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WO2005059337A1 - Verfahren und vorrichtung zum steuern eines ventils und verfahren und vorrichtung zum steuern einer pumpe-düse-vorrichtung mit dem ventil - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum steuern eines ventils und verfahren und vorrichtung zum steuern einer pumpe-düse-vorrichtung mit dem ventil Download PDF

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WO2005059337A1
WO2005059337A1 PCT/EP2004/014271 EP2004014271W WO2005059337A1 WO 2005059337 A1 WO2005059337 A1 WO 2005059337A1 EP 2004014271 W EP2004014271 W EP 2004014271W WO 2005059337 A1 WO2005059337 A1 WO 2005059337A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
valve
value
difference
valve seat
piezo actuator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2004/014271
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jörg BEILHARZ
Maximilian Kronberger
Richard Pirkl
Christian Rissler
Harald Schmidt
Hans-Jörg Wiehoff
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Volkswagen AG
Continental Mechatronic Germany GmbH and Co KG
Siemens Corp
Original Assignee
Volkswagen Mechatronic GmbH and Co KG
Volkswagen AG
Siemens Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Volkswagen Mechatronic GmbH and Co KG, Volkswagen AG, Siemens Corp filed Critical Volkswagen Mechatronic GmbH and Co KG
Priority to EP04803891A priority Critical patent/EP1704316B1/de
Priority to DE502004006965T priority patent/DE502004006965D1/de
Publication of WO2005059337A1 publication Critical patent/WO2005059337A1/de
Priority to US11/453,723 priority patent/US7275522B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/20—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils
    • F02D41/2096—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils for controlling piezoelectric injectors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1401—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • F02D2041/1409—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method using at least a proportional, integral or derivative controller
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/06—Fuel or fuel supply system parameters
    • F02D2200/0606—Fuel temperature

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for controlling a valve. It also relates to a method and a device for controlling a pump-nozzle device with a valve.
  • the valve has a valve drive, which is designed as a piezo actuator, a valve member, a valve body and a valve seat.
  • a pump-nozzle device is used in particular for supplying fuel to a combustion chamber of a cylinder of an internal combustion engine, in particular a diesel internal combustion engine.
  • a pump, a control unit with the valve and a nozzle unit form a structural unit.
  • a piston of the pump is preferably driven via a camshaft of an internal combustion engine by means of a rocker arm.
  • the pump can be hydraulically coupled to a low-pressure fuel supply device via the valve. It is hydraulically coupled on the outlet side to the nozzle unit. Start of injection and injection quantity are determined by the valve and its valve drive.
  • the compact design of the pump-nozzle device results in a very low high-pressure volume and great hydraulic rigidity. This enables very high injection pressures of around 2,000 bar. This high injection pressure in conjunction with the good controllability of the start of injection and the injection quantity enable a significant reduction in emissions while at the same time low fuel consumption when using the internal combustion engines. From DE 198 35 494 C2 a pump-nozzle device is known with a pump and a valve with a valve member, which controls the hydraulic coupling of a control chamber with an outlet channel.
  • the drain channel is hydraulically coupled to the pump and a nozzle unit.
  • An inlet channel is provided, which is hydraulically coupled to the control chamber.
  • a piezoelectric valve drive is assigned to the valve member, via which the valve member can be adjusted between two end positions. In a first end position of the valve member, the drain channel is hydraulically coupled to a control chamber and this, in turn, to the feed channel. In a second end position of the valve member, the drain channel is hydraulically decoupled from the control chamber and the valve member is in a valve seat of the valve.
  • valve member In the first end position of the valve member, fluid is sucked in by the pump from the inlet channel via the control chamber and the outlet channel during a delivery stroke of the pump.
  • a working stroke of a pump piston of the pump in the first end position of the valve member, fluid is pressed back by the pump via the outlet channel, the control chamber into the inlet channel.
  • no fluid can be pressed back during the delivery stroke of the pump piston due to the lack of hydraulic coupling of the outlet channel to the control chamber and the inlet channel, and the pump piston generates high pressure.
  • a nozzle needle of the nozzle unit opens a nozzle of the nozzle unit and the fluid is injected.
  • the end of injection is determined by the fact that the valve member is controlled into its first end position by means of the actuator and thus fluid can flow back via the outlet channel into the control chamber and the inlet channel, with the result that the pressure in the pump and thus also in the nozzle unit decreases, which in turn leads to the nozzle unit being closed.
  • Low pollutant emissions from an internal combustion engine in which the pump-nozzle device is arranged and precise control of the internal combustion engine require precise metering of fuel by the pump-nozzle device. This in turn requires long-term stable and reproducible control of the piezo-controlled valve of the pump-nozzle device.
  • WO 03/081007 AI a method and a device for detecting the point of impact of a valve needle of a piezo control valve is known.
  • the piezo control valve is used in a pump-nozzle unit for injecting fuel into an internal combustion engine.
  • the point of impact of the valve needle of the piezo control valve of the pump-nozzle unit is determined by evaluating the piezo voltage and / or the piezo current.
  • a method and a device for measuring and regulating the closing and opening time of a piezo control valve in which the length of time is measured that a valve needle of a control valve of a piezo pump nozzle unit needs to be from a first End position in a second end position, taking into account the response time of the control valve.
  • the time period is determined as a function of the voltage and / or the current applied to the control valve.
  • an actuating signal is generated which is used to move the control valve from the first to the second end position, the actuating signal being generated at a point in time at which it is ensured that the pressure in the control valve and in the injection nozzle largely corresponds to the pressure during the measurement of the fuel low pressure range.
  • DE 196 52 801 C1 discloses a method and a device for controlling at least one capacitive actuator, the capacitive actuator being used in particular in a piezoelectrically operated fuel injection valve of an internal combustion engine.
  • the capacitive actuator When the capacitive actuator is activated, the actuator energy and / or the amount of charge of the capacitive actuator with which the actuator is actuated is regulated.
  • the respective setpoint specifications are selected depending on various operating parameters of the internal combustion engine.
  • the object of the invention is to provide a method and a device for controlling a valve which ensures that the valve switches precisely over a long period of operation. Furthermore, it is the object of the invention to create a method and a device for controlling a pump-nozzle device with the valve, which ensures that the valve switches precisely over a long period of operation.
  • the invention is characterized by a method and a corresponding device for controlling a valve with a valve drive, which is designed as a piezo actuator, with a valve member, a valve body and a valve seat, at which the valve member is removed from a position at a first predeterminable time the valve seat is controlled in the valve seat by means of a charging process of the piezo actuator, in which a first value is determined which is characteristic of the electrical energy supplied to the piezo actuator when the valve member hits the valve seat, in which a second value is determined, which is characteristic of the electrical energy supplied to the piezo actuator when the charging process of the piezo actuator is completed.
  • a difference actual value is determined from the difference between the second and the first value.
  • a difference between a setpoint difference, which can be predetermined, and the actual difference value is fed to a controller and an actuating signal for loading the piezo actuator is determined as a function of the manipulated variable of the controller.
  • the invention is characterized by a method and a corresponding device for controlling a pump-nozzle device with a pump which has a piston and a working space, a control unit which has an outlet channel which is hydraulically coupled to the working space, and the valve and comprises a control chamber which is hydraulically decoupled from the drain channel when the valve member bears against the valve seat and which is otherwise hydraulically coupled to the drain channel.
  • the valve is controlled by the method or device for controlling the valve.
  • the invention is characterized in that the valve seat force with which the valve member is pressed into the valve seat by the valve drive when it is in contact with the valve seat can be set very precisely and also very reproducibly.
  • the valve seat force is decisive for the tightness of the valve when the valve member is in contact with the valve seat.
  • the mechanical stress on the valve member and also on the valve seat can thus be reduced in a targeted manner over a long operating period of the valve and at the same time it can be ensured that the valve seat force remains constant over this long operating period. It tolerances in the closing and opening process of the valve can be easily minimized.
  • the start of delivery and in particular the end of delivery of the fuel can be set very precisely over a long operating period.
  • the invention is based on the knowledge that the first value depends crucially on a force which is brought about by the pressure of the fluid which acts on the valve member and a force of a restoring means which is present regularly, and that the second value depends crucially on a valve seat force and in addition, the force caused by the pressure of the fluid acting on the valve member and the force of the restoring means. Furthermore, the invention is based on the knowledge that the difference actual value depends crucially on the valve seat force, that is to say the force which is exerted by the valve member on the valve seat of the valve body. By means of the methods or devices according to the invention, a value which is characteristic of the valve seat force and which is the actual difference value can thus be determined precisely.
  • the sealing force can be set very precisely in the long term.
  • the piezo actuator is simply used as a sensor at the same time.
  • the actuating signal for charging the piezo actuator is determined as a function of a pilot control value. This enables the valve to be controlled even more precisely and quickly, since the controller only has to compensate for deviations from the pilot control value.
  • the setpoint difference is determined as a function of a fuel temperature and / or a speed and / or the predefinable first point in time. As a result, the sealing force can be precisely adjusted even under different operating conditions of the valve.
  • the pilot control value is determined as a function of a fuel temperature and / or a rotational speed and / or the predefinable first point in time.
  • the controller has a proportional and an integral component. This has the advantage that the sealing force can be set extremely precisely in a stationary manner.
  • the actual difference value is low-pass filtered before the difference is formed with the desired difference value. This suppresses individual measurement errors and thus the control becomes more precise.
  • the first value is an actual value of the supplied electrical energy when the valve member strikes the valve seat
  • the second value is an actual value of the supplied electrical energy when the charging process is completed
  • the difference actual value is an actual value of the electrical differential energy that is supplied to the piezo actuator
  • Difference setpoint is a setpoint of the differential electrical energy.
  • the first value is an actual value of the piezo voltage when the valve member strikes the valve seat
  • the second value is an actual value of the piezo voltage when the charging process is completed
  • the actual difference value is an actual value of the differential voltage and the difference Setpoint a setpoint of the differential voltage.
  • the first predeterminable point in time is selected such that the piston is in its top dead center and remains until the valve member is expected to hit the valve seat, and that the manipulated variable determined in this way is used to determine of the actuating signal is used when the valve member is controlled from a position away from the valve seat into the valve seat by means of a charging process of the piezo actuator in a second predeterminable time, the second predeterminable time also being able to be selected such that the piston has left its top dead center until the expected impact of the valve member on the valve seat.
  • FIG. 1 shows a pump nozzle device with a valve and a device for controlling the pump nozzle device and the valve
  • FIG. 2 shows a block diagram for determining an actuating signal SG in the device for controlling the valve
  • Figure 3 shows another block diagram for determining the control signal SG
  • FIGS 4a to 4d temporal profiles of the piezo voltage V_AV, the stroke CTRL_VL of the valve member 231, the pressure P_H in the working space 13 of the pump and the injection quantity MFF.
  • the pump-nozzle device (FIG. 1) comprises a pump unit, a control unit and a nozzle unit.
  • the pump nozzle device is preferably used to supply fuel into the combustion chamber of a cylinder of an internal combustion engine.
  • the internal combustion engine is preferably designed as a diesel internal combustion engine.
  • the internal combustion engine has an intake tract for the intake of air, which can be coupled to cylinders by means of gas inlet valves.
  • the internal combustion engine also has an exhaust gas tract which, controlled by the exhaust valve, removes the gases to be expelled from the cylinders.
  • Pistons are assigned to the cylinders are each coupled to a crankshaft via a connecting rod.
  • the crankshaft is coupled to a camshaft.
  • the pump unit comprises a piston 11, a pump body 12, a working space 13 and a pump return means 14, which is preferably designed as a spring.
  • the piston 11 When installed in an internal combustion engine, the piston 11 is coupled to a camshaft 16, preferably by means of a rocker arm, and is driven by the latter.
  • the piston 11 is guided in a recess of the pump body 12 and, depending on its position, determines the volume of the working space 13.
  • the pump return means 14 is designed and arranged such that the volume of the working space 13 delimited by the piston 11 has a maximum value if no external forces act on the piston 11, d. H. Forces that are transmitted via the coupling to the camshaft 16.
  • the nozzle unit comprises a nozzle body 51, in which a nozzle return means 52, which is designed as a spring and possibly also as a damping unit, and a nozzle needle 53 are arranged.
  • the nozzle needle 53 is arranged in a recess in the nozzle body 51 and is guided in the region of a needle guide 55.
  • the nozzle needle 53 bears against a needle seat 54 and thus closes a nozzle 56 which is provided for supplying the fuel into the combustion chamber of the cylinder of the internal combustion engine.
  • the nozzle unit is preferably designed as an inwardly opening nozzle unit.
  • the nozzle needle 53 is arranged at a slight distance from the needle seat 54, specifically in the direction of the nozzle return means 52, and thus releases the nozzle 56.
  • fuel is metered into the combustion chamber of the cylinder of the internal combustion engine.
  • the first or second state is assumed as a function of a balance of forces from the force which acts on the nozzle needle 53 through the nozzle restoring means 52 and from the force counteracting this, which is caused by the hydraulic pressure in the area of the needle shoulder 57.
  • the control unit comprises an inlet channel 21 and an outlet channel 22.
  • the inlet channel 21 and the outlet channel 22 can be hydraulically coupled by means of a valve.
  • the drain channel 21 leads from a low-pressure side connection of the pump nozzle device to the valve.
  • the valve comprises a valve member 231, which is preferably designed as a so-called A valve, i. H. it opens outwards against the direction of flow of the fluid.
  • the valve further comprises a control chamber 232, which is hydraulically coupled to the inlet channel 21 and can be hydraulically coupled to a high-pressure chamber by means of the valve member 231.
  • the high-pressure chamber is hydraulically coupled to the drain channel 22.
  • valve return means is provided, which is arranged and designed such that it presses the valve member 231 into an open position, ie at a distance from the valve seat 234, when the forces acting on the valve member by an actuator 24 are less than the forces caused by the Pressure of the fluid, here the fuel, are caused and act on the valve member 231 by the valve return means.
  • the actuator 24 is designed as a piezo stack.
  • the actuator 24 is preferably coupled to the valve member 231 by means of a transformer, which preferably increases the stroke of the actuator 24.
  • a connector for receiving electrical contacts for actuating the actuator 24 is preferably also provided on the actuator 24.
  • a device 60 for controlling the pump-nozzle device is provided, which generates an actuating signal SG for the valve.
  • valve member 231 when the valve member 231 is controlled into its closed position during the downward movement of the piston 11, the fuel in the working chamber 13 and thus also in the outlet channel 22 and the fuel in the high-pressure chamber is compressed, as a result of which the pressure increases with increasing downward movement of the piston 11 in the working chamber 13, in the high-pressure chamber and in the drain channel 22 increases.
  • the force caused by the hydraulic pressure also increases, which acts on the needle shoulder 57 in the direction of an opening movement of the nozzle needle 53 to release the nozzle 56.
  • the nozzle needle 53 moves away from the needle seat 54 and gives this clears the nozzle 56 for supplying fuel to the cylinder of the internal combustion engine.
  • the nozzle needle 53 then moves back into the needle seat 54 and thus closes the nozzle 56 when the hydraulic pressure in the outlet channel 22 falls below the value at which the force caused by the hydraulic pressure at the needle shoulder 57 is smaller than that caused by the nozzle return means 52 Force.
  • the point in time at which this value falls below and at which the fuel metering is ended can be influenced by controlling the valve member 231 from its closed position to an open position.
  • the hydraulic coupling between the high pressure chamber and the control chamber 232 and the inlet channel 21 is established. Due to the high pressure difference between the fluid in the high-pressure chamber and the drain channel 22 and the fluid in the control chamber 232 and the inlet channel 21, the fuel then flows from the high-pressure chamber into the control chamber 232 at a very high speed, usually at the speed of sound and further into the inlet channel 21. As a result, the pressure in the high-pressure chamber and the outlet channel 22 is then rapidly reduced to such an extent that the forces acting on the nozzle needle 53 from the nozzle restoring means 52 cause the nozzle needle 53 to move into the needle seat 54 and thus the nozzle 56 then closes.
  • the valve member 231 is moved from its position away from the valve seat 234 into the valve seat.
  • the predeterminable first point in time tl is preferably selected so that the piston 11 is in its top dead center is and remains until the expected impact of the valve member 231 on the valve seat 234. As a result, the time of impact can be detected particularly precisely.
  • the predeterminable first point in time t1 can also be selected such that the piston 11 has left its top dead center until the expected impact of the valve member 231 on the valve seat 234.
  • a pre-control value EGY_PRE of the electrical energy to be supplied is determined in a block B1 as a function of a fuel temperature T_FU and / or a rotational speed N and the predeterminable time t1.
  • the pilot control value EGY_PRE of the electrical energy to be supplied is determined, for example, by means of a map, the map values of which were determined beforehand by tests.
  • a setpoint EGY_D_SP of an electrical differential energy is determined in block B1.
  • the target value EGY_D_SP of the differential electrical energy is characteristic of the valve seat force which is exerted by the valve member 231 on the valve seat 234 of the valve body 237 when the valve member 231 is in contact with the valve seat 234.
  • the setpoint EGY_D_SP of the differential electrical energy is determined in the block B1 as a function of the fuel temperature T_FU, the speed N and / or the predeterminable first time t1. This can also be done, for example, by means of a corresponding map.
  • the electrical energy supplied to the piezo actuator during the charging process is supplied as a function of actual values EGY_AV.
  • the time t2 of the impact of the valve member 231 is determined in block B2. This can be done, for example, by evaluating actual values V_AV the piezo voltage or corresponding variables characterizing them, such as the actual current through the piezo actuator or the charge or electrical energy supplied to the piezo actuator.
  • an actual value EGY_DET of the supplied electrical energy when the valve member 231 hits the valve seat 234 is then determined in the block B2 on the basis of the determined time t2 of the valve member 231 hitting the valve seat 234 and the actual value EGY_AV of the supplied energy associated with this point in time.
  • the actual values EGY_AV of the electrical energy supplied are also read in and the actual value EGY_AV at the end of the charging process of the piezo actuator is assigned to an actual value EGY_CHA of the electrical energy supplied when the charging process is completed.
  • the completion of the charging process can be recognized, for example, by the fact that the actual values EGY_AV of the electrical energy supplied reach a maximum or also by corresponding information from a further control function for the pump-nozzle device.
  • a block B4 the difference between the actual value EGY_CHA of the supplied electrical energy when the charging process is complete and the actual value EGY_DET of the supplied electrical energy when the valve member 231 strikes the valve seat 234 is determined and sent to a block B5, which comprises a low-pass filter and provides an actual value EGY_D_AV of the differential electrical energy at its output.
  • the difference between the setpoint EGY_D_SP and the actual value EGY_D_AV of the differential electrical energy is formed in a block B6.
  • the actual value EGY_D_AV of the differential electrical energy can also be determined directly without the low-pass filter of block B5.
  • the output of block B6 is connected on the input side to a block B7, which comprises a controller, which is preferably designed as a PI controller.
  • the manipulated variable of the controller which in this exemplary embodiment is a control value EGY_FBC of the electrical energy to be supplied, is then fed to a block B7, in which a desired electrical energy EGY_THRUST to be supplied to the piezo actuator is determined by summation from the control value EGY_FBC and the pre-control value EGY_PRE of the electrical energy to be supplied becomes.
  • the value EGY_THRUST of the desired electrical energy to be supplied is fed to a block B8, in which a corresponding actuating signal SG for driving the valve drive 24 designed as a piezo actuator is generated.
  • the control signal SG is preferably a pulse-width modulated signal and the desired electrical energy EGY_THRUST is preferably divided into a predetermined number of partial energy quantities, which are each supplied to the piezo actuator in one period of the pulse width-modulated signal.
  • Block B8 also preferably comprises a further subordinate controller in which the actual supply of electrical energy to the piezo actuator is regulated, the manipulated variable being the respective pulse width of the actuating signal SG. For example, each of these can be used as a control variable current charge or the actual values V_AV of the piezo voltage or the actual values EGY_AV of the electrical energy supplied.
  • control signal SG for a charging process is to be determined after a second predeterminable point in time, which can also be selected such that the piston 11 has left its top dead center until the expected impact of the valve member 231 on the valve seat 234, the control value is preferred EGY_FBC of the electrical energy to be supplied is taken over by a charging process which took place in advance following the first predeterminable time t1. Only the pre-control value EGY_PRE of the electrical energy to be supplied is then recalculated.
  • the valve seat force then also for the predeterminable second one Time is set extremely precisely.
  • the pre-control value EGY_PRE for the second predefinable point in time is also determined depending on the second point in time.
  • FIG. 3 shows an alternative embodiment of the block diagram according to FIG. 1. Only the differences are explained below.
  • a piezo voltage V_DET is determined when the valve member 231 strikes the valve seat 234 by appropriately assigning an actual value V_D_AV to the piezo voltage.
  • a piezo voltage V_CHA is determined when the charging process is complete, depending on actual values V_AV of the piezo voltage.
  • the difference between the piezo voltage V_CHA at the end of the charging process and the piezo voltage V_DET when the valve member 231 strikes the valve seat 234 is then formed in a block B4 'and fed to the block B5', which, like the block B5, comprises a low-pass filter and that provides an actual value V_DAV of the differential voltage at its output.
  • the difference between the setpoint V_D_SP and the actual value V_D_AV of the differential voltage is formed in a block B6 'and fed to a controller which is formed in block B7' and corresponds to that of block B7.
  • other variables that are characteristic of the electrical energy to be supplied to the piezo actuator such as e.g. the electrical charge to be supplied to the piezo actuator.
  • FIG. 4a to 4d show curves plotted over time t.
  • FIG. 4a shows the time profile of the squared piezo voltage V_INJ.
  • Figure 4b shows the stroke CTRL_VL of the valve member 231.
  • Figure 4c shows the course of the pressure P_H in the working space 13 of the pump.
  • FIG. 4d shows the time course of the quantity of fuel MFF metered in with the pump-nozzle device.
  • tl is the predeterminable first point in time, however, it can also be the second predefinable point in time.
  • t2 is the time when the valve member 231 strikes the valve seat 234 and t3 is the time when the charging ends.
  • control value EGY_FBC of the electrical energy to be supplied is preferably determined during a period of time during which the piston 11 is at its top dead center.
  • the course of the pressure P_H in the working space of the pump remains at the level of the time t1 over the entire period shown, and likewise in this case no fuel is delivered tightly.

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Abstract

Ein ventil hat einen ventilantrieb (24), der als Piezoaktor ausgebildet ist, mit einem Ventilglied (231), einem Ventilkörper (237) und einem Ventilsitz (234). Zum Steuern das Ventils wird zu einem ersten vorgebbaren Zeipunkt das Ventilglied von einer Position entfernt von dem Ventilsitz in dem Ventilsitz mittels eines Ladevorgangs des Piezoaktors gesteuert. Ein erster Wert wird ermittelt, der charakteristisch ist für die dem Piezoaktor zugeführte elektrische Energie beim Auftreffen des Ventil-glieds auf den Ventilsitz. Ein zweiter Wert wird ermittelt, der charakteristisch ist für die dem Piezoaktor zugeführte elektrische Energie beim Abschluss des Ladevorgangs des Pie-zoaktors. Ein Differenz-Istwert wird aus der Differenz des zweiten und ersten Wertes ermittelt. Eine Differenz eines Differenz-Sollwertes, der vorgebbar ist, und des Differenz-Istwertes wird einem Regler zugeführt. Ein Stellsignal zum Laden des Piezoaktors wird abhängig von der Stellgröße des Reglers ermittelt. Das Ventil kann auch in einer Pumpe-Düse-Vorrichtung vorhanden sein.

Description

Beschreibung
Verfahren und Vorrichtung zum Steuern eines Ventils und Verfahren und Vorrichtung zum Steuern einer Pumpe-Düse-Vorrichtung mit dem Ventil
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern eines Ventils. Sie betrifft ferner ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern einer Pumpe-Düse-Vorrichtung mit einem Ventil. Das Ventil hat einen Ventilantrieb, der als Piezoaktor ausgebildet ist, ein Ventilglied, einen Ventilkörper und einen Ventilsitz. Eine Pumpe-Düse-Vorrichtung wird insbesondere zur Kraftstoffzufuhr in einen Brennraum eines Zylinders einer Brennkraftmaschine, insbesondere einer Diesel-Brennkraftmaschine, eingesetzt. Bei einer Pumpe-Düse-Vorrichtung bilden eine Pumpe, eine Steuereinheit mit dem Ventil und eine Düseneinheit eine Baueinheit. Der Antrieb eines Kolbens der Pumpe erfolgt vorzugsweise über eine Nockenwelle einer Brennkraftmaschine mittels eines Kipphebels.
Die Pumpe ist über das Ventil an eine Niederdruck-Kraftstoffzuführeinrichtung hydraulisch koppelbar. Sie ist ausgangssei- tig mit der Düseneinheit hydraulisch gekoppelt. Einspritzbeginn und Einspritzmenge werden durch das Ventil und dessen Ventilantrieb bestimmt. Durch die kompakte Bauweise der Pumpe-Düse-Vorrichtung ergibt sich ein sehr geringes Hochdruckvolumen und eine große hydraulische Steifigkeit. Es werden so sehr hohe Einspritzdrücke von zirka 2.000 bar ermöglicht. Dieser hohe Einspritzdruck in Verbindung mit der guten Steuerbarkeit des Einspritzbeginns und der Einspritzmenge ermöglichen eine deutliche Reduktion der Emissionen bei gleichzeitig niedrigem Kraftstoffverbrauch beim Einsatz der Brennkraftmaschinen. Aus der DE 198 35 494 C2 ist eine Pumpe-Düse-Vorrichtung bekannt mit einer Pumpe und einem Ventil mit einem Ventilglied, das die hydraulische Kopplung eines Absteuerraums mit einem Ablaufkanal steuert. Der Ablaufkanal ist hydraulisch gekoppelt mit der Pumpe und einer Düseneinheit. Ein Zulaufkanal ist vorgesehen, der hydraulisch gekoppelt ist mit dem Absteu- erraum. Dem Ventilglied ist ein piezoelektrischer Ventilantrieb zugeordnet, über den das Ventilglied zwischen zwei Endstellungen verstellt werden kann. In einer ersten Endstellung des Ventilglieds ist der Ablaufkanal hydraulisch gekoppelt mit einem Absteuerraum und dieser wiederum mit dem Zulaufkanal. In einer zweiten Endstellung des Ventilglieds ist der Ablaufkanal hydraulisch entkoppelt von dem Absteuerraum und das Ventilglied ist in einem Ventilsitz des Ventils.
In der ersten Endstellung des Ventilglieds wird während eines Förderhubs der Pumpe Fluid von dem Zulaufkanal über den Absteuerraum und den Ablaufkanal von der Pumpe angesaugt. Während eines Arbeitshubs eines Pumpenkolbens der Pumpe wird in der ersten Endposition des Ventilglieds Fluid von der Pumpe über den Ablaufkanal, den Absteuerraum in den Zulaufkanal zurückgedrückt. In der zweiten Endstellung des Ventilglieds kann während des Förderhubs des Pumpenkolbens wegen der fehlenden hydraulischen Kopplung des Ablaufkanals mit dem Absteuerraum und dem Zulaufkanal kein Fluid zurückgedrückt werden und der Pumpenkolben erzeugt Hochdruck. Mit Überschreiten einer vorgegebenen Druckschwelle öffnet eine Düsennadel der Düseneinheit eine Düse der Düseneinheit und es erfolgt eine Einspritzung des Fluids. Das Einspritzende wird dadurch bestimmt, dass das Ventilglied mittels des Stellantriebs in seine erste Endposition gesteuert wird und so Fluid über den Ablaufkanal in den Absteuerraum und den Zulaufkanal zurückströmen kann, was zur Folge hat, dass der Druck in der Pumpe und somit auch in der Düseneinheit abnimmt, was wiederum zu einem Schließen der Düseneinheit führt. Geringe Schadstoffemissionen einer Brennkraftmaschine, in der die Pumpe-Düse-Vorrichtung angeordnet ist, und eine präzise Steuerung der Brennkraftmaschine setzen ein präzises Zumessen von Kraftstoff durch die Pumpe-Düse-Vorrichtung voraus. Dies setzt wiederum eine langzeitstabile und reproduzierbare An- steuerung des piezogesteuerten Ventils der Pumpe-Düse-Vorrichtung voraus .
Aus WO 03/081007 AI ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Detektion des Einschlagzeitpunktes einer Ventilnadel eines Piezosteuerventils bekannt. Das Piezosteuerventil wird bei einer Pumpe-Düse-Einheit zum Einspritzen von Kraftstoff in eine Brennkraftmaschine eingesetzt. Der Einschlagzeitpunkt der Ventilnadel des Piezosteuerventils der Pumpe-Düse-Einheit wird durch die Auswertung der Piezospannung und/oder des Pie- zostroms ermittelt.
Weiterhin ist aus WO 03/104633 AI ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Messen und Regeln der Schließ- und Öffnungszeit eines Piezosteuerventils bekannt, bei dem die Zeitdauer gemessen wird, die eine Ventilnadel eines Steuerventils einer Piezopumpe-Düsen-Einheit benötigt, um von einer ersten Endposition in eine zweite Endposition zu gelangen, wobei die Ansprechzeit des Steuerventils berücksichtigt wird. Die Zeitdauer wird dabei in Abhängigkeit von der dem Steuerventil angelegten Spannung und/oder des angelegten Stroms ermittelt. Weiterhin wird ein Stellsignal erzeugt, das zum Bewegen des Steuerventils von der ersten in die zweite Endposition verwendet wird, wobei das Stellsignal zu einem Zeitpunkt erzeugt wird, bei dem gewährleistet ist, dass der Druck im Steuerventil und in der Einspritzdüse während der Messung weitgehend dem Druck des Kraftstoffniederdruckbereichs entspricht. Zudem ist aus DE 196 52 801 Cl ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ansteuern wenigstens eines kapazitiven Stellgliedes bekannt, wobei das kapazitive Stellglied insbesondere in einem piezoelektrisch betriebenen Kraftstoffeinspritzventil einer Brennkraftmaschine eingesetzt wird. Bei der Ansteu- erung des kapazitiven Stellgliedes wird die Aktorenergie und/oder die Ladungsmenge des kapazitiven Stellgliedes, mit der der Aktor zur Betätigung beaufschlagt wird, geregelt. Die jeweiligen Sollwertvorgaben werden abhängig von verschiedenen Betriebsparametern der Brennkraftmaschine gewählt .
Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern eines Ventils zu schaffen, das oder die gewährleistet, dass das Ventil über eine lange Betriebszeitdauer präzise schaltet. Ferner ist es die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern einer Pumpe-Düse-Vorrichtung mit dem Ventil zu schaffen, das bzw. die gewährleistet, dass das Ventil über eine lange Betriebszeitdauer präzise schaltet.
Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Die Erfindung zeichnet sich aus durch ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zum Steuern eines Ventils mit einem Ventilantrieb, der als Piezoaktor ausgebildet ist, mit einem Ventilglied, einem Ventilkörper und einem Ventilsitz, bei dem zu einem ersten vorgebbaren Zeitpunkt das Ventilglied von einer Position entfernt von dem Ventilsitz in den Ventilsitz mittels eines Ladevorgangs des Piezoaktors gesteuert wird, bei dem ein erster Wert ermittelt wird, der charakteristisch ist für die dem Piezoaktor zugeführte elektrische Energie beim Auftreffen des Ventilglieds auf den Ventilsitz, bei dem ein zweiter Wert ermittelt wird, der charakteristisch ist für die dem Piezoaktor zugeführte elektrische Energie beim Abschluss des Ladevorgangs des Piezoaktors. Ein Differenz- Istwert wird aus der Differenz des zweiten und ersten Wertes ermittelt. Eine Differenz eines Differenz-Sollwertes, der vorgebbar ist, und des Differenz-Istwertes wird einem Regler zugeführt und ein Stellsignal zum Laden des Piezoaktors wird abhängig von der Stellgröße des Reglers ermittelt.
Bezüglich des weiteren Aspekts der Erfindung zeichnet sich die Erfindung aus durch ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zum Steuern einer Pumpe-Düse-Vorrichtung mit einer Pumpe, die einen Kolben und einen Arbeitsraum hat, einer Steuereinheit, die einen Ablaufkanal, der hydraulisch gekoppelt ist mit dem Arbeitsraum, und das Ventil umfasst und einen Absteuerraum umfasst, der hydraulisch entkoppelt ist von dem Ablaufkanal, wenn das Ventilglied an dem Ventilsitz anliegt, und der ansonsten hydraulisch gekoppelt ist mit dem Ablaufkanal. Das Ventil wird mit dem Verfahren oder der Vorrichtung zum Steuern des Ventils gesteuert.
Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Ventilsitzkraft, mit der das Ventilglied durch den Ventilantrieb in den Ventilsitz gedrückt wird, wenn es sich in Anlage mit dem Ventilsitz befindet, sehr exakt und auch sehr gut reproduzierbar einstellbar ist. Die Ventilsitzkraft ist maßgeblich für die Dichtigkeit des Ventils, wenn das Ventilglied in Anlage mit dem Ventilsitz ist. So kann die mechanische Beanspruchung des Ventilglieds und auch des Ventilsitzes gezielt über eine lange Betriebszeitdauer des Ventils verringert werden und gleichzeitig sichergestellt werden, dass über diese lange Betriebszeitdauer die Ventilsitzkraft gleichbleibend ist. Es können so auch einfach Toleranzen beim Schließ- und Öffnungsvorgang des Ventils minimiert werden. Im Zusammenhang mit der Pumpe-Düse-Vorrichtung kann so über eine lange BetriebsZeitdauer der Förderbeginn und insbesondere das Förderende des Kraftstoffs sehr präzise eingestellt werden.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass der erste Wert maßgeblich abhängt von einer Kraft, die hervorgerufen wird durch den Druck des Fluids, das auf das Ventilglied einwirkt, und einer Kraft eines regelmäßig vorhandenen Rückstellmittels und dass der zweite Wert maßgeblich abhängt von einer Ventilsitzkraft und daneben noch von der Kraft, die hervorgerufen wird durch den Druck des Fluids, das auf das Ventilglied einwirkt, und der Kraft des Rückstellmittels. Ferner beruht die Erfindung auf der Erkenntnis, dass der Differenz-Istwert maßgeblich abhängt von der Ventilsitzkraft, also der Kraft, die von dem Ventilglied auf den Ventilsitz des Ventilkörpers ausgeübt wird. Durch die erfindungsgemäßen Verfahren bzw. Vorrichtungen kann somit präzise ein für die Ventilsitzkraft charakteristischer Wert ermittelt werden, der der Differenz- Istwert ist. Durch das Bilden der Differenz zwischen dem Differenz-Sollwert und dem Differenz-Istwert und Zuführen dieser Differenz zu dem Regler und Ermitteln des Stellsignals zum Laden des Piezoaktors abhängig von der Stellgröße des Reglers kann die Dichtkraft dauerhaft sehr präzise eingestellt werden. Gemäß der Erfindung wird so der Piezoaktor einfach gleichzeitig auch als Sensor genutzt.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird das Stellsignal zum Laden des Piezoaktors abhängig von einem Vorsteuerwert ermittelt. Dadurch kann das Ventil noch präziser und schneller angesteuert werden, da der Regler nur Abweichungen von dem Vorsteuerwert ausgleichen muß. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens zum Steuern des Ventils wird der Differenz-Sollwert abhängig von einer Kraftstofftemperatur und/oder einer Drehzahl und/oder des vorgebbaren ersten Zeitpunktes ermittelt. Dadurch ist die Dichtkraft einfach auch bei verschiedenen Betriebsbedingungen des Ventils präzise einstellbar.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens zum Steuern des Ventils wird der Vorsteuerwert abhängig von einer Kraftstofftemperatur und/oder einer Drehzahl und/oder des vorgebbaren ersten Zeitpunktes ermittelt. Dadurch ist die Dichtkraft einfach auch bei verschiedenen Betriebsbedingungen des Ventils präzise einstellbar.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens zum Steuern des Ventils hat der Regler einen Proportional- und einen Integralanteil. Dies hat den Vorteil, dass die Dichtkraft stationär äußerst präzise einstellbar ist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens zum Steuern des Ventils wird der Differenz-Istwert vor dem Bilden der Differenz mit dem Differenz-Sollwert Tiefpass-ge- filtert. Dadurch werden einzelne Messfehler unterdrückt und somit wird die Steuerung präziser.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens zum Steuern des Ventils ist der erste Wert ein Istwert der zugeführten elektrischen Energie beim Auftreffen des Ventilglieds in den Ventilsitz, der zweite Wert ein Istwert der zugeführten elektrischen Energie beim Abschluss des Ladevorgangs, der Differenz-Istwert ein Istwert der elektrischen Differenzenergie, die dem Piezoaktor zugeführt wird und der Differenz-Sollwert ein Sollwert der elektrischen Differenzenergie. Dies hat den Vorteil, dass das Verfahren sehr präzise ist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens zum Steuern des Ventils ist der erste Wert ein Istwert der Piezospannung beim Auftreffen des Ventilglieds in den Ventilsitz, der zweite Wert ein Istwert der Piezospannung beim Abschluss des Ladevorgangs, der Differenz-Istwert ein Istwert der DifferenzSpannung und der Differenz-Sollwert ein Sollwert der Differenzspannung. Dies hat den Vorteil, dass die Steuerung besonders einfach ist.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens zum Steuern der Pumpe-Düse-Vorrichtung wird der erste vorgebbare Zeitpunkt so gewählt, dass der Kolben in seinem oberen Totpunkt ist und bleibt bis zum erwarteten Auftreffen des Ventilglieds auf den Ventilsitz, und dass die so ermittelte Stellgröße zum Ermitteln des Stellsignals eingesetzt wird, wenn in einem zweiten vorgebbaren Zeitpunkt das Ventilglied von einer Position entfernt von den Ventilsitz in den Ventilsitz mittels eines Ladevorgangs des Piezoaktors gesteuert wird, wobei der zweite vorgebbare Zeitpunkt auch so gewählt sein kann, dass der Kolben seinen oberen Totpunkt verlassen hat bis zum erwarteten Auftreffen des Ventilglieds auf den Ventilsitz. Dies hat den Vorteil, dass im Zuge des Ladevorgangs des Piezoaktors, auf den derart gewählten ersten Zeitpunkt der Zeitpunkt des tatsächlichen Auftreffens des Ventilglieds auf den Ventilsitz sehr präzise ermittelt werden kann und somit mittels der Stellgröße des Reglers die Dichtkraft sehr präzise eingestellt werden kann und zwar auch mittels des Ladevorgangs des Piezoaktors der beginnend mit dem zweiten vorgegebenen Zeitpunkt gesteuert wird. So kann zum einen in Verbindung mit der Pumpe-Düse-Vorrichtung eine äußerst präzise Kraftstoffzumessung erreicht werden und andererseits auch eine Rechenentlastung der Vorrichtung zum Steuern im An- schluss an den zweiten vorgebbaren Zeitpunkt erreicht werden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im folgenden anhand der schematischen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine Pumpe-Düse-Vorrichtung mit einem Ventil und einer Vorrichtung zum Steuern der Pumpe-Düse-Vorrichtung und des Ventils,
Figur 2 ein Blockdiagramm zum Ermitteln eines Stellsignals SG in der Vorrichtung zum Steuern des Ventils,
Figur 3 ein weiteres Blockdiagramm zum Ermitteln des Stellsignals SG und
Figuren 4a bis 4d zeitliche Verläufe der Piezospannung V_AV, des Hubs CTRL_VL des Ventilglieds 231, des Drucks P_H in dem Arbeitsraum 13 der Pumpe und der Einspritzmenge MFF.
Elemente gleicher Konstruktion und Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
Die Pumpe-Düse-Vorrichtung (Figur 1) umfasst eine Pumpeneinheit, eine Steuereinheit und eine Düseneinheit. Die Pumpe- Düse-Vorrichtung wird bevorzugt eingesetzt zum Zuführen von Kraftstoff in den Brennraum eines Zylinders einer Brennkraftmaschine. Die Brennkraftmaschine ist vorzugsweise als Diesel- Brennkraftmaschine ausgebildet. Die Brennkraftmaschine hat einen Ansaugtrakt zum Ansaugen von Luft, der mittels Gaseinlassventilen mit Zylindern koppelbar ist. Die Brennkraftmaschine weist ferner einen Abgastrakt auf, der über das Auslassventil gesteuert die aus den Zylindern auszustoßenden Gase abführt. Den Zylindern sind jeweils Kolben zugeordnet, die jeweils über eine Pleuelstange mit einer Kurbelwelle gekoppelt sind. Die Kurbelwelle ist mit einer Nockenwelle gekoppelt.
Die Pumpeneinheit umfasst einen Kolben 11, einen Pumpenkörper 12, einen Arbeitsraum 13 und ein Pumpen-Rückstellmittel 14, das vorzugsweise als Feder ausgebildet ist. Der Kolben 11 ist im eingebauten Zustand in einer Brennkraftmaschine mit einer Nockenwelle 16 gekoppelt, vorzugsweise mittels eines Kipphebels, und wird von dieser angetrieben. Der Kolben 11 ist in einer Ausnehmung des Pumpenkörpers 12 geführt und bestimmt abhängig von seiner Position das Volumen des Arbeitsraums 13. Das Pumpen-Rückstellmittel 14 ist so ausgebildet und angeordnet, dass das durch den Kolben 11 begrenzte Volumen des Arbeitsraums 13 einen Maximalwert aufweist, wenn auf den Kolben 11 keine äußeren Kräfte einwirken, d. h. Kräfte, die über die Kopplung mit der Nockenwelle 16 übertragen werden.
Die Düseneinheit umfasst einen Düsenkörper 51, in dem ein Dü- senrückstellmittel 52, das als Feder und ggf. zusätzlich als Dämpfungseinheit ausgebildet ist, und eine Düsennadel 53 angeordnet sind. Die Düsennadel 53 ist in einer Ausnehmung des Düsenkörpers 51 angeordnet und wird im Bereich einer Nadelführung 55 geführt.
In einem ersten Zustand liegt die Düsennadel 53 an einem Nadelsitz 54 an und verschließt so eine Düse 56, die zum Zuführen des Kraftstoffs in den Brennraum des Zylinders der Brennkraftmaschine vorgesehen ist. Die Düseneinheit ist vorzugsweise, wie dargestellt, als nach innen öffnende Düseneinheit ausgebildet.
In einem zweiten Zustand ist die Düsennadel 53 leicht beabstandet zu dem Nadelsitz 54 und zwar hin in Richtung zu dem Düsenrückstellmittel 52 angeordnet und gibt so die Düse 56 frei. In diesem zweiten Zustand wird Kraftstoff in den Brennraum des Zylinders der Brennkraftmaschine zugemessen. Der erste oder zweite Zustand wird eingenommen abhängig von einer Kräftebilanz aus der Kraft, die durch das Düsenrück- stellmittel 52 auf die Düsennadel 53 wirkt und aus der dieser entgegenwirkenden Kraft, die durch den hydraulischen Druck im Bereich des Nadelabsatzes 57 hervorgerufen wird.
Die Steuereinheit umfasst einen Zulaufkanal 21 und einen Ablaufkanal 22. Der Zulaufkanal 21 und der Ablaufkanal 22 sind mittels eines Ventils hydraulisch koppelbar. Der Zulaufkanal
21 ist von einem niederdruckseitigen Anschluss der Pumpe- Düse-Vorrichtung hin zu dem Ventil geführt. Der Ablaufkanal
22 ist hydraulisch mit dem Arbeitsraum 13 gekoppelt und ist hin zu dem Nadelabsatz 57 geführt und ist hydraulisch mit der Düse 56 koppelbar abhängig von dem Zustand, der von der Düsennadel 53 eingenommen wird.
Das Ventil umfasst ein Ventilglied 231, das vorzugsweise als sog. A-Ventil ausgebildet ist, d. h. es öffnet nach außen entgegen der Strömungsrichtung des Fluids. Das Ventil umfasst ferner einen Absteuerraum 232, der hydraulisch gekoppelt ist mit dem Zulaufkanal 21 und mittels des Ventilglieds 231 mit einem Hochdruckraum hydraulisch koppelbar ist. Der Hochdruckraum ist hydraulisch gekoppelt mit dem Ablaufkanal 22.
In der geschlossenen Stellung des Ventilglieds 231 liegt das Ventilglied 231 an einem Ventilsitz 234 eines Ventilkörpers 237 an. Ferner ist ein Ventilrückstellmittel vorgesehen, welches so angeordnet und ausgebildet ist, dass es das Ventilglied 231 in eine Offenstellung, d. h. beabstandet zu dem Ventilsitz 234 drückt, wenn die durch einen Stellantrieb 24 auf das Ventilglied wirkenden Kräfte geringer sind als die Kräfte, die durch den Druck des Fluids, hier des Kraftstoffs, hervorgerufen werden und die durch das Ventilrückstellmittel auf das Ventilglied 231 wirken. Der Stellantrieb 24 ist als Piezostapel ausgebildet. Der Stellantrieb 24 ist vorzugsweise mittels eines Übertragers, der vorzugsweise den Hub des Stellantriebs 24 verstärkt, mit dem Ventilglied 231 gekoppelt. An dem Stellantrieb 24 ist vorzugsweise auch ein Stecker zur Aufnahme von elektrischen Kontakten zur Ansteuerung des Stellantriebs 24 vorgesehen.
Eine Vorrichtung 60 zum Steuern der Pumpe-Düse-Vorrichtung ist vorgesehen, die ein Stellsignal SG für das Ventil erzeugt .
In der Offenstellung des Ventilglieds 231 wird bei einer Bewegung des Kolbens 11, die nach oben d. h. in Richtung weg von der Düse 56 gerichtet ist, Kraftstoff über den Zulaufkanal 21 hin zum Arbeitsraum 13 angesaugt. Solange das Ventilglied 231 während einer anschließenden Abwärtsbewegung des Kolbens 11, d. h. bei einer hin zu der Düse 56 gerichteten Bewegung, weiterhin in seiner Offenstellung befindet, wird der in dem Arbeitsraum 13 und dem Ablaufkanal 22 befindliche Kraftstoff über das Ventil wieder zurück in den Absteuerraum 232 und ggf. in den Zulaufkanal 21 zurückgedrückt.
Wenn jedoch bei der Abwärtsbewegung des Kolbens 11 das Ventilglied 231 in seine geschlossene Stellung gesteuert ist, wird der im Arbeitsraum 13 und somit auch der im Ablaufkanal 22 und der in dem Hochdruckraum befindliche Kraftstoff verdichtet, wodurch der Druck mit zunehmender Abwärtsbewegung des Kolbens 11 im Arbeitsraum 13, im Hochdruckraum und im Ablaufkanal 22 zunimmt. Entsprechend dem steigenden Druck im Ablaufkanal 22 erhöht sich auch die durch den Hydraulikdruck hervorgerufene Kraft, die auf den Nadelabsatz 57 in Richtung einer Öffnungsbewegung der Düsennadel 53 zum Freigeben der Düse 56 wirkt. Wenn der Druck in dem Ablaufkanal 22 einen Wert überschreitet, bei dem die durch den Hydraulikdruck hervorgerufene Kraft auf den Nadelabsatz 57 größer ist als die dieser entgegenwirkende Kraft des Düsenrückstellmittels 52, bewegt sich die Düsennadel 53 weg vom Nadelsitz 54 und gibt so die Düse 56 für die Kraftstoffzufuhr zum Zylinder der Brennkraftmaschine frei. Die Düsennadel 53 bewegt sich dann wieder hinein in den Nadelsitz 54 und verschließt somit die Düse 56, wenn der Hydraulikdruck in dem Ablaufkanal 22 den Wert unterschreitet, bei dem die durch den Hydraulikdruck am Nadelabsatz 57 hervorgerufene Kraft kleiner ist als die durch das Düsenrückstellmittel 52 hervorgerufene Kraft. Der Zeitpunkt, an dem dieser Wert unterschritten wird und an dem somit die Kraftstoffzumessung beendet wird, kann durch das Steuern des Ventilglieds 231 von seiner geschlossenen Stellung in eine Offenstellung beeinflusst werden.
Durch das Steuern des Ventilglieds von seiner Schließstellung in seine Offenstellung wird die hydraulische Kopplung zwischen dem Hochdruckraum und dem Absteuerraum 232 und dem Zulaufkanal 21 hergestellt. Aufgrund des beim Öffnen herrschenden hohen Druckunterschiedes zwischen dem Fluid in dem Hochdruckraum und dem Ablaufkanal 22 und dem Fluid in dem Absteuerraum 232 und dem Zulaufkanal 21 strömt dann der Kraftstoff von dem Hochdruckraum mit sehr hoher Geschwindigkeit, in der Regel mit Schallgeschwindigkeit, in den Absteuerraum 232 und weiter in den Zulaufkanal 21. Dadurch wird dann der Druck in dem Hochdruckraum und dem Ablaufkanal 22 schnell so stark verringert, dass die von dem Düsenrückstellmittel 52 auf die Düsennadel 53 wirkenden Kräfte dazu führen, dass sich die Düsennadel 53 in den Nadelsitz 54 bewegt und somit dann die Düse 56 verschließt.
Der Ablauf des Bestimmens eines Stellsignals SG zum Laden des Piezoaktors des Ventilantriebs 24 ist im folgenden anhand des Blockdiagramms der Figur 2 beschrieben.
Zu einem vorgebbaren ersten Zeitpunkt tl wird das Ventilglied 231 von seiner Position entfernt von dem Ventilsitz 234 in den Ventilsitz gesteuert. Der vorgebbare erste Zeitpunkt tl wird vorzugsweise so gewählt, dass der Kolben 11 in seinem oberen Totpunkt ist und bleibt bis zum erwarteten Auftreffen des Ventilglieds 231 auf den Ventilsitz 234. Dadurch kann der AuftreffZeitpunkt besonders präzise detektiert werden. Der vorgebbare erste Zeitpunkt tl kann jedoch auch so gewählt sein, dass der Kolben 11 seinen oberen Totpunkt verlassen hat bis zum erwarteten Auftreffen des Ventilglieds 231 auf den Ventilsitz 234.
In einem Block Bl wird zum einen ein Vorsteuerwert EGY_PRE der zuzuführenden elektrischen Energie abhängig von einer Kraftstofftemperatur T_FU und/oder einer Drehzahl N und dem vorgebbaren Zeitpunkt tl ermittelt. Der Vorsteuerwert EGY_PRE der zuzuführenden elektrischen Energie wird beispielsweise mittels eines Kennfelds ermittelt, dessen Kennfeldwerte vorab durch Versuche ermittelt wurden.
Ferner wird in dem Block Bl ein Sollwert EGY_D_SP einer elektrischen Differenzenergie ermittelt. Der Sollwert EGY_D_SP der elektrischen Differenzenergie ist charakteristisch für die Ventilsitzkraft, die von dem Ventilglied 231 auf den Ventilsitz 234 des Ventilkörpers 237 ausgeübt wird, wenn das Ventilglied 231 sich in Anlage mit dem Ventilsitz 234 befindet. Der Sollwert EGY_D_SP der elektrischen Differenzenergie wird in dem Block Bl abhängig von der Kraftstofftemperatur T_FU, der Drehzahl N und/oder dem vorgebbaren ersten Zeitpunkt tl ermittelt. Dies kann beispielsweise auch mittels eines entsprechenden Kennfelds erfolgen.
In einem Block B2 wird abhängig von Istwerten EGY_AV der dem Piezoaktor während des Ladevorgangs zugeführten elektrischen Energie zugeführt. Ferner wird in dem Block B2 der Zeitpunkt t2 des Auftreffens des Ventilglieds 231 ermittelt. Dies kann beispielsweise erfolgen durch Auswerten von Istwerten V_AV der Piezospannung oder entsprechender sie charakterisierender Größen, wie z.B. der tatsächliche Strom durch den Piezoaktor oder die dem Piezoaktor zugeführte Ladung oder elektrische Energie erfolgen. Beim Auftreffen des Ventilglieds 231 ergibt sich ein charakteristischer Verlauf dieser Größen, anhand dessen der Zeitpunkt t2 des Auftreffens des Ventilglieds 231 erkannt werden kann. Ferner wird in dem Block B2 dann anhand des ermittelten Zeitpunkts t2 des Auftreffens des Ventilglieds 231 in den Ventilsitz 234 und des diesem Zeitpunkt zugeordneten Istwertes EGY_AV der zugeführten Energie ein Istwert EGY_DET der zugeführten elektrischen Energie beim Auftreffen des Ventilglieds 231 in den Ventilsitz 234 ermittelt.
In einem Block B3 werden ebenfalls die Istwerte EGY_AV der zugeführten elektrischen Energie eingelesen und der Istwert EGY_AV beim Ende des Ladevorgangs des Piezoaktors einem Istwert EGY_CHA der zugeführten elektrischen Energie beim Abschluss des Ladevorgangs zugeordnet. Der Abschluss des Ladevorgangs kann beispielsweise daran erkannt werden, dass die Istwerte EGY_AV der zugeführten elektrischen Energie ein Maximum erreichen oder auch durch eine entsprechende Information einer weiteren Steuerungsfunktion für die Pumpe- Düse-Vorrichtung.
In einem Block B4 wird dann die Differenz des Istwertes EGY_CHA der zugeführten elektrischen Energie beim Abschluss des Ladevorgangs und des Istwertes EGY_DET der zugeführten elektrischen Energie beim Auftreffen des Ventilglieds 231 in den Ventilsitz 234 ermittelt und einem Block B5 zugeleitet, der einen Tiefpass-Filter umfasst und an seinem Ausgang einen Istwert EGY_D_AV der elektrischen Differenzenergie zur Verfügung stellt. In einem Block B6 wird die Differenz des Sollwertes EGY_D_SP und des Istwertes EGY_D_AV der elektrischen Differenzenergie gebildet. In einer einfacheren Ausführungsform kann der Istwert EGY_D_AV der elektrischen Differenzenergie auch direkt ohne das Tiefpass-Filter des Blocks B5 ermittelt werden.
Der Ausgang des Blocks B6 ist mit einem Block B7 eingangsseitig verbunden, der einen Regler umfasst, der bevorzugt als PI-Regler ausgebildet ist. Die Stellgröße des Reglers, die in diesem Ausführungsbeispiel ein Regelwert EGY_FBC der zuzuführenden elektrischen Energie ist, wird anschließend einem Block B7 zugeführt, in dem eine gewünschte dem Piezoaktor zuzuführende elektrische Energie EGY_THRUST durch Summenbildung aus dem Regelwert EGY_FBC und dem Vorsteuerwert EGY_PRE der zuzuführenden elektrischen Energie ermittelt wird.
Der Wert EGY_THRUST der gewünschten zuzuführenden elektrischen Energie wird einem Block B8 zugeführt, in dem ein entsprechendes Stellsignal SG zum Ansteuern des als Piezoaktor ausgebildeten Ventiltriebs 24 erzeugt wird. Das Stellsignal SG ist bevorzugt ein pulsweitenmoduliertes Signal und die gewünschte zuzuführende elektrische Energie EGY_THRUST wird vorzugsweise in eine vorgegebene Anzahl an Teilenergiemengen aufgeteilt, die jeweils in einer Periode des pulsweitenmodulierten Signals dem Piezoaktor zugeführt werden. Der Block B8 umfasst ferner bevorzugt noch einen weiteren unterlagerten Regler, in dem das tatsächliche Zuführen der elektrischen Energie zu dem Piezoaktor geregelt wird, wobei die Stellgröße die jeweilige Pulsweite des Stellsignals SG ist. Als Regelgröße kann dazu beispielsweise die jeweils aktuelle Ladung oder die Istwerte V_AV der Piezospannung oder die Istwerte EGY_AV der zugeführten elektrischen Energie dienen.
Wenn das Stellsignal SG für einen Ladevorgang im Anschluss an einen zweiten vorgebbaren Zeitpunkt ermittelt werden soll, der auch so gewählt sein kann, dass der Kolben 11 seinen oberen Totpunkt verlassen hat bis zum erwarteten Auftreffen des Ventilglieds 231 auf den Ventilsitz 234, wird bevorzugt der Regelwert EGY_FBC der zuzuführenden elektrischen Energie übernommen von einem Ladevorgang, der im Anschluss an den ersten vorgebbaren Zeitpunkt tl vorab erfolgte. Es wird dann lediglich der Vorsteuerwert EGY_PRE der zuzuführenden elektrischen Energie neu berechnet. Dies hat den Vorteil einer Rechenentlastung und dass, wenn der vorgebbare erste Zeitpunkt tl so gewählt ist, dass der Kolben 11 in seinem oberen Totpunkt ist und bleibt bis zum erwarteten Auftreffen des Ventilglieds 231 auf den Ventilsitz 234, die Ventilsitzkraft dann auch für den vorgebbaren zweiten Zeitpunkt äußerst präzise eingestellt wird. In diesem Fall wird dann der Vorsteuerwert EGY_PRE für den zweiten vorgebbaren Zeitpunkt auch abhängig von dem zweiten Zeitpunkt ermittelt.
Figur 3 zeigt eine alternative Ausführungsform des Blockschaltbildes gemäß Figur 1. Es werden nur die Unterschiede im Folgenden erläutert. Ein Block Bl ' unterscheidet sich von dem Block Bl dadurch, dass statt des Sollwertes EGY_D_SP der elektrischen Differenzenergie ein Sollwert V_D_SP einer Differenzspannung ermittelt wird, der in entsprechender Abhängigkeit von der Kraftstofftemperatur T_FU und/oder der Drehzahl N der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine und/oder dem vorgebbaren ersten Zeitpunkt tl ermittelt wird. In einem Block B2 ' wird eine Piezospannung V_DET beim Auf- treffen des Ventilglieds 231 in den Ventilsitz 234 ermittelt durch entsprechendes Zuordnen eines Istwertes V_D_AV der Piezospannung. In einem Block B3 ' wird im Unterschied zu dem Block B3 eine Piezospannung V_CHA beim Abschluss des Ladevorgangs ermittelt und zwar abhängig von Istwerten V_AV der Piezospannung.
In einem Block B4 ' wird dann die Differenz der Piezospannung V_CHA beim Abschluss des Ladevorgangs und der Piezospannung V_DET beim Auftreffen des Ventilglieds 231 in den Ventilsitz 234 gebildet und dem Block B5 ' zugeführt, der ebenso wie der Block B5 einen Tiefpass-Filter umfasst und der an seinem Ausgang einen Istwert V_DAV der DifferenzSpannung zur Verfügung stellt.
In einem Block B6 ' wird die Differenz des Sollwertes V_D_SP und des Istwertes V_D_AV der Differenzspannung gebildet und einem Regler, der in dem Block B7 ' ausgebildet ist und dem des Blocks B7 entspricht zugeleitet. In weiteren alternativen Ausgestaltungsformen können dem Regler auch andere Größen zugeführt werden, die charakteristisch sind für die dem Piezoaktor zuzuführende elektrische Energie, wie z.B. die dem Piezoaktor zuzuführende elektrische Ladung.
Figuren 4a bis 4d zeigen Verläufe aufgetragen über die Zeit t. Figur 4a zeigt den zeitlichen Verlauf der quadrierten Piezospannung V_INJ. Figur 4b zeigt den Hub CTRL_VL des Ventilglieds 231. Figur 4c zeigt den Verlauf des Drucks P_H in dem Arbeitsraum 13 der Pumpe. Figur 4d zeigt den zeitlichen Verlauf der mit der Pumpe-Düse-Vorrichtung zugemessenen Kraftstoffmenge MFF. tl ist der vorgebbare erste Zeitpunkt, er kann jedoch auch der zweite vorgebbare Zeitpunkt sein. t2 ist der Zeitpunkt des Auftreffens des Ventilglieds 231 auf den Ventilsitz 234 und t3 ist der Zeitpunkt des Endes des Ladevorgangs . Bevorzugt erfolgt das Ermitteln des Regelwertes EGY_FBC der zuzuführenden elektrischen Energie jedoch während einer Zeitdauer, während der Kolben 11 in seinem oberen Totpunkt ist. In diesem Fall bleibt dann der Verlauf des Drucks P_H in dem Arbeitsraum der Pumpe über den gesamten dargestellten Zeitraum auf dem Niveau des Zeitpunktes tl, ebenso wird in diesem Fall dann keine Kraftstoff enge gefördert .

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Steuern eines Ventils mit einem Ventilantrieb (24) , der als Piezoaktor ausgebildet ist, mit einem Ventilglied (231) , einem Ventilkörper (237) und einem Ventilsitz (234) , bei dem - zu einem ersten vorgebbaren Zeitpunkt (tl) das Ventilglied (231) von einer Position entfernt von dem Ventilsitz (234) in den Ventilsitz (234) mittels eines Ladevorgangs des Piezoaktors gesteuert wird, - ein erster Wert ermittelt wird, der charakteristisch ist für die dem Piezoaktor zugeführte elektrische Energie beim Auftreffen des Ventilglieds (231) auf den Ventilsitz (234), - ein zweiter Wert ermittelt wird, der charakteristisch ist für die dem Piezoaktor zugeführte elektrische Energie beim Abschluss des Ladevorgangs des Piezoaktors, - ein Differenz-Istwert aus der Differenz des zweiten und ersten Wertes ermittelt wird, - eine Differenz eines Differenz-Sollwertes, der vorgebbar ist, und des Differenz-Istwertes einem Regler zugeführt wird, und - ein Stellsignal (SG) zum Laden des Piezoaktors abhängig von der Stellgröße des Reglers ermittelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Stellsignal (SG) zum Laden des Piezoaktors abhängig von einem Vorsteuerwert ermittelt wird.
3. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der Differenz-Sollwert abhängig von einer Kraftstofftemperatür (T_FU) und/oder einer Drehzahl (N) und/oder des vorgebbaren ersten Zeitpunktes (tl) ermittelt wird.
4. Verf hren nach einem der Ansprüche 2 oder 3 , bei dem der Vorsteuerwert abhängig von einer Kraftstofftemperatur und/oder einer Drehzahl und/oder des vorgebbaren ersten Zeitpunktes (tl) ermittelt wird.
5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Regler ein Regler mit einem proportionalen und einem integralem Anteil ist.
6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der Differenz-Istwert vor dem Bilden der Differenz mit dem Differenz-Sollwert Tiefpass-gefiltert wird.
7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der erste Wert ein Istwert (EGY_AV) der zugeführten elektrischen Energie beim Auftreffen des Ventilglieds (231) in den Ventilsitz (234) ist, der zweite Wert ein Istwert (EGY_CHA) der zugeführten elektrischen Energie beim Abschluss des Ladevorgangs ist, der Differenz-Istwert ein Istwert (EGY_D_AV) der elektrischen Differenzenergie ist, die dem Piezoaktor zugeführt wird, und der Differenz- Sollwert ein Sollwert (EGY_D_SP) der elektrischen Differenzenergie ist.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem der erste Wert ein Istwert (V_DET) der Piezospannung beim Auftreffen des Ventilglieds (231) in den Ventilsitz (234) ist, der zweite Wert ein Istwert (V_CHA) der Piezospannung beim Abschluss des Ladevorgangs ist, der Differenz-Istwert ein Istwert (V_D_AV) der Differenzspan- nung ist und der Differenz-Sollwert ein Sollwert (V_D_SP) der Differenzspannung ist.
9. Verfahren zum Steuern einer Pumpe-Düse-Vorrichtung mit - einer Pumpe, die einen Kolben (11) und einen Arbeitsraum (13) hat, - einer Steuereinheit, die einen Ablaufkanal (22), der hydraulisch gekoppelt ist mit dem Arbeitsraum (13), und ein Ventil umfasst, mit einem als Piezoaktor ausgebildeten Ventilantrieb (24), einem Ventilglied (231), einem Ventilkörper (237) , einem Ventilsitz (234) und einem Absteuerraum (232) , der hydraulisch entkoppelt ist von dem Ablaufkanal (22) , wenn das Ventilglied (231) an dem Ventilsitz (234) anliegt, und der ansonsten hydraulisch gekoppelt ist mit dem Ablaufkanal (22) , - bei dem das Ventil mit einem Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche gesteuert wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, bei dem der erste vorgebbare Zeitpunkt (tl) so gewählt wird, dass der Kolben (11) in seinem oberen Totpunkt ist und bleibt bis zum erwarteten Auftreffen des Ventilglieds (231) auf den Ventilsitz (234) , und dass die so ermittelte Stellgröße zum Ermitteln des Stellsignals eingesetzt wird, wenn in einem zweiten vorgebbaren Zeitpunkt das Ventilglied (231) von einer Position entfernt von dem Ventilsitz (234) in den Ventilsitz (234) mittels eines Ladevorgangs des Piezoaktors gesteuert wird, wobei der zweite vorgebbare Zeitpunkt auch so gewählt sein kann, dass der Kolben (11) seinen oberen Totpunkt verlassen hat bis zum erwarteten Auftreffen des Ventilglieds (231) auf den Ventilsitz (234) .
11. Vorrichtung zum Steuern eines Ventils mit einem Ventilantrieb (24) , der als Piezoaktor ausgebildet ist, mit einem Ventilglied (231) , einem Ventilkörper (237) und einem Ventilsitz (234) , die Mittel aufweist,
- die zu einem ersten vorgebbaren Zeitpunkt (tl) das Ventilglied (231) von einer Position entfernt von dem Ventilsitz (234) in den Ventilsitz (234) mittels eines Ladevorgangs des Piezoaktors steuern,
- die einen ersten Wert ermitteln, der charakteristisch ist für die dem Piezoaktor zugeführte elektrische Energie beim Auftreffen des Ventilglieds (231) auf den Ventilsitz (234),
- die einen zweiten Wert ermitteln, der charakteristisch ist für die dem Piezoaktor zugeführte elektrische Energie beim Abschluss des Ladevorgangs des Piezoaktors,
- die einen Differenz-Istwert aus der Differenz des zweiten und ersten Wertes ermitteln,
- die eine Differenz eines Differenz-Sollwertes, der vorgebbar ist, und des Differenz-Istwertes einem Regler zuführen, und die ein Stellsignal (SG) zum Laden des Piezoaktors abhängig von der Stellgröße des Reglers ermitteln.
12. Vorrichtung zum Steuern einer Pumpe-Düse-Vorrichtung mit
- einer Pumpe, die einen Kolben (11) und einen Arbeitsraum (13) hat,
- einer Steuereinheit, die einen Ablaufkanal (22) , der hydraulisch gekoppelt ist mit dem Arbeitsraum (13) , und ein Ventil umfasst, mit einem als Piezoaktor ausgebildeten Ventilantrieb (24) , einem Ventilglied (231) , einem Ventilkörper (237), einem Ventilsitz (234) und einem Absteuerraum (232) , der hydraulisch entkoppelt ist von dem Ablaufkanal (22), wenn das Ventilglied (231) an dem Ventilsitz (234) anliegt, und der ansonsten hydraulisch gekoppelt ist mit dem Ablaufkanal (22) , - mit der Vorrichtung zum Steuern eines Ventils gemäß Anspruch 11.
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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004027291B4 (de) * 2004-06-04 2009-11-26 Continental Automotive Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Steuern eines Ventils
DE102004058971B4 (de) * 2004-12-08 2006-12-28 Volkswagen Mechatronic Gmbh & Co. Kg Verfahren zum Steuern eines piezoelektrischen Aktors und Steuereinheit zum Steuern eines piezoelektrischen Aktors
DE102004062073B4 (de) * 2004-12-23 2015-08-13 Continental Automotive Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Kompensation von Prelleffekten in einem piezogesteuerten Einspritzsystem einer Verbrennungskraftmaschine
US8202267B2 (en) 2006-10-10 2012-06-19 Medsolve Technologies, Inc. Method and apparatus for infusing liquid to a body
TW200903975A (en) * 2007-07-09 2009-01-16 Micro Base Technology Corp Piezoelectric miniature pump and its driving circuit
US8708961B2 (en) 2008-01-28 2014-04-29 Medsolve Technologies, Inc. Apparatus for infusing liquid to a body
US7980224B2 (en) * 2008-02-05 2011-07-19 Caterpillar Inc. Two wire intensified common rail fuel system
DE102009001077A1 (de) 2009-02-23 2010-08-26 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Endstufe für mindestens einen Piezoaktor
GB2475224B (en) * 2009-09-28 2016-03-16 Gm Global Tech Operations Inc Method for controlling a piezoelectric injector
DE102010040283B3 (de) * 2010-09-06 2011-12-22 Continental Automotive Gmbh Verfahren zur Regelung der Einspritzmenge eines Piezoinjektors eines Kraftstoffeinspritzsystems
US9719474B2 (en) 2013-01-02 2017-08-01 Regents Of The University Of Minnesota Direct fuel injectors with variable injection flow rate
EP2994672B1 (de) 2013-05-07 2017-11-22 Koninklijke Philips N.V. Lineares digitales proportionales piezoelektrisches ventil
CN110032060B (zh) * 2018-01-11 2022-05-17 西门子能源有限公司 过程控制方法、过程控制装置和存储介质

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19652801C1 (de) 1996-12-18 1998-04-23 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zum Ansteuern wenigstens eines kapazitiven Stellgliedes
DE19723932C1 (de) * 1997-06-06 1998-12-24 Siemens Ag Verfahren zum Ansteuern wenigstens eines kapazitiven Stellgliedes
DE19835494C2 (de) 1998-08-06 2000-06-21 Bosch Gmbh Robert Pumpe-Düse-Einheit
US6491027B1 (en) * 1999-09-23 2002-12-10 Siemens Aktiengesellschaft Method of driving a capacitive actuator of a fuel injection valve of an internal combustion engine
DE10148217C1 (de) * 2001-09-28 2003-04-24 Bosch Gmbh Robert Verfahren, Computerprogramm und Steuer- und/oder Regelgerät zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, sowie Brennkraftmaschine
WO2003081007A1 (de) 2002-03-27 2003-10-02 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und vorrichtung zur detektion des einschlagzeitpunktes der ventilnadel eines piezo-steuerventils
WO2003091559A1 (de) * 2002-04-23 2003-11-06 Volkswagen Mechatronic Gmbh & Co. Vorrichtung und verfahren zur ansteuerung des piezo-aktuators eines steuerventils einer pumpe-düse-einheit
US20030218437A1 (en) * 2000-12-18 2003-11-27 Wolfgang Bock Actuator regulation device and corresponding method
WO2003104633A1 (de) 2002-06-11 2003-12-18 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und vorrichtung zum messen und regeln der schliess- und öffnungszeit eines piezo-steuerventils

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3529577B2 (ja) * 1997-02-14 2004-05-24 本田技研工業株式会社 燃料噴射弁制御装置
CN1096552C (zh) * 1997-09-17 2002-12-18 罗伯特·博施有限公司 控制内燃机中通过节气阀气体流的方法及装置
DE60043181D1 (de) * 2000-04-01 2009-12-03 Bosch Gmbh Robert Verfahren und Vorrichtung zur Regelung von Spannungen und Spannungsgradienten zum Antrieb eines piezoelektrischen Elements
DE10136186A1 (de) * 2001-07-25 2003-02-06 Bosch Gmbh Robert Ventil zum Steuern von Flüssigkeiten
US6978770B2 (en) * 2004-05-12 2005-12-27 Cummins Inc. Piezoelectric fuel injection system with rate shape control and method of controlling same

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19652801C1 (de) 1996-12-18 1998-04-23 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zum Ansteuern wenigstens eines kapazitiven Stellgliedes
DE19723932C1 (de) * 1997-06-06 1998-12-24 Siemens Ag Verfahren zum Ansteuern wenigstens eines kapazitiven Stellgliedes
DE19835494C2 (de) 1998-08-06 2000-06-21 Bosch Gmbh Robert Pumpe-Düse-Einheit
US6491027B1 (en) * 1999-09-23 2002-12-10 Siemens Aktiengesellschaft Method of driving a capacitive actuator of a fuel injection valve of an internal combustion engine
US20030218437A1 (en) * 2000-12-18 2003-11-27 Wolfgang Bock Actuator regulation device and corresponding method
DE10148217C1 (de) * 2001-09-28 2003-04-24 Bosch Gmbh Robert Verfahren, Computerprogramm und Steuer- und/oder Regelgerät zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, sowie Brennkraftmaschine
WO2003081007A1 (de) 2002-03-27 2003-10-02 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und vorrichtung zur detektion des einschlagzeitpunktes der ventilnadel eines piezo-steuerventils
WO2003091559A1 (de) * 2002-04-23 2003-11-06 Volkswagen Mechatronic Gmbh & Co. Vorrichtung und verfahren zur ansteuerung des piezo-aktuators eines steuerventils einer pumpe-düse-einheit
WO2003104633A1 (de) 2002-06-11 2003-12-18 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und vorrichtung zum messen und regeln der schliess- und öffnungszeit eines piezo-steuerventils

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