WO2003067074A1 - Method and device for controlling a control valve of a pump-nozzle unit - Google Patents

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WO2003067074A1
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Maximilian Kronberger
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Volkswagen Mechatronic Gmbh & Co. Kg
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Definitions

  • the invention relates to a method and a device for controlling a control valve of a pump-nozzle unit, wherein the control valve has at least one movable element which can be moved into a first end position for closing the control valve and into a second end position for fully opening the control valve is.
  • Pump-nozzle units are used to supply fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine.
  • This can be, for example, a pump-nozzle unit with a control and / or controllable fuel pump, a fuel injection nozzle which has a nozzle needle which can be moved back and forth between a closed position and an open position, a first pressure chamber which is separated from the fuel pump can be filled with fuel under a first pressure, a second pressure chamber, with fuel under a second pressure exerting a closing force on the nozzle needle in the second pressure chamber, and a third pressure chamber which communicates with the first pressure chamber, in the third Pressure chamber under a third pressure fuel exerts an opening force on the nozzle needle.
  • Pump-nozzle units are used in particular in connection with pressure-controlled injection systems.
  • An essential feature of a pressure-controlled injection system is that the fuel injection nozzle opens as soon as an opening force, which is at least influenced by the currently prevailing pressures, is exerted on the nozzle needle.
  • Such pressure-controlled injection systems are used for fuel metering, fuel conditioning, shaping the injection process and sealing the fuel supply against the combustion chamber of the internal combustion engine.
  • pressure controlled Injection systems can be controlled in an advantageous manner the course of the volume flow over time during the injection. This can have a positive impact on the performance, fuel consumption and pollutant emissions of the engine.
  • the fuel pump and the fuel injection nozzle are generally designed as an integrated component.
  • at least one pump-nozzle unit is provided, which is usually installed in the cylinder head.
  • the fuel pump typically comprises a fuel pump piston that can be moved back and forth in a fuel pump cylinder and is driven either directly by a tappet or indirectly by rocker arm of a camshaft of the internal combustion engine.
  • the section of the fuel pump cylinder which usually forms the first pressure chamber can be connected to a low-pressure fuel region via a control valve, fuel being drawn into the first pressure chamber from the low-pressure fuel region when the control valve is open, and into the fuel chamber from the first pressure chamber when the control valve is still open. Low pressure area is pushed back.
  • Optimal combustion processes for example in the case of direct-injection diesel engines, require this flexible design of the injection process with multiple injection, for example pre-injection, main injection and post-injection.
  • multiple injection for example pre-injection, main injection and post-injection.
  • a very quick closing and opening of the control valve over its entire stroke is necessary for this purpose, with correspondingly high pressure gradients.
  • Such high pressure gradients are often undesirable, especially at low speeds, since they trigger pressure fluctuations.
  • the decay time of these pressure fluctuations influences the maximum number and accuracy of the control processes within a sequence of multiple injections.
  • Fuel supply to pump-nozzle systems favors low fuel consumption, but often increases the tendency to cavitation. Higher pressure gradients increase this tendency, which increases engine noise.
  • Control valves in the form of solenoid valves generally only have stable stroke positions when fully open and when closed. These stable positions are usually determined by mechanical stops. The stroke curve over time depends on the resulting force curve from magnetic, hydraulic and frictional forces.
  • control valves in the form of solenoid valves there are approaches that to reduce through a step-like stroke.
  • stepped stroke profiles show, in principle, strong stochastic and specimen-specific variations in the case of solenoid valves.
  • the respective duration of the partial stroke phases is strictly limited.
  • Control valves in the form of piezo valves enable a relatively stable control of partial strokes, with practically no disturbing time limit.
  • the positioning accuracy that can be achieved is considered critical, since, for example, with a total stroke of 200 ⁇ m, a positional accuracy of the valve part strokes of, for example, +/- 5 ⁇ m is considered necessary to avoid undesirable side effects in the course of the injection.
  • the invention is based on the object of developing the generic methods and devices in such a way that control valve part strokes with improved positional accuracy can be achieved, in particular in order to be able to avoid high pressure gradients at lower engine speeds.
  • the method according to the invention for controlling a control valve of a pump-nozzle unit builds on the generic prior art in that a control, in particular an adaptive control, is used at least temporarily to set at least one intermediate position of the at least one movable element.
  • a control in particular an adaptive control
  • valve partial strokes with a high degree of positional accuracy are achieved, which leads, for example, to an improvement in noise and exhaust gas emissions and in the torque curve of the engine.
  • the method according to the invention provides that at least one intermediate position is set for a predetermined period of time when the at least one movable element for opening the control valve is moved from the second end position into the first end position.
  • control valve is actuated by electrical actuation of an actuator for the at least one movable element.
  • the type of actuator defines the type of control valve, for example solenoid valve or piezo valve.
  • the manipulated variable of the regulation is an electrical quantity with which the actuator is electrically actuated.
  • the electrical variable can be the control voltage of the piezo element, for example.
  • the controlled variable of the control is a resultant force and / or a resultant force curve as a result of a pressure within at least one area of the control valve, in particular a pressure and / or pressure curve within the control valve when it is opened of the at least one area.
  • the at least one area can be, for example, the fuel-filled space in front of the piezo element and / or a control chamber, an increase in pressure occurring there causing an increase in the pressure force on the piezo ceramic, for example via a piston or the like ,
  • the pressure and / or the pressure profile within the at least one area of the control valve is detected via a piezo element.
  • the piezo element is part of the actuator or forms it.
  • the pressure and / or pressure curve detected during a current opening process of the control valve within the at least one area of the control valve for the current opening process and / or for at least one subsequent opening process is included in the control, in particular in the form of offset values of at least one electrical variable with which the actuator is controlled.
  • an increase in the pressure force on a piezoceramic can be evaluated by an electrical variable measured on the piezo element.
  • the desired partial stroke positions can then be achieved by superimposing corresponding offset values on the value of the piezo control variable available at the time of evaluation.
  • the target partial stroke positions can assume different values within a multiple control.
  • the device according to the invention for controlling a control valve of a pump-nozzle unit is based on the generic state of the art in that it carries out a regulation, in particular an adaptive regulation, at least temporarily to set at least one intermediate position of the at least one movable element ,
  • the device sets the at least one intermediate position for a predetermined period of time when the at least one movable element for opening the control valve is moved from the second end position into the first end position.
  • embodiments of the device according to the invention are considered to be advantageous in which it is provided that it controls the control valve by electrically controlling an actuator for the at least one movable element.
  • the device according to the invention uses an electrical variable as the manipulated variable with which it electrically controls the actuator.
  • the device according to the invention uses a resultant force and / or a resultant force curve as a control variable of the regulation as a result of a pressure within at least one area of the control valve, in particular one that occurs when the control valve opens Pressure and / or pressure curve within the at least one area.
  • a resultant force and / or a resultant force curve as a control variable of the regulation as a result of a pressure within at least one area of the control valve, in particular one that occurs when the control valve opens Pressure and / or pressure curve within the at least one area.
  • preferred developments of the device according to the invention provide that the pressure and / or the pressure profile within the at least one area of the control valve is detected via a piezo element.
  • the piezo element is part of the actuator or forms it.
  • the device includes, in particular, the pressure and / or pressure curve detected during a current opening process of the control valve within the at least one area of the control valve for the current opening process and / or for at least one subsequent opening process in the form of offset values of at least one electrical variable with which it controls the actuator.
  • the invention is based on the knowledge that the noise and exhaust emissions and the torque curve of an internal combustion engine can be improved if a control is used to increase the positional accuracy of partial strokes of the control valve of a pump-nozzle unit.
  • FIG. 1 shows a schematic embodiment of a pump-nozzle unit with or with which the method according to the invention or the device according to the invention can be used
  • Figure 2 is a schematic partial sectional view of a control valve which can be used with the pump-nozzle unit of Figure 1;
  • FIG. 3 shows a flow chart which illustrates an embodiment of the method according to the invention.
  • FIG. 1 shows schematically a pump-nozzle unit.
  • the pump-nozzle unit shown for supplying fuel 10 into a combustion chamber 12 of an internal combustion engine has a fuel pump 14-22.
  • a fuel pump piston 14 can be moved back and forth in a fuel pump cylinder 16.
  • the fuel pump piston 14 is driven directly or indirectly via a camshaft, not shown, of the internal combustion engine.
  • the compression space of the fuel pump cylinder 16 forms a first pressure space 28.
  • the first pressure space 28 is connected via a fuel line 20 to the control valve 22 to be controlled according to the invention.
  • the control valve 22 serves to either close the fuel line 20 or to connect it to a low-pressure fuel region 18 from which fuel 10 can be drawn. In the open rest position of the control valve 22, fuel 10 is drawn from the low-pressure fuel region 18 into the first pressure chamber 28 when the fuel pump piston 14 moves upward in relation to FIG. 1.
  • the pump-nozzle unit shown also comprises a total of 24 Fuel injection nozzle which has a nozzle needle 46 which can be moved back and forth between a closed position and an open position. In relation to the illustration in FIG. 1, a pressure pin 26 can in particular exert a downward force on the nozzle needle 46.
  • a shim 40 is provided, which is guided in a second pressure chamber 30, wherein in the second pressure chamber 30 at a second pressure p 3 o standing fuel 10 via the pressure pin 26 has a relative lung to the representation of Figure 1 downward closing force exerts on the end face 45 of the nozzle needle 46.
  • a further closing force is exerted by a first spring 36 on the pressure pin 26 and thus on the nozzle needle 46, the first spring 36 being arranged in the second pressure chamber 30 and having its rear end supported on the adjusting disk 40 ,
  • a section of the nozzle needle 46 having a shoulder 44 is surrounded by a third pressure chamber 32, which communicates with the first pressure chamber 28 via a connecting line 42.
  • a third pressure p 32 is built up in the third pressure chamber 32 as a function of the first pressure p 28 prevailing in the first pressure chamber 28.
  • the nozzle needle 46 assumes its open position as long as a difference between the opening force caused by the third pressure p 32 and the sum of the closing force generated by the second pressure p 30 and the closing force generated by the first spring 36 exceeds a predetermined value.
  • the nozzle opening pressure can thus be influenced via the second pressure p 30 in the second pressure chamber 30.
  • a pressure limiting and maintaining valve 34 can be located between the first pressure chamber 28 and the second pressure chamber 30 may be provided.
  • the control valve 22 is controlled by an embodiment of the device 80 according to the invention for controlling the control valve 22, in particular in such a way that the method according to the invention results.
  • FIG. 2 shows a schematic partial sectional view of a control valve 22 which can be used with the pump-nozzle unit according to FIG. 1.
  • the control valve 22 shown has a movable element 48 in the form of a valve needle, which can be moved into the first end position shown for closing the control valve 22 and into a second end position for fully opening the control valve 22, which is shifted to the right in relation to the illustration ,
  • a valve plate 64 provided on the valve needle 48 interacts with a valve seat 62 on the housing side.
  • the low-pressure fuel region 18 is closed off from a high-pressure chamber 38, which is connected to the fuel line 20 shown in FIG. 1.
  • FIG. 2 is a piezo valve which has a piezo element 76. With suitable activation of the piezo element 76, this exerts a force on a pressure piece 54 via an end face 78. The pressure piece 54 in turn transmits the force generated by the piezo element 76 to a first lever 56 and a second lever 58, the first lever 56 and the second lever 58 being provided to effect a force transmission. The first lever 56 and the second lever 58 rest against a second axial end surface 72 of the valve needle 48 in order to transmit the translated force generated by the piezo element 76 to the valve needle 48.
  • the translated force generated by the suitably controlled piezo element 76, which acts on the valve needle 48, is greater than an opposite force, which is generated by a second spring 66 and is exerted on a first axial end face 70 of the valve needle 48 via a spring pressure piece 68.
  • the fuel Low-pressure area 18 is connected to a control chamber 50, which is also connected via a compensating bore 52 to an actuator chamber 74 located in front of the piezo element. This actuator chamber 74 is connected to a return 60 via which fuel can flow back from the actuator chamber 74.
  • the resultant is evaluated by means of an electrical variable, for example the voltage, measured on the piezo element 76 at this time.
  • an electrical variable for example the voltage
  • This procedure can be used both when the valve needle 48 is moved to its second end position to open the control valve completely (total stroke) and when the valve needle 48 is to assume an intermediate position (partial stroke).
  • valve needle 48 has one or more intermediate positions, the position of which is regulated according to the invention, is moved to the second end position, there is a slower opening of the valve. In this way, undesirable high pressure gradients can be at least reduced, for example, at lower engine speeds.
  • FIG. 3 shows a flow diagram which illustrates an embodiment of the method according to the invention.
  • the embodiment of the method according to the invention shown in FIG. 3, which can be applied to the piezo element 76 of FIG. 2, begins at step SI.
  • step S2 an external voltage is applied to the piezo element 76 in order to close the control valve 22.
  • step S3 the external voltage is removed or reduced from the piezo element 76 in order to open the control valve 22.
  • the resulting force is then detected via an electrical variable on the piezo element 76, for example via the voltage applied to the piezo element 76.
  • the detected force or the detected force is then in step S4
  • step S6 Force curve in the actuator chamber 74 compared with a target force or a target force curve. Furthermore, a new value for the external voltage is determined, for example by suitably setting offset values. If the method according to the invention is not intended to end in step S5, a branch is made back to step S2. Otherwise, the method ends in step S6.
  • the invention can be summarized as follows:
  • the invention relates to a method and a device 80 for controlling the control valve 22 of a pump-nozzle unit.
  • a control in particular an adaptive control.

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Abstract

The invention relates to a method and device (80) for controlling the control valve (22) of a pump-nozzle unit. The positional accuracy of the valve lifts is increased by means of an automatic control, especially an adaptive automatic control, in order to avoid high pressure gradients at low engine speeds during the shut-off of the valve.

Description

Beschreibungdescription
Verfahren und Vorrichtung zur Ansteuerung eines Steuerventils einer Pumpe-Düse-EinheitMethod and device for controlling a control valve of a pump-nozzle unit
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ansteuerung eines Steuerventils einer Pumpe-Düse-Einheit, wobei das Steuerventil zumindest ein bewegliches Element aufweist, das zum Schließen des Steuerventils in eine erste End- Stellung und zum vollständigen Öffnen des Steuerventils in eine zweite Endstellung bewegbar ist.The invention relates to a method and a device for controlling a control valve of a pump-nozzle unit, wherein the control valve has at least one movable element which can be moved into a first end position for closing the control valve and into a second end position for fully opening the control valve is.
Pumpe-Düse-Einheiten dienen zum Zuführen von Kraftstoff in einen Verbrennungsraum einer Brennkraftmaschine. Dabei kann es sich beispielsweise um eine Pumpe-Düse-Einheit mit einer Steuer- und/oder regelbaren Kraftstoffpumpe, einer Kraft- stoffeinspritzdüse, die eine zwischen einer Schließstellung und einer Öffnungsstellung hin und her bewegliche Düsennadel aufweist, einem ersten Druckraum, der von der Kraftstoffpumpe mit unter einem ersten Druck stehenden Kraftstoff befüllbar ist, einem zweiten Druckraum, wobei in dem zweiten Druckraum unter einem zweiten Druck stehender Kraftstoff eine Schließkraft auf die Düsennadel ausübt, und einem dritten Druckraum, der mit dem ersten Druckraum kommuniziert, wobei in den drit- ten Druckraum unter einem dritten Druck stehender Kraftstoff eine Öffnungskraft auf die Düsennadel ausübt, handeln.Pump-nozzle units are used to supply fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine. This can be, for example, a pump-nozzle unit with a control and / or controllable fuel pump, a fuel injection nozzle which has a nozzle needle which can be moved back and forth between a closed position and an open position, a first pressure chamber which is separated from the fuel pump can be filled with fuel under a first pressure, a second pressure chamber, with fuel under a second pressure exerting a closing force on the nozzle needle in the second pressure chamber, and a third pressure chamber which communicates with the first pressure chamber, in the third Pressure chamber under a third pressure fuel exerts an opening force on the nozzle needle.
Pumpe-Düse-Einheiten werden insbesondere im Zusammenhang mit druckgesteuerten Einspritzsystemen verwendet. Ein wesentli- ches Merkmal eines druckgesteuerten Einspritzsystems besteht darin, dass die Kraftstoffeinspritzdüse öffnet, sobald eine zumindest von aktuell herrschenden Drücken beeinflusste Öffnungskraft auf die Düsennadel ausgeübt wird. Derartige druckgesteuerte Einspritzsysteme dienen der Kraftstoffdosierung, der Kraftstoffaufbereitung, der Formung des Einspritzverlaufs und einer Abdichtung der KraftstoffZuführung gegen den Verbrennungsraum der Brennkraftmaschine. Mit druckgesteuerten Einspritzsystemen lässt sich der zeitliche Verlauf des Mengenstroms während der Einspritzung in vorteilhafter Weise steuern. Damit kann ein positiver Einfluss auf die Leistung, den Kraftstoffverbrauch und die Schadstoffemission des Motors genommen werden.Pump-nozzle units are used in particular in connection with pressure-controlled injection systems. An essential feature of a pressure-controlled injection system is that the fuel injection nozzle opens as soon as an opening force, which is at least influenced by the currently prevailing pressures, is exerted on the nozzle needle. Such pressure-controlled injection systems are used for fuel metering, fuel conditioning, shaping the injection process and sealing the fuel supply against the combustion chamber of the internal combustion engine. With pressure controlled Injection systems can be controlled in an advantageous manner the course of the volume flow over time during the injection. This can have a positive impact on the performance, fuel consumption and pollutant emissions of the engine.
Bei Pumpe-Düse-Einheiten sind die Kraftstoffpumpe und die Kraftstoffeinspritzdüse in der Regel als integriertes Bauteil ausgebildet. Für jeden Verbrennungsraum der Brennkraftmaschi- ne wird zumindest eine Pumpe-Düse-Einheit vorgesehen, die in der Regel in den Zylinderkopf eingebaut wird. Die Kraftstoffpumpe umfasst dabei typischerweise einen in einem Kraftstoffpumpenzylinder hin und her beweglichen Kraftstoffpumpenkolben, der entweder direkt über einen Stößel oder indirekt über Kipphebel von einer Nockenwelle der Brennkraftmaschine angetrieben wird. Der üblicherweise den ersten Druckraum bildende Abschnitt des Kraftstoffpumpenzylinders ist über ein Steuerventil mit einem Kraftstoff-Niederdruckbereich verbindbar, wobei bei geöffnetem Steuerventil Kraftstoff von dem Kraft- stoff-Niederdruckbereich in den ersten Druckraum angesaugt und bei weiterhin geöffnetem Steuerventil von dem ersten Druckraum in den Kraftstoff-Niederdruckbereich zurückgedrückt wird. Sobald das Steuerventil geschlossen wird, erfolgt durch den Kraftstoffpumpenkolben eine Komprimierung des in dem ers- ten Druckraum befindlichen Kraftstoffs und somit ein Druckaufbau. Es ist bekannt, das Steuerventil in Form eines Magnetventils vorzusehen. Magnetventile weisen jedoch üblicherweise eine relativ lange Ansprechzeit auf, was insbesondere dadurch bedingt ist, dass der Magnetanker eines Magnetventils aufgrund der von seiner Masse abhängigen Massenträgheitskräfte nicht beliebig schnell beschleunigt werden kann. Weiterhin erfordert auch der Aufbau des Magnetfeldes zur Erzeugung der Anzugskraft Zeit. Eine mit einem Magnetventil ausgestattete Pumpe-Düse-Einheit ist beispielsweise aus der EP 0 277 939 Bl bekannt. Um die durch die Verwendung von Magnetventilen hervorgerufenen Probleme zu vermeiden, ist es weiterhin bereits bekannt, Pumpe-Düse-Einheiten mit einem Steuerventil auszustatten, das piezoelektrisch betrieben wird. Eine derartige Pu pe-Düse- Einheit ist beispielsweise aus der DE 198 35 494 AI bekannt.In pump-nozzle units, the fuel pump and the fuel injection nozzle are generally designed as an integrated component. For each combustion chamber of the internal combustion engine, at least one pump-nozzle unit is provided, which is usually installed in the cylinder head. The fuel pump typically comprises a fuel pump piston that can be moved back and forth in a fuel pump cylinder and is driven either directly by a tappet or indirectly by rocker arm of a camshaft of the internal combustion engine. The section of the fuel pump cylinder which usually forms the first pressure chamber can be connected to a low-pressure fuel region via a control valve, fuel being drawn into the first pressure chamber from the low-pressure fuel region when the control valve is open, and into the fuel chamber from the first pressure chamber when the control valve is still open. Low pressure area is pushed back. As soon as the control valve is closed, the fuel pump piston compresses the fuel in the first pressure chamber and thus builds up pressure. It is known to provide the control valve in the form of a solenoid valve. However, solenoid valves usually have a relatively long response time, which is due in particular to the fact that the magnet armature of a solenoid valve cannot be accelerated as quickly as desired due to the inertia forces which are dependent on its mass. Furthermore, the build-up of the magnetic field to generate the attraction force requires time. A pump-nozzle unit equipped with a solenoid valve is known for example from EP 0 277 939 B1. In order to avoid the problems caused by the use of solenoid valves, it is also known to equip pump-nozzle units with a control valve that is operated piezoelectrically. Such a Pu pe nozzle unit is known for example from DE 198 35 494 AI.
Um bei einem Einspritzvorgang neben einer Haupteinspritzmenge eine zusätzliche Voreinspritzmenge und/oder eine zusätzliche Nacheinspritzmenge in den Verbrennungsraum einzubringen, ist es weiterhin bekannt, während eines Einspritzzyklus mehrere in kurzen Zeitabständen aufeinanderfolgende Einspritzimpulse auszulösen.In order to introduce an additional pre-injection quantity and / or an additional post-injection quantity into the combustion chamber in addition to a main injection quantity during an injection process, it is also known to trigger a plurality of injection pulses which follow one another in short time intervals during an injection cycle.
Optimale Brennverfahren, beispielsweise bei direkt einsprit- zenden Dieselmotoren, erfordern diese flexible Gestaltung des Einspritzverlaufs mit Mehrfacheinspritzung, beispielsweise Vor-, Haupt- und Nacheinspritzung. Bei höheren Drehzahlen ist zu diesem Zweck ein sehr schnelles Schließen und Öffnen des Steuerventils über dessen gesamten Hub notwendig, mit ent- sprechend hohen Druckgradienten. Insbesondere bei niedrigen Drehzahlen sind solche hohen Druckgradienten häufig unerwünscht, da sie Druckschwankungen auslösen. Die Abklingzeit dieser Druckschwankungen hat Einfluss auf die maximale Anzahl und Genauigkeit der Ansteuervorgänge innerhalb einer Sequenz von Mehrfacheinspritzungen. Das niedrige Druckniveau derOptimal combustion processes, for example in the case of direct-injection diesel engines, require this flexible design of the injection process with multiple injection, for example pre-injection, main injection and post-injection. At higher speeds, a very quick closing and opening of the control valve over its entire stroke is necessary for this purpose, with correspondingly high pressure gradients. Such high pressure gradients are often undesirable, especially at low speeds, since they trigger pressure fluctuations. The decay time of these pressure fluctuations influences the maximum number and accuracy of the control processes within a sequence of multiple injections. The low pressure level of the
Kraftstoffversorgung von Pumpe-Düse-Systemen begünstigt einen niedrigen Kraftstoffverbrauch, erhöht jedoch häufig die Kavitationsneigung. Höhere Druckgradienten verstärken diese Neigung, was das Motorgeräusch erhöht.Fuel supply to pump-nozzle systems favors low fuel consumption, but often increases the tendency to cavitation. Higher pressure gradients increase this tendency, which increases engine noise.
Steuerventile in Form von Magnetventilen haben in der Regel nur im vollständig geöffneten und im geschlossenen Zustand stabile Hublagen. Diese stabilen Lagen sind in der Regel durch mechanische Anschläge bestimmt. Der Hubverlauf über der Zeit hängt vom resultierenden Kraftverlauf aus Magnet-, Hydraulik- und Reibungskräften ab. Bei Steuerventilen in Form von Magnetventilen gibt es Ansätze, die Absteuerdruckgradien- ten durch einen stufenförmigen Hubverlauf zu vermindern. Derartige stufenförmige Hubverläufe zeigen bei Magnetventilen jedoch prinzipbedingt starke stochastische und exemplarspezifische Streuungen. Weiterhin ist die jeweilige Dauer der Teilhubphasen eng begrenzt.Control valves in the form of solenoid valves generally only have stable stroke positions when fully open and when closed. These stable positions are usually determined by mechanical stops. The stroke curve over time depends on the resulting force curve from magnetic, hydraulic and frictional forces. For control valves in the form of solenoid valves, there are approaches that to reduce through a step-like stroke. However, such stepped stroke profiles show, in principle, strong stochastic and specimen-specific variations in the case of solenoid valves. Furthermore, the respective duration of the partial stroke phases is strictly limited.
Steuerventile in Form von Piezoventilen ermöglichen eine relativ stabile Ansteuerung von Teilhüben, praktisch ohne störende zeitliche Begrenzung. Allerdings gilt die dabei er- reichbare Stellgenauigkeit als kritisch, da man beispielsweise bei einem Gesamthub von 200 um eine Lagegenauigkeit der Ventilteilhübe von beispielsweise +/- 5 um für erforderlich hält, um unerwünschte Nebenwirkungen im Einspritzverlauf zu vermeiden.Control valves in the form of piezo valves enable a relatively stable control of partial strokes, with practically no disturbing time limit. However, the positioning accuracy that can be achieved is considered critical, since, for example, with a total stroke of 200 μm, a positional accuracy of the valve part strokes of, for example, +/- 5 μm is considered necessary to avoid undesirable side effects in the course of the injection.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäßen Verfahren und Vorrichtungen derart weiterzubilden, dass Steuerventilteilhübe mit verbesserter Lagegenauigkeit erzielt werden können, insbesondere um bei niedrigeren Motordrehzah- len hohe Druckgradienten vermeiden zu können.The invention is based on the object of developing the generic methods and devices in such a way that control valve part strokes with improved positional accuracy can be achieved, in particular in order to be able to avoid high pressure gradients at lower engine speeds.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst.This object is solved by the features of the independent claims.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.Advantageous refinements and developments of the invention result from the dependent claims.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Ansteuerung eines Steuerventils einer Pumpe-Düse-Einheit baut auf dem gattungsgemäßen Stand der Technik dadurch auf, dass zur Einstellung von zumindest einer Zwischenstellung des zumindest einen beweglichen Elements zumindest zeitweise eine Regelung, insbesondere eine adaptive Regelung eingesetzt wird. Durch diese Lösung werden Ventilteilhübe mit einer hohen Lagegenauigkeit er- reicht, was beispielsweise zu einer Verbesserung der Geräusch- und Abgasemissionen sowie des Drehmomentenverlaufs des Motors führt. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn das erfindungsgemäße Verfahren vorsieht, dass zumindest eine Zwischenstellung für eine vorgegebene Zeitspanne eingestellt wird, wenn das zumin- dest eine bewegliche Element zum Öffnen des Steuerventils von der zweiten Endstellung in die erste Endstellung bewegt wird. Durch das Einstellen von einer oder mehreren definierten Zwischenstellungen für eine oder mehrere vorgegebene Zeitspannen kann der Öffnungsvorgang des Steuerventils gezielt und defi- niert verlangsamt werden, beispielsweise um bei niedrigeren Motordrehzahlen hohe Druckgradienten zu vermeiden.The method according to the invention for controlling a control valve of a pump-nozzle unit builds on the generic prior art in that a control, in particular an adaptive control, is used at least temporarily to set at least one intermediate position of the at least one movable element. With this solution, valve partial strokes with a high degree of positional accuracy are achieved, which leads, for example, to an improvement in noise and exhaust gas emissions and in the torque curve of the engine. It is particularly advantageous if the method according to the invention provides that at least one intermediate position is set for a predetermined period of time when the at least one movable element for opening the control valve is moved from the second end position into the first end position. By setting one or more defined intermediate positions for one or more predetermined periods of time, the opening process of the control valve can be slowed down in a targeted and defined manner, for example in order to avoid high pressure gradients at lower engine speeds.
Dabei ist vorzugsweise weiterhin vorgesehen, dass die Ansteuerung des Steuerventils durch elektrische Ansteuerung eines Stellgliedes für das zumindest eine bewegliche Element erfolgt. Der Typ des Stellgliedes legt dabei den Typ des Steuerventils fest, beispielsweise Magnetventil oder Piezoventil.It is preferably further provided that the control valve is actuated by electrical actuation of an actuator for the at least one movable element. The type of actuator defines the type of control valve, for example solenoid valve or piezo valve.
Hinsichtlich der eigentlichen Regelung wird bevorzugt, dass die Stellgröße der Regelung eine elektrische Größe ist, mit der das Stellglied elektrisch angesteuert wird. Die elektrische Größe kann beispielsweise bei einem Piezoventil die Ansteuerspannung des Piezoelements sein.With regard to the actual regulation, it is preferred that the manipulated variable of the regulation is an electrical quantity with which the actuator is electrically actuated. In the case of a piezo valve, the electrical variable can be the control voltage of the piezo element, for example.
Bei bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist weiterhin vorgesehen, dass die Regelgröße der Regelung eine resultierende Kraft und/oder ein resultierender Kraftverlauf in Folge eines Drucks innerhalb zumindest eines Bereichs des Steuerventils ist, insbesondere ein sich beim Öffnen des Steuerventils einstellender Druck und/oder Druckverlauf innerhalb des zumindest einen Bereichs. Sofern es sich um ein Piezoventil handelt, kann der zumindest eine Bereich, beispielsweise der mit Kraftstoff gefüllte Raum vor dem Piezoelement und/oder ein Absteuerraum sein, wobei ein dort auftretender Druckanstieg einen Anstieg der Druckkraft an der Piezokeramik bewirkt, beispielsweise über einen Kolben oder ähnliches. Dadurch ergibt sich, dass der Druck und/oder der Druckverlauf innerhalb des zumindest einen Bereichs des Steuerventils über ein Piezoelement erfasst wird.In preferred embodiments of the method according to the invention, it is further provided that the controlled variable of the control is a resultant force and / or a resultant force curve as a result of a pressure within at least one area of the control valve, in particular a pressure and / or pressure curve within the control valve when it is opened of the at least one area. If it is a piezo valve, the at least one area can be, for example, the fuel-filled space in front of the piezo element and / or a control chamber, an increase in pressure occurring there causing an increase in the pressure force on the piezo ceramic, for example via a piston or the like , The result of this is that the pressure and / or the pressure profile within the at least one area of the control valve is detected via a piezo element.
In diesem Zusammenhang ist vorzugsweise weiterhin vorgesehen, dass das Piezoelement Bestandteil des Stellgliedes ist oder dieses bildet.In this context, it is preferably further provided that the piezo element is part of the actuator or forms it.
Bei besonders bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist weiterhin vorgesehen, dass der während eines aktuellen Öffnungsvorganges des Steuerventils erfasste Druck und/oder Druckverlauf innerhalb des zumindest einen Bereichs des Steuerventils für den aktuellen Öffnungsvorgang und/oder für zumindest einen nachfolgenden Öffnungsvorgang in die Regelung eingeht, insbesondere in Form von Offsetwerten zumindest einer elektrischen Größe, mit der das Stellglied angesteuert wird. Beispielsweise kann ein Anstieg der Druckkraft an einer Piezokeramik durch eine an dem Piezoelement gemessene elektrische Größe ausgewertet werden. Während des aktuellen Einspritzvorgangs, vorzugsweise spätestens ab dem nächsten Einspritzvorgang, können die gewünschten Teilhublagen dann durch Überlagerung entsprechender Offsetwerte auf den zum Auswertungszeitpunkt vorliegenden Wert der Piezo- Steuergröße erreicht werden. Die Soll-Teilhublagen können dabei innerhalb einer Mehrfachansteuerung unterschiedliche Werte annehmen.In particularly preferred embodiments of the method according to the invention, it is further provided that the pressure and / or pressure curve detected during a current opening process of the control valve within the at least one area of the control valve for the current opening process and / or for at least one subsequent opening process is included in the control, in particular in the form of offset values of at least one electrical variable with which the actuator is controlled. For example, an increase in the pressure force on a piezoceramic can be evaluated by an electrical variable measured on the piezo element. During the current injection process, preferably at the latest from the next injection process, the desired partial stroke positions can then be achieved by superimposing corresponding offset values on the value of the piezo control variable available at the time of evaluation. The target partial stroke positions can assume different values within a multiple control.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Ansteuerung eines Steu- erventils einer Pumpe-Düse-Einheit baut auf dem gattungsgemä- ßen Stand der Technik dadurch auf, dass sie zur Einstellung von zumindest einer Zwischenstellung des zumindest einen beweglichen Elements zumindest zeitweise eine Regelung, insbesondere eine adaptive Regelung durchführt. Dadurch ergeben sich die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erläuterten Vorteile in gleicher oder ähnlicher Weise, wes- halb zur Vermeidung von Wiederholungen auf die entsprechenden Ausführungen verwiesen wird.The device according to the invention for controlling a control valve of a pump-nozzle unit is based on the generic state of the art in that it carries out a regulation, in particular an adaptive regulation, at least temporarily to set at least one intermediate position of the at least one movable element , This results in the advantages explained in connection with the method according to the invention in the same or similar manner, half to avoid repetition, reference is made to the corresponding statements.
Gleiches gilt sinngemäß für die folgenden bevorzugten Ausfüh- rungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei auch bezüglich der durch diese Ausführungsformen erzielbaren Vorteile auf die entsprechenden Ausführungen im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren verwiesen wird.The same applies mutatis mutandis to the following preferred embodiments of the device according to the invention, reference also being made to the corresponding statements in connection with the method according to the invention with regard to the advantages achievable by these embodiments.
Auch bei vorteilhaften Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass sie die zumindest eine Zwischenstellung für eine vorgegebene Zeitspanne einstellt, wenn das zumindest eine bewegliche Element zum Öffnen des Steuerventils von der zweiten Endstellung in die erste End- Stellung bewegt wird.It is also provided in advantageous embodiments of the device according to the invention that it sets the at least one intermediate position for a predetermined period of time when the at least one movable element for opening the control valve is moved from the second end position into the first end position.
Weiterhin werden Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung als vorteilhaft erachtet, bei denen vorgesehen ist, dass sie die Ansteuerung des Steuerventils durch elektrische Ansteuerung eines Stellgliedes für das zumindest eine bewegliche Element durchführt.Furthermore, embodiments of the device according to the invention are considered to be advantageous in which it is provided that it controls the control valve by electrically controlling an actuator for the at least one movable element.
Für die erfindungsgemäße Vorrichtung wird in diesem Fall bevorzugt, dass sie zur Durchführung der Regelung eine elektri- sehe Größe als Stellgröße verwendet, mit der sie das Stellglied elektrisch ansteuert.In this case, it is preferred for the device according to the invention that, to carry out the control, it uses an electrical variable as the manipulated variable with which it electrically controls the actuator.
Ähnlich wie bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist auch bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorzugsweise vorgesehen, dass sie als Regelgröße der Regelung eine resultierende Kraft und/oder einen resultierenden Kraftverlauf in Folge eines Drucks innerhalb zumindest eines Bereichs des Steuerventils verwendet, insbesondere einen sich beim Öffnen des Steuerventils einstellenden Druck und/oder Druckverlauf innerhalb des zumindest einen Bereichs. Insbesondere in diesem Zusammenhang sehen bevorzugte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung vor, dass der Druck und/oder der Druckverlauf innerhalb des zumindest einen Bereichs des Steuerventils über ein Piezoelement erfasst wird.Similar to the method according to the invention, it is preferably also provided in the device according to the invention that it uses a resultant force and / or a resultant force curve as a control variable of the regulation as a result of a pressure within at least one area of the control valve, in particular one that occurs when the control valve opens Pressure and / or pressure curve within the at least one area. In this context in particular, preferred developments of the device according to the invention provide that the pressure and / or the pressure profile within the at least one area of the control valve is detected via a piezo element.
Dabei wird weiterhin bevorzugt, dass das Piezoelement Bestandteil des Stellgliedes ist oder dieses bildet.It is further preferred that the piezo element is part of the actuator or forms it.
Auch für die erfindungsgemäße Vorrichtung wird bevorzugt, dass sie den während eines aktuellen Öffnungsvorganges des Steuerventils erfassten Druck und/oder Druckverlauf innerhalb des zumindest einen Bereichs des Steuerventils für den aktuellen Öffnungsvorgang und/oder für zumindest einen nachfol- genden Öffnungsvorgang in die Regelung einbezieht, insbesondere in Form von Offsetwerten zumindest einer elektrischen Größe, mit der sie das Stellglied ansteuert.It is also preferred for the device according to the invention that it includes, in particular, the pressure and / or pressure curve detected during a current opening process of the control valve within the at least one area of the control valve for the current opening process and / or for at least one subsequent opening process in the form of offset values of at least one electrical variable with which it controls the actuator.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass sich die Geräusch- und Abgasemissionen sowie der Drehmomentverlauf eines Verbrennungsmotors verbessern lassen, wenn zur Erhöhung der Lagegenauigkeit von Teilhüben des Steuerventils einer Pumpe-Düse-Einheit eine Regelung verwendet wird.The invention is based on the knowledge that the noise and exhaust emissions and the torque curve of an internal combustion engine can be improved if a control is used to increase the positional accuracy of partial strokes of the control valve of a pump-nozzle unit.
Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügtenThe invention will now be described with reference to the accompanying
Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsformen beispielhaft erläutert.Drawings exemplified using preferred embodiments.
Es zeigen:Show it:
Figur 1 eine schematische Ausführungsform einer Pumpe-Düse- Einheit bei beziehungsweise mit der das erfindungsgemäße Verfahren beziehungsweise die erfindungsgemäße Vorrichtung angewendet werden kann; Figur 2 eine schematische Teil-Schnittansicht eines Steuerventils, das mit der Pumpe-Düse-Einheit nach Figur 1 verwendet werden kann; undFIG. 1 shows a schematic embodiment of a pump-nozzle unit with or with which the method according to the invention or the device according to the invention can be used; Figure 2 is a schematic partial sectional view of a control valve which can be used with the pump-nozzle unit of Figure 1; and
Figur 3 ein Flussdiagramm, das eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens veranschaulicht.FIG. 3 shows a flow chart which illustrates an embodiment of the method according to the invention.
Figur 1 zeigt schematisch eine Pumpe-Düse-Einheit. Die dargestellte Pumpe-Düse-Einheit zum Zuführen von Kraftstoff 10 in einen Verbrennungsraum 12 einer Brennkraftmaschine weist eine Kraftstoffpumpe 14-22 auf. Dabei ist ein Kraftstoffpumpenkolben 14 in einem Kraftstoffpumpenzylinder 16 hin und her bewegbar. Der Kraftstoffpumpenkolben 14 wird direkt oder indirekt über eine nicht dargestellte Nockenwelle der Brennkraft- maschine angetrieben. Der Kompressionsraum des Kraftstoffpumpenzylinders 16 bildet einen ersten Druckraum 28. Der erste Druckraum 28 ist über eine Kraftstoffleitung 20 mit dem erfindungsgemäß anzusteuernden Steuerventil 22 verbunden. Das Steuerventil 22 dient dazu, die Kraftstoffleitung 20 entweder zu verschließen oder mit einem Kraftstoff-Niederdruckbereich 18 zu verbinden, aus dem Kraftstoff 10 angesaugt werden kann. In der geöffneten Ruhestellung des Steuerventils 22 wird bei einer bezogen auf Figur 1 nach oben gerichteten Bewegung des Kraftstoffpumpenkolbens 14 Kraftstoff 10 aus dem Kraftstoff- Niederdruckbereich 18 in den ersten Druckraum 28 angesaugt.Figure 1 shows schematically a pump-nozzle unit. The pump-nozzle unit shown for supplying fuel 10 into a combustion chamber 12 of an internal combustion engine has a fuel pump 14-22. A fuel pump piston 14 can be moved back and forth in a fuel pump cylinder 16. The fuel pump piston 14 is driven directly or indirectly via a camshaft, not shown, of the internal combustion engine. The compression space of the fuel pump cylinder 16 forms a first pressure space 28. The first pressure space 28 is connected via a fuel line 20 to the control valve 22 to be controlled according to the invention. The control valve 22 serves to either close the fuel line 20 or to connect it to a low-pressure fuel region 18 from which fuel 10 can be drawn. In the open rest position of the control valve 22, fuel 10 is drawn from the low-pressure fuel region 18 into the first pressure chamber 28 when the fuel pump piston 14 moves upward in relation to FIG. 1.
Sofern das Steuerventil 22 sich bei einer bezogen auf Figur 1 nach unten gerichteten Bewegung des Kraftstoffpumpenkolbens 14 noch in seiner geöffneten Ruhestellung befindet, kann vorher in den ersten Druckraum 28 angesaugter Kraftstoff 10 wie- der zurück in den Kraftstoff-Niederdruckbereich 18 gedrückt werden. Bei einer geeigneten Ansteuerung des Steuerventils 22 verschließt dieses die Kraftstoffleitung 20. Dadurch wird der in den ersten Druckraum 28 angesaugte Kraftstoff 10 bei einer nach unten gerichteten Bewegung des Kraftstoffpumpenkolbens 14 komprimiert, wodurch ein erster Druck p28 in dem ersten Druckraum 28 erzeugt wird. Die dargestellte Pumpe-Düse- Einheit umfasst weiterhin eine insgesamt mit 24 bezeichnete Kraftstoffeinspritzdüse, die eine zwischen einer Schließstellung und einer Öffnungsstellung hin und her bewegliche Düsennadel 46 aufweist. Ein Druckstift 26 kann, bezogen auf die Darstellung von Figur 1, insbesondere eine nach unten gerich- tete Kraft auf die Düsennadel 46 ausüben. Am oberen Ende des Druckstifts 26 ist eine Einstellscheibe 40 vorgesehen, die in einem zweiten Druckraum 30 geführt ist, wobei in dem zweiten Druckraum 30 unter einem zweiten Druck p3o stehender Kraftstoff 10 über den Druckstift 26 eine bezogen auf die Darstel- lung von Figur 1 nach unten gerichtete Schließkraft auf die Stirnfläche 45 der Düsennadel 46 ausübt. Eine ebenfalls nach unten gerichtete weitere Schließkraft wird durch eine erste Feder 36 auf den Druckstift 26 und somit auf die Düsennadel 46 ausgeübt, wobei die erste Feder 36 in dem zweiten Druck- räum 30 angeordnet ist und sich mit ihrem hinteren Ende an der Einstellscheibe 40 abstützt. Ein eine Schulter 44 aufweisender Abschnitt der Düsennadel 46 ist von einem dritten Druckraum 32 umgeben, der mit dem ersten Druckraum 28 über eine Verbindungsleitung 42 kommuniziert. In Abhängigkeit von der Drosselwirkung der Verbindungsleitung 42 und gegebenenfalls weiterer nicht dargestellter Drosseleinrichtungen wird in Abhängigkeit von dem in dem ersten Druckraum 28 herrschenden ersten Druck p28 in dem dritten Druckraum 32 ein dritter Druck p32 aufgebaut. Der in dem dritten Druckraum 32 unter dem dritten Druck p32 stehende Kraftstoff 10 übt eine bezogen auf die Darstellung von Figur 1 nach oben gerichtete Öffnungskraft auf die Düsennadel 46 aus. Die Düsennadel 46 nimmt ihre Öffnungsstellung ein, solange eine Differenz zwischen der durch den dritten Druck p32 verursachten Öffnungskraft und der Summe aus der durch den zweiten Druck p30 erzeugten Schließkraft und der durch die erste Feder 36 erzeugten Schließkraft einen vorgegebenen Wert überschreitet. Über den zweiten Druck p30 in dem zweiten Druckraum 30 kann somit der Düsenöffnungsdruck beeinflusst werden. Um den zweiten Druck p30 im zweiten Druckraum 30 auf jeweils geeignet Werte zu begrenzen und zu halten kann beispielsweise ein Druckbegren- zungs- und -halteventil 34 zwischen dem ersten Druckraum 28 und dem zweiten Druckraum 30 vorgesehen sein. Das Steuerventil 22 wird durch eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 80 zum Ansteuern des Steuerventils 22 angesteuert, insbesondere derart, dass sich das erfindungsgemäße Ver- fahren ergibt.If the control valve 22 is still in its open rest position when the fuel pump piston 14 moves downward in relation to FIG. 1, fuel 10 previously drawn into the first pressure chamber 28 can be pressed back into the low-pressure fuel region 18. With a suitable control of the control valve 22 closes, this is the fuel line 20. This compresses the sucked into the first pressure chamber 28, fuel 10 at a downwardly directed movement of the fuel pump plunger 14, whereby a first pressure p is produced in the first pressure chamber 28 28th The pump-nozzle unit shown also comprises a total of 24 Fuel injection nozzle which has a nozzle needle 46 which can be moved back and forth between a closed position and an open position. In relation to the illustration in FIG. 1, a pressure pin 26 can in particular exert a downward force on the nozzle needle 46. At the upper end of the push pin 26, a shim 40 is provided, which is guided in a second pressure chamber 30, wherein in the second pressure chamber 30 at a second pressure p 3 o standing fuel 10 via the pressure pin 26 has a relative lung to the representation of Figure 1 downward closing force exerts on the end face 45 of the nozzle needle 46. A further closing force, likewise directed downward, is exerted by a first spring 36 on the pressure pin 26 and thus on the nozzle needle 46, the first spring 36 being arranged in the second pressure chamber 30 and having its rear end supported on the adjusting disk 40 , A section of the nozzle needle 46 having a shoulder 44 is surrounded by a third pressure chamber 32, which communicates with the first pressure chamber 28 via a connecting line 42. Depending on the throttling action of the connecting line 42 and possibly other throttling devices (not shown), a third pressure p 32 is built up in the third pressure chamber 32 as a function of the first pressure p 28 prevailing in the first pressure chamber 28. The fuel 10, which is under the third pressure p 32 in the third pressure chamber 32, exerts an opening force on the nozzle needle 46 which is directed upward in relation to the illustration in FIG. The nozzle needle 46 assumes its open position as long as a difference between the opening force caused by the third pressure p 32 and the sum of the closing force generated by the second pressure p 30 and the closing force generated by the first spring 36 exceeds a predetermined value. The nozzle opening pressure can thus be influenced via the second pressure p 30 in the second pressure chamber 30. In order to limit and maintain the second pressure p 30 in the second pressure chamber 30 to suitable values, for example, a pressure limiting and maintaining valve 34 can be located between the first pressure chamber 28 and the second pressure chamber 30 may be provided. The control valve 22 is controlled by an embodiment of the device 80 according to the invention for controlling the control valve 22, in particular in such a way that the method according to the invention results.
Figur 2 zeigt eine schematische Teil-Schnittansicht eines Steuerventils 22, das mit der Pumpe-Düse-Einheit nach Figur 1 verwendet werden kann. Das dargestellte Steuerventil 22 weist ein bewegliches Element 48 in Form einer Ventilnadel auf, die zum Schließen des Steuerventils 22 in die dargestellte erste Endstellung und zum vollständigen Öffnen des Steuerventils 22 in eine zweite Endstellung bewegt werden kann, die bezogen auf die Darstellung nach rechts verschoben ist. Wenn sich die Ventilnadel 48 in ihrer dargestellten ersten Endstellung befindet, wirkt ein an der Ventilnadel 48 vorgesehener Ventilteller 64 mit einem gehäuseseitigen Ventilsitz 62 zusammen. Dadurch wird der Kraftstoff-Niederdruckbereich 18 gegenüber einer Hochdruckkammer 38 verschlossen, die mit der in Figur 1 dargestellten Kraftstoffleitung 20 in Verbindung steht. Bei dem in Figur 2 dargestellten Steuerventil 22 handelt es sich um ein Piezoventil, das ein Piezoelement 76 aufweist. Bei geeigneter Ansteuerung des Piezoelementes 76 übt dieses über eine Stirnfläche 78 eine Kraft auf ein Druckstück 54 aus. Das Druckstück 54 überträgt die von dem Piezoelement 76 erzeugte Kraft seinerseits auf einen ersten Hebel 56 und einen zweiten Hebel 58, wobei der erste Hebel 56 und der zweite Hebel 58 dazu vorgesehen sind, eine Kraftübersetzung zu bewirken. Der erste Hebel 56 und der zweite Hebel 58 liegen an einer zwei- ten axialen Endfläche 72 der Ventilnadel 48 an, um die von dem Piezoelement 76 erzeugte, übersetzte Kraft auf die Ventilnadel 48 zu übertragen. Die von dem geeignet angesteuerten Piezoelement 76 erzeugte, übersetzte Kraft, die auf die Ventilnadel 48 wirkt, ist größer als eine entgegengesetzte Kraft, die von einer zweiten Feder 66 erzeugt und über ein Federdruckstück 68 auf eine erste axiale Endfläche 70 der Ventilnadel 48 ausgeübt wird. Der Kraftstoff- Niederdruckbereich 18 steht mit einem Absteuerraum 50 in Verbindung, der über eine Ausgleichsbohrung 52 weiterhin mit einem vor dem Piezoelement befindlichen Aktorraum 74 in Verbindung steht. Dieser Aktorraum 74 steht mit einem Rücklauf 60 in Verbindung, über den Kraftstoff aus dem Aktorraum 74 zurückströmen kann.FIG. 2 shows a schematic partial sectional view of a control valve 22 which can be used with the pump-nozzle unit according to FIG. 1. The control valve 22 shown has a movable element 48 in the form of a valve needle, which can be moved into the first end position shown for closing the control valve 22 and into a second end position for fully opening the control valve 22, which is shifted to the right in relation to the illustration , When the valve needle 48 is in its illustrated first end position, a valve plate 64 provided on the valve needle 48 interacts with a valve seat 62 on the housing side. As a result, the low-pressure fuel region 18 is closed off from a high-pressure chamber 38, which is connected to the fuel line 20 shown in FIG. 1. The control valve 22 shown in FIG. 2 is a piezo valve which has a piezo element 76. With suitable activation of the piezo element 76, this exerts a force on a pressure piece 54 via an end face 78. The pressure piece 54 in turn transmits the force generated by the piezo element 76 to a first lever 56 and a second lever 58, the first lever 56 and the second lever 58 being provided to effect a force transmission. The first lever 56 and the second lever 58 rest against a second axial end surface 72 of the valve needle 48 in order to transmit the translated force generated by the piezo element 76 to the valve needle 48. The translated force generated by the suitably controlled piezo element 76, which acts on the valve needle 48, is greater than an opposite force, which is generated by a second spring 66 and is exerted on a first axial end face 70 of the valve needle 48 via a spring pressure piece 68. The fuel Low-pressure area 18 is connected to a control chamber 50, which is also connected via a compensating bore 52 to an actuator chamber 74 located in front of the piezo element. This actuator chamber 74 is connected to a return 60 via which fuel can flow back from the actuator chamber 74.
Bei Öffnungsbeginn des Steuerventils 22 (in der Regel zu dem Zeitpunkt, zu dem eine Kraftstoffeinspritzung in den Verbren- nungsraum beendet ist "Förderende") entsteht in dem Absteuerraum 50 durch dessen Verbindung mit der Hochdruckkammer 38 ein Druckanstieg. Die Bohrung 52 leitet diesen Druckanstieg ungefähr mit Schallgeschwindigkeit in den mit Kraftstoff gefüllten Aktorraum 74 vor dem Piezoelement 76, was einen An- stieg der Druckkraft an der Piezokeramik bewirkt. Der im Aktorraum 76 entstehende Druckanstieg wirkt des weiteren über die als Kolben ausgebildete Ventilnadel 48 mit der Kraftübersetzung der Hebel 56 und 58 als zusätzliche Kraft über das Druckstück 54 auf die Stirnfläche 78 des Piezoelements 76. Die Resultierende dieser Kräfte stellt bei dieser Ausführungsform die Regelgröße der erfindungsgemäßen Regelung dar. Die Resultierende wird mittels einer am Piezoelement 76 zu diesem Zeitpunkt gemessenen elektrischen Größe, beispielsweise der Spannung, ausgewertet. Diese Vorgehensweise kann so- wohl dann angewendet werden, wenn die Ventilnadel 48 zum vollständigen Öffnen des Steuerventils in ihre zweite Endstellung bewegt wird (Gesamthub) als auch wenn die Ventilnadel 48 eine Zwischenstellung einnehmen soll (Teilhub) . Während des aktuellen Einspritzvorganges, vorzugsweise spätes- tens ab dem nächsten Einspritzvorgang, werden die gewünschten Teilhublagen durch Überlagerung entsprechender Offsetwerte auf den zum AuswertungsZeitpunkt (= Kraftstoffförderende) vorliegenden Wert der Steuergröße der Regelung (beispielsweise der Piezospannung) erreicht. Es ist zu beachten, dass die Soll-Teilhublagen innerhalb einer Mehrfachansteuerung unterschiedliche Werte annehmen können. Wenn die Ventilnadel 48 ü- ber eine oder mehrere Zwischenstellung, deren Lage erfin- dungsgemäß geregelt wird, in die zweite Endstellung bewegt wird, ergibt sich ein verlangsamtes Öffnen des Ventils. Auf diese Weise können beispielsweise bei niedrigeren Motordrehzahlen unerwünschte hohe Druckgradienten zumindest verringert werden.When the control valve 22 begins to open (generally at the point in time at which fuel injection into the combustion chamber has ended "end of delivery"), a pressure rise occurs in the control chamber 50 by connecting it to the high-pressure chamber 38. The bore 52 guides this pressure increase approximately at the speed of sound into the actuator space 74 filled with fuel in front of the piezo element 76, which causes an increase in the pressure force on the piezo ceramic. The pressure rise occurring in the actuator space 76 also acts via the valve needle 48, which is designed as a piston, with the force transmission of the levers 56 and 58 as an additional force via the pressure piece 54 on the end face 78 of the piezo element 76. The resultant of these forces in this embodiment represents the controlled variable Regulation according to the invention. The resultant is evaluated by means of an electrical variable, for example the voltage, measured on the piezo element 76 at this time. This procedure can be used both when the valve needle 48 is moved to its second end position to open the control valve completely (total stroke) and when the valve needle 48 is to assume an intermediate position (partial stroke). During the current injection process, preferably at the latest from the next injection process, the desired partial stroke positions are achieved by superimposing corresponding offset values on the control variable of the control (for example the piezo voltage) present at the time of evaluation (= fuel-feeding). It should be noted that the target partial stroke positions can assume different values within a multiple control. If the valve needle 48 has one or more intermediate positions, the position of which is regulated according to the invention, is moved to the second end position, there is a slower opening of the valve. In this way, undesirable high pressure gradients can be at least reduced, for example, at lower engine speeds.
Figur 3 zeigt ein Flussdiagramm, das eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens veranschaulicht. Die in Figur 3 dargestellte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfah- rens, die auf das Piezoelement 76 von Figur 2 angewendet werden kann, beginnt beim Schritt SI. Anschließend wird beim Schritt S2 einen externe Spannung an das Piezoelement 76 angelegt, um das Steuerventil 22 zu schließen. Sobald das Kraftstoffförderende erreicht ist wird beim Schritt S3 fort- gefahren. Im Schritt S3 wird die externe Spannung vom Piezoelement 76 entfernt oder gesenkt, um das Steuerventil 22 zu öffnen. Anschließend wird die resultierende Kraft über eine elektrische Größe am Piezoelement 76 erfasst, beispielsweise über die am Piezoelement 76 anliegende Spannung. Anschließend wird im Schritt S4 die erfasste Kraft oder der erfassteFIG. 3 shows a flow diagram which illustrates an embodiment of the method according to the invention. The embodiment of the method according to the invention shown in FIG. 3, which can be applied to the piezo element 76 of FIG. 2, begins at step SI. Then, in step S2, an external voltage is applied to the piezo element 76 in order to close the control valve 22. As soon as the fuel delivery end is reached, the process continues in step S3. In step S3, the external voltage is removed or reduced from the piezo element 76 in order to open the control valve 22. The resulting force is then detected via an electrical variable on the piezo element 76, for example via the voltage applied to the piezo element 76. The detected force or the detected force is then in step S4
Kraftverlauf im Aktorraum 74 mit einer Sollkraft oder einem Sollkraftverlauf verglichen. Weiterhin wird ein neuer Wert für die externe Spannung bestimmt, beispielsweise indem Offsetwerte geeignet festgelegt werden. Sofern das erfindungsge- mäße Verfahren beim Schritt S5 nicht enden soll wird zurück zum Schritt S2 verzweigt. Anderenfalls endet das Verfahren beim Schritt S6.Force curve in the actuator chamber 74 compared with a target force or a target force curve. Furthermore, a new value for the external voltage is determined, for example by suitably setting offset values. If the method according to the invention is not intended to end in step S5, a branch is made back to step S2. Otherwise, the method ends in step S6.
Die Erfindung lässt sich wie folgt zusammenfassen: Die Erfin- düng betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung 80 zur Ansteuerung des Steuerventils 22 einer Pumpe-Düse-Einheit. Insbesondere um bei niedrigen Motordrehzahlen hohe Druckgradienten bei der Ventilabsteuerung zu vermeiden, wird die Lagegenauigkeit von Ventilteilhüben durch eine Regelung, insbeson- dere eine adaptive Regelung, verbessert. Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein. The invention can be summarized as follows: The invention relates to a method and a device 80 for controlling the control valve 22 of a pump-nozzle unit. In particular in order to avoid high pressure gradients during valve deactivation at low engine speeds, the positional accuracy of valve part strokes is improved by a control, in particular an adaptive control. The features of the invention disclosed in the above description, in the drawings and in the claims can be essential for realizing the invention both individually and in any combination.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur Ansteuerung eines Steuerventils (22) einer Pumpe-Düse-Einheit, wobei das Steuerventil (22) zumindest ein bewegliches Element (48) aufweist, das zum Schließen des Steuerventils (22) in eine erste Endstellung und zum vollständigen Öffnen des Steuerventils (22) in eine zweite Endstellung bewegbar ist d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass zur Einstellung von zumindest einer Zwischenstellung des zumindest einen beweglichen Elements (48) zumindest zeitweise eine Regelung, insbesondere eine adaptive Regelung eingesetzt wird.1. A method for controlling a control valve (22) of a pump-nozzle unit, wherein the control valve (22) has at least one movable element (48) for closing the control valve (22) in a first end position and for completely opening the control valve (22) can be moved into a second end position, characterized in that a control, in particular an adaptive control, is used at least temporarily to set at least one intermediate position of the at least one movable element (48).
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die zumindest eine Zwischenstellung für eine vorgegebene Zeitspanne eingestellt wird, wenn das zumindest eine bewegliche Element (48) zum Öffnen des Steuerventils (22) von der zweiten Endstellung in die erste Endstellung bewegt wird.2. The method according to claim 1, so that the at least one intermediate position is set for a predetermined period of time when the at least one movable element (48) for opening the control valve (22) is moved from the second end position into the first end position.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Ansteuerung des Steuerventils (22) durch elektrische Ansteuerung eines Stellgliedes (76) für das zumindest eine bewegliche Element (48) erfolgt.3. The method according to claim 1 or 2, d a d u r c h g e k e n e z e i c h n e t that the control valve (22) is controlled by electrical control of an actuator (76) for the at least one movable element (48).
4. Verfahren nach Anspruch 3, d a d u.r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Stellgröße der Regelung eine elektrische Größe ist, mit der das Stellglied (76) elektrisch angesteuert wird.4. The method of claim 3, d a d u.r c h g e k e n n z e i c h n e t that the manipulated variable of the control is an electrical variable with which the actuator (76) is electrically controlled.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Regelgröße der Regelung eine resultierende Kraft und/oder ein resultierender Kraftverlauf in Folge eines Drucks innerhalb zumindest eines Bereichs des Steuerventils ist, insbesondere ein sich beim Öffnen des Steuerventils einstellender Druck und/oder Druckverlauf innerhalb des zumindest einen Bereichs.5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the controlled variable of the control a resulting force and / or a resulting force curve as a result of a pressure within at least one area of the control valve is, in particular a pressure and / or pressure curve occurring when the control valve opens within the at least one area.
6. Verfahren nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Druck und/oder der Druckverlauf innerhalb des zumindest einen Bereichs (50, 74) des Steuerventils (22) über ein Piezoelement (76) erfasst wird.6. The method as claimed in claim 5, so that the pressure and / or the pressure profile within the at least one area (50, 74) of the control valve (22) is detected via a piezo element (76).
7. Verfahren nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Piezoelement (76) Bestandteil des Stellgliedes ist oder dieses bildet.7. The method according to claim 6, so that the piezo element (76) is part of the actuator or forms it.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der während eines aktuellen Öffnungsvorganges des Steuerventils (22) erfasste Druck und/oder Druckverlauf innerhalb des zumindest einen Bereichs (50, 74) des Steuerventils (22) für den aktuellen Öffnungsvorgang und/oder für zumindest einen nachfolgenden Öffnungsvorgang in die Regelung eingeht, insbesondere in Form von Offsetwerten zumindest einer elektrischen Größe, mit der das Stellglied (76) angesteuert wird.8. The method according to any one of claims 3 to 7, characterized in that the pressure and / or pressure curve detected during a current opening process of the control valve (22) within the at least one region (50, 74) of the control valve (22) for the current opening process and / or is included in the control for at least one subsequent opening process, in particular in the form of offset values of at least one electrical variable with which the actuator (76) is controlled.
9. Vorrichtung zur Ansteuerung eines Steuerventils (22) einer Pumpe-Düse-Einheit, wobei- das Steuerventil (22) zumindest ein bewegliches Element (48) aufweist, das zum Schließen des Steuerventils (22) in eine erste Endstellung und zum voll- ständigen Öffnen des Steuerventils (22) in eine zweite Endstellung bewegbar ist d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass sie zur Einstellung von zumindest einer Zwischenstellung des zumindest einen beweglichen Elements (48) zumindest zeit- weise eine Regelung, insbesondere eine adaptive Regelung durchführt . 9. Device for controlling a control valve (22) of a pump-nozzle unit, wherein the control valve (22) has at least one movable element (48), which for closing the control valve (22) into a first end position and for complete Opening the control valve (22) in a second end position is characterized in that it performs regulation, in particular adaptive regulation, at least temporarily to set at least one intermediate position of the at least one movable element (48).
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass sie die zumindest eine Zwischenstellung für eine vorgegebene Zeitspanne einstellt, wenn das zumindest eine bewegli- ehe Element (48) zum Öffnen des Steuerventils (22) von der zweiten Endstellung in die erste Endstellung bewegt wird.10. The device according to claim 9, so that it sets the at least one intermediate position for a predetermined period of time when the at least one movable element (48) for opening the control valve (22) is moved from the second end position into the first end position.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass sie die Ansteuerung des Steuerventils (22) durch elektrische Ansteuerung eines Stellgliedes (76) für das zumindest eine bewegliche Element (48) durchführt.11. The apparatus of claim 9 or 10, d a d u r c h g e k e n e z e i c h n e t that it controls the control valve (22) by electrical control of an actuator (76) for the at least one movable element (48).
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass sie zur Durchführung der Regelung eine elektrische Größe als Stellgröße verwendet, mit der sie das Stellglied (76) e- lektrisch ansteuert.12. The device according to claim 11, so that it uses an electrical variable as a manipulated variable for carrying out the control, with which it electrically controls the actuator (76).
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass sie als Regelgröße der Regelung eine resultierende Kraft und/oder einen resultierenden Kraftverlauf in Folge eines Drucks innerhalb zumindest eines Bereichs (50, 74) des Steu- erventils (22) verwendet, insbesondere einen sich beim Öffnen des Steuerventils (22) einstellenden Druck und/oder Druckverlauf innerhalb des zumindest einen Bereichs (50, 74) .13. Device according to one of claims 9 to 12, characterized in that it uses a resultant force and / or a resultant force curve as a control variable of the regulation as a result of a pressure within at least one area (50, 74) of the control valve (22), in particular a pressure and / or pressure curve occurring when the control valve (22) is opened within the at least one area (50, 74).
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Druck und/oder der Druckverlauf innerhalb des zumindest einen Bereichs (50, 74) des Steuerventils (22) über ein Piezoelement (76) erfasst wird.14. The device as claimed in claim 13, so that the pressure and / or the pressure profile within the at least one region (50, 74) of the control valve (22) is detected via a piezo element (76).
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Piezoelement (76) Bestandteil des Stellgliedes ist oder dieses bildet.15. The apparatus according to claim 14, characterized in that the piezo element (76) is part of the actuator or forms it.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass sie den während eines aktuellen Öffnungsvorganges des Steuerventils (22) erfassten Druck und/oder Druckverlauf innerhalb des zumindest einen Bereichs (50, 74) des Steuerventils (22) für den aktuellen Öffnungsvorgang und/oder für zu- mindest einen nachfolgenden Öffnungsvorgang in die Regelung einbezieht, insbesondere in Form von Offsetwerten zumindest einer elektrischen Größe, mit der sie das Stellglied (76) ansteuert. 16. Device according to one of claims 11 to 15, characterized in that it detects the pressure and / or pressure profile detected during the current opening process of the control valve (22) within the at least one region (50, 74) of the control valve (22) for the current opening process and / or for at least one subsequent opening process in the control, in particular in the form of offset values of at least one electrical variable with which it controls the actuator (76).
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1598547A2 (en) 2004-05-19 2005-11-23 Volkswagen Mechatronic GmbH & Co. KG Pump injector

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62150070A (en) * 1985-12-24 1987-07-04 Nippon Denso Co Ltd Fuel injection device
US4782807A (en) * 1986-09-05 1988-11-08 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Unit injector for an internal combustion engine
US5036821A (en) * 1988-11-07 1991-08-06 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel injection system for an internal combustion engine
EP0277939B1 (en) 1987-02-04 1992-11-04 Robert Bosch Ag Fuel injection device
DE19835494A1 (en) 1998-08-06 2000-02-10 Bosch Gmbh Robert Pump-nozzle unit for supplying fuel to a combustion chamber of a direct-injection control valve
DE19939457A1 (en) * 1999-08-20 2001-03-01 Bosch Gmbh Robert Hydraulic control device
EP1098087A1 (en) * 1999-10-09 2001-05-09 Delphi Technologies, Inc. Fuel Injector
DE10035814A1 (en) * 2000-07-22 2002-01-31 Bosch Gmbh Robert Method for controlling an injection valve for fuel injection into an internal combustion engine

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10024662B4 (en) * 2000-05-18 2005-12-15 Siemens Ag Method for operating an injection valve

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62150070A (en) * 1985-12-24 1987-07-04 Nippon Denso Co Ltd Fuel injection device
US4782807A (en) * 1986-09-05 1988-11-08 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Unit injector for an internal combustion engine
EP0277939B1 (en) 1987-02-04 1992-11-04 Robert Bosch Ag Fuel injection device
US5036821A (en) * 1988-11-07 1991-08-06 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel injection system for an internal combustion engine
DE19835494A1 (en) 1998-08-06 2000-02-10 Bosch Gmbh Robert Pump-nozzle unit for supplying fuel to a combustion chamber of a direct-injection control valve
DE19939457A1 (en) * 1999-08-20 2001-03-01 Bosch Gmbh Robert Hydraulic control device
EP1098087A1 (en) * 1999-10-09 2001-05-09 Delphi Technologies, Inc. Fuel Injector
DE10035814A1 (en) * 2000-07-22 2002-01-31 Bosch Gmbh Robert Method for controlling an injection valve for fuel injection into an internal combustion engine

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 011, no. 380 (M - 650) 11 December 1987 (1987-12-11) *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1598547A2 (en) 2004-05-19 2005-11-23 Volkswagen Mechatronic GmbH & Co. KG Pump injector
DE102004024926A1 (en) * 2004-05-19 2005-12-15 Volkswagen Mechatronic Gmbh & Co. Kg Pump-nozzle unit
EP1598547A3 (en) * 2004-05-19 2006-03-15 Volkswagen Mechatronic GmbH & Co. KG Pump injector

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