starts and ends preferably at a local maximum of the piezo capacitance.

Figur 5 zeigt ein schematisches Blockschaltbild einer Vorrichtung, mit der das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt wird. Mithilfe einer Erfassungseinrichtung 13 werden die in Figur 4 dargestellten Flächen zwischen der Bezugslinie 4d und den Maxima im Verlauf der Piezokapazität Cpiezo summarisch erfasst und ein Absolutwert der Flächensumme einem Summationspunkt 15 mit negativem Vorzeichen zugeführt. Eine Sollwertvorgabeeinrichtung 12 dient zur Festlegung eines minimierten Ausmaßes der erfassten Flächen, wobei ein Wert von im Wesentlichen Null angestrebt wird. Der Ausgangswert der Sollwertvorgabeeinrichtung 12 entspricht also im wesentlichen einer Sollgröße der Flächensumme, die ebenfalls dem Summationspunkt 15 zugeführt wird. Als Ausgangsgröße des Summationspunkts 15 steht somit ein Differenzwert zwischen der mittels der Erfassungseinrichtung 13 erfassten Flächensumme und einem Sollwert der Flächensumme im Verlauf der Piezokapazität Cpiezo dar. Der Ausgabewert am Summationspunkt 15 entspricht somit im Wesentlichen einer Regeldifferenz, die einer Regelungseinrichtung 11 zugeführt wird. FIG. 5 shows a schematic block diagram of an apparatus with which the inventive method is performed. By means of a detection device 13, the in FIG. 4 shown areas between the reference line 4d and the maxima in the course of the piezoelectric capacitance C detected piezo summarily and fed to an absolute value of the total area a summation point 15 with a negative sign. A setpoint presetting device 12 is used to establish a minimized extent of the detected areas, wherein a value of substantially zero is desired. The output value of the setpoint input device 12 therefore essentially corresponds to a nominal value of the total area which is likewise fed to the summation point 15. The output value of the summation point 15 is thus a difference value between the area sum detected by the detection device 13 and a setpoint of the total area in the course of the piezoelectric capacitance C piezo . The output value at the summation point 15 thus essentially corresponds to a control difference which is fed to a control device 11.

Die Regelungseinrichtung 11 regelt die zugeführte Regeldifferenz aus und generiert zu diesem Zweck eine zeitliche Ansteuerinformation für den Piezoaktuator. Die zeitliche Ansteuerinformation kann beispielsweise eine Anzahl von Ladeschritten in einem Ladevorgang des Piezoaktuators umfassen. Dabei wird die generierte Ansteuerinformation einem Begrenzer 14 zugeführt, der im Wesentlichen eine Plausibilitätsüberprüfung darstellt. Die von der Regelungseinrichtung 11 erzeugte und mittels des Begrenzers 14 begrenzte Ansteuerinformation wird sodann einer Addiereinrichtung 16 zugeführt.The control device 11 regulates the supplied control difference and generates for this purpose a timing control information for the piezoelectric actuator. The timing control information may include, for example, a number of charging steps in a charging of the piezo actuator. In this case, the generated control information is supplied to a limiter 14, which essentially performs a plausibility check represents. The control information generated by the control device 11 and limited by means of the limiter 14 control information is then supplied to an adder 16.

Einer Vorsteuereinrichtung 10 werden ein erster Betriebsparameter 17 der Verbrennungskraftmaschine, ein zweiter Betriebsparameter 18 der Verbrennungskraftmaschine und ein dritter Betriebsparameter 19 der Verbrennungskraftmaschine zugeführt. Der erste Betriebsparameters 17, der zweite Betriebsparameter 18 und der dritte Betriebsparameter 19 modellieren dabei einen Systemzustand der Verbrennungskraftmaschine mittels Kennfelddaten. Beispielsweise kann der erste Betriebsparameter 17 eine Schließzeit des Steuerventils, der zweite Betriebsparameter 18 eine Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine und der dritte Betriebsparameter 19 verschiedene physikalische Umgebungsvariablen der Verbrennungskraftmaschine umfassen. Mittels der Vorsteuereinrichtung 10 wird ein Vorsteuer- bzw. Initialwert für die zeitliche Ansteuerinformation des Piezoaktuators geniert und über einen Ausgang der Vorsteuereinrichtung 10 ebenfalls der Addiereinrichtung 16 zugeführt.A pilot control device 10 is supplied with a first operating parameter 17 of the internal combustion engine, a second operating parameter 18 of the internal combustion engine and a third operating parameter 19 of the internal combustion engine. The first operating parameter 17, the second operating parameter 18 and the third operating parameter 19 model a system state of the internal combustion engine by means of characteristic map data. For example, the first operating parameter 17 may comprise a closing time of the control valve, the second operating parameter 18 a rotational speed of the internal combustion engine, and the third operating parameter 19 various physical environmental variables of the internal combustion engine. By means of the pilot control device 10, a pilot value or initial value for the time control information of the piezoactuator is generated and likewise fed to the adder 16 via an output of the pilot control device 10.

Die von der Vorsteuereinrichtung 10 generierte Ansteuerinformation kann beispielsweise einen groben Schätzwert für die Ausgestaltung der Haltephase im Ladevorgang des Piezoaktuators darstellen. Mittels eines in der Vorsteuereinrichtung 10 implementierten Vorsteueralgorithmus kann somit eine Zeitinformation für die erste Ladezeit bis zur Haltephase generiert werden. Diese muss stets kleiner als die Schließzeit des Steuerventils sein.The control information generated by the pilot control device 10 can represent, for example, a rough estimate for the design of the holding phase during the charging process of the piezoactuator. By means of a pre-control algorithm implemented in the pre-controller 10, a time information for the first load time until the hold phase can thus be generated. This must always be smaller than the closing time of the control valve.

Mittels der Addiereinrichtung 16 werden die von der Vorsteuereinrichtung 10 und der Regelungseinrichtung 11 erzeugten zeitlichen Ansteuerinformationen addiert und stehen am Ausgang der Addiereinrichtung 16 als vierter Betriebsparameter 20 der Verbrennungskraftmaschine zur Ansteuerung des Piezoaktuators zur Verfügung. Der vierte Betriebsparameter 20 repräsentiert somit einen Endwert einer Anzahl von Ladeschritten in der ersten Phase im Ladevorgang des Piezoaktuators bis zur Haltephase.By means of the adder 16, the time control information generated by the pilot control device 10 and the control device 11 are added and are available at the output of the adder 16 as the fourth operating parameter 20 of the internal combustion engine for controlling the piezoelectric actuator available. The fourth operating parameter 20 thus represents an end value of a number of loading steps in the first phase during the charging process of the piezo actuator until the holding phase.

Mit dem vierten Betriebsparameter 20 ist es möglich, die Länge der Haltephase und/oder das Teilhubniveau der Haltephase variierbar auszubilden und dadurch eine Geschwindigkeitscharakteristik der Nadel des Steuerventils zu beeinflussen. Die Ausgestaltung der Haltephase innerhalb des Ladevorgangs des Piezoaktuators kann außer der genannten Amplitude noch eine zeitliche Dauer der Haltephase umfassen. Ein Geschwindigkeitsverlauf der Nadel des Steuerventils kann auf diese Weise insofern optimiert werden, als ein Auftreffen der Nadel im Ventilsitz einerseits wohldefiniert und andererseits im Wesentlichen prellfrei ausgestaltet ist. In ihrer Grundstruktur repräsentiert die Vorrichtung der Figur 5 somit einen Regelkreis, der in Abhängigkeit von der erläuterten Flächensummendifferenz eine Geschwindigkeit der Nadel des Steuerventils derart beeinflusst, dass sich das Prellen der Nadel möglichst gering im Verlauf der Piezokapazität Cpiezo des Piezoaktuators widerspiegelt.With the fourth operating parameter 20, it is possible to variably form the length of the holding phase and / or the partial lift level of the holding phase and thereby to influence a speed characteristic of the needle of the control valve. The design of the holding phase within the charging process of the piezoelectric actuator can, in addition to the aforementioned amplitude, also comprise a time duration of the holding phase. A speed profile of the needle of the control valve can be optimized in this way insofar as an impact of the needle in the valve seat on the one hand well defined and on the other hand designed substantially bounce-free. In its basic structure, the device represents the FIG. 5 Thus, a control loop that influences a speed of the needle of the control valve in response to the described surface difference in such a way that the bouncing of the needle is reflected as low as possible in the course of the piezoelectric capacitance C piezo of Piezoaktuators.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung der Figur 5 setzt somit eine Strategie zur Ausgestaltung der Haltephase um. Der von der Regelungseinrichtung 11 implementierte Regelungsalgorithmus ermittelt aus der zugeführten Flächeninformation einen Restfehlerwert und addiert diesen zum Vorsteuerwert.The inventive device of FIG. 5 thus implements a strategy for designing the holding phase. The control algorithm implemented by the control unit 11 determines a residual error value from the supplied area information and adds this to the precontrol value.

Figur 6A zeigt prinzipielle Zeitverläufe der Piezospannung upiezo und der Piezokapazität Cpiezo in einem Schließvorgang des Steuerventils gemäß Stand der Technik. Mit 6d ist ein Verlauf der Piezospannung upiezo bezeichnet, die an einem Punkt 6a eines Schließens des Steuerventils infolge des piezoelektrischen Effekts eine Änderung des Gradienten erfährt. Man erkennt deutlich, dass ab diesem Zeitpunkt die Piezospannung upiezo steiler verläuft als vor dem Zeitpunkt des Schließens des Steuerventils. Mit 6e ist ein Verlauf der Piezokapazität Cpiezo bezeichnet, der auf die anhand von Figur 3 erläuterten Weise ermittelt wird. Man erkennt, dass zum Zeitpunkt des Schließens des Steuerventils aufgrund des Prellens des Steuerventils eine ausgeprägte Nichtlinearität im Verlauf der Piezokapazität Cpiezo generiert wird. Der Ladevorgang des Piezoaktuators ist an einem mit 6b bezeichneten Zeitpunkt beendet. Mit 6c ist das zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendete zeitliche Erfassungsfenster bezeichnet. Die Bezugslinie 6f verbindet Maxima im Verlauf der Piezokapazität Cpiezo zwischen zeitlichen Endpunkten des Erfassungsfensters 6c. Deutlich ist die Ausprägung der Fläche zwischen der Bezugslinie 6f und dem Verlauf der Piezokapazität Cpiezo innerhalb des Erfassungsfensters 6c infolge des Prellens des Steuerventils zu erkennen.
In Figur 6B ist erfindungsgemäß innerhalb des Ladevorgangs des Piezoaktuators nach einer ersten Ladephase eine Haltephase eingefügt. Diese ist dadurch erkennbar, dass ein Verlauf der Piezospannung upiezo während der Haltephase im Wesentlichen konstant ist. Die Amplitude der Haltephase ist erfindungsgemäß variierbar und ist mit 6g bezeichnet. Es ist zu erkennen, dass aufgrund des Einfügens der Haltephase in den Ladevorgang des Piezoaktuators ab dem Zeitpunkt 6a des Schließens des Steuerventils der Gradient der Piezospannung upiezo im Wesentlichen kontinuierlich ausgebildet ist. Ferner erkennt man im Verlauf der Piezokapazität Cpiezor dass die Flächen zwischen der Bezugslinie 6f und den Extrema im Verlauf der Piezokapazität Cpiezo im Erfassungsfenster 6c minimiert bzw. reduziert sind.
FIG. 6A shows principal time courses of the piezoelectric voltage u piezo and the piezoelectric capacitance C piezo in a closing operation of the control valve according to the prior art. 6d denotes a curve of the piezo voltage u piezo , which undergoes a change of the gradient at a point 6a of a closing of the control valve as a result of the piezoelectric effect. It can be clearly seen that, starting from this point in time, the piezo voltage u piezo is steeper than before the time when the control valve closed. With 6e, a curve of the piezoelectric capacitance C piezo is designated, based on the basis of FIG. 3 explained Way is determined. It can be seen that at the time of closing the control valve due to the bouncing of the control valve, a pronounced nonlinearity in the course of the piezoelectric capacitance C piezo is generated. The charging of the piezo actuator is terminated at a time designated 6b. 6c designates the temporal detection window used to carry out the method according to the invention. The reference line 6f connects maxima in the course of the piezo capacitance C piezo between time end points of the detection window 6c. Significantly, the expression of the area between the reference line 6f and the course of the piezoelectric capacitance C piezo within the detection window 6c due to the bouncing of the control valve can be seen.
In FIG. 6B is inserted according to the invention within the charging of the piezo actuator after a first charging phase, a holding phase. This can be recognized by the fact that a curve of the piezo voltage u piezo during the holding phase is essentially constant. The amplitude of the holding phase is variable according to the invention and is denoted by 6g. It can be seen that due to the insertion of the holding phase in the charging process of the piezo actuator from the time 6 a of the closing of the control valve, the gradient of the piezoelectric voltage u piezo is substantially continuous. Furthermore, it can be seen in the course of the piezo capacitance C piezor that the areas between the reference line 6f and the extremes in the course of the piezoelectric capacitance C piezo in the detection window 6c are minimized or reduced.

Als besonders vorteilhaft wird bei der vorliegenden Erfindung angesehen, dass durch eine Variation der Amplitude der Haltephase die Ladephase für den Piezoaktuator derart beeinflusst wird, dass ein Geschwindigkeitsverlauf des Steuerventils erreicht wird, mit dem das Prellen des Steuerventils kompensiert ist. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass während der Haltephase keine Bestromung des Piezoaktuators durchgeführt wird, wodurch eine Abnahme der Geschwindigkeit der Nadel des Steuerventils erreicht wird. Daraus resultiert eine Verhinderung einer weiteren Beschleunigung der Nadel des Steuerventils, sodass zum Auftreffzeitpunkt der Steuerventilnadel im Ventilsitz ein Prellen bzw. Nachprellen weitgehend eliminiert ist.It is considered to be particularly advantageous in the present invention that by varying the amplitude of the holding phase, the charging phase for the piezoactuator is influenced such that a speed profile of the control valve is achieved, with which the bouncing of the control valve is compensated. This can be done, for example, in that no energization of the piezoelectric actuator is performed during the holding phase, whereby a decrease in the speed of the needle of the control valve is achieved. This results a prevention of further acceleration of the needle of the control valve, so that at the time of impact of the control valve needle in the valve seat bouncing or Nachprellen is largely eliminated.

Weiterhin wird als vorteilhaft angesehen, dass durch eine zeitnahe Erfassung der elektrischen Signale und Kenngrößen des Piezoaktuators und deren Auswertung während einer Steuerventilschließ-/Öffnungsphase, das Prellverhalten jeder einzelnen Pumpe-Düse-Einheit individuell beobachtbar ist und über eine Ansteuerungs- bzw. Regelungseinrichtung, wie sie beispielsweise in Fig. 5 gezeigt ist, zeitnahe kompensierbar ist. Sich ändernde Prellbilder im Steuerventil der Pumpe-Düse-Einheit können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren im Betrieb der Verbrennungskraftmaschine adaptiv kompensiert werden.Furthermore, it is considered advantageous that by a timely detection of the electrical signals and characteristics of the piezoelectric actuator and their evaluation during a Steuerventilschließ- / opening phase, the bounce of each individual unit injector unit is individually observable and via a control or regulating device such for example, in Fig. 5 shown is timely compensated. Changing bounce images in the control valve of the pump-nozzle unit can be compensated adaptively with the method according to the invention during operation of the internal combustion engine.

Mittels der inhärenten sensorischen Eigenschaften des Piezoaktuators durch Ausnutzung des piezoelektrischen Effekts kann vorteilhaft eine aufwendige und kostenintensive Sensorik zur Erfassung der elektrischen Signale und Kenngrößen eingespart werden. Es versteht sich von selbst, dass zum erfindungsgemäßen Kompensieren des Prellens die Haltephase auch in einen Entladevorgang des Piezoaktuators eingefügt werden kann.By means of the inherent sensory properties of the piezoactuator by utilizing the piezoelectric effect, it is advantageously possible to save a complex and cost-intensive sensor system for detecting the electrical signals and parameters. It goes without saying that for compensating the bounce according to the invention, the holding phase can also be inserted into a discharge process of the piezoactuator.

In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist es auch denkbar, dass statt der als Regelgröße verwendeten Flächensummendifferenz die über den piezoelektrischen Effekt ermittelte Kraft und/oder der mechanische Hub des Piezoaktuators verwendet werden.In an alternative embodiment of the invention, it is also conceivable that, instead of the surface difference used as a control variable, the force determined via the piezoelectric effect and / or the mechanical stroke of the piezoactuator are used.

Figur 7 zeigt eine prinzipielle Darstellung eines Steuerventils 22, mit dem die Erfindung durchgeführt werden kann. Dabei wird das Steuerventil 22 mittels eines Piezoaktuators 21 angesteuert, der eine Nadel 23 kräftemäßig beaufschlagt.
Durch den Krafteintrag des Piezoaktuators 21 in die Nadel 23 wird die Nadel 23 in einen Ventilsitz 24 gedrückt, wobei erfindungsgemäß ein Prellen der Nadel 23 in Folge des Aufschlagens in den Ventilsitz 24 minimiert ist.
FIG. 7 shows a schematic representation of a control valve 22, with which the invention can be performed. In this case, the control valve 22 is controlled by means of a piezo actuator 21, which acts on a needle 23 in terms of power.
As a result of the force input of the piezoactuator 21 into the needle 23, the needle 23 is pressed into a valve seat 24, according to the invention bouncing of the needle 23 is minimized as a result of being impacted in the valve seat 24.

Die in der Beschreibung, den Patentansprüchen und den Zeichnungen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Durchführung der Erfindung wesentlich sein.The features of the invention disclosed in the specification, the claims and the drawings may be essential to the practice of the invention both individually and in any combination.

In einer Weiterbildung betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Kompensation von Prelleffekten in einem piezogesteuerten Einspritzsystem einer Verbrennungskraftmaschine, mit einem von einem Piezoaktuator angesteuerten Steuerventil, mit folgenden Verfahrensschritten:

  • Erfassen eines Ist-Prellverhaltens des Steuerventils; und
  • Ermitteln und Ausregeln einer Abweichung zwischen dem Ist-Prellverhalten und einem Soll-Prellverhalten des Steuerventils, wobei für das Steuerventil in der Weise angesteuert wird, dass die Geschwindigkeit der Nadel des Steuerventils beeinflusst wird, wobei beim Ausregeln der Abweichung zwischen dem Ist-Prellverhalten und dem Soll-Prellverhalten der Nadel Flächen zwischen einem Kapazitätsverlauf des Piezoaktuators und einer Maxima des Kapazitätsverlaufs verbindenden Bezugslinie minimiert werden.
In a further development, the invention relates to a method for compensating bouncing effects in a piezo-controlled injection system of an internal combustion engine, having a control valve actuated by a piezoactuator, with the following method steps:
  • Detecting an actual bounce behavior of the control valve; and
  • Determining and compensating for a deviation between the actual bounce behavior and a desired bouncing behavior of the control valve, wherein the control valve is controlled in such a way that the speed of the needle of the control valve is influenced, wherein when compensating the deviation between the actual bounce and the Target bounce behavior of the needle surfaces between a capacitance curve of the piezo actuator and a maximum capacity curve connecting the reference line are minimized.

In einer weiteren Ausführungsform betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Kompensation von Prelleffekten in einem piezogesteuerten Einspritzsystems einer Verbrennungskraftmaschine, wobei das Einspritzsystem ein von einem Piezoaktuator 21 angesteuertes Steuerventil 22 umfasst, wobei die Vorrichtung eine Erfassungseinrichtung 13 zum Erfassen eines Ist-Prellverhaltens des Steuerventils 22 und einer Abweichung zwischen dem Ist-Prellverhalten und dem Soll-Prellverhalten des Steuerventils 22 umfasst, wobei die Vorrichtung ferner eine Regelungseinrichtung 11 zum Ausregeln der Abweichung zwischen dem Ist-Prellverhalten und dem Soll-Prellverhalten umfasst, wobei eine Ansteuerinformation für das Steuerventil 22 generiert wird, wobei beim Ausregeln der Abweichung zwischen dem Ist-Prellverhalten und dem Soll-Prellverhalten des Steuerventils in einem zeitlichen Erfassungsfenster Flächen zwischen einem Kapazitätsverlauf des Piezoaktuators und einer Bezugslinie minimiert werden, wobei die Bezugslinie zwischen lokalen Maxima des Kapazitätsverlaufs als Gerade ausgebildet ist.In a further embodiment, the invention relates to a device for compensating for bounce effects in a piezo-controlled injection system of an internal combustion engine, wherein the injection system comprises a controlled by a piezo actuator 21 control valve 22, wherein the device comprises a detection device 13 for detecting an actual bounce of the control valve 22 and a Deviation between the actual bounce and the target bounce of the control valve 22 includes, wherein the device further comprises a control device 11 for compensating the deviation between the actual bounce and the target bounce behavior, wherein a control information for the control valve 22 is generated, when adjusting the deviation between the actual bounce behavior and the desired bounce behavior of the control valve are minimized in a time acquisition window areas between a capacity curve of the piezoelectric actuator and a reference line, wherein the reference line is formed between local maxima of the capacitance curve as a straight line.

Claims (7)

  1. Method for compensating bounce effects in a piezo-controlled injection system of an internal combustion engine, having a control value which is actuated by a piezo actuator, having the following method steps:
    - detecting an actual bounce behaviour of the control value, and
    - determining and compensating a deviation between the actual bounce behaviour and a setpoint bounce behaviour of the control valve,
    wherein actuation information for the control valve, by which a speed characteristic of a needle of the control valve is influenced, is generated, wherein the speed characteristic of the needle is defined by a configuration of a holding phase in a charging and/or discharging process of the piezo actuator.
  2. Method according to Claim 1, where charge values and voltage values of the piezo actuator are sampled, and a capacitant profile of the piezo actuator is determined on the basis of the charge values and voltage values.
  3. Method according to Claim 2, wherein the configuration of the holding phase in the charging process of the piezo actuator is determined by means of the following method steps:
    - determining a pilot-control value of the holding phase; and
    - adding the generated actuation information to the pilot-control value.
  4. Method according to Claim 3, wherein the holding phase is defined by a corresponding number of charging steps of the piezo actuator.
  5. Method according to one of Claims 1 to 4, wherein during the compensation of the deviation between the actual bounce behaviour and the setpoint bounce behaviour of the control valve an extent of areas between the maximum values in the capacitance profile of the piezo actuator and a reference line connecting the maximum values is minimized.
  6. Method according to one of Claims 1 to 5, wherein the method is carried out adaptively during operation of the internal combustion engine.
  7. Device for compensating bounce effects in a piezo-controlled injection system of an internal combustion engine, wherein the injection system comprises a control valve (22) which is actuated by a piezo actuator (21) wherein the device comprises a detection apparatus (13) for detecting an actual bounce behaviour of the control valve (22) on the basis of a capitance profile of the piezo actuator and for determining a deviation between the actual bounce behaviour and the setpoint bounce behaviour of the control valve (22), wherein the device also comprises a regulating apparatus (11) for compensating the deviation between the actual bounce behaviour and the setpoint bounce behaviour, wherein actuation information for the control valve (22) is generated, wherein the device can be used for carrying out the method according to one of Claims 1 to 6.
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Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007005360B3 (en) * 2007-02-02 2008-07-24 Siemens Ag Method for operation of fluid measuring device, involves supplying electric power to solid body actuator by charging pulses and power is discharged to actuator by discharging pulses
DE102008040412A1 (en) 2008-03-18 2009-09-24 Robert Bosch Gmbh Method for bounce suppression of a valve connected by a piezoactuator
DE102010022536A1 (en) * 2010-06-02 2011-12-08 Continental Automotive Gmbh Method and device for controlling a valve
DE102010040306B4 (en) 2010-09-07 2020-06-25 Continental Automotive Gmbh Method for controlling a piezo injector of a fuel injection system
DE102011004613A1 (en) * 2011-02-23 2012-08-23 Continental Automotive Gmbh Method for monitoring the state of a piezo injector of a fuel injection system
DE102011005934A1 (en) 2011-03-23 2012-09-27 Continental Automotive Gmbh Method for determining the force relationships on the nozzle needle of a directly driven piezo injector
DE102011075269B4 (en) * 2011-05-04 2014-03-06 Continental Automotive Gmbh Method and device for controlling a valve
DE102013224385B3 (en) * 2013-11-28 2015-03-12 Continental Automotive Gmbh Method for operating an injector of an injection system of an internal combustion engine
DE102014212010A1 (en) * 2014-06-23 2015-12-24 Robert Bosch Gmbh Method for operating a fuel injection system of an internal combustion engine
JP6463638B2 (en) 2015-01-20 2019-02-06 株式会社Soken Control device for fuel injection valve
DE102016218515A1 (en) * 2016-09-27 2018-03-29 Robert Bosch Gmbh Method for controlling switchable valves, in particular injection valves of an internal combustion engine of a motor vehicle
JP2019039323A (en) * 2017-08-23 2019-03-14 株式会社デンソー Fuel injection control device

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6128754A (en) * 1997-11-24 2000-10-03 Schlumberger Technologies, Inc. Tester having event generation circuit for acquiring waveform by supplying strobe events for waveform acquisition rather than using strobe events specified by the test program
DE19854789A1 (en) * 1998-02-10 1999-08-12 Bosch Gmbh Robert Method and device for loading and unloading a piezoelectric element
JP2000023474A (en) 1998-07-01 2000-01-21 Isuzu Motors Ltd Piezoelectric actuator and fuel injector using the same
JP3855473B2 (en) * 1998-07-08 2006-12-13 いすゞ自動車株式会社 Common rail fuel injection system
JP3767199B2 (en) * 1998-09-16 2006-04-19 日産自動車株式会社 Differential pressure type fuel injection valve and control method thereof
US6128175A (en) * 1998-12-17 2000-10-03 Siemens Automotive Corporation Apparatus and method for electronically reducing the impact of an armature in a fuel injector
DE19921456A1 (en) * 1999-05-08 2000-11-16 Bosch Gmbh Robert Method and device for controlling a piezoelectric actuator
DE19939421A1 (en) * 1999-08-20 2001-03-01 Bosch Gmbh Robert Combined stroke / pressure controlled fuel injection method and system for an internal combustion engine
US6575138B2 (en) * 1999-10-15 2003-06-10 Westport Research Inc. Directly actuated injection valve
DE10101797A1 (en) * 2001-01-17 2002-07-18 Bosch Gmbh Robert Injection valve for use in an internal combustion engine has a valve control piston, a valve control space with an inlet throttle and an outlet throttle for operating the valve control piston.
DE10113670A1 (en) * 2001-03-21 2002-09-26 Bosch Gmbh Robert Driving piezoelectric actuator for fuel injection system in IC engine, involves selecting voltage that can be tapped at piezoelectric actuator during charge/discharge time depending on engine operating situation
DE10155391A1 (en) * 2001-11-10 2003-05-22 Bosch Gmbh Robert Method of loading and unloading a piezoelectric element
EP1488089B1 (en) * 2002-03-28 2005-12-21 Volkswagen Mechatronic GmbH & Co. KG Method and device for controlling the piezo-actuator of a piezo-control valve of a pump nozzle unit
DE10222196A1 (en) * 2002-05-18 2003-11-27 Bosch Gmbh Robert Fuel injection valve for combustion engine, has control valve with valve chamber and valve member that is moveable between two end positions for opening or closing connections to certain chambers
CN1671961A (en) * 2002-07-29 2005-09-21 罗伯特·博世有限公司 Fuel injector with and without pressure amplification with a controllable needle speed and method for the control thereof
DE10311269A1 (en) 2003-03-14 2004-09-23 Conti Temic Microelectronic Gmbh Method for controlling a piezoelectric element or actuator based on a measure of quality of the oscillating behavior to provide a control parameter
DE10359675B3 (en) * 2003-12-18 2005-07-07 Volkswagen Mechatronic Gmbh & Co. Kg Method and device for controlling a valve and method and device for controlling a pump-nozzle device with the valve
DE102004022270A1 (en) * 2004-05-06 2005-12-01 Robert Bosch Gmbh Fuel injector for internal combustion engines with multi-stage control valve
DE102004049288A1 (en) * 2004-10-09 2006-04-20 Robert Bosch Gmbh Fuel injector with molded valve seat to reduce the anchor stroke
DE102005002242A1 (en) * 2005-01-18 2006-07-20 Robert Bosch Gmbh Method for operating a fuel injection device of an internal combustion engine
US20070069043A1 (en) * 2005-08-17 2007-03-29 Axial Vector Engine Corporation Piezoelectric liquid injector

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