Insbesondere die in letzter Zeit strenger gewordenen Abgas- normen für Motoren haben in der Kraftfahrzeugindustrie die Entwicklung von Kraftstoffinjektoren mit schnell und verzöge- rungsfrei ansprechenden Stellgliedern bzw. Aktoren ausgelöst.

Bei der praktischen Realisierung derartiger Stellglieder ha- ben sich insbesondere piezoelektrische Elemente als vorteil- haft erwiesen. Derartige Piezoelemente sind üblicherweise als ein Stapel von Piezokeramikscheiben zusammengesetzt, die über eine elektrische Parallelschaltung betrieben werden, um die für einen ausreichenden Hub notwendigen elektrischen Feld- stärken erreichen zu können.

Die Verwendung von piezoelektrischer Keramik zur Betätigung von Kraftstoffeinspritzventilen einer Brennkraftmaschine stellt erhebliche Anforderungen an die Elektronik zum Aufla- den und Entladen der Piezokeramik. Es müssen dabei ver- gleichsweise große Spannungen (typisch 100V oder mehr) und kurzzeitig vergleichsweise große Ströme zur Ladung und Entla- dung (typisch mehr als 10A) bereitgestellt werden. Zur Opti- mierung der Motoreigenschaften (z. B. Abgaswerte, Leistung, Verbrauch etc.) sollten diese Lade-und Entladevorgänge in

Bruchteilen von Millisekunden mit gleichzeitig weitgehender Kontrolle über Strom und Spannung erfolgen.

Bei den bisher eingesetzten Motorsteuereinheiten umfassend eine Endstufe zum Betreiben eines oder mehrerer Piezo- Kraftstoffinjektoren sind die Lade-und Entladestromformen mehr oder weniger durch das jeweilige Funktionsprinzip der Schaltung vorgegeben bzw. nur in relativ engen Grenzen verän- derbar.

So ist beispielsweise aus der DE 199 44 733 AI eine Endstufe zum Ansteuern von Piezo-Kraftstoffinjektoren bekannt. Diese bekannte Endstufe basiert auf einem bidirektional betriebenen Sperrwandler und ermöglicht eine Zumessung von Energieportio- nen beim Laden und Entladen der piezoelektrischen Keramik der Kraftstoffinjektoren, so dass prinzipiell die Lade-und Ent- ladestromformen als gemittelte Stromverläufe angepasst reali- siert werden können. Die gewünschten Stromverläufe beim Laden und Entladen der Piezoelemente werden hierbei mittels einer in dieser Veröffentlichung nicht detailliert beschriebenen Steuerschaltung definiert, welche zu diesem Zweck die tat- sächlich fließenden Lade-und Entladeströme (anhand von Span- nungsabfällen an Strommesswiderständen) misst und basierend auf diesen Messgrößen die Auf-und Entladungen regelt. Zum Aufladen eines Piezoelements wird ein Ladeschalter mit vorge- gebener Frequenz und vorgegebenem Tastverhältnis im Pulsbe- trieb mit einer vorgegebenen Zahl von pulsweitenmodulierten Signalen angesteuert, wohingegen zum Entladen eines Piezoele- ments ein Entladeschalter pulsförmig leitend und nichtleitend gesteuert wird.

Wenn eine Motorsteuereinheit zur Ansteuerung wenigstens eines Kraftstoffinjektors, wie sie in zahlreichen Ausführungen an

sich bekannt sind, die Kraftstoffinjektoren in geregelter Weise ansteuern soll, so wird für diese Regelung ein Steuer- signal benötigt, welches den"Sollwert"eines gewünschten zeitlichen Verlaufs beim Ansteuern eines Injektors, z. B. La- den oder Entladen eines Piezoinjektors, repräsentiert. Insbe- sondere aufgrund der wie oben bereits erwähnt relativ rasch ablaufenden Ansteuervorgänge wurden für die bislang einge- setzten Motorsteuereinheiten sehr einfache Regelungen bzw.

Sollwert-Steuersignale verwendet. Die sich dann ergebenden Ansteuerverläufe, z. B. Lade-und Entladestromformen bei Piezoinjektoren sind insofern nicht optimal.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Weg zur Erzeugung eines Steuersignals für eine Motorsteuer- einheit zur Ansteuerung wenigstens eines Kraftstoffinjektors einer Brennkraftmaschine anzugeben, mit welchem verbesserte Ansteuersignalverläufe bei der Injektoransteuerung realisiert werden können.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder ein Verfahren nach Anspruch 10. Die abhängi- gen Ansprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Er- findung.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines Steuersignals für eine Motorsteuereinheit zur Ansteuerung we- nigstens eines Kraftstoffinjektors einer Brennkraftmaschine umfasst : - eine mit einem vorgegebenen Taktsignal beaufschlagba- re Zähleinrichtung zum Bereitstellen eines zeitabhän- gigen digitalen Zählsignals basierend auf einer Zäh- lung des Taktsignals, basierend auf einer Zählung des

Taktsignals, wobei das Taktsignal mit abhängig von dem Modifikationssignal einstellbarer Frequenz vorge- geben wird, eine mit dem digitalen Zählsignal beaufschlagbare Speichereinrichtung zum Speichern einer Folge von di- gitalen Steuersignalwerten und zum aufeinanderfolgen- den Ausgeben einzelner Steuersignalwerte aus der Steuersignalwertfolge in Abhängigkeit von dem Zähl- signal, und - eine Digital/Analogwandlereinrichtung zum Wandeln der ausgegebenen digitalen Steuersignalwerte in das ana- loge Steuersignal für die Motorsteuereinheit, wobei die Wandlung der digitalen Steuersignalwerte in das analoge Steuersignal unter Berücksichtigung des Modi- fikationssignals als Amplitudenskaliersignal vorgese- hen ist..

Damit ist es möglich, in einfacher Weise ein dem jeweiligen Anwendungsfall angepasstes Steuersignal als Sollwertvorgabe bei der geregelten Ansteuerung eines Kraftstoffinjektors mit praktisch beliebiger Ansteuerform (z. B. Lade-und Entlade- stromform) zu erzeugen. Wesentlich ist hierbei die Speiche- rung einer digitalen Steuersignalwertfolge, von welcher im Betrieb der Schaltungsanordnung aufeinanderfolgend einzelne Steuersignalwerte ausgegeben und in das analoge Steuersignal gewandelt werden. Es ist also insbesondere nicht wie bisher notwendig, hinsichtlich der Lade-und Entladestromformen bei Piezoinjektoren Kompromisse einzugehen. Vielmehr können diese

Formen den jeweiligen Erfordernissen optimal angepasst wer- den.

So ist es durch die freie Definierbarkeit der Verläufe von Lade-und Entladeströmen bei Piezoinjektoren und/oder der an solchen Piezoinjektoren anliegenden Spannungen möglich, so- wohl den Anforderungen hinsichtlich einer variablen Hubhöhe der Piezoaktoren als auch der Einspritzzeitdauer bei gleich- zeitiger Minimierung der akustischen Abstrahlung nachzukom- men. Die Kraftstoffinjektoren bzw. deren Ansteuerung lässt sich hinsichtlich der gewünschten Ventilöffnungs-und Ventil- schließgeschwindigkeiten, der beim Öffnen und Schließen be- wegten Massen und der (in der Regel nicht-linearen) Charakte- ristik der Umsetzung eines Aktuatorhubs in die Ventilöffnung bzw. Ventilschließung (z. B. hydraulische Umsetzung bei einem Piezo-Servoventil) optimieren. In Laborversuchen wurden z. B. ideale Auflade-und Entladestromkurven für Piezo-Servoventile ermittelt, die relative"sanft"und z. B. ähnlich der Funkti- on"sin2"verlaufen. Mit der erfindungsgemäßen Lösung lassen sich entsprechende Steuersignale zur Vorgabe von Sollwerten bei der geregelten Injektoransteuerung in einfacher Weise er- zeugen.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Taktsignal mit einstellbarer Frequenz vorgegeben wird. Damit kann für ein und dieselbe gespeicherte Steuersignalwertfolge der Verlauf des entsprechenden Steuersignals in der Zeit ska- liert werden. So führt beispielsweise die Einstellung einer niedrigeren Frequenz dazu, dass die Steuersignalwerte mit niedrigerer Taktfrequenz (langsamer) aus der Speichereinrich- tung ausgelesen werden. Diese Frequenzeinstellung kann hier- bei sowohl zur Anpassung des Steuersignalverlaufs an die Ei- genschaften eines bestimmten von mehreren Injektoren als auch

zur Anpassung dieses Steuersignalverlaufs an momentane Be- triebsbedingungen der betreffenden Brennkraftmaschine bzw.

Einspritzanlage verwendet werden. Derartige Anpassungen kön- nen hierbei ohne Weiteres in Echtzeit erfolgen.

Für die Einstellung der Taktfrequenz gibt es zahlreiche Mög- lichkeiten. Beispielsweise kann zur Bereitstellung des Takt- signals mit eingestellter Frequenz ein mit einem Zeitskalier- signal beaufschlagter spannungsgesteuerter Oszillator (VCO) verwendet werden. In einer anderen Ausführungsform wird hier ein Oszillator mit fester Oszillationsfrequenz und ein dem Oszillator nachgeschalteter Teiler verwendet, dessen Tei- lungsverhältnis durch ein dem Teiler eingegebenes Zeitska- liersignal bestimmt wird.

Bevorzugt ist als die in der Speichereinrichtung gespeicherte Steuersignalwertfolge eine Folge von mindestens 30, insbeson- dere mindestens 50 Steuersignalwerten vorgesehen. Mit einer derartigen Anzahl ergibt sich eine in der Praxis für die meisten Fälle hinreichend genaue Definition des Steuersignal- verlaufs.

Im Hinblick auf die in Laborversuchen ermittelten optimierten Ansteuerkurven für den Strom bzw. die Ladung bei Piezoinjek- toren ist es vorteilhaft, wenn die in der Speichereinrichtung gespeicherte Steuersignalwertfolge eine stetige Funktion an- nähert. Für die Sollwertvorgabe des Lade-oder Entladestrom- verlaufs bei einem Piezoinjektor hat sich z. B. eine Folge als besonders vorteilhaft herausgestellt, welche eine steti- ge, insbesondere stetig differenzierbare"Glockenfunktion" annähert. In einer Ausführungsform ist die Folge zusammenge- setzt aus einem monoton steigenden und einem monoton fallen-

den Folgenabschnitt, welche zusammen die Glockenkurve annä- hern.

Hinsichtlich der Genauigkeit der Definition des Steuersignal- verlaufs ist es in den meisten Anwendungsfällen günstig, wenn die digitalen Steuersignalwerte mit einer Auflösung von min- destens 8 bit vorgesehen sind.

Wenngleich es denkbar ist, dass die gespeicherte Steuersig- nalwertfolge verändert werden kann, z. B. durch Verwendung eines Schreib-Lese-Speichers und betriebsmäßiges Aktualisie- ren der gespeicherten Daten, so vereinfacht sich der Aufbau bzw. Betrieb der Schaltungsanordnung erheblich, wenn eine o- der auch mehrere auswählbare Steuersignalwertfolgen durch die gespeicherten Daten fest vorgegeben werden. In einer Ausfüh- rungsform ist daher vorgesehen, dass die Speichereinrichtung als ein Nur-Lese-Speicher ausgebildet ist.

Auch basierend auf einer im Betrieb fest vorgegebenen Steuer- signalwertfolge ist es möglich, den Steuersignalverlauf vari- abel bzw. angepasst vorzusehen. Eine Möglichkeit hierzu ist die oben bereits erwähnte Einstellung der Frequenz des Takt- signals, welche eine zeitliche Skalierung des Steuersignal- verlaufs bewirkt.

Alternativ oder zusätzlich ist es zur Modifikation des Steu- ersignalverlaufs beispielsweise möglich, die Wandlung der di- gitalen Steuersignalwerte in das analoge Steuersignal unter Berücksichtigung eines Amplitudenskaliersignalwerts vorzuse- hen. Ein solcher Amplitudenskaliersignalwert kann beispiels- weise an einem Referenzeingang eines Digital/Analogwandlers eingegeben werden, der zu diesem Zweck vorgesehen ist, so dass das Ausgangssignal des Wandlers in dessen Amplitude ent-

sprechend dem eingegebenen Amplitudenskaliersignalwert ska- liert wird.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass ein zur Einstellung der Taktsignalfrequenz vorgesehenes Zeitska- liersignal und ein zur Einstellung der Amplitude des Steuer- signals vorgesehenes Amplitudenskaliersignal identisch sind oder voneinander bzw. von einem gemeinsamen Skaliersignal ab- geleitet sind. Damit ist es beispielsweise in besonders ein- facher Weise möglich, unterschiedliche Ladungsendwerte (ent- sprechend unterschiedlichen Hüben eines Piezoinjektors) bei mitskalierter Auf-oder Entladezeit bereitzustellen.

Schließlich kann der Steuersignalverlauf auch z. B. dadurch modifiziert werden, dass die Zähleinrichtung oder eine der Zähleinrichtung nachgeschaltete digitale Umsetzeinrichtung derart vorgesehen ist, dass für diese Modifizierung eine Um- codierung des Zählsignals vor dessen Verwendung als Adress- signal stattfindet.

Die Anpassung des Steuersignalverlaufs kann beispielsweise hinsichtlich fertigungstechnisch bedingter Toleranzen der an- gesteuerten Kraftstoffinjektoren vorgesehen sein. So kann es etwa sein, dass in verschiedenen Kraftstoffinjektoren einge- baute Piezoelemente verschiedene Ladungsendwerte beim Injek- toröffnungsvorgang benötigen, um das Injektorventil zum An- schlag (Vollöffnung) zu bringen. Derartige Toleranzen lassen sich z. B. durch Vorsehen eines entsprechend angepassten Ska- liersignals ausgleichen. Für eine solche Anpassung an die Charakteristik eines Kraftstoffinjektors bzw. des darin ver- wendeten Stellglieds lassen sich vorteilhaft z. B. oftmals ohnehin verfügbare Sensorsignale nutzen, die von so genannten Positions-oder Anschlagsensoren der Injektoranordnung gelie-

fert werden. Derartige Sensoren zur Echtzeit-Erfassung der Charakteristik und/oder des tatsächlichen Bewegungsverlaufs in Kraftstoffinjektoren sind hinreichend bekannt und bedürfen daher keiner detaillierten Erläuterung.

Ferner können z. B. folgende Betriebsparameter der betreffen- den Brennkraftmaschine bzw. Einspritzanlage ausgewertet und zur Anpassung des Steuersignalverlaufs herangezogen werden : Pumpenvordruck (z. B. Raildruck), Temperatur (insbesondere Temperatur des Injektors und/oder des Kraftstoffs), Drehzahl und Last der Brennkraftmaschine etc.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einiger Ausführungsbei- spiele mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen weiter be- schrieben. Es stellen dar : Fig. 1 eine Darstellung zum Vergleich von zwei Kurven- formen des Ansteuersignals (Spannung) für einen Piezoinjektor, Fig. 2 eine Darstellung zum Vergleich von zwei weiteren Kurvenformen des Ansteuersignals für einen Pie- zoinjektor, Fig. 3 eine Darstellung zum Vergleich von zwei weiteren Kurvenformen des Ansteuersignals für einen Pie- zoinjektor, Fig. 4 ein Blockschaltbild einer Schaltungsanordnung zur Erzeugung verschiedener Steuersignal-Kurvenformen für eine Motorsteuereinheit zur Ansteuerung eines oder mehrerer Kraftstoffinjektoren,

Fig. 5 ein Blockschaltbild einer Schaltungsanordnung zur Erzeugung verschiedener Steuersignal-Kurvenformen für eine Motorsteuereinheit zur Ansteuerung eines oder mehrerer Kraftstoffinjektoren gemäß einer weiteren Ausführungsform, Fig. 6 ein Blockschaltbild einer Schaltungsanordnung zur Erzeugung verschiedener Steuersignal-Kurvenformen für eine Motorsteuereinheit zur Ansteuerung eines oder mehrerer Kraftstoffinjektoren gemäß einer weiteren Ausführungsform, und Fig. 7 ein Blockschaltbild eines Motorsteuergeräts, in welchem eine Schaltungsanordnung nach Fig. 4 ver- wendet ist, zur Ansteuerung von Piezo- Kraftstoffinjektoren.

Bei den in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Kurvenformen han- delt es sich um Ansteuerspannungen, wie sie von einem Mo- torsteuergerät eines Kraftfahrzeugs zum Öffnen eines mittels eines Piezoelements betätigten Kraftstoffeinspritzventils an das Piezoelement angelegt werden.

Aufgrund der vorgegebenen elektrischen Kapazität des Piezo- elements entsprechen die dargestellten Kurvenformen auch dem Verlauf der in das Piezoelement eingespeicherten Ladungsmen- ge.

Fig. 1 zeigt zwei Spannungsverläufe bzw. Kurvenformen U1, U2 der Piezospannung Up im Verlauf der Zeit t. Die beiden Kur- venformen U1 und U2 besitzen unterschiedliche Piezospannungs- endwerte Uendl und Uend2, wobei im dargestellten Beispiel die Endspannung Uend2 des Piezospannungsverlaufs U2 die Hälfte

des Spannungsendwerts Uendl des Piezospannungsverlaufs Ul be- trägt.

Die beiden Piezospannungsverläufe U1, U2 besitzen qualitativ denselben Verlauf, der sich nämlich für einen Piezoladestrom- verlauf mit genau einem Maximum ähnlich der Funktion sin er- gibt, wobei die Verläufe U1, U2 im Zeitbereich mit dem am En- de erreichten Spannungsendwert mitskaliert sind. Im darge- stellten Beispiel bedeutet dies, dass die mit t3'bezeichnete Aufladezeitdauer des Verlaufs U2 die Hälfte der Aufladezeit- dauer t3 des Verlaufs U1 beträgt. Dementsprechend betragen die in der Figur ebenfalls eingezeichneten Zeiten tl'und t2', zu welchen die Piezospannung Up des Verlaufs U2 20% bzw.

75% des Spannungsendwerts Uend2 erreichen, ebenfalls die Hälfte der entsprechenden Zeiten tl und t2 des Verlaufs Ul.

Aus dieser gleichzeitigen Skalierung des Spannungs-bzw. La- dungsendwerts und der Aufladezeit resultiert ein für beide Verläufe U1 und U2 gleicher maximaler Ladestrom für das Pie- zoelement, was in der Figur durch eine gleiche maximale Steilheit der Verläufe U1 und U2 zum Ausdruck kommt.

Bei den Kurvenformen Ul und U2 handelt es sich gewissermaßen um optimierte Kurven eines qualitativ vorgegebenen Verlaufs, die aufgrund der Skalierbarkeit vorteilhaft zur Ansteuerung von Kraftstoffinjektoren unterschiedlicher Ansteuercharakte- ristik oder zur Ansteuerung von Kraftstoffinjektoren mit va- riablem Betätigungshub eingesetzt werden können.

Die Fig. 2 und 3 sind der Fig. 1 entsprechende Darstellungen für andere Spannungsverläufe U1 und U2.

Fig. 2 zeigt im Unterschied zu Fig. 1 eine zusätzliche Ska- lierung (Verlängerung) im Zeitbereich für den Spannungsver-

lauf U2, wodurch der bei diesem Verlauf notwendige Ladestrom verringert wird und vorteilhaft eine Verschiebung des Akus- tikspektrums zu niedrigeren Frequenzen erreicht wird.

Fig. 3 zeigt eine weitere Möglichkeit der Formung zweier Spannungsverläufe U1 und U2 mit unterschiedlichen Spannungs- endwerten. Hierbei verlaufen die Piezospannungen Up bis zum Zeitpunkt tl=tl'identisch und dann voneinander abweichend bis zum Erreichen der jeweiligen Spannungsendwerte Uendl, Uend2.

Schaltungsanordnungen zur Generierung einer Steuerspannung Us, die als"Sollwert"für Lade-und Entladeströme zur Reali- sierung der in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Piezospannungs- verläufe geeignet ist, werden nachfolgend mit Bezug auf die Fig. 4 bis 6 beschrieben.

Fig. 4 zeigt eine insgesamt mit 10 bezeichnete Schaltungsan- ordnung zur Erzeugung eines Steuersignals Us für eine Mo- torsteuereinheit zur Ansteuerung von Kraftstoffinjektoren, wobei das erzeugte Steuersignal Us zur Piezostrom- Sollwertvorgabe für die in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Piezo- spannungsverläufe U1, U2 im Rahmen einer geregelten Piezoan- steuerung geeignet ist, wie es nachfolgend erläutert wird.

Die Schaltungsanordnung 10 umfasst einen mit einem Taktsignal fc beaufschlagten Zähler 12, welcher-getriggert durch ein nicht dargestelltes Startsignal einer Motorsteuerelektronik das Taktsignal fc (von 1 bis N) zählt und als Ergebnis dieser Zählung ein zeitabhängiges digitales Zählsignal X bereit- stellt. Im einfachsten Fall repräsentiert das Signal X die Anzahl der bis zum aktuellen Zeitpunkt durchlaufenden Takt- signalperioden.

Dieses digitale Zählsignal X wird einem Speicher 14 als Ad- resseingangssignal eingegeben. In diesem Speicher 14 wurde vorab eine Folge Y von digitalen Steuersignalwerten Y1, Y2 ... YN mit einer Auflösung von K bit gespeichert, die in Ab- hängigkeit von dem zur Adressierung eingegebenen Zählsignal X aufeinanderfolgend an einen Digital/Analogwandler 16 ausgege- ben werden.

Der Digital/Analogwandler 16 wandelt die digitalen Steuersig- nalwerte Y1, Y2... in das analoge Steuersignal Us, welches in einer in dieser Figur nicht dargestellten Motorsteuerein- heit als Sollwertvorgabe für den auszugebenden Piezostrom und folglich für die sich (als Integral des Stroms) ergebende La- dung (und proportional dazu die Piezospannung Up) verwendet wird.

Die in dem Speicher 14 gespeicherten Daten, in diesem Fall eine Liste oder Tabelle mit N Steuersignalwerten mit jeweils K bit Auflösung (hier : N=100, K=10), repräsentieren den ge- wünschten, vorab bestimmten und optimierten zeitlichen Soll- wertverlauf für einen Injektoransteuerstrom zur Injektorven- tilöffnung. Für den Ventilschließvorgang kann derselbe Ver- lauf (invertiert) oder ein eigens hierfür in dem Speicher 14 gespeicherter anderer Verlauf vorgesehen sein.

Der konkrete Verlauf des Ausgangssignals Us wird hierbei noch durch zwei Parameter bestimmt. Zum einen ist dies die Fre- quenz eines fest vorgegebenen Taktsignals fO, welches von ei- nem in Fig. 4 nicht dargestellten Taktgenerator erzeugt wird und über einen Teiler 18 als ein frequenzgeteiltes Taktsignal fc dem Zähler 12 eingegeben wird. Zum anderen ist dies ein (z. B. von einem Mikrocontroller ausgegebenes) digitales Ska-

liersignal S, welches einerseits unmittelbar dem Teiler 18 eingegeben wird und dessen Teilungsverhältnis bestimmt und andererseits über einen Digital/Analogwandler 20 in analoger Form einem Referenzeingang Ref des Digital/Analogwandlers 16 eingegeben wird. Das Skaliersignal S dient somit zum einen als ein Zeitskaliersignal, welches aufgrund des davon abhän- gigen Teilungsverhältnisses des Teilers 18 den Takt der Da- tenauslesung aus dem Speicher 14 und somit die Aufladezeit- spanne bestimmt, und zum anderen als Amplitudenskaliersignal, welches als multiplikativer Parameter bei der ausgangsseiti- gen Wandlung durch den Digital/Analogwandler 16 berücksich- tigt wird.

Wenn die Schaltungsanordnung nach Fig. 4 mit einer fest vor- gegebenen Grundfrequenz fO, jedoch variablem Skaliersignal S betrieben wird, so lassen sich die in Fig. 1 gezeigten Span- nungsverläufe U1 und U2 in einfacher Weise durch entsprechen- de Einstellung des Skaliersignals S (z. B. durch den erwähn- ten Mikrocontroller) realisieren. Der Übergang von dem Span- nungsverlauf U1 zu dem Spannungsverlauf U2 erfolgt beispiels- weise durch Halbierung des durch das Signal S dargestellten Skalierwerts.

Auch die in Fig. 2 dargestellte Variation des Spannungsver- laufs lässt sich mit der Schaltungsanordnung nach Fig. 4 in einfacher Weise realisieren. Im Gegensatz zu dem Betrieb mit fester Grundfrequenz fO ist für einen Übergang von den Span- nungsverlauf U1 auf den Spannungsverlauf U2 in Fig. 2 hierzu lediglich eine zusätzliche Verkleinerung der Frequenz des dem Teiler 18 eingegebenen Signals fO vorzusehen (um die beim Spannungsverlauf U2 zusätzliche Verlängerung bzw. Verlangsa- mung des Piezospannungsanstiegs zu erzielen). Alternativ oder zusätzlich könnte für die Kurvenskalierung nach Fig. 2 auch

(abweichend von der in Fig. 4 dargestellten Ausführungs- form) das dem Teiler 18 zugeführte Zeitskaliersignal ungleich zu dem Amplitudenskaliersignal gewählt werden, welches dem Wandler 16 als Referenz eingegeben wird.

Schließlich kann auch die in Fig. 3 dargestellte Variation des Spannungsverlaufs mit der Schaltungsanordnung nach Fig. 4 realisiert werden, indem, abhängig vom gewünschten Spannungs- verlauf, nicht die komplette gespeicherte Steuersignalwert- folge Y1, Y2... YN durchlaufen (ausgegeben) wird, sondern ein mittlerer Bereich aus dieser gespeicherten Folge (in Fig.

3 der Bereich zwischen tl und t2) übersprungen wird.

Zu diesem Zweck kann der Zähler 12 derart steuerbar bzw. pro- grammierbar gestaltet sein, dass die Steuerwertausgabe für einen Bereich von mittleren Adressen entsprechend einer vor- gewählten Steuerwertamplitude unterdrückt wird. Letzteres z.

B. indem der Zähler mit einer Steuerlogik kombiniert wird, welche für eine veränderbare Umcodierung des Signals X vor dessen Ausgabe an den Speicher sorgt.

Die Schaltungsanordnung 10 zur Realisierung einer oder mehre- rer der mit Bezug auf die Fig. 1 bis 3 beschriebenen Ansteu- ermethoden (unter Zugrundelegung einer optimierten Steuerkur- ve) lässt sich problemlos in fester Logik, also insbesondere auch ohne einen Mikrocontroller umsetzen, so dass sich eine sehr hohe Ablaufgeschwindigkeit im Mikrosekundenbereich er- zielen lässt. In dieser Hinsicht ist es vorteilhaft, wenn bei der Wahl der Werte N, K, S binäre Vielfache verwendet werden, die sich dann z. B. sehr rasch durch eine entsprechende bit- Verschiebeoperation einstellen lassen.

Alternativ lässt sich die Methode allerdings auch mit einem Mikrocontroller oder einem DSP ("Digital Signal Processor") realisieren, wenn die Echtzeitanforderungen nicht allzu hoch sind. In diesem Fall sind gegebenenfalls vorgesehene Regel- kreisabschnitte, z. B. für die Piezoansteuerspannung (bzw.

Piezoladung), einfacher zu realisieren und die Notwendigkeit für analoge Schaltkreise reduziert, was die Gesamtanordnung kostengünstiger macht.

Die Fig. 5 und 6 zeigen noch zwei Modifikationen der Schal- tungsanordnung nach Fig. 4, wobei in diesen Figuren analoge Schaltungskomponenten mit den gleichen Bezugszahlen bezeich- net sind, jedoch zur Unterscheidung der Ausführungsformen je- weils um 100 (Fig. 5) bzw. 200 (Fig. 6) erhöht.

Bei der Modifikation nach Fig. 5 ist ein analoges Skaliersig- nal S vorgesehen, welches in dieser Form unmittelbar dem Re- ferenzeingang Ref des Digital/Analogwandlers 116 und über ei- nen Analog/Digitalwandler., 122 in digitaler Form dem Teiler 118 eingegeben wird.

Bei der in Fig. 6 gezeigten Modifikation wird zur Bereitstel- lung des Taktsignals fc ein spannungsgesteuerter Oszillator (VCO) 224 verwendet, der mit dem Skaliersignal S zur Fre- quenzeinstellung beaufschlagt wird. Dieses Signal S wird fer- ner einem analogen Multiplizierglied 216-2 zugeführt, welches einem Digital/Analogwandler 216-1 nachgeschaltet ist und mit diesem zusammen die Digital/Analogwandlereinrichtung 216 bil- det.

Fig. 7 veranschaulicht in einem schematischen Blockschaltbild die Verwendung der oben beschrieben Schaltungsanordnung 10 für den Betrieb einer Endstufe 1 in einem Motorsteuergerät

ECU zur geregelten Aufladung und Entladung von Piezoelementen in Kraftstoffinjektoren.

Das Motorsteuergerät ECU umfasst die Schaltungsanordnung 10, welcher einerseits von einem Oszillator 4 das Grundtaktsignal f0 und andererseits von einem Mikrocontroller 3 das Skalier- signal S eingegeben wird. In oben bereits beschriebener Weise erzeugt die Schaltungsanordnung 10 damit ein analoges Steuer- signal Us, welches einer Ansteuereinheit 2 des Motorsteuerge- räts ECU als Sollwertvorgabe zugeführt wird.

Von der Ansteuereinheit 2 werden unter anderem vier Auswahl- signale selectl bis select4 erzeugt und der Endstufe 1 zuge- führt. Mittels dieser Signale selectl bis select4 wird unmit- telbar vor einer Kraftstoffeinspritzung zunächst einer von vier Kraftstoffinjektoren ausgewählt.

Dem Piezoelement des ausgewählten Kraftstoffinjektors wird nachfolgend die Piezoansteuerspannung (eine der Spannungen Upl bis Up4) zugeführt. Dies wird initiiert durch Ausgabe ei- nes PWM-modulierten Ladesignals up von der Ansteuereinheit 2 an die Endstufe 1. In der Endstufe 1 wird das Signal up z. B. dem Gate eines Leistungs-MOS-FET zugeführt, um diesen zur Aufladung des betreffenden Piezoelements getaktet einzuschal- ten. Die Ansteuerung der Entladung des Piezoelements erfolgt in analoger Wei se durch Erzeugung eines entsprechenden PWM- modulierten Entladesignals down, mittels welchem z. B. ein zur Entladung vorgesehener Leistungs-MOS-FET angesteuert wird.

Die PWM-Ansteuerung, insbesondere das Tastverhältnis der La- de-und Entladesignale up und down basiert hierbei auf einer Regelung, mittels welcher eine tatsächliche, für den Ansteu-

erzustand des aktuell angesteuerten Injektors repräsentative Größe (hier : Lade/Entladestrom Ip, alternativ z. B. : Piezo- spannung Up) in der Ansteuereinheit 2 mit einer entsprechen- den Sollwertvorgabe (hier : von der Schaltungsanordnung 10 be- reitgestelltes Steuersignal Us) verglichen wird und die Modu- lation der Signale up und down zum Angleichen der Istgröße (tatsächlich fließender Piezostrom) an die Sollgröße Us ein- gestellt wird.

Zur Berücksichtigung von Motorbetriebsparametern bei diesem geregelten Betrieb der Kraftstoffinjektoren werden hierbei solche Parameter wie z. B. der Druck p in einem Kraftstoff- druckspeicher, die Temperatur T des Kraftstoffs im Bereich der Injektoren etc. als Sensorsignale der Ansteuereinheit 2 zugeführt und, gegebenenfalls unter Einbeziehung des Mikro- controllers 3, ausgewertet.

Wenngleich bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen das Steuersignal Us die Vorgabe für einen an ein Piezoelement auszugebenden Strom darstellt, so ist dies nicht einschrän- kend für die Erfindung. Vielmehr kann das gemäß der Erfindung erzeugte Steuersignal auch eine beliebige andere, für den An- steuerzustand oder den Ansteuerungsverlauf eines Kraftstof- finjektors, insbesondere Ladungszustand oder La- de/Entladespannung eines piezoelektrischen Stellglieds reprä- sentative Größe darstellen.