DE102010040761A1 - Method for adjusting piezoelectric actuator module of piezoelectric injector to operate module, involves measuring stroke of actuator at reference temperature, and storing measured value of stroke together with characteristics of module - Google Patents

Method for adjusting piezoelectric actuator module of piezoelectric injector to operate module, involves measuring stroke of actuator at reference temperature, and storing measured value of stroke together with characteristics of module Download PDF

Info

Publication number
DE102010040761A1
DE102010040761A1 DE102010040761A DE102010040761A DE102010040761A1 DE 102010040761 A1 DE102010040761 A1 DE 102010040761A1 DE 102010040761 A DE102010040761 A DE 102010040761A DE 102010040761 A DE102010040761 A DE 102010040761A DE 102010040761 A1 DE102010040761 A1 DE 102010040761A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
module
piezoelectric actuator
stroke
temperature
piezoelectric
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.)
Withdrawn
Application number
DE102010040761A
Other languages
German (de)
Inventor
Peter Cromme
Alexander Hedrich
Daniel Hammer
Helmut Sommariva
Hong Zhang
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.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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 Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE102010040761A priority Critical patent/DE102010040761A1/en
Publication of DE102010040761A1 publication Critical patent/DE102010040761A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

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
    • F02D41/24—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
    • F02D41/2406—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using essentially read only memories
    • F02D41/2425—Particular ways of programming the data
    • F02D41/2429—Methods of calibrating or learning
    • F02D41/2441—Methods of calibrating or learning characterised by the learning conditions
    • 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
    • F02D41/24—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
    • F02D41/2406—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using essentially read only memories
    • F02D41/2425—Particular ways of programming the data
    • F02D41/2429—Methods of calibrating or learning
    • F02D41/2451—Methods of calibrating or learning characterised by what is learned or calibrated
    • F02D41/2464—Characteristics of actuators
    • F02D41/2467—Characteristics of actuators for injectors
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
    • H02N2/02—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing linear motion, e.g. actuators; Linear positioners ; Linear motors
    • H02N2/06—Drive circuits; Control arrangements or methods
    • H02N2/062—Small signal circuits; Means for controlling position or derived quantities, e.g. for removing hysteresis
    • 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
    • F02D41/24—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
    • F02D41/2406—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using essentially read only memories
    • F02D41/2409—Addressing techniques specially adapted therefor
    • F02D41/2422—Selective use of one or more tables
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/21—Fuel-injection apparatus with piezoelectric or magnetostrictive elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/80—Fuel injection apparatus manufacture, repair or assembly
    • F02M2200/8092—Fuel injection apparatus manufacture, repair or assembly adjusting or calibration
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/50—Piezoelectric or electrostrictive devices having a stacked or multilayer structure

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Abstract

The method involves controlling a piezoelectric actuator (14) of a piezoelectric actuator module (12) by applying control voltage to the actuator. A stroke of the actuator is measured at reference temperature, and the measured value of the stroke at the reference temperature is stored together with characteristics of the module, where room temperature is used as the reference temperature. The characteristics of the module are determined by executing a set of measurements at the module, where the characteristics are stored in the form of a table. Independent claims are also included for the following: (1) a method for operating a piezoelectric actuator module (2) a piezoelectric actuator module comprising a piezoelectric actuator.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einstellen eines Piezoaktormoduls und ein Verfahren zum Betreiben ein Piezoaktormoduls sowie ein Piezoaktormodul.The invention relates to a method for adjusting a piezoelectric actuator module and a method for operating a piezoelectric actuator module and a piezoelectric actuator module.

Stand der TechnikState of the art

Ein Piezoaktormodul besteht regelmäßig aus einem Piezoaktor mit übereinander gestapelten aktiven Piezoelementen und inaktiven bzw. passiven Bereichen am Kopf und Fuß des Piezoaktors, wobei die aktiven Piezoelemente aus jeweils mit Innenelektroden eingefassten Piezolagen bzw. Piezokeramiken gebildet sind, einer Modulhülse, einem Modulfuß und einer an einem Aktorkopf befindlichen Membran. Ein solches Piezoaktormodul wird in einen Piezoinjektor eingebaut, der eine der Hauptkomponenten des Common-Rail-Injektorsystems (CRI) bildet. Piezoelemente weisen die Eigenschaft auf, dass diese sich als Funktion einer angelegten oder in ihnen auftretenden Spannung zusammenziehen oder ausdehnen. Auf diese Weise kann ein Öffnen und Schließen eines Ventils des Piezoinjektors bewirkt werden.A piezoelectric actuator module regularly consists of a piezoelectric actuator with stacked active piezoelectric elements and inactive or passive regions on the head and foot of the piezoactuator, the active piezoelectric elements being formed by piezoelectric layers or piezoceramics surrounded by internal electrodes, a module sleeve, a module foot and a contactor Actuator head located membrane. Such a piezoelectric actuator module is installed in a piezo injector, which forms one of the main components of the common rail injector system (CRI). Piezoelectric elements have the property that they contract or expand as a function of an applied or occurring voltage. In this way, opening and closing of a valve of the piezo injector can be effected.

Die aktiven Piezoelemente des Piezoaktors tragen somit unter Beaufschlagung durch ein elektrisches Feld zu einer Bauteildehnung bei. Dabei ist zu beachten, dass diese Bauteildehnung des Piezoaktors sich temperaturabhängig verhält. Um das temperaturabhängige Verhalten der Piezoinjektoren nutzen zu können, wird überlegt, ein Temperaturkorrekturalgorithmus im Steuergerät, das zur Ansteuerung vorgesehen ist, zu hinterlegen.The active piezo elements of the piezoelectric actuator thus contribute to a component elongation when acted upon by an electric field. It should be noted that this component elongation of the piezoelectric actuator behaves temperature-dependent. In order to be able to use the temperature-dependent behavior of the piezoinjectors, consideration is given to depositing a temperature correction algorithm in the control unit which is intended for activation.

Im aktuellen Serienprozess wird bei der Klassifizierung der Injektoren bislang nur der Raumtemperaturwert des Hubs berücksichtigt, d. h. das unterschiedliche Verhalten von hubschwachen und hubstarken Aktoren in Abhängigkeit von der Temperatur wird nicht berücksichtigt.In the current series process, the classification of the injectors so far takes into account only the room temperature value of the stroke. H. the different behavior of low-lift and high-lift actuators as a function of the temperature is not taken into account.

Ein Verfahren zum Betreiben eines piezoelektrischen Aktors für ein Kraftstoffeinspritzventil einer Brennkraftmaschine ist in der Druckschrift DE 10 2008 042 146 A1 beschrieben. Im Rahmen des Verfahrens wird der Aktor mittels eines Models, insbesondere in Form eines Kennfelds, beaufschlagt. Weiterhin wird das Kennfeld aktorspezifisch über eine Betriebsdauer des Aktors zumindest teilweise modifiziert. Weiterhin ist vorgesehen, mit dem Kennfeld eine Abhängigkeit des piezoelektrischen Aktors von der Temperatur zu berücksichtigen.A method for operating a piezoelectric actuator for a fuel injection valve of an internal combustion engine is in the document DE 10 2008 042 146 A1 described. In the context of the method, the actuator is acted upon by means of a model, in particular in the form of a characteristic diagram. Furthermore, the map is at least partially modified actuator specific over a period of operation of the actuator. Furthermore, it is provided to take into account with the characteristic diagram a dependence of the piezoelectric actuator on the temperature.

Ein Kraftstoffeinspritzsystem mit einem piezoelektrischen Element zum Steuern einer eingespritzten Kraftstoffmenge ist Gegenstand der Druckschrift DE 600 05 786 T2 . Dieses Kraftstoffeinspritzsystem umfasst eine Steuereinheit, um eine Aktivierungsspannung zum Laden des piezoelektrischen Elements als Funktion der Temperatur des piezoelektrischen Elements zu bestimmen. Dabei weist die Steuereinheit eine temperaturabhängige Hysteresekurve auf, die einen Aktorweg des piezoelektrischen Elements zu der Spannung am piezoelektrischen Element in Beziehung setzt und zum Bestimmen der Aktivierungsspannung verwendet wird.A fuel injection system with a piezoelectric element for controlling an amount of fuel injected is the subject of the document DE 600 05 786 T2 , This fuel injection system includes a control unit for determining an activation voltage for charging the piezoelectric element as a function of the temperature of the piezoelectric element. In this case, the control unit has a temperature-dependent hysteresis curve which relates an actuator travel of the piezoelectric element to the voltage at the piezoelectric element and is used to determine the activation voltage.

Ein Verfahren zur Ansteuerung einer geschichteten piezoelektrischen Vorrichtung ist aus der Druckschrift DE 60 2004 005 550 T2 bekannt. Im Rahmen dieses Verfahrens ist unter anderem vorgesehen, dass eine Rate einer Temperaturabhängigkeit eines piezoelektrischen Moduls definiert wird. Außerdem ist beschrieben, dass die geschichtete piezoelektrische Vorrichtung als eine Ansteuerungsenergiequelle für eine Einspritzvorrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff in eine Verbrennungskraftmaschine verwendet wird.A method for driving a layered piezoelectric device is disclosed in the document DE 60 2004 005 550 T2 known. Among other things, it is provided in the context of this method that a rate of a temperature dependence of a piezoelectric module is defined. In addition, it is described that the laminated piezoelectric device is used as a driving power source for an injector for injecting fuel into an internal combustion engine.

Die Druckschrift DE 101 08 576 A1 beschreibt eine Vorrichtung zur Temperaturkompensation einer piezoelektrischen Einrichtung. Die gezeigte Vorrichtung umfasst eine Temperaturkompensationsschaltung, die derart zu betreiben ist, dass ein erstes Steuersignal entsprechend einer erwünschten Position der piezoelektrischen Einrichtung aufgenommen und ein zweites Steuersignal ansprechend auf das erste Steuersignal erzeugt wird. Dabei ist vorgesehen, dass das erste Steuersignal ansprechend auf eine abgeschätzte Temperatur in der Nähe der piezoelektrischen Einrichtung zu kompensieren ist. Die Vorrichtung umfasst weiterhin eine Steuerschaltung für die piezoelektrische Einrichtung, die mit der Temperaturkompensationsschaltung gekoppelt und derart betrieben wird, dass das zweite Steuersignal aufgenommen und ein drittes Steuersignal ansprechend auf das zweite Steuersignal erzeugt wird, wobei das zweite Steuersignal dazu geeignet ist, die piezoelektrische Einrichtung in die gewünschte Position zu treiben. Außerdem weist die Temperaturkompensationsschaltung eine erste Datenstruktur auf, die dazu geeignet ist, das erste Steuersignal mit der abgeschätzten Temperatur in der Nähe der piezoelektrischen Einrichtung in Beziehung zu setzen, um dabei das zweite Steuersignal zu erzeugen.The publication DE 101 08 576 A1 describes a device for temperature compensation of a piezoelectric device. The illustrated apparatus includes a temperature compensation circuit to be operated to receive a first control signal corresponding to a desired position of the piezoelectric device and to generate a second control signal in response to the first control signal. It is provided that the first control signal is to be compensated in response to an estimated temperature in the vicinity of the piezoelectric device. The device further comprises a piezoelectric device control circuit coupled to the temperature compensation circuit and operated to receive the second control signal and generate a third control signal in response to the second control signal, the second control signal being adapted to cause the piezoelectric device in FIG to drive the desired position. In addition, the temperature compensation circuit has a first data structure adapted to relate the first control signal to the estimated temperature in the vicinity of the piezoelectric device to thereby generate the second control signal.

Aus den vorstehend genannten Druckschriften ist eine Temperaturkompensation bekannt, wobei diese in Verbindung mit einer gemessenen Kapazität oder Polarisation, auf Basis einer Temperaturmessung oder Abschätzung aus weiteren Zuständen im Motor durchgeführt wird. Es ist also notwendig, neben der Temperatur eine zweite Größe, die das Aktorverhalten beschreibt, messtechnisch zu erfassen. A temperature compensation is known from the above-mentioned publications, this being carried out in conjunction with a measured capacitance or polarization on the basis of a temperature measurement or estimation from further states in the motor. It is therefore necessary, in addition to the temperature, to measure a second quantity which describes the actuator behavior.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Vor diesem Hintergrund werden ein Verfahren zum Einstellen eines Piezoaktormoduls gemäß Anspruch 1, ein Verfahren zum Betreiben eines Piezoaktormoduls nach Anspruch 5 und ein Piezoaktormodul mit den Merkmalen des Anspruchs 8 vorgestellt. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen und der Beschreibung.Against this background, a method for adjusting a piezoelectric actuator module according to claim 1, a method for operating a piezoelectric actuator module according to claim 5 and a piezoelectric actuator module with the features of claim 8 are presented. Further embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims and the description.

Es wird somit in Ausgestaltung durch Codierung der Funktion: f(Hub bei RT) = h(h25°C, T) = A(h25°C)·T + B(h25°C) des Piezoaktormoduls bei einer Referenztemperatur, in diesem Fall der Raumtemperatur, im Injektor und der Speicherung eines Kennfelds, das das Temperaturverhalten des Aktors wiedergibt, im Steuergerät das temperaturabhängige Verhalten des Piezoaktormoduls und damit des Piezoinjektors nutzbar gemacht. Dabei bezeichnet die Größe h den Hub. A und B sind Werte, die aus dem Temperatur-Kennfeld zu entnehmen sind.It is thus in an embodiment by coding the function: f (stroke at RT) = h (h 25 ° C. , T) = A (h 25 ° C. ) × T + B (h 25 ° C. ) the piezoelectric actuator at a reference temperature, in this case the room temperature, in the injector and storing a map that reflects the temperature behavior of the actuator in the control unit, the temperature-dependent behavior of the piezoelectric actuator and thus the piezoelectric injector used. The size h denotes the stroke. A and B are values taken from the temperature map.

Dies kann über die Verarbeitung der vorliegenden Informationen Temperatur im Piezoaktor, Piezoaktorhub bei Referenztemperatur, wie bspw. Raumtemperatur (RT), und das Temperatur-Kennfeld des Piezoaktor über eine Variation der Betriebsspannung am Piezoinjektor erfolgen. Der Vorteil der dargelegten Vorgehensweise ergibt sich aus einem über den gesamten Betriebstemperaturbereich konstanten Mengenkennfeld.This can be done via the processing of the present information temperature in the piezoelectric actuator, Piezoaktorhub at reference temperature, such as. Room temperature (RT), and the temperature characteristic of the piezoelectric actuator via a variation of the operating voltage at the piezoelectric injector. The advantage of the procedure described results from a constant over the entire operating temperature range quantity map.

Es wird folglich eine vorteilhafte Nutzung des temperaturabhängigen Verhaltens von Piezoinjektoren erreicht. Diese Nutzung wird ermöglicht durch die Codierung des Referenztemperaturwerts, regelmäßig des Raumtemperaturwerts, des Piezoaktorhubs im Piezoinjektor sowie die Messung der Piezoaktortemperatur im Betrieb und Speicherung des Referenztemperatur-hubabhängigen-Temperaturkennfelds des Piezoaktors im Steuergerät. Das Steuergerät kann mittels des bezogen auf die Temperatur und Referenztemperatur hubabhängigen Spannungskorretur-Kennfelds den Piezoinjektor durch Variation der Steuer- bzw. Betriebsspannung den Betriebstemperaturen anpassen.Consequently, an advantageous use of the temperature-dependent behavior of piezoinjectors is achieved. This use is made possible by the coding of the reference temperature value, regularly the room temperature value, the Piezoaktorhubs in Piezoinjektor and the measurement of the piezoelectric actuator temperature during operation and storage of the reference temperature-stroke-dependent temperature characteristic of the piezoelectric actuator in the control unit. The control unit can adapt the operating temperatures to the piezoinjector by varying the control or operating voltage by means of the voltage variation characteristic dependent on the temperature and reference temperature.

Im Gegensatz zu den Verfahren aus dem Stand der Technik wird hiermit eine Möglichkeit vorgestellt, auf die individuelle Temperaturabhängigkeit der Piezoaktoren über die Information Piezoaktorhub bei Referenztemperatur, regelmäßig Raumtemperatur, zurückzuschließen. Dabei kann die Erkenntnis, die über viele Messungen an vielen Piezoaktormodulen empirisch ermittelt wurde, in Form einer Steuerung genutzt werden, bei der aus einem Kennfeld die richtige Kennlinie über eine Zusatzinformation, nämlich Piezoaktorhub bei Referenztemperatur, die bspw. bei der Montage des Piezoaktormoduls oder Piezoinjektors gemessen wird, auszuwählen ist.In contrast to the methods of the prior art, hereby presented a possibility to infer the individual temperature dependence of the piezo actuators on the information Piezoaktorhub at reference temperature, regularly room temperature. In this case, the knowledge that has been determined empirically over many measurements on many piezoelectric actuator modules, can be used in the form of a control in which the characteristic from an engine map via additional information, namely Piezoaktorhub at reference temperature, eg. When installing the piezoelectric actuator or piezoelectric injector is to be selected.

Die beschriebene temperaturabhängige Spannungskorrektur am Piezoinjektor kann in einem CRI-System zur Anwendung kommen.The described temperature-dependent voltage correction on the piezoinjector can be used in a CRI system.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen.Further advantages and embodiments of the invention will become apparent from the description and the accompanying drawings.

Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the respectively specified combination but also in other combinations or alone, without departing from the scope of the present invention.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Ausführungsform eines Piezoinjektors. 1 shows a schematic representation of an embodiment of a piezoelectric injector.

2 zeigt in einem Graphen der Verlauf linearer Funktionen das Temperaturverhalten des Hubs gegenüber der relativen Hubänderung. 2 shows in a graph the course of linear functions, the temperature behavior of the stroke relative to the relative stroke change.

Ausführungsformen der Erfindung Embodiments of the invention

Die Erfindung ist anhand von Ausführungsformen in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben.The invention is schematically illustrated by means of embodiments in the drawings and will be described in detail below with reference to the drawings.

1 zeigt eine Ausführung eines Piezoinjektors, der insgesamt mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet ist. In diesem ist ein Piezoaktormodul 12 vorgesehen, das wiederum einen Piezoaktor 14 mit Piezoelementen 16 umfasst. Der Piezoaktor 14 wird von einem Steuergerät 18 angesteuert. Es ist weiterhin eine Ventilnadel 20, die auf einem Ventilsitz 22 aufsitzen kann, dargestellt. Ist die Ventilnadel 20 von dem Ventilsitz 22 abgehoben, so ist der Piezoinjektor 10 geöffnet und es wird Kraftstoff 32 eingespritzt. 1 shows an embodiment of a piezoinjector, in total with the reference numeral 10 is designated. This is a piezo actuator module 12 provided, which in turn a piezoelectric actuator 14 with piezo elements 16 includes. The piezo actuator 14 is from a control unit 18 driven. It is still a valve needle 20 on a valve seat 22 can sit up, shown. Is the valve needle 20 from the valve seat 22 lifted, so is the piezo injector 10 it will open and it will be fuel 32 injected.

Weiterhin zeigt die Darstellung einen Koppler 24 mit einem Kopplergehäuse 26. In dem Kopplergehäuse 26 sind zwei Kolben 28, 30 geführt.Furthermore, the illustration shows a coupler 24 with a coupler housing 26 , In the coupler housing 26 are two pistons 28 . 30 guided.

In 2 ist an einer Abszisse 150 der Hub bei Raumtemperatur im μm und an einer Ordinate 152 die relative Hubänderung in % aufgetragen. Die Abbildung zeigt die Temperaturkurven des Hubs von 80°C bis 160°C und somit ein Kennfeld 160, das bei den beschriebenen Verfahren hinterlegt wird. Aus der Grafik geht hervor, dass es sich hierbei um ein lineares Verhalten handelt: y = A·x + B In 2 is at an abscissa 150 the stroke at room temperature in microns and at an ordinate 152 the relative stroke change in% is plotted. The figure shows the temperature curves of the stroke from 80 ° C to 160 ° C and thus a map 160 , which is deposited in the described method. The graph shows that this is a linear behavior: y = A x + B

y bezeichnet den relativen Hubwert und x den Hubwert bei Raumtemperatur. Der Verlauf der gezeigten Kurven ergibt sich empirisch, nämlich durch Messung unterschiedlicher Piezoaktoren und Mittelung der Werte. Es wird somit die Erkenntnis genutzt, die über viele Messungen an unterschiedlichen Piezoaktoren ermittelt wurde. Bei einer Steuerung kann aus dem Kennfeld der 2 die richtige Kurve bzw. Kennlinie über die Zusatzinformation, nämlich der Aktorhub bei Raumtemperatur, ausgewählt werden. Entsprechende Kennfelder können bei anderen Referenztemperaturen, die sich von der Raumtemperatur unterscheiden, erstellt werden.y denotes the relative stroke value and x the stroke value at room temperature. The course of the curves shown results empirically, namely by measuring different piezo actuators and averaging the values. It thus uses the knowledge that has been determined over many measurements on different piezo actuators. In a controller can from the map of the 2 the correct curve or characteristic over the additional information, namely the Aktorhub at room temperature, are selected. Corresponding maps can be created at other reference temperatures that differ from the room temperature.

Tabelle 1 gibt Werte für A und B wieder. T [°C] A B 80 –1,138 157,32 90 –1,314 165,57 100 –1,451 171,64 110 –1,588 177,54 120 –1,712 182,84 130 –1,796 186,14 140 –1,840 187,53 150 –1,884 188,91 160 –1,912 189,51 Tabelle 1 Table 1 shows values for A and B. T [° C] A B 80 -1.138 157.32 90 -1.314 165.57 100 -1.451 171.64 110 -1.588 177.54 120 -1.712 182.84 130 -1.796 186.14 140 -1.840 187.53 150 -1.884 188.91 160 -1.912 189.51 Table 1

Mittels des vorstehenden Kennfelds 160 und der sich daraus ergebenden Tabelle 1, die alternativ oder ergänzend hinterlegt werden kann, wird injektorindividuell der Hub bei der aktuellen Aktor-Temperatur berechnet und aus dem berechneten Hub können die entsprechenden Korrekturwerte für die Steuerspannung, bspw. die Lade-Spannung, Ladung oder Lade-Energie, errechnet werden. Auf diese Weise wird die erforderliche Steuerspannung ermittelt und dann eingestellt.By means of the above map 160 and the resulting table 1, which can be stored as an alternative or in addition, injector-individually the stroke at the current actuator temperature is calculated and from the calculated stroke, the corresponding correction values for the control voltage, eg. The charging voltage, charge or charge -Energy, to be calculated. In this way, the required control voltage is determined and then adjusted.

Zur Bestimmung der Temperaturkurven werden Piezoelemente, die bei Raumtemperatur verschiedene Hübe aufweisen, auf die exemplarisch angegebenen Temperaturen zwischen 80°C und 160°C erwärmt und für jedes Piezoelement mit individuellem Hub bei Raumtemperatur für jede der exemplarisch angegebenen Temperaturen eine prozentuale relative Hubänderung gemessen. Weiterhin wird für jede der angegebenen Temperaturen eine Temperaturkurve ermittelt. Dabei gibt eine Temperaturkurve für jeweils eine Temperatur die prozentuale relative Hubänderung für alle durch Messung untersuchten Piezoelemente in Abhängigkeit von dem jeweils piezoelement-individuellen Hub bei Raumtemperatur wieder.To determine the temperature curves, piezoelectric elements having different strokes at room temperature are heated to the temperatures exemplified between 80 ° C and 160 ° C and a percentage relative stroke change is measured for each piezo element with individual stroke at room temperature for each of the temperatures exemplified. Furthermore, a temperature curve is determined for each of the specified temperatures. In this case, a temperature curve for one temperature in each case represents the percentage relative change in stroke for all the piezoelements investigated by measurement as a function of the respective piezoelement-individual stroke at room temperature.

Bei den Temperaturkurven handelt es sich um Geraden, wie in dem Diagramm aus 1 gezeigt ist. Dabei umfasst jede als Gerade ausgebildete Temperaturkurve, die für die jeweilige Temperatur ermittelt wird, als Parameter eine für diese Temperatur individuelle Steigung A (T, h25°C) und einen für diese Temperatur individuellen Wert B (T, h25°C) bei dem die Gerade eine Achse (nicht in 2 zu erkennen) für die relative prozentuale Hubänderung schneidet. The temperature curves are straight lines, as in the diagram 1 is shown. In this case, each temperature curve formed as a straight line, which is determined for the respective temperature, includes as parameter an individual slope A (T, h 25 ° C. ) for this temperature and an individual value B (T, h 25 ° C. ) for this temperature the straight line is an axis (not in 2 to detect) for the relative percentage change in stroke.

Zur Bestimmung des Hubs für ein Piezoelement bei einer bestimmten Temperatur wird dieser Hub aus der Temperaturkurve, die für die jeweilige Temperatur ermittelt wird, verwendet. Unter Berücksichtigung der ermittelten Temperaturabhängigkeit des Hubs kann, um einen gewünschten Hub zu erreichen, eine an ein Piezoaktormodul anzulegende Steuer- bzw. Betriebsspannung (Ladespannung usw.) für die jeweilige Betriebstemperatur angepasst werden.To determine the stroke for a piezo element at a specific temperature, this stroke is used from the temperature curve determined for each temperature. Taking into account the determined temperature dependence of the stroke can, in order to achieve a desired stroke, to be applied to a piezoelectric actuator control or operating voltage (charging voltage, etc.) for the respective operating temperature can be adjusted.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102008042146 A1 [0005] DE 102008042146 A1 [0005]
  • DE 60005786 T2 [0006] DE 60005786 T2 [0006]
  • DE 602004005550 T2 [0007] DE 602004005550 T2 [0007]
  • DE 10108576 A1 [0008] DE 10108576 A1 [0008]

Claims (10)

Verfahren zum Einstellen eines Piezoaktormoduls (12), das einen Piezoaktor (14) umfasst, der über Anlegen einer Steuerspannung anzusteuern ist, bei dem ein Hub des Piezoaktors (14) bei einer Referenztemperatur gemessen wird und der gemessene Wert für den Hub bei der Referenztemperatur zusammen mit einem Kennfeld (160) hinterlegt wird.Method for setting a piezoelectric actuator module ( 12 ), which has a piezoelectric actuator ( 14 ), which is to be controlled by applying a control voltage, in which a stroke of the piezoelectric actuator ( 14 ) is measured at a reference temperature and the measured value for the stroke at the reference temperature together with a characteristic map ( 160 ) is deposited. Verfahren nach Anspruch 1, das bei Montage des Piezoaktormoduls (12) durchgeführt wird.Method according to claim 1, which when assembling the piezoelectric actuator module ( 12 ) is carried out. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das Kennfeld (160) über mehrere Messungen an mehreren Piezoaktormodulen ermittelt wird.Method according to Claim 1 or 2, in which the characteristic field ( 160 ) is determined over several measurements on several piezo actuator modules. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem das Kennfeld (160) in Form einer Tabelle hinterlegt wird.Method according to one of Claims 1 to 3, in which the characteristic field ( 160 ) is stored in the form of a table. Verfahren zum Betreiben eines Piezoaktormoduls (12), das einen Piezoaktor (14) umfasst, der über Anlegen einer Steuerspannung angesteuert wird, wobei das Piezoaktormodul (12) nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4 eingestellt ist, wobei während des Betriebs die aktuelle Temperatur des Piezoaktors (14) gemessen wird und anhand des hinterlegten Werts für den Hub bei der Referenztemperatur mittels des hinterlegten Kennfelds (160) eine temperaturbedingte relative Hubänderung bestimmt wird.Method for operating a piezoelectric actuator module ( 12 ), which has a piezoelectric actuator ( 14 ), which is controlled by applying a control voltage, wherein the piezoelectric actuator module ( 12 ) is set according to a method according to one of claims 1 to 4, wherein during operation, the current temperature of the piezoelectric actuator ( 14 ) and based on the stored value for the stroke at the reference temperature by means of the stored characteristic map ( 160 ) a temperature-related relative stroke change is determined. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem die bestimmte relative Hubänderung dazu verwendet wird, die Steuerspannung einzustellen.The method of claim 5, wherein the determined relative stroke change is used to adjust the control voltage. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, bei dem als Referenztemperatur Raumtemperatur verwendet wird.A method according to claim 5 or 6, wherein the reference temperature is room temperature. Piezoaktormoduls, insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, das einen Piezoaktor (14) umfasst, der über Anlegen einer Steuerspannung anzusteuern ist, wobei das Piezoaktormodul (12) derart eingerichtet ist, dass die Steuerspannung anhand eines hinterlegten Werts für einen Hub bei einer Referenztemperatur und eines hinterlegten Kennfelds (160) einzustellen ist.Piezoactuator module, in particular for carrying out a method according to one of Claims 1 to 7, which has a piezoelectric actuator ( 14 ), which is to be controlled by applying a control voltage, wherein the piezoelectric actuator module ( 12 ) is arranged such that the control voltage based on a stored value for a stroke at a reference temperature and a stored map ( 160 ) is to be adjusted. Piezoaktormodul nach Anspruch 8, bei dem der Piezoaktor (14) übereinandergestapelte Piezoelemente (16) aufweist.Piezoelectric actuator according to Claim 8, in which the piezoelectric actuator ( 14 ) stacked piezoelectric elements ( 16 ) having. Piezoaktormodul, das für einen Einsatz in einem Piezoinjektor (10) ausgelegt ist.Piezo actuator module suitable for use in a piezo injector ( 10 ) is designed.
DE102010040761A 2010-09-14 2010-09-14 Method for adjusting piezoelectric actuator module of piezoelectric injector to operate module, involves measuring stroke of actuator at reference temperature, and storing measured value of stroke together with characteristics of module Withdrawn DE102010040761A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102010040761A DE102010040761A1 (en) 2010-09-14 2010-09-14 Method for adjusting piezoelectric actuator module of piezoelectric injector to operate module, involves measuring stroke of actuator at reference temperature, and storing measured value of stroke together with characteristics of module

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102010040761A DE102010040761A1 (en) 2010-09-14 2010-09-14 Method for adjusting piezoelectric actuator module of piezoelectric injector to operate module, involves measuring stroke of actuator at reference temperature, and storing measured value of stroke together with characteristics of module

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102010040761A1 true DE102010040761A1 (en) 2012-03-15

Family

ID=45755915

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102010040761A Withdrawn DE102010040761A1 (en) 2010-09-14 2010-09-14 Method for adjusting piezoelectric actuator module of piezoelectric injector to operate module, involves measuring stroke of actuator at reference temperature, and storing measured value of stroke together with characteristics of module

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102010040761A1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10108576A1 (en) 2000-03-21 2001-09-27 Caterpillar Inc Device for temperature compensation of piezoelectric device, generates control signal compensated in response to estimated temperature near piezoelectric device
DE60005786T2 (en) 2000-04-01 2004-08-12 Robert Bosch Gmbh Optimization of injection systems using piezoelectric elements by compensating for the temperature dependence
DE602004005550T2 (en) 2003-10-21 2007-12-06 Denso Corp., Kariya Method for driving a layered piezoelectric device
DE102008042146A1 (en) 2008-09-17 2010-03-18 Robert Bosch Gmbh Method for operating piezoelectric actuator, particularly fuel injector of internal combustion engine of motor vehicle, involves determining control parameter for pressurization of actuator by model

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10108576A1 (en) 2000-03-21 2001-09-27 Caterpillar Inc Device for temperature compensation of piezoelectric device, generates control signal compensated in response to estimated temperature near piezoelectric device
DE60005786T2 (en) 2000-04-01 2004-08-12 Robert Bosch Gmbh Optimization of injection systems using piezoelectric elements by compensating for the temperature dependence
DE602004005550T2 (en) 2003-10-21 2007-12-06 Denso Corp., Kariya Method for driving a layered piezoelectric device
DE102008042146A1 (en) 2008-09-17 2010-03-18 Robert Bosch Gmbh Method for operating piezoelectric actuator, particularly fuel injector of internal combustion engine of motor vehicle, involves determining control parameter for pressurization of actuator by model

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1999359B1 (en) Method of determining an opening voltage of a piezoelectric injector
DE112016003323T5 (en) Apparatus for controlling fuel injection in an internal combustion engine
EP2449238A1 (en) Method and device for operating an internal combustion engine
DE102011089296B4 (en) Method and device for calibrating a fuel metering system of a motor vehicle
EP2758650A1 (en) Method for assessing an injection behaviour of at least one injection valve in an internal combustion engine and operating method for an internal combustion engine
DE102018213114A1 (en) Method and device for operating an internal combustion engine with a common rail injection system
DE102008002482A1 (en) Method and device for calibrating a Kraftstoffzumesssystems an internal combustion engine, in particular a motor vehicle
DE102006039522B4 (en) Method for the Leerhubsteuerung a fuel injection device
WO2013139671A1 (en) Method for operating a fuel injection system and a fuel injection system comprising fuel injection valves with a piezo direct-drive
DE10319530B4 (en) Method and device for monitoring an electromechanical actuator
WO2014166690A1 (en) Method for operating a common rail system of a motor vehicle having a redundant rail pressure sensor
WO2019101518A1 (en) Method and device for determining the opening time of the servo valve of a piezo injector
DE102013201500A1 (en) Method of customizing rail pressure in common-rail injection system of motor vehicle, involves adjusting actual course of injection flow to standard curve corresponding to rail pressure change
DE10349307B3 (en) Diagnostic procedure for an electromechanical actuator
DE102007011693B4 (en) Method and device for controlling an internal combustion engine
DE102010040761A1 (en) Method for adjusting piezoelectric actuator module of piezoelectric injector to operate module, involves measuring stroke of actuator at reference temperature, and storing measured value of stroke together with characteristics of module
DE102014220422A1 (en) Plausibility check of a fuel pressure sensor by measuring the speed of sound in the fuel
DE102014017987A1 (en) Method for controlling and / or regulating a fuel injector and device
DE102010040253A1 (en) Method for monitoring state of piezoelectric injector of fuel injection system for combustion engine of motor car, involves determining state based on comparison of acquired electrical measurement values of injector and comparison values
DE60023265T2 (en) Control of an injection system with piezoelectric elements
DE102007058540B4 (en) Method and apparatus for charging and discharging a piezoelectric element
DE10100412A1 (en) Process for controlling an internal combustion engine especially fuel injection mixtures determines and corrects for aging effects
DE102014226565A1 (en) Method for testing a fuel delivery device, as well as a control device and a workshop tester
DE10333358B3 (en) Circuit arrangement and method for operating an injector arrangement and injector
DE102008029799A1 (en) Injector controlling method for common rail diesel internal-combustion engine, involves determining control signal level, while control signal basic value is added with addition value dependent of temperature and/or pressure in accumulator

Legal Events

Date Code Title Description
R005 Application deemed withdrawn due to failure to request examination