Pumpe-Düse-Einheiten dienen zum Zuführen von Kraftstoff in einen Verbrennungsraum einer Brennkraftmaschine. Dabei kann es sich beispielsweise um eine Pumpe-Düse-Einheit mit einer Steuer-und/oder regelbaren Kraftstoffpumpe, einer Kraft- stoffeinspritzdüse, die eine zwischen einer Schließstellung und einer Öffnungsstellung hin und her bewegliche Düsennadel aufweist, einem ersten Druckraum, der von der Kraftstoffpumpe mit unter einem ersten Druck stehenden Kraftstoff befüllbar ist, einem zweiten Druckraum, wobei in dem zweiten Druckraum unter einem zweiten Druck stehender Kraftstoff eine Schließ- kraft auf die Düsennadel ausübt, und einen dritten Druckraum, der mit dem ersten Druckraum kommuniziert, wobei in dem drit- ten Druckraum unter einem dritten Druck stehender Kraftstoff eine Öffnungskraft auf die Düsennadel ausübt, handeln.

Pumpe-Düse-Einheiten werden insbesondere im Zusammenhang mit druckgesteuerten Einspritzsystemen verwendet. Ein wesentli- ches Merkmal eines druckgesteuerten Einspritzsystems besteht darin, dass die Kraftstoffeinspritzdüse öffnet, sobald eine zumindest vom aktuell herrschenden Drücken beeinflusste Öff- nungskraft auf die Düsennadel ausgeübt wird. Derartige druck- gesteuerte Einspritzsysteme dienen der Kraftstoffdosierung, der Kraftstoffaufbereitung, der Formung des Einspritzverlaufs und einer Abdichtung der Kraftstoffzuführung gegen den Verbrennungsraum der Brennkraftmaschine. Mit druckgesteuerten

Einspritzsystemen lässt sich der zeitliche Verlauf des Men- genstroms während der Einspritzung in vorteilhafter Weise steuern. Damit kann ein positiver Einfluss auf die Leistung, den Kraftstoffverbrauch und die Schadstoffemission des Motors genommen werden.

Bei Pumpe-Düse-Einheiten sind die Kraftstoffpumpe und die Kraftstoffeinspritzdüse in der Regel als integriertes Bauteil ausgebildet. Für jeden Verbrennungsraum der Brennkraftmaschi- ne wird zumindest eine Pumpe-Düse-Einheit vorgesehen, die in der Regel in den Zylinderkopf eingebaut wird. Die Kraftstoff- pumpe umfasst dabei typischerweise einen in einem Kraftstoff- pumpenzylinder hin und her beweglichen Kraftstoffpumpenkol- ben, der entweder direkt über einen Stößel oder indirekt über Kipphebel von einer Nockenwelle der Brennkraftmaschine ange- trieben wird. Der üblicherweise den ersten Druckraum bildende Abschnitt des Kraftstoffpumpenzylinders ist über ein Steuer- ventil mit einem Kraftstoff-Niederdruckbereich verbindbar, wobei bei geöffnetem Steuerventil Kraftstoff von dem Kraft- stoff-Niederdruckbereich in den ersten Druckraum angesaugt und bei weiterhin geöffnetem Steuerventil von dem ersten Druckraum in den Kraftstoff-Niederdruckbereich zurückgedrückt wird. Sobald das Steuerventil geschlossen wird, erfolgt durch den Kraftstoffpumpenkolben eine Komprimierung des in dem ers- ten Druckraum befindlichen Kraftstoffs und somit ein Druck- aufbau. Es ist bekannt, das Steuerventil in Form eines Mag- netventils vorzusehen. Magnetventile weisen jedoch üblicher- weise eine relativ lange Ansprechzeit auf, was insbesondere dadurch bedingt ist, dass der Magnetanker eines Magnetventils aufgrund der von seiner Masse abhängigen Massenträgheitskräf- te nicht beliebig schnell beschleunigt werden kann. Weiterhin erfordert auch der Aufbau des Magnetfeldes zur Erzeugung der Anzugskraft Zeit. Eine mit einem Magnetventil ausgestattete Pumpe-Düse-Einheit ist beispielsweise aus der EP 0 277 939 B1 bekannt.

Um die durch die Verwendung von Magnetventilen hervorgerufe- nen Probleme zu vermeiden, ist es weiterhin bereits bekannt, Pumpe-Düse-Einheiten mit einem Steuerventil auszustatten, das piezoelektrisch betrieben wird. Eine derartige Pumpe-Düse- Einheit ist beispielsweise aus der DE 198 35 494 AI bekannt.

Um bei einem Einspritzvorgang neben einer Haupteinspritzmenge eine zusätzliche Voreinspritzmenge und/oder eine zusätzliche Nacheinspritzmenge in den Verbrennungsraum einzubringen, ist es weiterhin bekannt, während eines Einspritzzyklus mehrere in kurzen Zeitabständen aufeinanderfolgende Einspritzimpulse auszulösen.

Bei Pumpe-Düse-Einheiten mit einem Piezo-Steuerventil können Probleme hinsichtlich der Einspritzmengengenauigkeit auftre- ten. Dies ist insbesondere dadurch mitbegründet, dass die tatsächlichen Schließ-und Öffnungszeitpunkte des Piezo- Steuerventils in Betrieb nicht bekannt sind. Um Einspritzmen- genstreuungen möglichst gering zu halten, muss der Piezo- Aktuator im Piezo-Steuerventil möglichst genau geladen bezie- hungsweise entladen werden, beispielsweise zur Einstellung von Beginn, Dauer und Energie eines Ventilschließvorgangs.

Weiterhin können auch mechanische Fertigungstoleranzen, Ver- schleiß, Temperatur und Alterungsprozesse zu einem undefi- nierten Schließ-und/oder Öffnungsvorgang führen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, mit dem beziehungsweise mit der die tatsächlichen Schließ-und/oder Öffnungszeitpunkte des Piezo-Steuerventils detektiert werden können.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen An- sprüche gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfin- dung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Detektion des Einschlag- zeitpunktes der Ventilnadel eine Piezo-Steuerventils einer Pumpe-Düse-Einheit zeichnet sich dadurch aus, dass die Detek- tion des Einschlagzeitpunktes der Ventilnadel durch Auswer- tung der Piezospannung und/oder des Piezostroms erfolgt.

Durch die Detektion des Einschlagzeitpunktes der Ventilnadel erhält man insbesondere eine Rückmeldung für den tatsächli- chen Schließzeitpunkt des Piezo-Steuerventils sowie für das Öffnungsverhalten. Diese Rückmeldungen können in besonders vorteilhafter Weise für übergeordnete Steuerungen und/oder Regelungen eingesetzt werden. Durch die erfindungsgemäße Lö- sung wird beispielsweise die Bestimmung des tatsächlichen Förderbeginns möglich. Weiterhin können die Laufzeiten des Piezo-Steuerventils beim Schließen und Öffnen zur genaueren Positionierung der Ventilnadel genutzt werden und die Ein- stellung einer ausreichenden Sitzkraftreserve ist für die ge- samte Betriebszeit möglich.

Bei bevorzugten Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfah- rens ist vorgesehen, dass die Auswertung der Piezospannung und/oder des Piezostroms das Erkennen von zumindest einer Un- stetigkeit im Verlauf der Piezospannung und/oder des Piezo- stroms umfasst. Beispielsweise beim Schließvorgang des Piezo- Steuerventils wird die Steuerventilmechanik, wie Druckplatte, Hebel und Ventilnadel, durch den Ladevorgang des Piezo- Aktuators in Richtung Ventilsitz beschleunigt. Beim Einschla- gen der Ventilnadel in den Ventilsitz wird durch die mechani- sche Kopplung sprungartig die Gegenkraft auf den Piezo- Aktuator erhöht, was sich direkt in der Piezospannung als Un- stetigkeitsstelle wiederspiegelt. Durch eine geeignete Detek- tionsschaltung, die beispielsweise durch einen Differenzierer mit nachgeschalteter Schwellenwerterfassung gebildet sein kann, ist es möglich, diese Unstetigkeit in der elektrischen Messgröße zu erkennen.

Zusätzlich oder alternativ kann bei dem Verfahren zur Detek- tion des Einschlagzeitpunktes vorgesehen sein, dass die Aus-

wertung der Piezospannung und/oder des Piezostroms das Erken- nen von zumindest einem Impuls im Verlauf der Piezospannung und/oder des Piezostroms umfasst. Beispielsweise beim zum Öffnen des Piezo-Steuerventils durchgeführten Entladevorgang des Piezo-Aktuators kann die Steuerventilmechanik, wie Druck- platte, Hebel und Ventilnadel, dem zurückweichenden Piezo- Aktuator nicht kraftschlüssig folgen. Dennoch wird die Ven- tilnadel beim Öffnungsvorgang durch den Absteuerpuls so stark beschleunigt, dass bei ihrem Auftreffen auf den bereits in der Ausgangsstellung befindlichen Piezo-Aktuator ein mechani- scher Kraftimpuls auftritt. Durch den dynamischen Kraftein- trag werden Ladungsträger induziert, was zu einem Stromimpuls und/oder einem Spannungsimpuls beispielsweise zwischen einer Endstufe und dem Piezo-Aktuator führt. Dieser Impuls der e- lektrischen Messgröße kann mit einer Detektionsschaltung de- tektiert werden, die beispielsweise durch eine einfache Schwellenwerterfassung gebildet sein kann.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung des Betriebs eines Piezo-Steuerventils einer Pumpe- Düse-Einheit ist vorgesehen, dass der durch das erfindungsge- mäße Verfahren zur Detektion des Einschlagzeitpunktes und/oder durch die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Detektion des Einschlagzeitpunktes detektierte Einschlagzeitpunkt der Ventilnadel des Piezo-Steuerventils auf eine bekannte zeitli- che Hilfsgröße bezogen wird. Bei der bekannten zeitlichen Hilfsgröße kann es sich beispielsweise um ein geeignetes Steuersignal handeln. Mit der zeitlichen Information ist bei- spielsweise eine übergeordnete Regelung zur genaueren Positi- onierung der Ventilnadel sowohl für Voll-als auch für Teil- hübe möglich. Weiterhin ist eine Bestimmung der Sitzkraftre- serve während des Betriebs möglich, wobei die Detektion des Einschlagzeitpunktes der Ventilnadel für beliebige Ansteuer- profile durchgeführt werden kann.

In diesem Zusammenhang ist vorzugsweise weiterhin vorgesehen, dass die bekannte zeitliche Hilfsgröße ein Steuersignal um-

fasst, das den Beginn oder das Ende einer Kraftstoffeinsprit- zung festlegt. Im Falle des Schließvorgangs des Piezo- Steuerventils kann das Steuersignal insbesondere durch ein SOI-Signal (SOI = start of injection/Einspritzbeginn) han- deln. In diesem Fall entspricht der zeitliche Versatz zwi- schen dem Einschlagzeitpunkt der Ventilnadel und dem SOI- Signal der Laufzeit zwischen dem Bestromungsbeginn und dem tatsächlichen Förderbeginn der Pumpe-Düse-Einheit. Da eine Korrelation der Laufzeit zur eingebrachten Energie möglich ist, kann beispielsweise eine Sitzkraftreserve bestimmt wer- den. Im Zusammenhang mit dem Öffnungsvorgang des Piezo- Steuerventils kann das Steuersignal insbesondere durch ein EOI-Steuersignal (EOI = end of injection/Einspritzsende) gebildet sein. Der zeitliche Versatz zwischen dem Einschlag- zeitpunkt der Ventilnadel und dem EOI-Signal entspricht dann der Laufzeit zwischen dem Entstromungs-beziehungsweise Ent- ladungsbeginn und dem tatsächlichen vollständigen Öffnungs- zeitpunkt des Piezo-Steuerventils.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Detektion des Einschlag- zeitpunktes der Ventilnadel eines Piezo-Steuerventils einer Pumpe-Düse-Einheit zeichnet sich dadurch aus, dass sie zur Detektion des Einschlagzeitpunktes der Ventilnadel die Piezo- spannung und/oder den Piezostrom auswertet. Dadurch ergeben sich die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Detektion des Einschlagzeitpunktes der Ventilnadel erläu- terten Vorteile in gleicher oder ähnlicher Weise, weshalb zur Vermeidung von Wiederholungen auf die entsprechenden Ausfüh- rungen verwiesen wird.

Gleiches gilt sinngemäß für die folgenden bevorzugten Ausfüh- rungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Detektion des Einschlagzeitpunktes der Ventilnadel, wobei auch bezüg- lich der durch diese Ausführungsformen erzielbaren Vorteile auf die entsprechenden Ausführungen im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Detektion des Einschlagzeit- punktes der Ventilnadel verwiesen wird.

Auch bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Detektion des Einschlagzeitpunktes der Ventilnadel ist vorzugsweise vorge- sehen, dass die Auswertung der Piezospannung und/oder des Piezostroms das Erkennen von zumindest einer Unstetigkeit im Verlauf der Piezospannung und/oder des Piezostroms umfasst.

Zusätzlich oder alternativ kann vorgesehen sein, dass die Auswertung der Piezospannung und/oder des Piezostroms das Er- kennen von zumindest einem Impuls im Verlauf der Piezospan- nung und/oder des Piezostroms umfasst.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Steuerung und/oder Rege- lung des Betriebs eines Piezo-Steuerventils einer Pumpe-Düse- Einheit zeichnet sich dadurch aus, dass sie einen durch das erfindungsgemäße Verfahren zur Detektion des Einschlagzeit- punktes der Ventilnadel und/oder durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Detektion des Einschlagzeitpunktes der Ven- tilnadel detektierten Einschlagzeitpunkt der Ventilnadel des Piezo-Steuerventils auf eine bekannte zeitliche Hilfsgröße bezieht. Dadurch ergeben sich die im Zusammenhang mit dem er- findungsgemäßen Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung des Betriebs eines Piezo-Steuerventils einer Pumpe-Düse-Einheit erläuterten Vorteile in gleicher oder ähnlicher Weise, wes- halb zur Vermeidung von Wiederholungen auf die entsprechenden Ausführungen verwiesen wird.

Gleiches gilt sinngemäß für die folgende bevorzugte Ausfüh- rungsform, wobei auch diesbezüglich auf die entsprechenden Ausführungen im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Ver- fahren zur Steuerung und/oder Regelung des Betriebs eines Piezo-Steuerventils verwiesen wird.

Die bevorzugte Weiterbildung sieht vor, dass die bekannte zeitliche Hilfsgröße ein Steuersignal umfasst, das den Beginn oder das Ende einer Kraftstoffeinspritzung festlegt.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass der Piezo- spannung und/oder dem Piezostrom Signale überlagert sind, die zur Rückmeldung herangezogen werden können, insbesondere im Zusammenhang mit Regelungen für die Einspritzmengenkorrektur.

Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsformen beispielhaft erläutert.

Es zeigen : Figur 1 eine schematische Ausführungsform einer Pumpe-Düse- Einheit bei beziehungsweise mit der die erfindungs- gemäßen Verfahren beziehungsweise die erfindungsge- mäßen Vorrichtungen angewendet werden können ; Figur 2 eine schematische Teil-Schnittansicht eines Piezo- Steuerventils, das mit der Pumpe-Düse-Einheit nach Figur 1 verwendet werden kann ; Figur 3 einen Graph, der den Verlauf der Piezospannung, der Ableitung der Piezospannung und des Ventilnadelhubs für eine Einspritzung veranschaulicht ; Figur 4 einen Graph, der den Verlauf der Piezospannung, des Piezostroms und des Ventilnadelhubs bezogen auf ein bekanntes SOI-Signal für einen Schließvorgang des Piezo-Steuerventils veranschaulicht ; Figur 5 den Verlauf der Piezospannung für einen Einspritz- vorgang mit unterschiedlichen Piezo-Energien ; Figur 6 einen zeitlichen Ausschnitt der Kurvenverläufe von Figur 5 mit auf ein bekanntes SOI-Signal bezogenen Einschlagzeiten der Ventilnadel beim Schließvorgang des Piezo-Steuerventils ; und

Figur 7 einen Graph, der den Verlauf der Piezospannung, des Piezostroms, der Piezoladung und des Ventilnadel- hubs bezogen auf ein bekanntes EOI-Signal veran- schaulicht.

Figur 1 zeigt schematisch eine Pumpe-Düse-Einheit. Die darge- stellte Pumpe-Düse-Einheit zum Zuführen von Kraftstoff 10 in einen Verbrennungsraum 12 einer Brennkraftmaschine weist eine Kraftstoffpumpe 14-22 auf. Dabei ist ein Kraftstoffpumpenkol- ben 14 in einem Kraftstoffpumpenzylinder 16 hin und her be- wegbar. Der Kraftstoffpumpenkolben 14 wird direkt oder indi- rekt über eine nicht dargestellte Nockenwelle der Brennkraft- maschine angetrieben. Der Kompressionsraum des Kraftstoffpum- penzylinders 16 bildet einen ersten Druckraum 28. Der erste Druckraum 28 ist über eine Kraftstoffleitung 20 mit einem Piezo-Steuerventil 22 verbunden. Das Piezo-Steuerventil 22 dient dazu, die Kraftstoffleitung 20 entweder zu verschließen oder mit einem Kraftstoff-Niederdruckbereich 18 zu verbinden, aus dem Kraftstoff 10 angesaugt werden kann. In der geöffne- ten Ruhestellung des Piezo-Steuerventils 22 wird bei einer bezogen auf Figur 1 nach oben gerichteten Bewegung des Kraft- stoffpumpenkolbens 14 Kraftstoff 10 aus dem Kraftstoff- Niederdruckbereich 18 in den ersten Druckraum 28 angesaugt.

Sofern das Piezo-Steuerventil 22 sich bei einer bezogen auf Figur 1 nach unten gerichteten Bewegung des Kraftstoffpumpen- kolbens 14 noch in seiner geöffneten Ruhestellung befindet, kann vorher in den ersten Druckraum 28 angesaugter Kraftstoff 10 wieder zurück in den Kraftstoff-Niederdruckbereich 18 ge- drückt werden. Bei einer geeigneten Ansteuerung des Piezo- Steuerventils 22 verschließt dieses die Kraftstoffleitung 20.

Dadurch wird der in den ersten Druckraum 28 angesaugte Kraft- stoff 10 bei einer nach unten gerichteten Bewegung des Kraft- stoffpumpenkolbens 14 komprimiert, wodurch ein erster Druck P28 in dem ersten Druckraum 28 erzeugt wird. Die dargestellte Pumpe-Düse-Einheit umfasst weiterhin eine insgesamt mit 24 bezeichnete Kraftstoffeinspritzdüse, die eine zwischen einer Schließstellung und einer Öffnungsstellung hin und her beweg-

liche Düsennadel 46 aufweist. Ein Druckstift 26 kann, bezogen auf die Darstellung von Figur 1, insbesondere eine nach unten gerichtete Kraft auf die Düsennadel 46 ausüben. Am oberen En- de des Druckstifts 26 ist eine Einstellscheibe 40 vorgesehen, die in einem zweiten Druckraum 30 geführt ist, wobei in dem zweiten Druckraum 30 unter einem zweiten Druck p30 stehender Kraftstoff 10 über den Druckstift 26 eine bezogen auf die Darstellung von Figur 1 nach unten gerichtete Schließkraft auf die Düsennadel 46 ausübt. Die Einstellscheibe 40 ist da- bei vorzugsweise gegenüber dem zweiten Druckraum 30 nur so stark abgedichtet, dass der zweite Druck p30 vor Beginn eines neuen Einspritzzyklus bereits wieder abgebaut ist. Eine eben- falls nach unten gerichtete weitere Schließkraft wird durch eine erste Feder 36 auf den Druckstift 26 und somit die Dü- sennadel 46 ausgeübt, wobei die erste Feder 36 in dem zweiten Druckraum 30 angeordnet ist und sich mit ihrem hinteren Ende an der Einstellscheibe 40 abstützt. Ein eine Schulter 44 auf- weisender Abschnitt der Düsennadel 46 ist von einem dritten Druckraum 32 umgeben, der mit dem ersten Druckraum 28 über eine Verbindungsleitung 42 kommuniziert. In Abhängigkeit von der Drosselwirkung der Verbindungsleitung 42 und gegebenen- falls weiterer nicht dargestellter Drosseleinrichtungen wird in Abhängigkeit von dem in dem ersten Druckraum 28 herrschen- den ersten Druck P28 in dem dritten Druckraum 32 ein dritter Druck P32 aufgebaut. Der in dem dritten Druckraum 32 unter dem dritten Druck P32 stehende Kraftstoff 10 übt eine bezogen auf die Darstellung von Figur 1 nach oben gerichtete Öff- nungskraft auf die Düsennadel 46 aus. Die Düsennadel 46 nimmt ihre Öffnungsstellung ein, solange eine Differenz zwischen der durch den dritten Druck P32 verursachten Öffnungskraft und der Summe aus der durch den zweiten Druck p30 erzeugten Schließkraft und der durch die erste Feder 36 erzeugten Schließkraft einen vorgegebenen Wert überschreitet. Über den zweiten Druck p30 in dem zweiten Druckraum 30 kann somit der Düsenöffnungsdruck beeinflusst werden. Um den zweiten Druck p30 im zweiten Druckraum 30 auf jeweils geeignet Werte zu be- grenzen und zu halten kann beispielsweise ein Druckbegren-

zungs-und-halteventil 34 zwischen dem ersten Druckraum 28 und dem zweiten Druckraum 30 vorgesehen sein. Die Ankopplung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 80 an das anhand von Figur 2 näher erläuterte Piezo-Steuerventil 22 ist in Figur 1 ebenfalls dargestellt.

Figur 2 zeigt eine schematische Teil-Schnittansicht eines Piezo-Steuerventils 22, das mit der Pumpe-Düse-Einheit nach Figur 1 verwendet werden kann. Das dargestellte Piezo- Steuerventil 22 weist eine Ventilnadel 48 auf, die zum Schließen des Piezo-Steuerventils 22 in die dargestellte ers- te Endstellung und zum vollständigen Öffnen des Piezo- Steuerventils 22 in eine zweite Endstellung bewegt werden kann, die bezogen auf die Darstellung nach rechts verschoben ist. Wenn sich die Ventilnadel 48 in ihrer dargestellten ers- ten Endstellung befindet, wirkt ein an der Ventilnadel 48 vorgesehener Ventilteller 64 mit einem gehäuseseitigen Ven- tilsitz 62 zusammen. Dadurch wird der Kraftstoff- Niederdruckbereich 18 gegenüber einer Hochdruckkammer 38 ver- schlossen, die mit der in Figur 1 dargestellten Kraftstoff- leitung 20 in Verbindung steht. Das Piezo-Steuerventil 22 weist einen Piezo-Aktuator beziehungsweise ein Piezoelement 76 auf. Bei geeigneter Ansteuerung des Piezoelementes 76 übt dieses über eine Stirnfläche 78 eine Kraft auf ein Druckstück 54 aus. Das Druckstück 54 überträgt die von dem Piezoelement 76 erzeugte Kraft seinerseits auf einen ersten Hebel 56 und einen zweiten Hebel 58, wobei der erste Hebel 56 und der zweite Hebel 58 dazu vorgesehen sind, eine Kraftübersetzung zu bewirken. Der erste Hebel 56 und der zweite Hebel 58 lie- gen an einer zweiten axialen Endfläche 72 der Ventilnadel 48 an, um die von dem Piezoelement 76 erzeugte, übersetzte Kraft auf die Ventilnadel 48 zu übertragen. Die von dem geeignet angesteuerten Piezoelement 76 erzeugte, übersetzte Kraft, die auf die Ventilnadel 48 wirkt, ist größer als eine entgegenge- setzte Kraft, die von einer zweiten Feder 66 erzeugt und über ein Federdruckstück 68 auf eine erste axiale Endfläche 70 der Ventilnadel 48 ausgeübt wird. Der Kraftstoff-

Niederdruckbereich 18 steht mit einem Absteuerraum 50 in Ver- bindung, der über eine Ausgleichsbohrung 52 weiterhin mit ei- nem vor dem Piezoelement 76 befindlichen Aktorraum 74 in Ver- bindung steht. Dieser Aktorraum 74 steht mit einem Rücklauf 60 in Verbindung, über den Kraftstoff aus dem Aktorraum 74 zurückströmen kann.

Figur 3 zeigt ein Beispiel für den Verlauf der Piezospannung u (t), der zeitlichen Ableitung der Piezospannung u' (t) sowie des Ventilnadelhubs h (t) für eine Einspritzung. Über die zeitliche Ableitung der Piezospannung ut (t) können beispiels- weise in einfacher Weise Unstetigkeiten des Verlaufs der Pie- zospannung u (t) erkannt werden.

Figur 4 zeigt den Verlauf der Piezospannung u (t), des Piezo- stroms i (t) und des Ventilnadelhubs h (t) für einen Schließ- vorgang des Piezo-Steuerventils. Zum Zeitpunkt tc ist das Piezo-Steuerventil tatsächlich geschlossen. Dabei entspricht der Zeitpunkt tc dem Einschlagzeitpunkt der Ventilnadel 48.

Beim Einschlagen der Ventilnadel 48 in den Ventilsitz 62 wird die Gegenkraft auf den Piezo-Aktuator 76 durch die mechani- sche Kopplung sprungartig erhöht, was sich direkt in einer Unstetigkeit der Piezospannung u (t) zum Zeitpunkt tc wieder- spiegelt. Diese Unstetigkeit der Piezospannung u (t) kann bei- spielsweise über die zeitliche Ableitung der Piezospannung u' (t) erkannt werden. Als Detektionsschaltung kommt daher beispielsweise ein Differenzierer mit nachgeschalteter Schwellenwerterfassung in Frage. Die erkannte Unstetigkeit der Piezospannung u (t) zum Zeitpunkt tc, das heißt der Ein- schlagzeitpunkt der Ventilnadel 48, kann nun zeitlich einer bekannten Hilfsgröße zugeordnet werden, beispielsweise einem SOI-Signal, das zum Zeitpunkt tSoI seinen Wert ändert, um den Einspritzbeginn auszulösen. Die Zeitspanne zwischen dem Zeit- punkt tSoI und dem Zeitpunkt tc entspricht in diesem Fall der Laufzeit zwischen dem Bestromungsbeginn und dem tatsächlichen Förderbeginn der Pumpe-Düse-Einheit.

Figur 5 zeigt den Verlauf der Piezospannung für einen Ein- spritzvorgang mit unterschiedlichen Piezoenergien. Dabei ent- sprechen die einzelnen Kurven von oben nach unten den Span- nungswerten 150 V, 140 V, 130 V, 120 V, 110 V und 100 V.

Figur 6 zeigt einen Ausschnitt der Kurvenverläufe von Figur 5 mit auf ein bekanntes SOI-Signal bezogenen Einschlagzeiten der Ventilnadel 48 beim Schließvorgang des Piezo- Steuerventils 22. Der Darstellung von Figur 6 ist zu entneh- men, dass sich der Einschlagzeitpunkt tc für geringere Piezo- spannungen u (t) nach hinten verschiebt. Beispielsweise ent- spricht der Einschlagzeitpunkt tC1 der Spannung von 150 V, während der Einschlagzeitpunkt tC2 der Spannung von 100 V entspricht. Auch in diesem Fall können die Einschlagzeitpunk- te tci und tC2 wieder zeitlich in Bezug zum SOI-Signal gesetzt werden.

Figur 7 zeigt den Verlauf der Piezospannung u (t), des Piezo- stroms i (t) und des Ventilnadelhubs h (t), insbesondere auch für den Öffnungsvorgang des Piezo-Steuerventils 22. Weiterhin ist der hier nicht näher interessierende Ladungsverlauf q (t) dargestellt. Beim Entladevorgang kann die Ventilmechanik dem zurückweichenden Piezo-Aktuator 76 nicht kraftschlüssig fol- gen. Dennoch wird die Ventilnadel 48 beim Öffnungsvorgang durch den Absteuerpuls so stark beschleunigt, dass beim Auf- treffen auf den bereits in seiner Ausgangsstellung befindli- chen Piezo-Aktuator 76 zum Zeitpunkt to ein mechanischer Kraftimpuls auftritt. Durch diesen dynamischen Krafteintrag werden Ladungsträger induziert, was zu einem Stromimpuls oder Spannungsimpuls zwischen der Endstufe und dem Piezo-Aktuator führt. In Figur 7 ist der Impuls des Piezostroms i (t) zum Zeitpunkt to deutlich zu erkennen. Der Zeitpunkt to kann da- her in einfacher Weise beispielsweise durch eine Schwellen- werterfassung bestimmt werden. Der Einschlagzeitpunkt to, zu dem das Piezo-Steuerventil 22 vollständig geöffnet ist, kann zeitlich in Bezug zu einem EOI-Signal gesetzt werden, dass zum Zeitpunkt tsoi seinen Wert ändert, um den Öffnungsvorgang

des Piezo-Steuerventils 22 auszulösen. Die Zeitspanne zwi- schen dem Zeitpunkt tEo und to entspricht dann der Laufzeit zwischen dem Entladebeginn und dem Zeitpunkt der vollständi- gen Öffnung des Piezo-Steuerventils 22.

Die Erfindung lässt sich wie folgt zusammenfassen : Die Detek- tion des Einschlagzeitpunktes der Ventilnadel 48 eines Piezo- Steuerventils 22 einer Pumpe-Düse-Einheit beim Schließen und/oder Öffnen des Piezo-Steuerventils 22 wird erfindungsge- mäß durchgeführt, indem die Piezospannung u (t) und/oder Pie- zostrom i (t) ausgewertet werden. Diese Auswertung kann insbe- sondere das Erkennen von Unstetigkeiten und/oder Impulsen im Verlauf der Piezospannung u (t) und/oder des Piezostroms i (t) umfassen. Der detektierte Einschlagzeitpunkt kann in vorteil- hafter Weise in zeitlichen Bezug zu einer bekannten Hilfsgrö- ße gebracht werden, insbesondere zu Regelungszwecken.

Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Zeichnungen so- wie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung kön- nen sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.