ITMI20061319A1

ITMI20061319A1 - SHOOTING OF AN INJECTION VALVE WITH LOWERING THE VOLTAGE BETWEEN AN INJECTION AND THE OTHER

Info

Publication number: ITMI20061319A1
Application number: IT001319A
Authority: IT
Inventors: Patrick Mattes; Thomas Pauer
Priority date: 2005-07-14
Filing date: 2006-07-07
Publication date: 2007-01-15
Also published as: DE102005032841B4; DE102005032841A1; JP2007024044A; JP4991196B2

Description

DESCRIZIONE DESCRIPTION

Stato dell'arte State of the art

La presente invenzione concerne un procedimento per far funzionare una valvola di iniezione, specialmente di un impianto di iniezione di un motore a combustione interna, laddove la valvola di iniezione contempla un azionatore piezoelettrico che, tramite un elemento di accoppiamento, è accoppiato con uno spillo valvolare, laddove sull'azionatore piezoelettrico viene applicata una tensione elettrica che porta ad una dilatazione, rispettivamente ad un accorciamento nel senso della lunghezza dell'azionatore piezoelettrico, laddove, quando la valvola di iniezione è chiusa, viene applicata una tensione di tenuta, nonché un apparecchio di comando ed una valvola di iniezione. The present invention relates to a process for operating an injection valve, especially of an injection system of an internal combustion engine, where the injection valve comprises a piezoelectric actuator which, by means of a coupling element, is coupled to a valve needle , where an electrical voltage is applied to the piezoelectric actuator which leads to an expansion or a shortening in the longitudinal direction of the piezoelectric actuator, where, when the injection valve is closed, a holding voltage is applied, as well as a device control and an injection valve.

Nelle valvole di iniezione (iniettori) dotate di azionatore piezoelettrico in veste di attuatore viene attualmente spesso utilizzato il cosiddetto procedimento in tiro. Ciò significa che l'azionatore è continuamente sotto tensione quando la valvola di iniezione è a riposo e viene scaricato solo per un0iniezione. Un possibile problema nel caso di questa alimentazione elettrica continua sono effetti dì invecchiamento, che portano ad una diminuzione della corsa dell'azionatore . Per correggere possibili modificazioni della lunghezza dell'azionatore piezoelettrico è oltre a ciò noto disporre tra lo spillo valvolare e l'azionatore piezoelettrico u organo di compensazione il più delle volte idraulico . In injection valves (injectors) equipped with a piezoelectric actuator as an actuator, the so-called pull method is currently often used. This means that the actuator is continuously energized when the injection valve is at rest and is only discharged for one injection. A possible problem in the case of this continuous electrical supply are aging effects, which lead to a decrease in the stroke of the actuator. In order to correct possible modifications of the length of the piezoelectric actuator, it is also known to arrange between the valve needle and the piezoelectric actuator a compensation member, most of the times hydraulic.

Una tale valvola di iniezione è per esempio nota dal documento DE 102004 04680. Such an injection valve is known for example from DE 102004 04680.

Problemi dello stato dell'arte Problems of the state of the art

La continua alimentazione elettrica dell'azionatore piezoelettrico nel procedimento in tiro porta ad un invecchiamento dell'azionatore piezoelettrico, per esempio ad una modificazione continua della lunghezza. Compito della presente invenzione è pertanto quello di indicare un procedimento per ridurre i fenomeni di invecchiamento dell'azionatore piezoelettrico. The continuous electrical supply of the piezoelectric actuator in the pull process leads to an aging of the piezoelectric actuator, for example to a continuous modification of the length. The aim of the present invention is therefore to indicate a method for reducing the aging phenomena of the piezoelectric actuator.

Vantaggio dell'invenzione Advantage of the invention

Questo problema viene risolto per effetto di un procedimento per far funzionare una valvola di iniezione, specialmente di u impianto di iniezione di un motore a combustione interna, laddove la valvola di iniezione contempla un azionatore piezoelettrico che, tramite un elemento di accoppiamento, è accoppiato con uno spillo valvolare, laddove sull'azionatore piezoelettrico viene applicata una tensione elettrica che porta ad una dilatazione, rispettivamente ad un accorciamento nel senso della lunghezza dell'azionatore piezoelettrico, laddove, quando la valvola di iniezione è chiusa, viene applicata una tensione di tenuta e laddove la tensione viene ridotta, tra due iniezioni, ad una tensione inferiore alla tensione di tenuta ed il gradiente della modificazione della tensione è tanto basso, per cui la modificazione della lunghezza dell'azionatore piezoelettrico viene compensata dall'elemento di accoppiamento. Il gradiente della modificazione della tensione è in proposito inferiore al gradiente utilizzato per porre fine ad un'iniezione. This problem is solved as a result of a method for operating an injection valve, especially of an injection system of an internal combustion engine, wherein the injection valve comprises a piezoelectric actuator which, by means of a coupling element, is coupled with a valve needle, where an electrical voltage is applied to the piezoelectric actuator which leads to an expansion, respectively a shortening along the length of the piezoelectric actuator, where, when the injection valve is closed, a holding voltage is applied and where the voltage is reduced, between two injections, to a voltage lower than the withstand voltage and the gradient of the voltage modification is so low, that the modification of the length of the piezoelectric actuator is compensated by the coupling element. The gradient of the voltage modification is in this respect less than the gradient used to terminate an injection.

La tensione di tenuta è la tensione positiva o negativa alla quale la valvola di iniezione, dopo un'iniezione conclusa, viene di nuovo portata nello stato chiuso. Quando viene applicata questa tensione la valvola di iniezione è quindi sicuramente chiusa. L'elemento di accoppiamento può in prima approssimazione essere inteso, idealizzando, per esempio, come circuito in parallelo di, a titolo di esempio, una molla e di un ammortizzatore dipendente dalla velocità (ammortizzamento viscoso) , Nel caso di un movimento lento l'elemento di accoppiamento compensa il movimento, quindi lo spillo valvolare resta chiuso. Nel caso dì un movimento rapido non ha luogo alcuna compensazione, cosicché lo spillo valvolare può essere aperto. La tensione viene preferibilmente ridotta a circa zero Volt tra due iniezioni. L'azionatore piezoelettrico non è in seguito a ciò sotto tensione, cosicché possono essere sostanzialmente evitati effetti di invecchiamento. Prima di porre fine all'iniezione successiva alla tensione viene preferibilmente di nuovo aumentata portandola alla tensione di tenuta. The withstand voltage is the positive or negative voltage at which the injection valve, after a completed injection, is brought back into the closed state. When this voltage is applied the injection valve is therefore definitely closed. The coupling element can be understood as a first approximation, idealizing, for example, as a parallel circuit of, by way of example, a spring and a speed-dependent damper (viscous damping). coupling element compensates for movement, so the valve needle remains closed. In the case of rapid movement, no compensation takes place, so that the valve needle can be opened. The voltage is preferably reduced to about zero volts between two injections. The piezoelectric actuator is subsequently not energized, so that aging effects can be substantially avoided. Before ending the subsequent injection, the tension is preferably increased again, bringing it to the holding tension.

Di preferenza è previsto che l'elemento dì accoppiamento sia un accoppiatore idraulico. In alternativa ad un accoppiatore idraulico sono qui possibili anche altre soluzioni che possono fungere da circuito in parallelo da un ammortizzatore dipendente dalla velocità con una sollecitazione meccanica da questo dipendente per prolungare il sistema spillo valvolare-elemento di accoppiamento-azionatore piezoelettrico. It is preferably provided that the coupling element is a hydraulic coupler. As an alternative to a hydraulic coupler, other solutions are also possible here which can act as a parallel circuit from a speed-dependent shock absorber with a mechanical stress dependent on this to extend the valve needle-coupling element-piezoelectric actuator system.

Previsto è di preferenza che la tensione venga aumentata, prima di porre fine all'iniezione successiva, portandola alla tensione di tenuta con un gradiente che garantisca un sufficiente deflusso del fluido dall'accoppiatore idraulico. Un aumento della tensione alla tensione di tenuta provoca una dilatazione nel senso della lunghezza, rispettivamente una sollecitazione dinamica dell'azionatore piezoelettrico che, attraverso l'elemento di accoppiamento e lo spillo valvolare, viene trasmessa al corpo dell'ugello di iniezione. In via di principio quindi lo spillo valvolare viene spinto contro il corpo e l'accoppiatore idraulico viene in proposito accorciato. In funzione della velocità di deflusso del fluido dall'accoppiatore idraulico sì vengono in proposito a creare forze più o meno grandi. It is preferably foreseen that the voltage is increased, before ending the next injection, bringing it to the withstand voltage with a gradient that guarantees a sufficient flow of the fluid from the hydraulic coupler. An increase in the voltage at the holding voltage causes a lengthwise expansion, respectively, a dynamic stress of the piezoelectric actuator which, through the coupling element and the valve needle, is transmitted to the body of the injection nozzle. In principle, therefore, the valve needle is pushed against the housing and the hydraulic coupler is shortened accordingly. Depending on the flow rate of the fluid from the hydraulic coupler, more or less large forces are created in this regard.

Il problema menzionato nella parte introduttiva viene risolto anche tramite un apparecchio di comando per far funzionare una valvola di iniezione, specialmente di un impianto di iniezione di un motore a combustione interna, laddove la valvola di iniezione contempla un azionatore piezoelettrico che, tramite un elemento di accoppiamento, è accoppiato con uno spillo valvolare, laddove sull'azionatore piezoelettrico può essere applicata una tensione elettrica che porta ad una dilatazione, rispettivamente ad un accorciamento nel senso della lunghezza dell'azionatore piezoelettrico, laddove, quando la valvola di iniezione è chiusa, viene applicata una tensione di tenuta, laddove la tensione può essere ridotta, tra due iniezioni, portandola ad una tensione inferiore alla tensione di tenuta ed il gradiente della modificazione della tensione è tanto basso per cui la modificazione della lunghezza dell'azionatore piezoelettrico viene compensata sostanzialmente dall'elemento di accoppiamento , The problem mentioned in the introductory part is also solved by means of a control apparatus for operating an injection valve, especially of an injection system of an internal combustion engine, wherein the injection valve comprises a piezoelectric actuator which, by means of a coupling, is coupled with a valve needle, where an electrical voltage can be applied to the piezoelectric actuator which leads to an expansion, respectively a shortening along the length of the piezoelectric actuator, where, when the injection valve is closed, it is applied a withstand voltage, where the voltage can be reduced, between two injections, bringing it to a voltage lower than the withstand voltage and the gradient of the voltage modification is so low that the modification of the length of the piezoelectric actuator is substantially compensated by the 'coupling element,

Il problema menzionato nella parte introduttiva viene inoltre risolto per effetto di una valvola di iniezione, specialmente di un impianto di iniezione di un motore a combustione interna, laddove la valvola di iniezione contempla un azionatore piezoelettrico che, tramite un elemento di accoppiamento, è accoppiato con uno spillo valvolare, laddove sull'azionatore piezoelettrico può essere applicata una tensione elettrica che porta ad una dilatazione, rispettivamente ad un accorciamento nel senso della lunghezza dell'azionatore piezoelettrico, laddove quando la valvola di iniezione è chiusa è applicata una tensione di tenuta, laddove la tensione può essere ridotta, tra due iniezioni, portandola ad una tensione inferiore alla tensione di tenuta ed il gradiente della modificazione della tensione è tanto basso, per cui la modificazione della lunghezza dell'azionatore piezoelettrico viene compensata sostanzialmente dall'elemento di accoppiamento. Per una mortalità dipendente dalla direzione si intende in proposito che l'elemento può essere accorciato con un gradiente assai elevato e si allunga lentamente, una volta scaricato, con un gradiente relativamente piccolo. Possibile è in seguito a ciò aumentare, poco prima della successiva iniezione, con un gradiente relativamente elevato la tensione applicata sull'azionatore piezoelettrico. The problem mentioned in the introductory part is also solved by the effect of an injection valve, especially of an injection system of an internal combustion engine, where the injection valve comprises a piezoelectric actuator which, by means of a coupling element, is coupled with a valve needle, where an electrical voltage can be applied to the piezoelectric actuator which leads to an expansion, respectively, a shortening along the length of the piezoelectric actuator, where when the injection valve is closed a holding voltage is applied, where the voltage can be reduced between two injections by bringing it to a voltage lower than the withstand voltage and the gradient of the voltage modification is so low that the modification of the length of the piezoelectric actuator is substantially compensated by the coupling element. Direction-dependent mortality means in this regard that the element can be shortened with a very high gradient and slowly elongates, once discharged, with a relatively small gradient. It is therefore possible to increase the voltage applied to the piezoelectric actuator with a relatively high gradient shortly before the next injection.

L'elemento di accoppiamento è preferibilmente un accoppiatore idraulico. In proposito può inoltre essere previsto che l'accoppiatore idraulico contempli una valvola idraulica, tramite la quale un fluido può affluire in una camera, rispettivamente può defluire da questa in modo dipendente dalla direzione e/oppure dalla pressione. La camera è un volume nell'interno dell'accoppiatore idraulico, sul quale l'azionatore piezoelettrico, nonché lo spillo valvolare possono esercitare una pressione quando entrambi vengono caricati dinamicamente l'uno relativamente all'altro, e fluido può in seguito a ciò essere espulso dalla camera. Può inoltre essere previsto che l'accoppiatore idraulico contempli una strozzatura, attraverso la quale il fluido può affluire nella camera, rispettivamente può defluire dalla camera in funzione della direzione e/oppure della pressione. Il fluido è preferibilmente il carburante da iniettare, a titolo dì esempio benzina oppure diesel. Per dipendenza dalla direzione si intende qui da un lato la direzione di movimento dello spillo valvolare, dall'altro lato la direzione di transito del fluido. Per dipendenza dalla pressione si intendono tanto la pressione meccanica che dall'elemento piezoelettrico viene esercitata sullo spillo valvolare, rispettivamente sul corpo circostante, come anche la pressione ambiente del fluido dell'ugello di iniezione. The coupling element is preferably a hydraulic coupler. In this regard, it can also be provided that the hydraulic coupler includes a hydraulic valve, through which a fluid can flow into a chamber, or can flow out of it in a manner dependent on direction and / or pressure. The chamber is a volume in the interior of the hydraulic coupler, over which the piezoelectric actuator as well as the valve needle can exert pressure when both are dynamically loaded relative to each other, and fluid can subsequently be expelled. from the room. It can also be provided that the hydraulic coupler includes a restriction, through which the fluid can flow into the chamber, respectively it can flow out of the chamber as a function of direction and / or pressure. The fluid is preferably the fuel to be injected, for example petrol or diesel. By direction dependence we mean here on the one hand the direction of movement of the valve needle, and on the other hand the direction of transit of the fluid. By pressure dependence we mean both the mechanical pressure that is exerted by the piezoelectric element on the valve needle, respectively on the surrounding body, as well as the ambient pressure of the fluid of the injection nozzle.

Disegni Drawings

Un esempio di realizzazione della presente invenzione viene in appresso illustrato più nel dettaglio in relazione al disegno allegato. In proposito fanno vedere: An embodiment example of the present invention is illustrated hereinafter in more detail in relation to the attached drawing. In this regard they show:

la figura 1 una rappresentazione schematica di un impianto di iniezione del carburante di un autoveicolo, comprendente una valvola di iniezione che presenta un azionatore piezoelettrico; Figure 1 is a schematic representation of a fuel injection system of a motor vehicle, comprising an injection valve which has a piezoelectric actuator;

la figura 2 un diagramma schematico della curva dell'isteresi di un azionatore piezoelettrico in caso di doppia inversione della polarità; Figure 2 is a schematic diagram of the hysteresis curve of a piezoelectric actuator in case of double polarity inversion;

la figura 3 un diagramma della modificazione della tensione/lunghezza nell'azionatore piezoelettrico in rapporto al tempo; Figure 3 is a diagram of the change in voltage / length in the piezoelectric actuator in relation to time;

la figura 4 un diagramma di ciclo del procedimento . Figure 4 is a cycle diagram of the process.

Nella figura 1 è rappresentato un impianto di iniezione del carburante di un autoveicolo che presenta un apparecchio di comando 10 ed una valvola di iniezione 11. La valvola di iniezione 11 è dotata di un azionatore piezoelettrico 12 che viene pilotato dall'apparecchio di comando 10. la valvola di iniezione 11 presenta inoltre uno spillo valvolare 13, il quale può poggiare su una sede 14 della valvola, nell'interno del corpo della valvola di iniezione 11. Figure 1 shows a fuel injection system of a motor vehicle which has a control device 10 and an injection valve 11. The injection valve 11 is equipped with a piezoelectric actuator 12 which is piloted by the control device 10. the injection valve 11 also has a valve needle 13, which can rest on a seat 14 of the valve, inside the body of the injection valve 11.

Se lo spillo valvolare 13 è sollevato dalla sede della valvola la valvola di iniezione 11 è aperta e viene iniettato carburante. Questo stato è rappresentato nella figura 1. Se lo spillo valvolare 13 è appoggiato sulla sede 14 della valvola la valvola di iniezione 11 è chiusa. Il passaggio dallo stato chiuso a quello aperto viene provocato con l'ausilio dell'azionatore piezoelettrico 12. Sull'azionatore piezoelettrico 12 viene allo scopo applicata una tensione elettrica che provoca una modificazione della lunghezza di un pacco piezoelettrico, la quale viene da parte sua sfruttata per aprire, rispettivamente chiudere la valvola di iniezione 11. La valvola di iniezione 11 presenta un accoppiatore idraulico 15. A questo scopo, nell'interno della valvola di iniezione 11 è presente un corpo 16 dell'accoppiatore, nel quale sono guidati due stantuffi 17, 18. Lo stantuffo 17 è accoppiato con l'azionatore 12 e lo stantuffo 18 è accoppiato con lo spillo valvolare 13. Tra i due stantuffi 17, 18 è disposta una camera 19 che forma un sistema stantuffo/cilindro che serve a trasmettere allo spillo valvolare 13 la forza esercitata dall'azionatore 12. If the valve needle 13 is raised from the valve seat, the injection valve 11 is open and fuel is injected. This state is represented in Figure 1. If the valve needle 13 rests on the valve seat 14, the injection valve 11 is closed. The transition from the closed to the open state is caused with the aid of the piezoelectric actuator 12. For this purpose, an electric voltage is applied to the piezoelectric actuator 12 which causes a modification of the length of a piezoelectric pack, which is exploited for its part. to open, respectively close the injection valve 11. The injection valve 11 has a hydraulic coupler 15. For this purpose, inside the injection valve 11 there is a coupler body 16, in which two pistons 17 are guided , 18. The plunger 17 is coupled with the actuator 12 and the plunger 18 is coupled with the valve needle 13. Between the two plungers 17, 18 there is a chamber 19 which forms a piston / cylinder system which serves to transmit to the needle valve 13 the force exerted by the actuator 12.

L'accoppiatore 15 è circondato da carburante sotto pressione. Il volume della camera 19 è parimenti riempito con carburante. Attraverso le luci dì guida tra i due stantuffi 17, 18 ed il corpo 16 dell'accoppiatore il volume della camera 19 può adattarsi, su un intervallo di tempo piuttosto lungo, alla lunghezza di volta in volta esistente dell'azionatore 12. In caso di modificazioni di breve durata della lunghezza dell'azionatore 12 il volume della camera 19 e quindi la lunghezza di questo, restano tuttavia più o meno invariati e la modificazione della lunghezza dell'azionatore 12 viene trasmessa allo spillo valvolare 13. Le luci di guida tra i due stantuffi 17, 18 ed il corpo 16 dell'accoppiatore possono formare una valvola che in direzioni di flusso differenti, oppure in funzione della posizione degli stantuffi 17, 18 relativamente al corpo 16 dell'accoppiatore, presenta differenti resistenze fluidodinamiche, rispettivamente differenti coefficienti dì portata. A titolo di esempio, uno oppure entrambi gli stantuffi possono presentare scanalature aventi profondità variabile del fondo della scanalatura o simili, al fine di modificare l'area tra gli stantuffi 17, 18 ed il corpo 16 dell'accoppiatore efficacemente percorribile dal fluido. L'impostazione reciproca delle velocità di movimento degli stantuffi 17, 18 ha per esempio luogo attraverso i giuochi di guida tra gli stantuffi 17, 18 ed il corpo 16 dell'accoppiatore, oppure tramite una piccola strozzatura avente coefficiente di portata dipendente dalla direzione . Coupler 15 is surrounded by fuel under pressure. The volume of the chamber 19 is likewise filled with fuel. Through the guide ports between the two pistons 17, 18 and the body 16 of the coupler, the volume of the chamber 19 can adapt, over a rather long time interval, to the existing length of the actuator 12 each time. short-term modifications of the length of the actuator 12, the volume of the chamber 19 and therefore the length thereof, remain more or less unchanged and the modification of the length of the actuator 12 is transmitted to the valve needle 13. The guide lights between the two plungers 17, 18 and the body 16 of the coupler can form a valve which in different flow directions, or according to the position of the plungers 17, 18 relative to the body 16 of the coupler, has different fluid dynamic resistances, respectively different coefficients of scope. By way of example, one or both of the plungers may have grooves having variable depths of the groove bottom or the like, in order to modify the area between the plungers 17, 18 and the body 16 of the coupler which can be effectively traveled by the fluid. The reciprocal setting of the movement speeds of the plungers 17, 18 takes place for example through the guide clearances between the plungers 17, 18 and the body 16 of the coupler, or through a small restriction having a direction-dependent flow coefficient.

La valvola di iniezione 11 si trova, indipendentemente dal punto di lavoro dell'azionatore 12, sempre in uno stato chiuso quando l'azionatore 12, per un intervallo di tempo piuttosto lungo, resta senza variazioni in un punto arbitrario della curva 40 dell'isteresi. Un'apertura della valvola di iniezione 11 ha poi luogo per effetto di un accorciamento relativamente rapido dell'azionatore 12 a partire da questo punto della curva 40 dell'isteresi. Una chiusura della valvola di iniezione 11 viene ottenuta per effetto del ritorno dell'azionatore 12 nel suo punto di lavoro sussistente prima dell'inizio dell'iniezione. The injection valve 11 is always in a closed state, regardless of the operating point of the actuator 12, when the actuator 12, for a rather long time interval, remains unchanged at an arbitrary point of the hysteresis curve 40 . An opening of the injection valve 11 then takes place as a result of a relatively rapid shortening of the actuator 12 starting from this point of the hysteresis curve 40. A closure of the injection valve 11 is obtained by effect of the return of the actuator 12 to its working point existing before the start of the injection.

Nella figura 2 è rappresenta la relazione tra la tensione U, applicata su un azionatore piezoelettrico, e la modificazione della lunghezza, rispettivamente l'accorciamento x dell'azionatore da ciò risultanti. Questa relazione rappresenta una curva 20 dell'isteresi dell'azionatore . Si parte dal presupposto che l'azionatore si trovi nel punto zero della curva 20 dell'isteresi, che quindi sull'azionatore non è applicata alcuna tensione, e che l'azionatore non presenta tanto una dilatazione nel senso della lunghezza quanto un accorciamento. Si parte inoltre dal presupposto che l'azionatore è momentaneamente polarizzato nel senso della tensione positiva. Figure 2 shows the relationship between the voltage U, applied on a piezoelectric actuator, and the modification of the length, respectively the shortening x of the actuator resulting therefrom. This relationship represents a curve 20 of the actuator hysteresis. It is assumed that the actuator is in the zero point of the hysteresis curve 20, that therefore no voltage is applied to the actuator, and that the actuator does not exhibit so much lengthwise expansion as shortening. It is also assumed that the actuator is momentarily biased in the direction of the positive voltage.

Se la tensione sull'azionatore viene ora modificata in senso negativo, ciò ha come conseguenza un accorciamento dell'azionatore. Ciò lo si evince dal ramo 21 della curva 20 dell'isteresi. Se viene raggiunta la tensione negati9va -UK che corrisponde alla cosiddetta intensità di campo coercitivo, l'azionatore inizia ad invertire la polarità. Con questa tensione negativa -UK l'azionatore presenta il suo massimo accorciamento -x2. Se ora si scende al di sotto della tensione -UK corrispondente all'intensità di campo coercitivo, la lunghezza dell'azionatore aumenta di nuovo. Ciò lo si evince dal ramo 22 della curva 20 dell'isteresi. Con una tensione negativa -1 l'azionatore possiede allora la sua massima dilatazione nel senso della lunghezza x1. Il passaggio per il ramo 22 della curva 20 dell'isteresi porta inoltre ad un cambiamento della polarizzazione dell'azionatore. If the voltage at the actuator is now changed in the negative direction, this results in a shortening of the actuator. This can be seen from branch 21 of the hysteresis curve 20. If the negative voltage -UK which corresponds to the so-called coercive field strength is reached, the actuator starts to reverse the polarity. With this negative voltage -UK the actuator has its maximum shortening -x2. If you now go below the -UK voltage corresponding to the coercive field strength, the length of the actuator increases again. This can be seen from branch 22 of the hysteresis curve 20. With a negative voltage -1 the actuator then has its maximum expansion along the length x1. The passage through the branch 22 of the hysteresis curve 20 also leads to a change in the bias of the actuator.

Se la tensione applicata sull'azionatore viene ora dì nuovo aumentata in senso positivo si passa allora per il ramo 23 della curva 20 dell'isteresi. La lunghezza dell'azionatore si modifica di nuovo passando dalla dilatazione nel senso della lunghezza x1 all'accorciamento -x2. Questo accorciamento massimo -x2 1'azionatore lo presenta con la tensione positiva UK. If the voltage applied to the actuator is now again increased in the positive direction, then it passes through the branch 23 of the curve 20 of the hysteresis. The length of the actuator changes again from lengthwise expansion x1 to shortening -x2. This maximum shortening -x2 the actuator presents it with the positive voltage UK.

Dopo u superamento verso l'alto della tensione positiva UK ha di nuovo luogo un0inversione di polarità dell'azionatore, cosicché in presenta di un ulteriore aumento della tensione si passa per il ramo 24. Questo ramo 24 finisce con la tensione positiva U1, alla quale l'azionatore presenta la massima dilatazione nel senso della lunghezza x1. After the positive voltage UK is exceeded upwards, a polarity inversion of the actuator takes place again, so that in the presence of a further voltage increase it passes through branch 24. This branch 24 ends with the positive voltage U1, at which the actuator has the maximum expansion along the length x1.

Se ora viene di nuovo ridotta la tensione applicata sull'azionatore si riduce la dilatazione nel senso della lunghezza dell'azionatore. Ciò lo si evince dal ramo 25 della curva 20 dell'isteresi. Il ramo 25 va poi di nuovo a finire, nell'ambito del punto zero, nel ramo 21 della curva 20 dell'isteresi. If the voltage applied to the actuator is now reduced again, the lengthwise expansion of the actuator is reduced. This can be seen from branch 25 of the hysteresis curve 20. Branch 25 then ends again, within the zero point, in branch 21 of the hysteresis curve 20.

Nella figura 3 è rappresentato un diagramma della lunghezza x dell'azionatore piezoelettrico 12 in rapporto al tempo t nonché della lunghezza complessiva y del modulo contemplante l'azionatore piezoelettrico 12, l'accoppiatore idraulico 15, nonché lo spillo valvolare 13 fino al vertice dì questo, in rapporto al tempo t. Nella parte superiore del diagramma di cui alla figura 3 è rappresentata la tensione U sull'azionatore piezoelettrico 12 in rapporto al tempo t, nel diagramma inferiore sono corrispondentemente rappresentate le lunghezze x ed y in rapporto al tempo t. Per spiegare e per illustrare in maniera più semplice, nell'esempio di realizzazione in questione viene considerato solo un ciclo di iniezione ed al riguardo si è scelto un ciclo di iniezione con tensione positiva. Il procedimento può per logica essere attuato anche con tensione negativa, si veda la curva dell'isteresi di cui alla figura 2. nella parte inferiore del diagramma si è volutamente rinunciato ad indicazioni concrete di lunghezza. Importante qui per il procedimento conforme all'invenzione è la modificazione della lunghezza relativa dei valori x ed y. Figure 3 shows a diagram of the length x of the piezoelectric actuator 12 in relation to the time t as well as of the overall length y of the module comprising the piezoelectric actuator 12, the hydraulic coupler 15, as well as the valve needle 13 up to the vertex of this , in relation to time t. In the upper part of the diagram of Figure 3 the voltage U on the piezoelectric actuator 12 is represented in relation to the time t, in the lower diagram the lengths x and y are correspondingly represented in relation to the time t. To explain and illustrate in a simpler way, in the example of embodiment in question only an injection cycle is considered and in this regard an injection cycle with positive voltage has been chosen. Logically, the procedure can also be carried out with negative voltage, see the hysteresis curve in figure 2. in the lower part of the diagram, concrete length indications have been deliberately dispensed with. Important here for the method according to the invention is the modification of the relative length of the x and y values.

Si parte, a titolo esemplificativo, da un ciclo di iniezione che è costituito da una pre-iniezione (VE), da un'iniezione principale (HE), nonché da un'iniezione secondaria (NE). Come si evince dal diagramma superiore di cui alla figura 3, per la pre-iniezione, per quella principale, nonché per quella secondaria la tensione viene di volta in volta abbassata da U1 (oppure -U1) a zero Volt ed in seguito a ciò ha luogo un corrispondente accorciamento dell'azionatore piezoelettrico 12. Nella parte inferiore del diagramma di cui alla figura 3 sono riportati, analogamente alla rappresentazione di cui alla figura 2, per la curva x a titolo esemplificativo, il valore xl, nonché il valore 0. Dato che l'accoppiatore idraulico 15 non compensa tali rapide modificazioni della lunghezza, la curva y corrisponde in questo settore all'andamento della curva x. Dopo aver posto fine all'iniezione secondaria la tensione U viene ridotta a 0 Volt con un basso gradiente, tra gli istanti tA e tE. In luogo di 0 Volt è possibile qui scegliere anche una tensione che si situa tra 0 e -U1. Come si viene dalla parte inferiore del diagramma di cui alla figura 3, la lunghezza x dell'azionatore piezoelettrico 12 segue questo abbassamento della tensione. Tempi di ritardo e simili non sono in proposito presi in considerazione nella rappresentazione di cui alla figura 3. Per effetto del basso gradiente dx/dt l'accoppiatore idraulico 15 è ora in grado di compensare la modificazione della lunghezza. Ciò si esprime nel senso che la lunghezza y non cambia, oppure quanto meno cambia solo in modo trascurabile tra gli istanti tA e tE. La valvola di iniezione 11 resta in proposito quindi chiusa. Prima del successivo ciclo di iniezione la tensione U viene di nuovo aumentata portandola a U1 oppure a —U1}, laddove fluido viene espulso dall'accoppiatore idraulico 15, cosicché in t = 0 è di nuovo raggiunta la posizione di partenza rappresentata nella figura 3. Il gradiente, con il quale la tensione U può in propositivi essere aumentata, dipende dalla carica abilità meccanica della valvola di iniezione 11, nonché dalla rigidità dell'accoppiatore idraulico 15. L'espulsione del fluido dall'accoppiatore idraulico 15 ha luogo caricando dinamicamente lo spillo valvolare 13 che poggia sul corpo. For example, we start from an injection cycle which consists of a pre-injection (VE), a main injection (HE), as well as a secondary injection (NE). As can be seen from the upper diagram in figure 3, for the pre-injection, for the main one, as well as for the secondary one, the voltage is each time lowered from U1 (or -U1) to zero Volt and consequently has place a corresponding shortening of the piezoelectric actuator 12. In the lower part of the diagram in Figure 3, similar to the representation in Figure 2, for the curve x by way of example, the value xl, as well as the value 0. Since the hydraulic coupler 15 does not compensate for these rapid changes in length, the curve y corresponds in this sector to the course of the curve x. After ending the secondary injection, the voltage U is reduced to 0 Volt with a low gradient, between the instants tA and tE. Instead of 0 volts, a voltage between 0 and -U1 can also be selected here. As can be seen from the lower part of the diagram of Figure 3, the length x of the piezoelectric actuator 12 follows this lowering of the voltage. Delay times and the like are not taken into consideration in this regard in the representation of Figure 3. Due to the low gradient dx / dt the hydraulic coupler 15 is now able to compensate for the modification of the length. This is expressed in the sense that the length y does not change, or at least it changes only negligibly between the instants tA and tE. The injection valve 11 therefore remains closed in this regard. Before the next injection cycle, the voltage U is again increased to either U1 or —U1}, where fluid is expelled from the hydraulic coupler 15, so that at t = 0 the starting position shown in Figure 3 is again reached. The gradient, with which the voltage U can be proactively increased, depends on the mechanical load of the injection valve 11, as well as on the rigidity of the hydraulic coupler 15. The expulsion of the fluid from the hydraulic coupler 15 takes place by dynamically loading the valve needle 13 resting on the body.

La figura 4 fa vedere un diagramma di ciclo del procedimento conforme all'invenzione. Il procedimento inizia con la fase 101, quando è terminato un ciclo di iniezione e quindi fino al successivo ciclo di iniezione intercorre un tempo relativamente lungo, vale a dire di circa 720° di manovella. Nella fase 102 la tensione U viene poi ridotta a circa zero Volt con un basso gradiente, come spiegato in quanto precede. Poco prima del successivo ciclo di iniezione, ciò che viene per esempio stabilito nella fase 103 in base all'angolo di manovella oppure al tempo, che conoscendo il numero di giri, intercorre tra due cicli di iniezione, nella fase 104 la tensione viene di nuovo fatta salire al valore Ul, cui segue un ciclo di iniezione 105. Il procedimento inizia poi di nuovo nella fase 101. Figure 4 shows a cycle diagram of the process according to the invention. The process begins with step 101, when an injection cycle has ended and therefore a relatively long time elapses until the next injection cycle, that is to say about 720 ° of crank. In phase 102 the voltage U is then reduced to about zero Volts with a low gradient, as explained in the foregoing. Shortly before the next injection cycle, what is established for example in phase 103 on the basis of the crank angle or on the time, which, knowing the number of revolutions, elapses between two injection cycles, in phase 104 the voltage is again made to rise to the value Ul, followed by an injection cycle 105. The process then starts again in step 101.

Di particolare importanza è la realizzazione del descritto procedimento sotto forma di un programma per computer idoneo all'esecuzione del procedimento. Il programma per computer può essere memorizzato su un mezzo di memorizzazione, laddove il mezzo di memorizzazione può da parte sua esser contenuto in un apparecchio di comando. Of particular importance is the implementation of the described method in the form of a computer program suitable for carrying out the method. The computer program may be stored on a storage medium, whereas the storage medium may for its part be contained in a control unit.

Claims

Claims 1.Procedure for operating an injection valve (11), especially of an injection system of an internal combustion engine, wherein the injection valve (11) comprises a piezoelectric actuator (12) which, through a coupling element ( 15), is coupled with a valve needle (13), where an electric voltage (U) is applied to the piezoelectric actuator (12) which leads to an expansion, respectively a shortening (x) along the length of the piezoelectric actuator (12), where, when the injection valve (11) is closed, a withstand voltage (+ -U1) is applied, characterized by the fact that the voltage (U) is reduced, between two injections, bringing it to a voltage ( U) lower than the withstand voltage (+ -U1) and the gradient of the voltage modification (dU / dt) is so low that the modification of the length of the piezoelectric actuator (12) is compensated by the coupling element (159 : 2. Process according to claim 1, characterized in that the voltage (U) is reduced to about zero Volts between two injections. 3. Process according to claim 1 or 2, characterized in that the voltage (U) is increased to the withstand voltage (+ -U1) before ending the next injection. 4. Process according to one of the preceding claims, characterized in that the coupling element having speed-dependent stiffness is a hydraulic coupler (15). 5. Process according to claim 4, characterized by the fact that the voltage (U) is increased, before ending the next injection, bringing it to the withstand voltage (+ -U) with a gradient that guarantees a sufficient outflow of the fluid from the hydraulic coupler (15). 6. Control apparatus for operating an injection valve (11), especially of an injection system of an internal combustion engine, wherein the injection valve (11) comprises a piezoelectric actuator (12) which, by means of a coupling (15), it is coupled with a valve pin (13), where an electric voltage (U) is applied to the piezoelectric actuator (12) which leads to an expansion, respectively a shortening (x) in the direction of the length of the piezoelectric actuator (12), where, when the injection valve (11) is closed, a withstand voltage (+ -U1) is applied, characterized in that the voltage (U) is reduced between two injections, bringing it to a voltage (U) lower than the withstand voltage (+ -Ul) and the gradient of the voltage modification (dU / dt) is so low, that the modification of the length of the piezoelectric actuator (12) is substantially compensated by the to coupling (15). 7.Injection valve (11), especially of an injection system of an internal combustion engine, wherein the injection valve (11) comprises a piezoelectric actuator (12) which, by means of a coupling element (15), is coupled with a valve needle (13), where an electrical voltage (U) can be applied to the piezoelectric actuator (12) which leads to an expansion or shortening (x) along the length of the piezoelectric actuator (12), where, when the injection valve (11) is closed, a withstand voltage (+ -U1) is applied, characterized by the fact that the voltage (U) can be reduced between two injections, bringing it to a lower voltage (U) at the withstand voltage (+ —U1) and the gradient of the voltage modification (dU / dt) is so low that the modification of the length of the piezoelectric actuator (12) is substantially compensated by the coupling element (15). 8. Injection valve according to the preceding claim, characterized in that the coupling element is a hydraulic coupler (15). 9. Injection valve according to one of the preceding claims, characterized in that the hydraulic coupler (15) comprises a hydraulic valve, through which a fluid can flow into a chamber (19), or can flow from it in a dependent manner. direction and / or pressure. 10. Injection valve according to claim 8 or 9, characterized in that the hydraulic coupler (15) comprises a restriction, through which the fluid can flow into the chamber (19), or can flow from it in a direction-dependent manner. and / or pressure.