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Title:
INJECTION VALVE AND METHOD AND DEVICE FOR OPERATING THE INJECTION VALVE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2008/122530
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an injection valve (IV) for the metered addition of a fluid, comprising a housing (2), a solid body actuator (14), and a valve needle (16). The housing (2) comprises a housing body (4) and a tubular spring body (10). The tubular spring body (10) is configured in a spring-loaded manner in the axial direction. A wall of the tubular spring body (14) is coupled to a wall (8) of the housing body (4) in a sealing manner. The housing (2) further comprises a nozzle carrier (12), which is firmly coupled to an axial end of the tubular spring body (10) facing away from the housing body (4), and comprises an injection nozzle (20) of the injection valve (IV). The solid body actuator (14) is firmly coupled to the housing body (4) on a first axial end region of the solid body actuator (14). The valve needle (16) is coupled to a second axial end region of the solid body actuator (14), and is configured such that it prevents a fluid flow through the injection nozzle (20) during an idle state of the solid body actuator (14), and that it excites an oscillation of the nozzle carrier (12) in the axial direction, while driven by the solid body actuator, thus enabling the fluid flow through the injection nozzle (20).

Inventors:
BOLZ STEPHAN (DE)
GOETZENBERGER MARTIN (DE)
Application Number:
PCT/EP2008/053777
Publication Date:
October 16, 2008
Filing Date:
March 31, 2008
Export Citation:
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Assignee:
CONTINENTAL AUTOMOTIVE GMBH (DE)
BOLZ STEPHAN (DE)
GOETZENBERGER MARTIN (DE)
International Classes:
F02M61/18; F02M69/04
Foreign References:
DE4444525A11996-06-05
FR1218966A1960-05-13
DE4409848A11995-10-19
EP0361480A11990-04-04
DE4409848A11995-10-19
Attorney, Agent or Firm:
CONTINENTAL AUTOMOTIVE GMBH (München, DE)
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Claims:

Patentansprüche :

1. Einspritzventil (IV) zum Zumessen von Fluid umfassend

- ein Gehäuse (2), das einen Gehausekorper (4) umfasst und das einen rohrformigen Federkorper (10) umfasst, der in axialer Richtung federnd ausgebildet ist und dessen Wandung mit einer Wandung (8) des Gehausekorpers (4) dichtend gekoppelt ist, und das einen Dusentrager (12) umfasst, der fest mit einem von dem Gehausekorper (4) abgewandten axialen Ende des rohrformigen Federkorpers (10) gekoppelt ist und der eine Einspritzdüse (20) des Einspritzventils (IV) umfasst,

- einen Festkorperaktuator (14), der an einem ersten axialen Endbereich des Festkorperaktuators (14) fest mit dem Gehausekorper (4) gekoppelt ist, - eine Ventilnadel (16) , die mit einem zweiten axialen Endbereich des Festkorperaktuators (14) so gekoppelt und so ausgebildet ist, dass sie in einem Ruhezustand des Festkorperaktuators (14) einen Fluidfluss durch die Einspritzdüse (20) unterbindet und dass sie angetrieben durch den Festkorperaktua- tor (14) eine Schwingung des Dusentragers (12) in axialer

Richtung anregt und so den Fluidfluss durch die Einspritzdüse (20) ermöglicht.

2. Einspritzventil (IV) nach Anspruch 1, bei dem der rohrfor- mige Federkorper (10) eine Rohrfeder umfasst.

3. Einspritzventil (IV) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der rohrformige Federkorper (10) ein Wellrohr umfasst .

4. Einspritzventil (IV) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der rohrformige Federkorper (10) einen Balg umfasst .

5. Einspritzventil (IV) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem das Gehäuse (2) in radialer Richtung zumindest teilweise von einem Dampfungskorper (22) umgeben ist.

6. Einspritzventil (IV) nach Anspruch 5, bei dem das Gehäuse (2) in einem axialen Endbereich des Gehäuses (2), das von dem Dusentrager (12) abgewandt ist, fest mit dem Dampfungskorper (22) gekoppelt ist.

7. Brennkraftmaschine mit dem Einspritzventil (IV) nach einem der Ansprüche 5 oder 6, bei der das Einspritzventil (IV) über den Dampfungskorper (22) an einem Zylinderkopf (24) der Brennkraftmaschine festgelegt ist.

8. Verfahren zum Betreiben des Einspritzventils (IV) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem zum Zumessen des Fluids der Festkorperaktuator (14) mit einem Erregersignal (EXC_SIG) angesteuert wird, mittels dessen das Feder-Masse-Systems aus rohrformigem Federkorper (10) und Dusentrager (12) zu einer Eigenschwingung angeregt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem eine Erregerfrequenz des Erregersignals (EXC SIG) zumindest naherungsweise einer Eigenfrequenz (EG FRQ) des Feder-Masse-Systems aus rohrformi- gern Federkorper (10) und Dusentrager (12) entspricht.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 oder 9, bei dem wahrend des Ansteuerns des Festkorperaktuators (14) ein Verlauf einer an dem Festkorperaktuator (14) anliegenden elektrischen Spannung (V) überwacht wird und bei dem abhangig von der anliegenden Spannung (V) die Bewegung des Dusentragers (12) u- berwacht wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, bei dem abhangig von der U- berwachung der Bewegung des Dusentragers (12) eine Einspritzmasse des zuzumessenden Fluids geregelt wird.

12. Vorrichtung zum Betreiben des Einspritzventils (IV) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Vorrichtung dazu ausgebildet ist zum Zumessen des Fluids den Festkorperaktuator (14) mit einem Erregersignal (EXC SIG) anzusteuern, mittels dessen das Feder-Masse-Systems aus rohrformigem Federkorper (10) und Dusentrager (12) zu einer Eigenschwingung angeregt wird.

Description:

Beschreibung

Einspritzventil und Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben des Einspritzventils

Die Erfindung betrifft ein Einspritzventil zum Zumessen von Fluid. Das Einspritzventil umfasst einen Gehausekorper und einen Festkorperaktuator, der an einem ersten axialen Endbereich des Festkorperaktuators fest mit dem Gehausekorper ge- koppelt ist. Ferner umfasst das Einspritzventil eine Ventilnadel, die mit einem zweiten axialen Endbereich des Festkorperaktuators gekoppelt ist.

Aufgrund immer strengerer Vorschriften bezuglich Abgasemissi- onen von Kraftfahrzeugen werden regelmäßig Wege gesucht, durch die Brennkraftmaschinen der Kraftfahrzeuge effektiver arbeiten. Ein möglicher Weg dabei ist, die Qualität einer Einspritzung von Kraftstoff in einen Brennraum der Brennkraftmaschine zu erhohen. Die Qualität der Einspritzung hangt beispielsweise von einer Tropfchengroße des eingespritzten

Fluids, insbesondere des Kraftstoffs ab. Je kleiner die mittlere Tropfchengroße ist, desto effektiver ist die Verbrennung. Bei der verbesserten Verbrennung muss gegenüber der schlechteren Verbrennung weniger Kraftstoff verbrannt werden, um die gleiche Wirkung zu erzielen. Dies tragt besonders wirkungsvoll zum Verringern der Schadstoffemissionen bei. Ferner kann es bezuglich der Schadstoffemissionen vorteilhaft sein, besonders kleine Einspritzmassen zumessen zu können. Die kleine Tropfchengroße und/oder die besonders kleinen Ein- spritzmassen können jedoch auch außerhalb von Brennkraftmaschinen und/oder außerhalb von Kraftfahrzeugen vorteilhaft sein .

Aus der DE 44 09 848 Al ist eine Vorrichtung zur Zumessung und Zerstäubung von Fluiden bekannt. Die Zumessung erfolgt mittels einer über eine Ventilnadel verschließbare Zumessoff- nung. Davon getrennt erfolgt die Zerstäubung mittels einer piezzoelektrisch angesteuerten Düse, deren Zerstauberoffnung in Schwingungen versetzt wird. Die Form der Zerstauberoffnung kann rund, dreieckig, viereckig oder kreuzartig sein.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Einspritzventil und ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben des Einspritzventils zu schaffen, das beziehungsweise die einfach aufgebaut ist und das beziehungsweise die zu einem besonders feinen und präzisen Zumessen von Fluid beitragt.

Die Aufgabe wird gelost durch die Merkmale der unabhängigen

Ansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteranspruchen angegeben.

Die Erfindung zeichnet sich aus gemäß eines ersten Aspekts der Erfindung durch ein Einspritzventil zum Zumessen von Fluid. Das Einspritzventil umfasst ein Gehäuse, einen Festkorpe- raktuator und eine Ventilnadel. Das Gehäuse umfasst einen Ge- hausekorper und einen rohrformigen Federkorper. Der rohrfor- mige Federkorper ist in axialer Richtung federnd ausgebildet. Eine Wandung des rohrformigen Federkorpers ist mit einer Wandung des Gehausekorpers dichtend gekoppelt. Ferner umfasst das Gehäuse einen Dusentrager, der fest mit einem von dem Ge- hausekorper abgewandten axialen Ende des rohrformigen Federkorpers gekoppelt ist und der eine Einspritzdüse des Ein- spritzventils umfasst. Der Festkorperaktuator ist an einem ersten axialen Endbereich des Festkorperaktuators fest mit dem Gehausekorper gekoppelt. Die Ventilnadel ist so mit einem zweiten axialen Endbereich des Festkorperaktuators gekoppelt und so ausgebildet, dass sie in einem Ruhezustand des Fest-

korperaktuators einen Fluidfluss durch die Einspritzdüse unterbindet und dass sie angetrieben durch den Festkorperaktua- tor eine Schwingung des Dusentragers in axialer Richtung anregt und so den Fluidfluss durch die Einspritzdüse ermog- licht.

Falls der Festkorperaktuator mit einer Erregerfrequenz betrieben wird, die zumindest naherungsweise einer Eigenfrequenz des Feder-Masse-Systems aus rohrformigem Federkorper und Dusentrager entspricht, so regt die mit dem Festkorperaktuator gekoppelte Ventilnadel den Dusentrager und über den Dusentrager den rohrformigen Federkorper zu einer Eigenschwingung an. Aufgrund der Eigenschwingung nimmt eine Amplitude der Bewegung des Dusentragers bei jeder Anregung durch die Ventilnadel zu. Eine Amplitude der Bewegung der Ventilnadel folgt jedoch der Amplitude der Auslenkung des Festkorpe- raktuators . Dies fuhrt dazu, dass in Zumessphasen die Ventilnadel den Fluidfluss durch die Einspritzdüse nicht unterbindet, da in den Zumessphasen die Amplitude der Bewegung des Dusentragers großer ist als die Amplitude der Bewegung der

Ventilnadel. Dies ermöglicht das Zumessen des Fluids, insbesondere in den Zumessphasen. Das periodische Unterbrechen des Fluidflusses tragt dazu bei, dass das zugemessene Fluid Tropfchen mit einer besonders kleinen Tropfchengroße umfasst. Dies tragt zu einem besonders feinen Zumessen des Fluids bei. Ferner ermöglicht das Zumessen des Fluids aufgrund des Resonanzverhaltens des Feder-Masse-Systems aus Dusentrager und rohrformigem Federkorper ein besonders präzises Zumessen des Fluids, insbesondere das Zumessen besonders kleiner Ein- spritzmassen. Die Koppelung zwischen der Ventilnadel und dem Festkorperaktuator umfasst insbesondere eine mechanische Kopplung. Ferner ist der rohrformige Federkorper dichtend ausgebildet und/oder mit einer Dichtung versehen, so dass der

rohrformige Federkoper einen Innenraum des Einspritzventils zumindest teilweise abdichtet.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung des ersten Aspekts der Erfindung umfasst der rohrformige Federkorper eine Rohrfeder. Dies ermöglicht einfach, den rohrformigen Federkorper auszubilden. Die Rohrfeder ist vorzugsweise dichtend ausgebildet und/oder mit der Dichtung versehen .

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des ersten Aspekts der Erfindung umfasst der rohrformige Federkorper ein Wellrohr. Dies ermöglicht einfach, den rohrformigen Federkorper auszubilden. Das Wellrohr ist vorzugsweise dichtend ausgebildet und/oder mit der Dichtung versehen.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des ersten Aspekts der Erfindung umfasst der rohrformige Federkorper einen Balg. Dies ermöglicht einfach, den rohrformigen Federkorper auszubilden. Der Balg ist vorzugsweise dichtend ausgebildet und/oder mit der Dichtung versehen.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des ersten Aspekts der Erfindung ist das Gehäuse in radialer Richtung zumindest teilweise von einem Dampfungskorper umgeben. Dies er- moglicht, eine Gerauschentwicklung beim Betreiben des Einspritzventils zu verringern.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des ersten Aspekts der Erfindung ist das Gehäuse in einem axialen Endbe- reich des Gehäuses, das von dem Dusentrager abgewandt ist, fest mit dem Dampfungskorper gekoppelt. Dies tragt dazu bei, das Gehäuse geeignet mit dem Dampfungskorper zu koppeln.

Die Erfindung zeichnet sich aus gemäß eines zweiten Aspekts der Erfindung durch eine Brennkraftmaschine mit dem Einspritzventil. Das Einspritzventil ist über den Dampfungskor- per an einem Zylinderkopf der Brennkraftmaschine festgelegt.

Die Erfindung zeichnet sich aus gemäß eines dritten Aspekts der Erfindung durch ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben des Einspritzventils. Zum Zumessen des Fluids wird der Festkorperaktuator mit einem Erregersignal angesteuert, mittels dessen das Feder-Masse-System aus rohrformigem Feder- korper und Dusentrager zu einer Eigenschwingung angeregt wird. Durch die Ansteuerung des Festkorperaktuators wird die Ventilnadel in axialer Richtung periodisch in Richtung hin zu dem Dusentrager und in Richtung weg von dem Dusentrager be- wegt . Durch die periodische Bewegung der Ventilnadel wird der rohrformige Federkorper mit dem Dusentrager zu der Eigenschwingung in axialer Richtung angeregt. Aufgrund der periodischen Bewegung der Ventilnadel und der Eigenschwingung des rohrformigen Federkorpers mit dem Dusentrager wird die Ampli- tude der axialen Bewegung des Dusentragers großer als die

Amplitude der axialen Bewegung der Ventilnadel. Aufgrund der unterschiedlichen Amplituden der Bewegungen der Ventilnadel und des Dusentragers treten die Zumessphasen auf, in denen der Fluidfluss durch die Einspritzdüse nicht durch die Ven- tilnadel unterbunden ist. In den Zumessphasen wird das Fluid zugemessen .

In einer vorteilhaften Ausgestaltung des dritten Aspekts der Erfindung entspricht die Erregerfrequenz des Erregersignals zumindest naherungsweise einer Eigenfrequenz des Feder-Masse- Systems aus rohrformigem Federkorper und Dusentrager.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des dritten Aspekts der Erfindung wird wahrend des Ansteuerns des Festkor-

peraktuators ein Verlauf einer an den Festkorperaktuator anliegenden elektrischen Spannung überwacht. Abhangig von der anliegenden Spannung wird die Bewegung des Dusentragers überwacht. Dies ermöglicht, einen Istwert der Einspritzmasse zu ermitteln.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des dritten Aspekts der Erfindung wird abhangig von der überwachung der Bewegung des Dusentragers eine Einspritzmasse des zuzumessenden Fluids geregelt. Dies tragt besonders wirkungsvoll zu dem präzisen Zumessen des Fluids bei.

Die Erfindung ist im Folgenden anhand von schematischen Zeichnungen naher erläutert.

Es zeigen:

Figur 1 ein Einspritzventil,

Figur 2 eine Weiterbildung des Einspritzventils,

Figur 3 ein Ablaufdiagramm eines Programms zum Betreiben des Einspritzventils,

Figur 4 ein Blockschaltdiagramm einer Vorrichtung zum Betreiben des Einspritzventils,

Figur 5 ein Amplituden-Zeit-Diagramm.

Elemente gleicher Konstruktion oder Funktion sind figuren- ubergreifend mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.

Ein Einspritzventil IV umfasst ein Gehäuse 2 (Figur 1, Figur 4) . Das Gehäuse 2 umfasst einen Gehausekorper 4, einen röhr-

formigen Federkorper 10 und einen Dusentrager 12. In einer ersten axialen Richtung des Einspritzventils IV ist das Einspritzventil IV durch einen axialen Endbereich 6 des Gehause- korpers 6 dichtend verschlossen. Der axiale Endbereich 6 des Gehausekorpers ist bevorzugt in Form einer Montageplatte ausgebildet, die wahrend der Montage des Einspritzventils IV a- xial verschieblich ausgebildet ist und dann wahrend des Montagevorgangs mit dem restlichen Gehausekorper 6 verschweißt wird. Der rohrformige Federkorper 10 ist dichtend mit einer Wandung 8 des Gehausekorpers 4 verbunden. Beispielsweise ist der rohrformige Federkorper 10 an die Wandung 8 des Gehausekorpers 4 angeschweißt. Der rohrformige Federkorper 10 um- fasst vorzugsweise eine Rohrfeder. Alternativ oder zusatzlich kann der rohrformige Federkorper 10 ein Wellrohr und/oder ei- nen Balg umfassen.

In dem Gehäuse 2 sind ein Festkorperaktuator 14 und eine Ventilnadel 16 angeordnet. Der Festkorperaktuator 14 ist fest mit dem Gehausekorper 4 gekoppelt. Beispielsweise ist der Festkorperaktuator 14 mit einem seiner axialen Endbereiche mit dem axialen Endbereich 6 des Gehausekorpers 4 fest gekoppelt. So kann der Festkorperaktuator 14 beispielsweise mit dem axialen Endbereich 6 des Gehausekorpers verschweißt sein oder auf andere Art und Weise in diesem Bereich relativ zu an dem Gehäuse 2 festgelegt sein. An einem von dem axialen Endbereich 6 des Gehäuses 2 abgewandten Ende des Festkorpe- raktuators 14 ist dieser fest mit einer Ventilnadel 16 gekoppelt. Die Koppelung zwischen der Ventilnadel 16 und dem Festkorperaktuator 14 umfasst vorzugsweise eine mechanische Kopplung.

Der Festkorperaktuator 14 umfasst vorzugsweise einen Piezo- Aktuator. Der Piezo-Aktuator umfasst einen Stapel von Piezo- Elementen, die so ausgebildet und angeordnet sind, dass sich

der Festkorperaktuator 14 beim Anlegen eines Stromes in axialer Richtung ausdehnt.

In einem Ruhezustand des Festkorperaktuators 14 deckt eine Ventilnadelspitze 18 der Ventilnadel 16 an einem von dem

Festkorperaktuator 14 abgewandten axialen Endbereich der Ventilnadel 16 eine Einspritzdüse 20 in dem Dusentrager 12 ab und unterbindet so einen Fluidfluss durch die Einspritzdüse 20. Das Gehäuse 2, der Festkorperaktuator 14 und die Ventil- nadel 16 sind vorzugsweise so ausgebildet, dass im Ruhezustand des Festkorperaktuators 14 der rohrformige Federkorper 10 vorgespannt ist. Der Ruhezustand des Festkorperaktuators 14 ist vorzugsweise der Zustand, in dem der Festkorperaktuator 14 nicht mit Strom versorgt wird. Dies bewirkt, dass bei einem Defekt des Festkorperaktuators 14 kein Fluid durch die Einspritzdüse 20 austritt. Ferner bewirkt dies, dass ein E- nergieverbrauch beim Betreiben des Einspritzventils IV möglichst gering ist, da die Einspritzdüse 20 wahrend des Betriebs einer Brennkraftmaschine, in der das Einspritzventil bevorzugt eingebaut ist, meistens geschlossen ist.

Das Einspritzventil IV kann auch außerhalb der Brennkraftmaschine eingesetzt werden, insbesondere in Bereichen, in denen eine besonders kleine Tropfchengroße vorteilhaft ist.

Das Gehäuse 2 weist vorzugsweise zumindest eine Ausnehmung für eine elektrische Kontaktierung des Festkorperaktuators 14 auf. Die Ausnehmung für die elektrische Kontaktierung des Festkorperaktuators 14 ist beispielsweise in dem axialen End- bereich 6 des Gehäuses 2 ausgebildet. Die elektrischen Anschlüsse des Festkorperaktuators 14 werden über eine druckdichte Durchfuhrung durch die Ausnehmung in dem Gehäuse 2 gefuhrt.

Ferner umfasst das Einspritzventil IV eine Fluidzufuhr 21, die beispielsweise in dem Gehausekorper 4 aus einer Durchfuhrung gebildet ist.

Falls das Einspritzventil IV in der Brennkraftmaschine eingebaut ist, so ist das Einspritzventil IV vorzugsweise mit einem Zylinderkopf 24 der Brennkraftmaschine gekoppelt.

Das Einspritzventil IV kann über einen Dampfungskorper 22 mit dem Zylinderkopf 24 gekoppelt sein (Figur 2) . Vorzugsweise umgibt der Dampfungskorper 24 zumindest teilweise das Einspritzventil IV in radialer Richtung. Beispielsweise ist der Dampfungskorper 22 an dem axialen Endbereich 6 des Gehäuses 2 mit dem Einspritzventil IV gekoppelt. Der Dampfungskorper 22 bewirkt, dass eine Gerauschentwicklung beim Betreiben des

Einspritzventils IV nicht ungedämpft auf den Zylinderkopf 24 übertragen wird. Dies tragt zu einem leisen Betrieb der Brennkraftmaschine bei. Besonders vorteilhaft wirkt der Dampfungskorper 22, wenn er als Wellrohr ausgebildet ist oder ein solches umfasst.

Bei dem Betrieb des Einspritzventils IV ist das freie Volumen innerhalb des Gehäuses mit Fluid, insbesondere Kraftstoff, gefüllt, das unter hohem Druck steht und auf den Dusentrager eine bezuglich der Einspritzdüse öffnend wirkende erste Kraft ausübt. Die Vorspannung des rohrformigen Federkorpers 10 druckt die Ventilnadel 16 mit einer zweiten, entgegengesetzten Kraft gegen den Ventilsitz, wobei diese großer ist als die erste Kraft. Die Vorspannung des rohrformigen Federkor- pers 10 kann beispielsweise durch geeignetes axiales Positionieren der Montageplatte wahrend der Montage eingestellt werden .

Auf einer Vorrichtung (Figur 4) zum Betreiben des Einspritzventils IV ist vorzugsweise ein Programm (Figur 3) zum Betreiben des Einspritzventils IV abgespeichert. Alternativ dazu kann die Vorrichtung zumindest teilweise als Software- produkt realisiert sein und in dem Programm implementiert sein. Das Programm wird vorzugsweise, sobald von einer Steuervorrichtung beispielsweise der Brennkraftmaschine ein Sollwert MFF SP einer Einspritzmasse ermittelt wurde, in einem Schritt Sl gestartet, indem gegebenenfalls Variablen initia- lisiert werden.

In einem Schritt S2 wird abhangig von dem Sollwert MFF_SP der Einspritzmasse und abhangig von einer Eigenfrequenz EG_FRQ eines Feder-Masse-Systems aus rohrformigem Federkorper 10 und Dusentrager 12 ein Erregersignal EXC_SIG zum Ansteuern des

Festkorperaktuators 14 ermittelt. Insbesondere wird das Erregersignal EXC_SIG so ermittelt, dass das Feder-Masse-System zu einer Eigenschwingung angeregt wird. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass eine Erregerfrequenz des Erregersignals EXC SIG zumindest naherungsweise der Eigenfrequenz EG FRQ des Feder-Masse-Systems entspricht. Wird nämlich der Dusentrager 12 von der Ventilnadel 16 periodisch mit der Eigenfrequenz EG FRQ in Richtung weg von dem Festkorperaktua- tor 14 beschleunigt, so nimmt eine Amplitude A VP (Figur 5) der axialen Bewegung des Dusentragers 12 stetig zu. In anderen Worten übertragt die Ventilnadel 16 wahrend jeder Periode so viel Energie auf die Dusentrager 12, dass die Amplitude A_VP der axialen Bewegung des Dusentragers 12 zunimmt. Bei geeigneter Ansteuerung des Festkorperaktuators 14 kann auch die Amplitude A_VP der axialen Bewegung des Dusentragers 12 konstant bleiben.

Ein Amplituden-Zeit-Diagramm umfasst eine Zeitachse T und eine Amplitudenachse A. Wird nun der Festkorperaktuator 14 mit

der Erregerfrequenz EXC_SIG angesteuert, so folgt eine Amplitude A_VN einer axialen Bewegung der Ventilnadel 16 einem in dem Amplituden-Zeitdiagramm dargestellten Verlauf. Da der Du- sentrager 12 durch die Ventilnadel 16 zu der Eigenschwingung angeregt wird, nimmt aufgrund des Resonanzverhaltens des Feder-Masse-Systems die Amplitude A VP der Bewegung des Dusen- tragers 12 bei jeder Anregung durch die Ventilnadel 16 zu. Die Amplitude A VN der Bewegung der Ventilnadel 16 bleibt jedoch bei periodisch gleicher Ansteuerung des Festkorperaktua- tors 14 konstant. Dies fuhrt dazu, dass wahrend einer ersten Zeitdauer DUR_1, einer zweiten Zeitdauer DUR_2 und einer dritten Zeitdauer DUR_3 Zumessphasen entstehen, in denen der Dusentrager 12 von der Ventilnadel 16 abhebt und die Ventilnadel 16 den Fluidfluss durch die Einspritzdüse 20 freigibt. Somit wird in den Zumessphasen, insbesondere wahrend der ersten Zeitdauer DUR_1, der zweiten Zeitdauer DUR_2 und der dritten Zeitdauer DUR_3 das Fluid zugemessen.

In einem Schritt S3 kann das Programm beendet werden. Vor- zugsweise wird das Programm immer dann erneut abgearbeitet, wenn ein neuer Sollwert MFF SP der Einspritzmasse ermittelt wurde. Das Programm kann auch in einem übergeordneten Programm implementiert sein .

Der Sollwert MFF_SP der Einspritzmasse wird einem Block Bl zugeführt, der repräsentativ für ein Kennfeld ist, anhand dessen abhangig von dem Sollwert MFF_SP der Einspritzmasse das Erregersignal EXC_SIG ermittelt werden kann. Das Kennfeld kann beispielsweise an einem Motorprufstand unter Berucksich- tigung der Eigenfrequenz EG_FRQ des Feder-Masse-Systems aufgezeichnet werden. Alternativ zu dem Kennfeld kann auch eine Modellrechnung vorgegeben werden.

Das ermittelte Erregersignal EXC_SIG wird gemäß einer Vorsteuerung in einem Block B5 eingespeist und zur Vorsteuerung des Einspritzventils IV, für das der Block B2 repräsentativ ist, genutzt.

Durch die im Vorangehenden dargestellten Verfahrensschritte und Vorrichtungsmerkmale kann das Einspritzventil IV betrieben werden. Der Zumessvorgang des Einspritzventils IV kann jedoch noch weiter verbessert werden, wenn eine an dem Festkorperaktuator 14 anliegende elektrische Spannung überwacht wird. Dies ist einfach möglich, da der Festkorperaktuator 14 grundsatzlich mit einer Stromquelle betrieben wird.

Wird der Festkorperaktuator 14 mit einem Druck beaufschlagt, so liegt an ihm die elektrische Spannung an. Aufgrund der

Vorspannung des rohrformigen Federkorpers liegt somit im Ruhezustand des Festkorperaktuators 14 eine geringe Spannung an dem Festkorperaktuator 14 an, ohne dass dieser mit Strom versorgt wird. Außerhalb der Zumessphasen druckt somit der Du- sentrager 20 die Ventilnadel 16 so gegen den Festkorperaktuator 14, dass dies anhand der Spannung an dem Festkorperaktuator 14 ablesbar ist.

Das überwachen der an den Festkorperaktuator 14 anliegenden Spannung ermöglicht somit genau, die Zumessphasen zu bestimmen. Insbesondere ermöglicht das überwachen der Bewegung des Dusentragers 20, die Zumessphasen zu bestimmen und/oder die einzuspritzende Einspritzmasse genau zu regeln. Dazu wird abhangig von den Zumessphasen ein Istwert MFF_AV der Einspritz- masse ermittelt.

In einem Block B3 wird ein Unterschied DELTA zwischen dem Istwert MFF_AV der Einspritzmasse und dem Sollwert MFF_SP der Einspritzmasse ermittelt.

Der Unterschied DELTA wird in einem Block B4 einem Regler zugeführt, der vorzugsweise ein PID-Regler PID ist.

In einem Block B5 wird abhangig von einem Ausgangssignal des PID-Reglers PID das Erregersignal EXC_SIG so modifiziert, dass sich der Istwert MFF AV der Einspritzmasse dem Sollwert MFF SP der Einspritzmasse annähert.

Ein maximaler Hub des Festkorperaktuators 14 umfasst beispielsweise 50 bis 100 μm. Diese Auslenkung kann eventuell ohne übersetzung nicht ausreichen, um dem Brennraum der Brennkraftmaschine in einer geeigneten Zeitspanne genügend Kraftstoff zuzumessen. Da jedoch das Feder-Masse-System zu der Eigenschwingung angeregt wird, durch die sich die Amplitude A_VP des Dusentragers 12 immer weiter erhöht, entsteht ein Hub-Unterschied zwischen der Ventilnadel 16 und dem Du- sentrager 12, durch den eine ausreichende Einspritzmasse zugemessen werden kann. Die Einspritzung wahrend eines Kurbel- wellenzyklus kann eine Einspritzdauer von mehreren Millisekunden umfassen. Die Einspritzdauer kann beispielsweise aufgrund einer Vor- oder einer Nacheinspritzung zusatzlich verlängert werden. Ein einziger Einspritzimpuls hat eine Einspritzdauer, die den ersten bis dritten Zeitdauern DUR_1, DUR 2, DUR 3 entspricht und beispielsweise 20 μsec lang dauert. Daraus ergibt sich eine Frequenz der Bewegung der Ventilnadel 16 und/oder des Dusentragers 20 von ca. 25 kHz. Die Frequenz hangt jedoch stark von der Eigenfrequenz EQ_FRQ des Feder-Masse-Systems ab.

Das Zumessen des Fluids unter Ausnutzung des Resonanzverhaltens des Feder-Masse-Systems aus rohrformigem Federkorper 10 und Dusentrager 20 ermöglicht, sehr kleine Fluidmengen zumessen zu können. Dies kann besonders wirkungsvoll zu einem be-

sonders effizienten Betreiben der Brennkraftmaschine beitragen. Ferner bewirkt das periodische Unterbrechen der Zumessphasen, dass eine mittlere Tropfchengroße des zugemessenen Fluids im Mittel weitaus kleiner ist, als bei einer entspre- chenden ununterbrochenen langen Zumessphase.

Bei einer unterschiedlichen thermischen Ausdehnung des Gehäuses 2 und des Festkorperaktuators 14 dient der rohrformige Federkorper 10 als thermisches Ausgleichselement. Die Verwen- düng des rohrformigen Federkorpers 10 als thermisches Ausgleichselement ist besonders vorteilhaft, da über eine Federkonstante des rohrformigen Federkorpers 10 eine lineare Abhängigkeit zwischen der Kraft auf die Ventilnadel 16 und der Auslenkung des Dusentragers 12 gegeben ist, wobei der thermi- sehe Ausgleichsweg im Verhältnis zum möglichen Federweg sehr gering ist. Aufgrund der resonanten Zumessung kann das Einspritzventil IV viel kompakter aufgebaut werden als ein Einspritzventil ohne resonante Zumessung, da keine übersetzung des Hubs des Festkorperaktuators 14 notig ist. Die geringe Tropfchengroßer ermöglicht, bei gleicher Leistung einen Einspritzdruck zu verringern, mit dem das Fluid an der Einspritzdüse 20 ansteht. Dadurch kann die Konstruktion des Einspritzventils und eines Versorgungssystems des Einspritzventils, beispielsweise ein Fuel rail und/oder eine Fluidpumpe, einfacher und/oder gunstiger ausgebildet werden.

Die Erfindung ist nicht auf die angegebenen Ausfuhrungsbeispiele beschrankt. Beispielsweise kann anstatt der Einspritzmasse eine andere Betriebsgroße verwendet werden, die repra- sentativ ist für die Einspritzmasse, beispielsweise ein Einspritzvolumen und/oder ein Einspritzstrom in Verbindung mit der Einspritzdauer. Ferner weist die Darstellung des rohrformigen Federkorpers 10 in den Figuren 1 und 2 lediglich zum Veranschaulichen seiner federnden Eigenschaft ein wellenfor-

miges Profil auf. Insbesondere kann der rohrformige Federkor- per mehr, weniger oder gar keine Wellen aufweisen.