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Patent Searching and Data


Title:
METHOD AND DEVICE FOR CONTROLLING AN INJECTION VALVE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2005/119038
Kind Code:
A1
Abstract:
An injection valve has an actuator, a control space whose pressure can be influenced according to the actuator, and has a nozzle needle whose position can be set according to the pressure inside the control space. An actuating signal for the actuator is adapted according to a temporal progression of a signal, which characterizes the pressure inside the control space and, to be precise, according to at least two characteristic signal points of the signal after a controlling of the nozzle needle (24) out of its closing position and before a subsequent controlling of the nozzle needle (24) back into its closing position, said signal points depicting points of inflection and/or extremes.

Inventors:
FREUDENBERG HELLMUT (DE)
HAUSER CHRISTIAN (DE)
MEDINA-SANCHEZ GONZALO (DE)
Application Number:
PCT/EP2005/051733
Publication Date:
December 15, 2005
Filing Date:
April 20, 2005
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AG (DE)
FREUDENBERG HELLMUT (DE)
HAUSER CHRISTIAN (DE)
MEDINA-SANCHEZ GONZALO (DE)
International Classes:
F02D41/20; F02M47/02; F02M63/00; (IPC1-7): F02D41/20; F02M51/06
Domestic Patent References:
WO1994013991A11994-06-23
Foreign References:
DE19930309A12001-01-11
EP1541840A22005-06-15
EP1172541A12002-01-16
EP1138909A12001-10-04
DE10024662A12001-12-06
DE19930309C22001-12-06
DE10024662A12001-12-06
Attorney, Agent or Firm:
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT (München, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Verfahren zum Steuern eines Einspritzventils mit einem Stellantrieb, mit einem Steuerraum (30) , dessen Druck abhän¬ gig von dem Stellantrieb beeinflussbar ist, und mit einer Dü¬ sennadel (24) , deren Position abhängig von dem Druck in dem Steuerraum (30) einstellbar ist, bei dem ein Stellsignal für den Stellantrieb angepasst wird abhängig von einem zeitlichen Verlauf eines den Druck in dem Steuerraum (30) charakterisie¬ renden Signals und zwar abhängig von mindestens zwei charak¬ teristischen Signalpunkten des Signals nach einem Steuern der Düsennadel (24) aus ihrer Schließposition heraus und vor ei¬ nem darauffolgenden Steuern der Düsennadel (24) zurück in ih¬ re Schließposition, die Wendepunkte und/oder Extrema sind.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Stellsignal ermittelt wird abhängig von einem letzten und mindestens einem vorhergehenden charakteristi¬ schen Signalpunkt des Signals nach einem Steuern der Düsenna— del (24) aus ihrer Schließposition heraus und vor einem dar¬ auffolgenden Steuern der Düsennadel (24) zurück in ihre Schließposition.
3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem das Stellsignal ermittelt wird abhängig von dem letz¬ ten und mindestens einem vorletzten charakteristischen Sig¬ nalpunkt des Signals nach einem Steuern der Düsennadel (24) aus ihrer Schließposition heraus und vor einem darauffolgen¬ den Steuern der Düsennadel (24) zurück in ihre Schließpositi¬ on.
4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei das Stellsignal angepasst wird abhängig von einem Produkt der Signalpunkte.
5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der Stellantrieb ein PiezoAktuator (4) ist und das Stellsignal ein SpannungsSignal (US) ist.
6. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem das den Druck in dem Steuerraum (30) charakterisie¬ rende Signal das Spannungssignal (US) ist.
7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem einer der charakteristischen Signalpunkte ein Knick¬ punkt (SHS) nach dem Beginn des Steuerns der Düsennadel aus ihrer Schließposition heraus und vor einem Erreichen eines ersten Maximums (Pl) des Signals ist.
8. Vorrichtung zum Steuern eines Einspritzventils mit einem Stellantrieb, mit einem. Steuerraum (30), dessen Druck abhän¬ gig von dem Stellantrieb beeinflussbar ist, und mit einer Dü¬ sennadel (24) , deren Position abhängig von dem Druck in dem Steuerraum (30) einstellbar ist, wobei die Vorrichtung ausge¬ bildet ist zum Anpassen eines Stellsignals für den Stellan¬ trieb abhängig von einem zeitlichen Verlauf eines den Druck in dem Steuerraum (30) charakterisierenden Signals und zwar abhängig von mindestens zwei charakteristischen Signalpunkten des Signals nach einem Steuern der Düsennadel (24) aus ihrer Schließposition heraus und vor einem darauffolgenden Steuern der Düsennadel (24) zurück in ihre Schließposition, die Wen¬ depunkte und/oder Extrema sind.
Description:
Beschreibung

Verfahren und Vorrichtung zum Steuern eines Einspritzventils

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern eines Einspritzventils, insbesondere eines Einspritz¬ ventils zum Zumessen von Kraftstoff in eine Brennkraftmaschi¬ ne.

Immer strenge gesetzliche Vorschriften bezüglich der zulässi¬ gen Schadstoff-Emissionen von Brennkraftmaschinen, die in Kraftfahrzeugen angeordnet sind, machen es erforderlich di¬ verse Maßnahmen vorzunehmen, durch die die Schadstoff- Emissionen gesenkt werden. Ein Ansatzpunkt hierbei ist, die während des Verbrennungsprozesses des Luft/Kraftstoff- Gemisches erzeugten Schadstoff-Emissionen zu senken. Insbe¬ sondere die Bildung von Ruß ist stark abhängig von der Aufbe¬ reitung des Luft/Kraftstoff-Gemisches in dem jeweiligen Zy¬ linder der Brennkraftmaschine. Um eine sehr gute Gemischauf¬ bereitung zu erreichen, wird Kraftstoff zunehmend unter sehr hohem Druck zugemessen. Im Falle von Dieselbrennkraftmaschi¬ nen betragen die KraftStoffdrücke bis zu 2000 bar. Für derar¬ tige Anwendungen setzen sich zunehmend Einspritzventile durch mit einem Piezo-Aktuator. Piezo-Aktuatoren zeichnen sich aus durch sehr kurze Ansprechzeiten. Derartige Einspritzventile sind so gegebenenfalls geeignet mehrfach innerhalb eines Ar- beitszyklusses eines Zylinders der Brennkraftmaschine Kraft¬ stoff zuzumessen.

Eine besonders gute Gemischaufbereitung lässt sich erreichen, wenn vor einer Haupteinspritzung eine oder mehrere Vorein¬ spritzungen erfolgen, die auch als Piloteinspritzung bezeich¬ net werden, wobei für die einzelne Voreinspritzung gegebenen- falls eine sehr geringe Kraftstoffmasse zugemessen werden soll. Ein präzises Ansteuern des Einspritzventils ist insbe¬ sondere für die Fälle sehr wichtig.

Aus der DE 199 30 309 C2 ist ein Verfahren und eine Vorrich¬ tung zum Steuern eines Einspritzventils bekannt mit einem Piezo-Aktuator und mit einer Steuerkammer, deren Druck auf einen beweglichen Düsenkörper mit einer Düsennadel zum Öffnen und Schließen von Einspritzlöchern wirkt. Ferner steht ein Steuerventil in Verbindung mit der Steuerkammer, das von dem Piezo-Aktuator betätigt wird. Nach einer Aufladung des Piezo— Aktuators wird die an ihm abfallende Spannung erfasst. Eine Nadelöffnungszeit wird ermittelt abhängig von den Zeitpunk¬ ten, an denen der Spannungsabfall einen vorgegebenen ersten Wert beziehungsweise einen vorgegebenen zweiten Wert ein¬ nimmt.

Aus der DE 100 24 662 Al ist ein Verfahren zum Steuern eines Einspritzventils und eine Steuerschaltung für ein Einspritz¬ ventil bekannt. Das Einspritzventil hat einen Aktor, der mit einem Stellglied in Wirkverbindung steht, mit dem der Druck in einem Steuerraum beeinflussbar ist. Eine Düsennadel ist vorgesehen, die in Wirkverbindung mit dem Druck in dem Steu¬ erraum steht. Die Düsennadel ist abhängig von dem Druck in dem Steuerraum in verschiedene Positionen bewegbar, in denen unterschiedliche Einspritzzustände des Einspritzventils ein¬ stellbar sind. Der Aktor ist als piezoelektrischer Aktor aus¬ gebildet. Die an dem piezoelektrischen Aktor abfallende Span¬ nung wird als Detektionssignal erfasst, wenn eine Änderung der Spannung auftritt. Das Detektionssignal dient dann als Information für das Festlegen eines Einspritzzeitpunktes. Aus der WO 01/63121 ist ein Verfahren zum Erkennen von Ein¬ spritzereignissen eines Einspritzventils mit einem piezo¬ elektrischen Aktuator bekannt. Das Einspritzventil umfasst einen Injektorkörper mit einer Steuerkammer, der ein Steuer¬ ventil zugeordnet ist, das den Kraftstoffdruck in der Steuer¬ kammer steuert. Der piezoelektrische Aktuator wirkt auf das Steuerventil ein. Der piezoelektrische Aktuator wird mit ei¬ ner Spannung beaufschlagt derart, dass der daraus resultie¬ rende Hub des piezoelektrischen Aktuators das Steuerventil betätigt. Ein axiales Wegbewegen einer Düsennadel von einem Ventilsitz wird abhängig von einem Anstieg des Spannungsab¬ falls an dem piezoelektrischen Aktuator erkannt. Ein Beenden der Bewegung der Düsennadel wird anhand eines abrupten Ab¬ falls der Spannung an dem piezoelektrischen Aktuator erkannt.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vor¬ richtung zu schaffen, die ein präzises Steuern eines Ein¬ spritzventils ermöglicht.

Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung zeichnet sich aus durch ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zum Steuern eines Einspritzventils mit einem Stellantrieb, mit einem Steuerraum, dessen Druck abhängig von dem Stellglied beeinflussbar ist, und mit einer Düsennadel, deren Position abhängig von dem Druck in dem Steuerraum einstellbar ist. Ein Stellsignal für den Stellan¬ trieb, das abhängig von Betriebsparametern vorgegeben wird, wird angepasst abhängig von einem zeitlichen Verlauf eines den Druck in dem Steuerraum charakterisierenden Signals und zwar abhängig von mindestens zwei charakteristischen Signal- punkten des Signals nach einem Steuern der Düsennadel (24) aus ihrer Schließposition heraus und vor einem darauffolgen¬ den Steuern der Düsennadel (24) zurück in ihre Schließpositi¬ on, die Wendepunkte und/oder Extrema sind. Die Erfindung nutzt die Erkenntnis, dass Wendepunkte und Extrema des Sig¬ nals sehr gut korrelieren mit dem Zeitpunkt des Herausbewe- gens der Düsennadel aus ihrer Schließposition und der Ge¬ schwindigkeit mit der dies erfolgt. Somit korrelieren sie auch sehr gut mit dem zeitlichen Beginn einer Einspritzung und einer Menge der zugemessenen Fluidmasse. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass ein Verwenden der mindestens zwei charakteristischen Signalpunkte dazu führt, dass Mess¬ fehler und Fehler, die beim Ermitteln der charakteristischen Signalpunkte auftreten können, sich signifikant geringer aus¬ wirken auf die Güte eines ermittelten Zeitpunktes des Heraus- bewegens der Düsennadel aus ihrer Schließposition und der Ge¬ schwindigkeit mit der dies erfolgt. Durch das Anpassen des Stellsignals abhängig von den mindestens zwei charakteristi¬ schen Signalpunkten des Signals kann somit das Einspritzven— til auf überraschend einfache Weise sehr präzise angesteuert werden.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird das Stellsignal abhängig ermittelt von einem letzten und mindes¬ tens einem vorhergehenden charakteristischen Signalpunkt des Signals nach einem Steuern der Düsennadel (24) aus ihrer Schließposition heraus und vor einem darauffolgenden Steuern der Düsennadel (24) zurück in ihre Schließposition. Dem liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die Empfindlichkeit auf Ände¬ rungen des Zeitpunktes des Herausbewegens der Düsennadel aus ihrer Schließposition und der Geschwindigkeit mit der dies erfolgt bei dem letzten charakteristischen Signalpunkt am größten ist. So kann das Einspritzventil sehr präzise ange¬ steuert werden.

In diesem Zusammenhang ist es ferner vorteilhaft, wenn das Stellsignal abhängig von dem letzten und mindestens einem vorletzten charakteristischen Signalpunkt des Signals nach einem Steuern der Düsennadel (24) aus ihrer Schließposition heraus und vor einem darauffolgenden Steuern der Düsennadel (24) zurück in ihre Schließposition ermittelt wird. Auf diese Weise kann das Einspritzventil besonders präzise gesteuert werden.

Es hat sich gezeigt, dass die Empfindlichkeit der jeweiligen charakteristischen Signalpunkte auf Änderungen des Zeitpunkts des Herausbewegens der Düsennadel aus ihrer Schließposition und der Geschwindigkeit, mit der dies erfolgt, zunimmt ausge¬ hend von dem ersten Maximum des Signals. Als besonders güns¬ tig haben sich diejenigen charakteristischen Signalpunkte er¬ wiesen, die zeitlich vor einem dritten Wendepunkt einschlie߬ lich dieses dritten Wendepunktes liegen ausgehend von dem ersten Maximum des Signals.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird das Stellsignal angepasst abhängig von der Summe der Signalpunkte. Dies ist besonders einfach.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird das Stellsignal angepasst abhängig von einem Produkt der Signalpunkte. Es hat sich gezeigt, dass so das Anpassen sehr robust ist auch bei dem Auftreten von Messfehlern oder Feh¬ lern bei der Auswertung des Signals und gleichzeitig so eine sehr hohe Empfindlichkeit auf eine Abweichung von dem eigent¬ lich gewünschten Verhalten gewährleistet ist. Somit kann so

O das Einspritzventil zuverlässig sehr präzise gesteuert wer¬ den.

Es ist ferner vorteilhaft, wenn der Stellantrieb ein Piezoan- trieb ist und das Stellsignal ein Spannungssignal ist, dass so sehr geringe Ansprechzeiten des Piezoantriebs gewährleis¬ tet werden können.

In diesem Zusammenhang ist es ferner vorteilhaft, wenn das den Druck in dem Steuerraum charakterisierende Signal das Spannungssignal des Piezoantriebs ist. Auf diese Weise kann der Piezoaktuator auch gleichzeitig als Drucksensor einge¬ setzt werden.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfin¬ dung ist einer der charakteristischen Signalpunkte ein Knick¬ punkt nach dem Beginn des Steuerns der Düsennadel aus ihrer Schließposition heraus und vor einem Erreichen des ersten Ma¬ ximums des Signals. Der Beginn des Steuerns der Düsennadel aus ihrer Schließposition heraus entspricht bevorzugt dem Be¬ ginn einer elektrischen Ansteuerung des Stellantriebs in dem Sinne, dass dadurch ein Herausbewegen der Düsennadel aus ih¬ rer Schließposition erfolgt. Auf diese Weise kann insbesonde¬ re bei sehr kurzen Ansteuerzeitdauern so die größtmögliche Präzision beim Steuern des Einspritzventils erreicht werden. Die AnsteuerZeitdauer ergibt sich aus der Zeitdauer zwischen dem Beginn des Steuerns der Düsennadel aus ihrer Schließposi¬ tion bis zu dem Beginn des Steuerns der Düsennadel zurück in ihre Schließposition. Der Beginn des Steuerns der Düsennadel zurück in ihre Schließposition entspricht bevorzugt dem Be¬ ginn einer elektrischen Ansteuerung des Stellantriebs in dem Sinne, dass dadurch ein Zurückbewegen der Düsennadel in ihre Schließposition erfolgt. Darüber hinaus zeichnet sich der Knickpunkt durch eine hohe Empfindlichkeit aus.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im folgenden anhand der schematische Zeichnungen beispielhaft erläutert. Es zei¬ gen:

Figur 1 ein Einspritzventil mit einer Steuereinrichtung,

Figur 2 ein Ablaufdiagramm eines Programms, das in der Steu¬ ereinrichtung abgearbeitet wird, und

Figur 3 einen zeitlichen Verlauf eines Spannungssignals eines Piezo-Aktuators des Einspritzventils gemäß Figur 1.

Elemente gleicher Konstruktion oder Funktion sind figuren¬ übergreifend mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.

Ein Einspritzventil (Figur 1) hat ein Injektorgehäuse 1 mit einer Ausnehmung, in die ein Piezo-Aktuator 4 eingesetzt ist, der mit einem Übertrager 6 gekoppelt ist. Der Übertrager 6 ist in einem Leckageraum 8 angeordnet. Ein Schaltventil 10, das bevorzugt als Servoventil ausgebildet ist, ist so ange¬ ordnet, dass es abhängig von seiner SchaltStellung ein Lecka— gefluid, das in dieser Ausführungsform bevorzugt der Kraft¬ stoff ist, absteuert. Das Schaltventil ist über den Übertra¬ ger 6 mit dem Piezo-Aktuator 4 gekoppelt und wird von ihm an¬ getrieben, das heißt die Schaltstellung des Schaltventils 10 wird mittels des Piezo-Aktuators 4 eingestellt. Das Schalt¬ ventil 10 ist in einer Ventilplatte 12 angeordnet.

Das Einspritzventil umfasst ferner einen Nadelführungskörper 14 und einen Düsenkörper 16. Die Ventilplatte 12, der Nadel- führungskörper 14 und der Düsenkörper 16 bilden eine Düsen¬ baugruppe, die mittels einer Düsenspannmutter 18 an dem In¬ jektorgehäuse 1 befestigt ist.

Der Nadelführungskörper 14 hat eine Ausnehmung, die als Aus¬ nehmung des Düsenkörpers 16 in dem Düsenkörper 16 fortgesetzt ist und in der eine Düsennadel 24 angeordnet ist. Die Düsen— nadel 24 ist in dem Nadelführungskörper 14 geführt. Eine Dü¬ senfeder 26 spannt die Düsennadel 24 in eine Schließposition vor, in der sie einen Kraftstofffluss durch eine Einspritzdü¬ se 28 unterbindet.

An dem axialen Ende der Düsennadel 24, das hingewandt ist zu der Ventilplatte 12, ist ein Steuerraum 30 ausgebildet, der über eine Zulaufdrossel mit einer Hochdruckbohrung 32 hydrau¬ lisch gekoppelt ist. Befindet sich das Schaltventil 10 in seiner Schließposition, so ist der Steuerraum 30 hydraulisch entkoppelt von dem Leckageraum 8. Dies hat zur Folge, dass sich nach einem Schließen des Schaltventils 10 der Druck in dem Steuerraum 30 im wesentlichen dem Druck in der Hochdruck— bohrung 32 angleicht. Die Hochdruckbohrung 32 ist beim Ein¬ satz des Einspritzventils in einer Brennkraftmaschine mit ei¬ nem Kraftstoffhochdruckspeicher hydraulisch gekoppelt und wird so mit Kraftstoff unter einem Druck von beispielsweise bis zu 2000 bar versorgt.

Über den Steuerraum 30 wird aufgrund des Fluiddrucks in dem Steuerraum 30 auf eine Stirnfläche der Düsennadel 24 ein Druck in Schließrichtung der Düsennadel 24 ausgeübt. Die Dü¬ sennadel 24 weist ferner axial beabstandet zu ihrer Stirnflä¬ che einen Absatz auf, der mit Fluid, das durch die Hochdruck¬ bohrung 32 strömt, derart beaufschlagt wird, dass eine öff¬ nend wirkende Kraft auf die Düsennadel 24 wirkt. In ihrer Schließposition unterbindet die Düsennadel 24 einen Kraft¬ stofffluss durch die Einspritzdüse 28. Bewegt sich die Düsen¬ nadel 24 ausgehend von ihrer Schließposition hinein in den Steuerraum 30, so gibt sie den Kraftstofffluss durch die Ein¬ spritzdüse 28 frei, insbesondere in ihrer Offenposition, in der sie in Anlage mit dem Bereich der Wandung des Steuerraums 30 ist, der durch die Ventilplatte 12 gebildet wird.

Ob die Düsennadel 24 sich in ihrer Offensposition oder in ih¬ rer Schließposition befindet hängt davon ab, ob die Kraft, die an dem Absatz der Düsennadel 24 durch den dort herrschen¬ den Druck des Fluids hervorgerufen wird, größer oder kleiner ist als die Kraft, die durch die Düsenfeder 26 und den auf die Stirnfläche der Düsennadel 24 einwirkenden Druck hervor¬ gerufen wird.

Befindet sich das Schaltventil 10 in seiner Offenposition, so strömt Fluid von dem Steuerraum 30 durch das Schaltventil 10 hinein in den Leckageraum 8. Bei geeigneter Dimensionierung der Zulaufdrossel sinkt dann der Druck in dem Steuerraum 30, was schließlich zu einer Bewegung der Düsennadel in ihre Of¬ fenposition führt. Der Druck des Fluids in dem Leckageraum 8 ist deutlich geringer als der Druck des Fluids in der Hoch¬ druckbohrung.

Eine Steuereinrichtung 40 ist dem Einspritzventil zugeordnet. Die Steuereinrichtung 40 ist ausgebildet zum Erzeugen eines Stellsignals für den Stellantrieb des Einspritzventils, der im vorliegenden Ausführungsbeispiel der Piezo-Aktuator 4 ist.

Das Stellsignal ist bevorzugt ein Stromsignal IS, das bevor¬ zugt pulshöhenmoduliert ist. Ausgehend von einem Start eines Ladevorgangs LAV wird bevorzugt eine vorgegebene Anzahl PuI- se, so zum Beispiel 20, mit einer vorgegebenen zeitlichen Dauer und Periode erzeugt bis der Ladevorgang abgeschlossen ist. Über die Höhe des jeweiligen Pulses wird die während des Ladevorgangs dem Piezo-Aktuator zuzuführende elektrische E- nergie eingestellt. Die dem Piezo-Aktuator 4 während eines Ladevorgangs zuzuführende Energie wird abhängig von Betriebs¬ parametern ermittelt. Die dem Aktuator zugeführte Energie be- einfl-usst dessen axialen Hub und somit auch den Verlauf des Drucks in dem Steuerraum 30.

Ferner ist die Steuereinrichtung 40 ausgebildet zum Erfassen eines Signals, das den Druck in dem Steuerraum 30 charakteri¬ siert. Im Zusammenhang mit dem als Piezo-Aktuator ausgebilde¬ ten Stellantrieb des Einspritzventils ist es besonders vor¬ teilhaft, wenn das Signal ein Spannungssignal US ist, das den Spannungsabfall über den Piezo-Aktuator 4 charakterisiert. Bevorzugt umfasst die Steuereinrichtung 40 ferner mindestens einen Treiber, der dem Einspritzventil zugeordnet ist, der für ein niederohmiges Zuführen des Stromsignals IS während des Ladevorgangs LAV und eines Entladevorgangs ELV sorgt und der ansonsten hochohmig ist.

Ein Programm zum Anpassen des Stromsignals IS ist im folgen¬ den anhand des Ablaufdiagramms der Figur 2 näher erläutert. Das Programm ist in der Steuereinrichtung 40 gespeichert und wird während des Betriebs des Einspritzventils in der Steuer¬ einrichtung 40 abgearbeitet. Das Programm wird in einem Schritt Sl gestartet.

In einem Schritt S2 wird geprüft, ob ein Ladevorgang LAV ge¬ startet wurde. Ist dies nicht der Fall, so verharrt das Pro¬ gramm für eine vorgebbare Wartezeitdauer T_W in dem Schritt S4 oder auch im Falle einer Brennkraftmaschine gegebenenfalls für eine Zeitdauer eines vorgegebenen Kurbelwellenwinkels. Im Anschluss daran wird die Bedingung des Schrittes S2 erneut geprüft.

Ist die Bedingung des Schrittes S2 hingegen erfüllt, so wird in einem Schritt S6 das Spannungssignal US erfasst und zwi¬ schengespeichert inklusive zugeordneter Zeitinformationen.

In einem Schritt S8 wird anschließend geprüft, ob ein Entla¬ devorgang ELV gestartet wurde. Ist dies nicht der Fall, so wird die Bearbeitung wieder in dem Schritt S6 fortgesetzt und das Spannungssignal US weiter erfasst und zwischengespei¬ chert. Ist die Bedingung des Schrittes S8 hingegen erfüllt, so wird die Bearbeitung in einem Schritt SlO fortgesetzt.

Durch den Ladevorgang LAV wird ein Längen des Piezo-Aktuators 4 in axialer Richtung bewirkt und somit die Düsennadel 24 aus ihrer Schließposition heraus gesteuert. Durch den Entladevor¬ gang ELV wird ein Verkürzen der axialen Länge des Piezo- Aktuators 4 bewirkt und somit ein Bewegen der Düsennadel 24 hinein in ihre Schließposition. Die Zeitdauer zwischen dem Start des Ladevorgangs LAV und dem Start des darauffolgenden Entladevorgangs ELV des Piezo-Aktuators 4 wird als Ansteuer¬ zeitdauer des Piezo-Aktuators 4 bezeichnet. Die Ansteuerzeit¬ dauer bestimmt wesentlich die zugemessene Fluidmenge. Durch die während des Ladevorgangs dem Piezo-Aktuator 4 zugeführte elektrische Energie wird maßgeblich die Geschwindigkeit des Bewegens der Düsennadel 24 von ihrer Schließposition in ihre Offenposition bestimmt.

In den Schritten SlO bis S22 werden charakteristische Signal¬ punkte des Spannungssignals US ermittelt, die Wendepunkte, Extrema oder ein Knickpunkt vor einem ersten Maximum Pl des SpannungsSignals US sind. Ferner werden in den Schritten SlO bis S22 den entsprechenden charakteristischen Signalpunkten des Spannungssignals US auch die entsprechenden Zeitpunkte zugeordnet, an denen sie auftraten.

Ein beispielhafter Verlauf des Spannungssignals US aufgetra¬ gen über die Zeit t ist anhand der Figur 3 veranschaulicht. Ein Zeitpunkt t_i kennzeichnet einen Zeitpunkt des Startes eines Ladevorgangs LAV. Ein Zeitpunkt to kennzeichnet das Be¬ enden des jeweiligen Ladevorgangs LAV und somit auch den Zeitpunkt, an dem das Spannungssignal US sein erstes Maximum Pl erreicht unter der Voraussetzung, dass das Stromsignal IS wie im Ausführungsbeispiel dargestellt pulshöhenmoduliert ist und eine vorgegebene Anzahl an Strompulsen dem Piezo-Aktuator 4 während je eines Ladevorgangs LAV zugeführt werden.

Unter dem Begriff Extremum, Maximum und Minimum werden rela¬ tive Extrema, Maxima beziehungsweise Minima verstanden und nicht notwendigerweise absolute Extrema, Maxima beziehungs¬ weise Minima. t2 markiert den Zeitpunkt, an dem der Entlade¬ vorgang ELV gestartet wird. Bevorzugt sind alle Zeitpunkte auf den Zeitpunkt to bezogen, an dem der Ladevorgang LAV be¬ endet ist.

In dem Schritt SlO (Figur 2) wird ein Knickpunkt SHS ermit¬ telt, der sich zwischen den Zeitpunkt t-i des Starts des La¬ devorgangs LAV und dem Zeitpunkt to befindet, an dem der La¬ devorgang LAV beendet ist. Dem Knickpunkt SHS ist ein Zeit¬ punkt tsas des Knickpunkts SHS zugeordnet. Im Anschluss an den Knickpunkt SHS des Spannungssignals US hat dieses eine zweite hohe Steigung. Der Knickpunkt SHS ist charakteristisch für den Beginn der Bewegung des Schaltventils 10 aus seiner Schließstellung heraus. Er charakterisiert somit auch einen Zeitpunkt eines Beginns der Bewegung der Düsennadel 24 aus ihrer Schließposition heraus.

Der Knickpunkt SHS wird bevorzugt mittels Auswerten der ers¬ ten zeitlichen Ableitung des Spannungssignals US ermittelt. In dem Schritt S12 wird das erste Maximum Pl des Spannungs— Signals US ermittelt und der zu dem ersten Maximum Pl zuzu¬ ordnende Zeitpunkt des ersten Maximums zugeordnet, der in der Regel der vorgegebene Zeitpunkt to ist, an dem der Ladevor— gang LAV beendet ist.

In einem Schritt S14 wird ein erster Wendepunkt B ermittelt und der diesem zugeordnete Zeitpunkt tB ermittelt.

In dem Schritt Sl6 wird ein erstes Minimum V des Spannungs¬ signals US ermittelt und der diesem zugeordnete Zeitpunkt tv ermittelt. In dem Schritt S18 wird ein zweiter Wendepunkt Gl des SpannungsSignals US ermittelt und ein entsprechender Zeitpunkt tGi des zweiten Wendepunkts zugeordnet. In einem Schritt S20 wird ein zweites Maximum P2 des Spannungssignals U2 ermittelt und ein Zeitpunkt tp2 des zweiten Maximums des Spannungssignals US zugeordnet.

In einem Schritt S22 wird ein dritter Wendepunkt G2 des Span¬ nungssignals US ermittelt und diesem der entsprechende Zeit¬ punkt tG3 zugeordnet. Die Nummerierung der Maxima, der Minima und der Wendepunkte ist jeweils bezogen auf das erste Maximum Pl. Je nachdem wie der Zeitpunkt t2 des Starts des Entlade¬ vorgangs relativ zu dem Zeitpunkt to liegt, an dem der Lade¬ vorgang LAV beendet ist, kann auch nur eine Untermenge der in den Schritten SlO bis S22 beschriebenen Signalpunkten be¬ stimmt werden. Liegt der Zeitpunkt t2 des Startes des Entla¬ devorgangs LAV beispielsweise zwischen den Zeitpunkten tv und tGi des ersten Minimums V und des zweiten Wendepunkts Gl, so können auch nur die charakteristischen Signalpunkte der Schritte SlO, S12, S14 und S16 bestimmt werden und ihnen die entsprechenden Zeitpunkte zugeordnet werden.

So wird dann in einem Schritt S24 geprüft, welches der letzte charakteristische Signalpunkt war, der aufgrund der Ansteuer¬ zeitdauer des Piezo-Aktuators 4 bestimmt werden konnte. Je nachdem, welcher der letzte charakteristische Signalpunkt ist wird anschließend die Bearbeitung in einem Schritt S26 oder S28 oder S30 oder S32 oder S34 fortgesetzt. Wenn der letzte charakteristische Signalpunkt der dritte Wendepunkt G2 ist, so wird die Bearbeitung in dem Schritt S26 fortgesetzt. Wenn der letzte charakteristische Signalpunkt das zweite Maximum P2 ist, so wird die Bearbeitung in dem Schritt S28 fortge¬ setzt. Wenn der letzte charakteristische Signalpunkt der zweite Wendepunkt Gl ist, so wird die Bearbeitung in einem Schritt S30 fortgesetzt. Wenn der letzte charakteristische ■Signalpunkt das erste Minimum V ist, so wird die Bearbeitung in dem Schritt S32 fortgesetzt. Wenn der letzte charakteris¬ tische Signalpunkt der erste Wendepunkt B ist, so' wird die Bearbeitung in dem Schritt S34 fortgesetzt.

In den Schritten S26 bis S34 wird abhängig von den jeweils zur Verfügung stehenden und in den Schritten angegebenen Zeitpunkten tG2r tP2, tGi, tv, tB, tSas und zwar abhängig von mindestens zwei der Zeitpunkte ein Gütewert GW ermittelt. Die charakteristischen Signalpunkte unterscheiden sich abhängig von der während des Ladevorgangs LAV dem Piezo-Aktuator tat¬ sächlich zugeführten elektrischen Energie mit wachsendem zeitlichen Abstand zu dem Zeitpunkt t0, an dem der Ladevor¬ gang LAV beendet, ist immer mehr. Somit sind sie dann auch mit wachsenden zeitlichen Abstand zu dem Zeitpunkt to, in dem der Ladevorgang LAV beendet ist, zunehmend besser geeignet, um das Stromsignal IS so zu korrigieren, dass sich die Düsen¬ nadel tatsächlich zu den gewünschten Zeitpunkten und mit der gewünschten Geschwindigkeit bewegt.

Der Gütewert GW wird somit entsprechend der zur Verfügung stehenden Zeitpunkte abhängig von mindestens zwei den ent¬ sprechenden charakteristischen Signalpunkten zugeordneten Zeitpunkten ermittelt. So ist es besonders vorteilhaft den Gütewert zumindest abhängig von dem letzten oder auch dem vorletzten charakteristischen zur Verfügung stehenden Signal¬ punkt zu ermitteln und so den Gütewert GW mit möglichst hoher Güte zu ermitteln. Grundsätzlich kann der Gütewert GW aus ei¬ ner beliebigen Kombination abhängig von mindestens zwei cha¬ rakteristischen Signalpunkten ermittelt werden. So hat sich insbesondere auch gezeigt, dass der Knickpunkt SHS auch eine sehr hohe Empfindlichkeit aufweist und daher sehr gut zum Er¬ mitteln des Gütewertes GW geeignet ist. Der Gütewert GW kann durch Summenbildung der entsprechenden Zeitpunkte ermittelt werden, was sehr einfach ist. Alternativ kann er jedoch auch durch Bilden des Produkts der jeweiligen Zeitpunkte ermittelt werden. Dadurch ergibt sich eine besonders hohe Robustheit gegenüber Messfehlern beim Erfassen des Spannungssignals US und Auswertefehlern des Spannungssignals US insbesondere beim Ermitteln der jeweiligen charakteristischen Signalpunkte.

Durch das Ermitteln des Gütewertes GW abhängig von mindestens zwei charakteristischen Signalpunkten, insbesondere die die¬ sen zugeordneten Zeitpunkte kann einfach eine tatsächlich dem Piezo-Aktuator 4 zugeführte elektrische Energie zugeordnet werden, was die Basis für ein präzises Ermitteln eines Kor¬ rekturwertes KOR in einem nachfolgenden Schritt S36 bildet. In dem Schritt S36 wird dann der Korrekturwert KOR abhängig von dem Gütewert GW ermittelt. Dies kann durch eine beliebige Zuordnung, die geeignet bestimmt wurde erfolgen. So kann dies beispielsweise mittels eines Kennfeldes und entsprechender Kennfeldinterpolation erfolgen. Es kann auch mittels einer beliebigen analytischen Funktion erfolgen oder auch mittels einer entsprechenden Regelungsvorschrift, die beispielsweise die Abweichung des Gütewertes GW von einem vorgegebenen Wert entsprechend proportional, integral oder auch differentiell bewertet.

In einem Schritt S38 wird anschließend das Stromsignal IS ab¬ hängig von dem Korrekturwert KOR angepasst.

Gegebenenfalls kann es vorteilhaft sein, das Spannungssignal US geeignet zu filtern, so zum Beispiel mit einem Tiefpass¬ filter um hochfreguente Messstörungen herauszufiltern. Ferner kann es vorteilhaft sein, die charakteristischen Signalpunkte über mehrere Zeiträume zwischen einem jeweiligen Ladevorgang LAV und dem darauf folgenden Entladevorgang zu ermitteln und erst dann den Korrekturwert KOR, gegebenenfalls mittels ent¬ sprechender gefilterter oder gemittelter Gütewerte GW oder auch mittels eines Gütewertes GW, der abhängig von entspre¬ chend gefilterten oder gemittelten Zeitpunkten ermittelt wur¬ de, zu ermitteln.

Bei entsprechender Ausgestaltung der Steuereinrichtung40, die auch als Vorrichtung zum Steuern des Einspritzventils be¬ zeichnet werden kann, kann das für den Verlauf des Drucks in dem Steuerraum charakteristische Signal auch ein von dem Spannungssignal US abweichendes Signal, wie beispielsweise ein die in dem Piezo-Aktuator 4 gespeicherte Energie charak¬ terisierendes Signal oder ein entsprechendes Stromsignal sein.