Aus der DE 100 33 343 AI ist eine Kraftstoffeinspritz- anlage für einen Verbrennungsmotor, insbesondere einen Dieselmotor bekannt, die eine Einspritzregelung zur Ü- berwachung und/oder zum Lösen eines Konfliktes beim An- steuern der Aktorelemente, insbesondere ein Konfliktma- nagement sich überlagernder Einspritzverläufe von Pie- zoaktoren aufweist.

Bei Piezo-Common-Rail-Aktoren kann nur gleichzeitig ei- ne Ansteuerflanke ausgeführt werden. Aus verbrennungs- technischen Gründen ist es aber erforderlich, Ansteue- rungen komplementärer Bänke so zu applizieren, daß sich Einspritzungen überlagern. Dies ist dann mit der aus der DE 100 33 343 AI bekannten Schaltungseinrichtung zur Verschaltung piezoelektrischer Elemente möglich, wenn die Lade-/Entladeflanken der piezoelektrischen E- lemente keine Überlappung aufweisen. Bei überlappenden Flanken ist bei der aus der DE 100 33 343 AI hervorge- henden Kraftstoffeinspritzanlage vorgesehen, daß bei der Ansteuerung mit niedriger Priorität (im folgenden niederpriore Ansteuerung genannt) die Flanke verschoben oder verkürzt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Kollisionen von Ansteuerflanken unterschiedlicher Einspritzungen unter Berücksichtigung der kausalen Zusammenhänge zu verhindern.

Diese Aufgabe wird bei einer Kraftstoffeinspritzanlage für einen Verbrennungsmotor der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, daß die Einspritzregelung die Ak- torelemente in Abhängigkeit von vorgebbaren, vom zeit- lichen Ansteuerverhalten der Aktorelemente abhängigen Zeitintervallen ansteuert.

Grundidee der Erfindung ist die Festlegung von Zeitbe- reichen oder Zeitintervallen um den Beginn der Ansteu- erflanke höherer Priorität. Diese Zeitintervalle oder Zeitbereiche bestimmen direkt einen maximalen Verschie- bungs/Verkürzungsgrad von Intervallen niedriger Priori- tät gegenüber Intervallen höherer Priorität. Die Akto- relemente selbst können piezoelektrische Elemente oder auch Magnetventile sein.

Die Aufgabe wird ferner durch eine Kraftstoffeinspritz- anlage für einen Verbrennungsmotor, insbesondere einen Dieselmotor, mit mindestens zwei Zylindern, wobei die Kraftstoffeinspritzanlage zumindest zwei piezoelektri- sche Elemente aufweist und jedem Zylinder zumindest je ein piezoelektrisches Element zur Einspritzung von Kraftstoff in den Zylinder durch Laden oder Entladen des piezoelektrischen Elements zugeordnet ist, wobei den piezoelektrischen Elementen eine einzige Versor- gungseinheit zum Laden oder Entladen des piezoelektri- schen Elementes zugeordnet ist, wobei die Kraftstoff- einspritzanlage ferner eine Einspritzregelung zur Über- wachung einer möglichen Überschneidung eines Zeitinter- valls, in dem ein piezoelektrisches Element ge-oder entladen werden soll, mit einem Zeitintervall, in dem das andere piezoelektrische Element ge-oder entladen werden soll, aufweist, und wobei zumindest zwei Ein- spritzungen unterschiedliche Prioritäten derart zuge- ordnet sind, daß eine Einspritzung eine höhere Priori- tät (hochpriore Einspritzung) als wenigstens einer an- deren Einspritzung (niederpriore Einspritzung) zugeord- net ist, dadurch gelöst, daß die Einspritzregelung die wenigstens eine Einspritzung mit der geringeren Priori- tät um ein vorgebbares, vom zeitlichen Verlauf der La- dung und Entladung des piezoelektrischen Elements oder des Stroms durch ein Magnetventil abhängiges Zeitinter- vall so verkürzt, daß ein piezoelektrisches Element nicht geladen ist, wenn das andere piezoelektrische E- lement ge-oder entladen werden soll, oder daß kein Strom durch das Magnetventil fließt, solange Strom durch das andere Magnetventil fließt.

Neben einer Verkürzung des Intervalls kann durch die Einspritzregelung auch die Einspritzung mit der gerin- geren Priorität soweit um einen vorgebbaren, vom zeit- lichen Verlauf der Ladung und Entladung des piezoelekt- rischen Elements oder des Stroms durch das Magnetventil abhängiges Zeitintervall verschoben werden, daß sich das Zeitintervall, in dem ein piezoelektrisches Element ge-oder entladen werden soll nicht mit dem Zeitinter- vall überschneidet, in dem das andere piezoelektrische Element ge-oder entladen werden soll.

Die Erfindung wird ferner durch ein Verfahren zum Be- trieb einer Kraftstoffeinspritzanlage gemäß Anspruch 9 gelöst.

Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und der Zeichnung.

In der Zeichnung zeigen : Fig. 1 eine aus dem Stand der Technik bekannte Ver- schaltung piezoelektrischer Elemente ; Fig. 2a das Laden eines piezoelektrischen Elementes ; Fig. 2b das Laden eines piezoelektrischen Elementes ; Fig. 2c das Entladen eines piezoelektrischen Elemen- tes ; Fig. 2d das Entladen eines piezoelektrischen Elemen- tes ; Fig. 3 einen Ansteuerungs-IC ; Fig. 4 einen aus dem Stand der Technik bekannten zeitlichen Ablauf von Interrupts ; Fig. 5 einen Ablaufplan für Konfliktmanagement gemäß der Erfindung ; Fig. 6 einen Ablaufplan für eine Ausgestaltung eines Konfliktmanagements gemäß der Erfindung und Fig. 7 einen Ablaufplan für eine weitere Ausgestal- tung eines Konfliktmanagements gemäß der Er- findung.

Fig. 1 zeigt piezoelektrische Elemente 10,20, 30,40, 50,60 sowie Mittel zu ihrer Ansteuerung. Dabei be- zeichnet A einen Bereich in detaillierter Darstellung sowie B einen Bereich in undetaillierter Darstellung, deren Trennung mit einer gestrichelten Linie c angedeu- tet ist. Der detailliert dargestellte Bereich A umfaßt eine Schaltung zum Laden und Entladen der piezoelektri- schen Elemente 10,20, 30,40, 50 und 60. In dem be- trachteten Beispiel handelt es sich bei den piezoelekt- rischen Elementen 10,20, 30,40, 50 und 60 um Aktoren in Kraftstoffeinspritzventilen (insbesondere in soge- nannten ACommon Rail Injektoren-) eines Verbrennungs- motors. In der beschriebenen Ausführungsform werden zur unabhängigen Steuerung von sechs Zylindern innerhalb eines Verbrennungsmotors sechs piezoelektrische Elemen- te 10,20, 30,40, 50 und 60 verwendet ; für beliebige andere Zwecke könnte jedoch eine beliebe andere Anzahl piezoelektrischer Elemente geeignet sein.

Der undetailliert dargestellte Bereich B umfaßt eine Einspritzregelung F mit einem Steuergerät D und einen Ansteuerungs-IC E, die der Steuerung der Elemente in- nerhalb des detailliert dargestellten Bereichs A dient.

Dem Ansteuerungs-IC E werden verschiedene Meßwerte von Spannungen und Strömen aus der gesamten restlichen An- steuerschaltung des piezoelektrischen Elements zuge- führt. Erfindungsgemäß sind der Steuerrechner D und der Ansteuerungs-IC E zur Regelung der Ansteuerspannungen sowie der Ansteuerzeiten für das piezoelektrischen Ele- ment ausgebildet. Der Steuerrechner D und/oder der Ansteuerungs-IC E sind ebenfalls zur Überwachung ver- schiedener Spannungen und Ströme der gesamten Ansteuer- schaltung des piezoelektrischen Elements ausgebildet.

In der nachfolgenden Beschreibung werden zunächst die einzelnen Elemente innerhalb des detailliert darge- stellten Bereichs A eingeführt. Es folgt eine allgemei- ne Beschreibung der Vorgänge des Ladens und Entladens der piezoelektrischen Elemente 10,20, 30,40, 50 und 60. Schließlich wird detailliert beschrieben, wie beide Vorgänge durch den Steuerrechner D und den Ansteue- rungs-IC E gesteuert und überwacht werden.

Die piezoelektrischen Elemente 10,20, 30,40, 50 und 60 sind in eine erste Gruppe Gl und eine zweite Gruppe G2 aufgeteilt, die jeweils drei piezoelektrische Ele- mente umfassen (d. h., piezoelektrische Elemente 10,20 und 30 in der ersten Gruppe G1 bzw. piezoelektrische Elemente 40,50 und 60 in der zweiten Gruppe G2). Die Gruppen G1 und G2 sind Bestandteile parallelgeschalte- ter Schaltungsteile. Mit den Gruppenwahlschaltern 310, 320 ist festlegbar, welche der Gruppen G1, G2 der pie- zoelektrischen Elemente 10,20 und 30 bzw. 40,50 und 60 jeweils mit Hilfe einer gemeinsamen Lade-und Entla- deeinrichtung entladen werden (für Ladevorgänge sind die Gruppenwahlschalter 310,320, wie nachstehend noch näher beschrieben, jedoch ohne Bedeutung). Die piezo- elektrischen Elemente 10,20 und 30 der ersten Gruppe G1 sind auf einer Aktorbank und die piezoelektrischen Elemente 40,50 und 60 in der zweiten Gruppe G2 sind auf einer weiteren Aktorbank angeordnet. Als Aktorbank wird dabei ein Block bezeichnet, in dem zwei oder mehr Aktorelemente, insbesondere piezoelektrische Elemente, fest abgeordnet, z. B. vergossen, sind.

Die Gruppenwahlschalter 310,320 sind zwischen einer Spule 240 und den jeweiligen Gruppen G1 und G2 angeord- net (deren spulenseitigen Anschlüssen) und sind als Transistoren realisiert. Es sind Treiber 311,321 imp- lementiert, die von dem Ansteuerungs-IC E empfangene Steuersignale in Spannungen umformen, die nach Bedarf zum Schließen und Öffnen der Schalter wählbar sind.

Parallel zu den Gruppenwahlschaltern 310,320 sind (als Gruppenwahldioden bezeichnete) Dioden 315 bzw. 325 vor- gesehen. Wenn die Gruppenwahlschalter 310,320 als MOS- FETs bzw. IGBTs ausgeführt sind, können beispielsweise diese Gruppenwahldioden 315 und 325 durch die parasitä- ren Dioden selbst gebildet sein. Während Ladevorgängen werden die Gruppenwahlschalter 310,320 von den Dioden 315,325 überbrückt. Die Funktionalität der Gruppen- wahlschalter 310,320 reduziert sich daher auf die Aus- wahl einer Gruppe G1, G2 der piezoelektrischen Elemente 10,20 und 30 bzw. 40,50 und 60 lediglich für einen Entladevorgang.

Innerhalb der Gruppen G1 bzw. G2 sind die piezoelektri- schen Elemente 10,20 und 30 bzw. 40,50 und 60 jeweils als Bestandteile der parallelgeschalteten Piezozweige 110,120 und 130 (Gruppe G1) und 140,150 und 160 (Gruppe G2) angeordnet. Jeder Piezozweig umfaßt eine Serienschaltung bestehend aus einer ersten Parallel- schaltung mit einem piezoelektrischen Element 10,20, 30,40, 50 bzw. 60, und einem (als Zweigwiderstand be- zeichneten) Widerstand 13,23, 33,43, 53 bzw. 63 sowie einer zweiten Parallelschaltung mit einem als Transis- tor 11, 21, 31,41, 51 bzw. 61 ausgeführten (als Zweig- wahlschalter bezeichneten) Wahlschalter und einer (als Zweigdiode bezeichneten) Diode 12,22, 32,42, 52 bzw.

62).

Die Zweigwiderstände 13,23, 33,43, 53 bzw. 63 bewir- ken, daß das jeweils entsprechende piezoelektrische E- lement 10,20, 30,40, 50 bzw. 60 sich während und nach einem Ladevorgang kontinuierlich entlädt, da sie je- weils beide Anschlüsse der kapazitiven piezoelektri- schen Elemente 10,20, 30,40, 50 bzw. 60 miteinander verbinden. Die Zweigwiderstände 13,23, 33,43, 53 bzw.

63 haben jedoch eine ausreichende Größe, um diesen Vor- gang gegenüber den gesteuerten Lade-und Entladevorgän- gen langsam zu gestalten, wie nachstehend beschrieben.

Daher ist die Ladung eines beliebigen piezoelektrischen Elements 10,20, 30,40, 50 bzw. 60 innerhalb einer re- levanten Zeit nach einem Ladevorgang als unveränderlich zu betrachten.

Die Zweigwahlschalter/Zweigdiodenpaare in den einzelnen Piezozweigen 110,120, 130,140, 150 bzw. 160, d. h., Wahlschalter 11 und Diode 12 in Piezozweig 110, Wahl- schalter 21 und Diode 22 in Piezozweig 120 usw., sind realisierbar als elektronische Schalter (d. h. Transis- toren) mit parasitären Dioden, beispielsweise MOSFETs bzw. IGBTs (wie vorstehend für die den Gruppenwahl- schalter/Diodenpaare 310 und 315 bzw. 320 und 325 ange- geben).

Mittels der Zweigwahlschalter 11,21, 31,41, 51 bzw.

61 ist festlegbar, welche der piezoelektrischen Elemen- te 10,20, 30,40, 50 bzw. 60 jeweils mit Hilfe einer gemeinsamen Lade-und Entladeeinrichtung geladen wer- den : Geladen werden jeweils all diejenigen piezoelekt- rischen Elemente 10,20, 30,40, 50 bzw. 60, deren Zweigwahlschalter 11,21, 31,41, 51 bzw. 61 während des nachfolgend beschriebenen Ladevorgangs geschlossen sind. Gewöhnlich ist immer nur einer der Zweigwahl- schalter geschlossen.

Die Zweigdioden 12,22, 32,42, 52 und 62 dienen der Überbrückung der Zweigwahlschalter 11,21, 31,41, 51 bzw. 61 während Entladevorgängen. Daher kann in dem be- trachteten Beispiel für Ladevorgänge jedes einzelne piezoelektrische Element ausgewählt werden, während für Entladevorgänge entweder die erste Gruppe G1 oder die zweite Gruppe G2 der piezoelektrischen Elemente 10,20 und 30 bzw. 40,50 und 60, bzw. beide ausgewählt werden müssen.

Zurückkommend auf die piezoelektrischen Elemente 10, 20,30, 40,50 und 60 selbst, können die Zweigwahlpie- zoanschlüsse 15,25, 35,45, 55 bzw. 65 entweder mit Hilfe der Zweigwahlschalter 11,21, 31,41, 51 bzw. 61 oder über die entsprechenden Dioden 12,22, 32,42, 52 bzw. 62 sowie in beiden Fällen zusätzlich über Wider- stand 300 an Masse gelegt werden.

Mittels des Widerstands 300 werden die während des La- dens und Entladens der piezoelektrischen Elemente 10, 20,30, 40,50 und 60 zwischen den Zweigwahlpiezoan- schlüssen 15,25, 35,45, 55 bzw. 65 und Masse fließen- den Ströme gemessen. Eine Kenntnis dieser Ströme ermög- licht ein gesteuertes Laden und Entladen der piezo- elektrischen Elemente 10,20, 30,40, 50 und 60. Insbe- sondere durch Schließen und Öffnen des Ladeschalter 220 bzw. Entladeschalters 230 in Abhängigkeit des Betrags der Ströme, ist es möglich, den Ladestrom bzw. Entlade- strom auf vorgegebene Mittelwerte einzustellen und/oder zu verhindern, daß sie vorgegebene Maximalwerte und/oder Minimalwerte überschreiten bzw. unterschrei- ten.

In dem betrachteten Beispiel, ist für die Messung selbst noch eine Spannungsquelle 621 erforderlich, die eine Spannung von beispielsweise 5 V DC liefert, sowie ein Spannungsteiler in Form zweier Widerstände 622 und 623. Damit soll der Ansteuerungs-IC E (der die Messun- gen durchführt) vor negative Spannungen geschützt wer- den, die andernfalls an Meßpunkt 620 auftreten könnten, und die mit dem Ansteuerungs-IC E nicht beherrschbar sind : Derartige negative Spannungen werden durch Addi- tion mit einer von der genannten Spannungsquelle 621 und den Spannungsteiler-Widerständen 622 und 623 gelie- ferten positiven Spannungsanordnung verändert.

Der andere Anschluß des jeweiligen piezoelektrischen Elements 10,20, 30,40, 50 und 60, d. h. die jeweilige Gruppenwahlpiezoanschluß 14,24, 34,44, 54 bzw. 64, kann über den Gruppenwahlschalter 310 bzw. 320 oder ü- ber die Gruppenwahldiode 315 bzw. 325 sowie über eine Spule 240 und eine Parallelschaltung bestehend aus ei- nem Ladeschalter 220 und einer Ladediode 221 an den Pluspol einer Spannungsquelle angeschlossen werden, so- wie alternativ bzw. zusätzlich über den Gruppenwahl- schalter 310 bzw. 320 oder über die Diode 315 bzw. 325 sowie über die Spule 240 und eine Parallelschaltung be- stehend aus einem Entladeschalter 230 und einer Entla- dediode 231 an Masse gelegt werden. Ladeschalter 220 und Entladeschalter 230 sind beispielsweise als Tran- sistoren realisiert, die über Treiber 222 bzw. 232 an- gesteuert werden.

Die Spannungsquelle umfaßt einen Kondensator 210. Der Kondensator 210 wird von einer Batterie 200 (beispiels- weise einer Kraftfahrzeugbatterie) und einem nachge- schalteten Gleichspannungswandler 201 geladen. Der Gleichspannungswandler 201 formt die Batteriespannung (beispielsweise 12 V) in im wesentlichen beliebige an- dere Gleichspannungen (beispielsweise 250 V) um, und lädt den Kondensator 210 auf diese Spannung auf. Die Steuerung des Gleichspannungswandlers 201 erfolgt über den Transistorschalter 202 und den Widerstand 203, der der Messung von am Messpunkt 630 abgegriffenen Strömen dient.

Zum Zwecke der Gegenkontrolle wird durch den Ansteue- rungs-IC E sowie durch die Widerstände 651,652 und 653 und beispielsweise eine 5 V Gleichspannungsquelle 654 eine weitere Strommessung am Meßpunkt 650 ermöglicht ; des weiteren ist durch den Ansteuerungs-IC E sowie durch die spannungsteilenden Widerstände 641 und 642 eine Spannungsmessung am Meßpunkt 640 möglich.

Ein (als Totalentladungswiderstand bezeichneter) Wider- stand 330, ein (als Stoppschalter bezeichneter) Schal- ter 331 sowie eine (als Totalentladungsdiode bezeichne- te) Diode 332 dienen schließlich der Entladung der pie- zoelektrischen Elemente 10,20, 30,40, 50 und 60 (falls sie außerhalb des Normalbetreibers, wie nachste- hend beschrieben, nicht durch den Anormalen-Entlade- vorgang entladen werden). Der Stoppschalter 331 wird vorzugsweise nach Anormalen Entladevorgängen (zykli- sches Entladen über Entladeschalter 230) geschlossen und legt dadurch die piezoelektrischen Elemente 10,20, 30,40, 50 und 60 über die Widerstände 330 und 300 an Masse. Somit werden jegliche, eventuell in den piezo- elektrischen Elementen 10,20, 30,40, 50 und 60 ver- bliebene Restspannungen beseitigt. Die Totalentladungs- diode 332 verhindert ein Auftreten von negativen Span- nungen an den piezoelektrischen Elementen 10,20, 30, 40,50 und 60, die unter Umständen durch die negativen Spannungen beschädigt werden könnten.

Das Laden und Entladen aller piezoelektrischen Elemente 10,20, 30,40, 50 und 60, bzw. eines bestimmten piezo- elektrischen Elements 10,20, 30,40, 50 bzw. 60, er- folgt mit Hilfe einer einzigen (allen Gruppen und ihren piezoelektrischen Elementen gemeinsamen) Lade-und Ent- ladeeinrichtung. In dem betrachteten Beispiel umfaßt die gemeinsame Lade-und Entladeeinrichtung die Batte- rie 200, den Gleichspannungswandler 201, den Kondensa- tor 210, den Ladeschalter 220 und den Entladeschalter 230, Ladediode 221 und Entladediode 231 sowie die Spule 240.

Das Laden und Entladen eines jeden piezoelektrischen Elements erfolgt auf die gleiche Art und Weise und wird nachfolgend unter Bezugnahme auf lediglich das erste piezoelektrische Element 10 erläutert.

Die während der Lade-und Entladevorgänge auftretenden Zustände werden mit Bezug auf die Figuren 2A bis 2D er- läutert, von denen die Figuren 2A und 2B das Laden des piezoelektrischen Elements 10, sowie die Figuren 2C und 2D das Entladen des piezoelektrischen Elements 10 ver- anschaulichen.

Die Steuerung der Auswahl eines oder mehrerer zu laden- der bzw. zu entladender piezoelektrischer Elemente 10, 20,30, 40,50 und 60, der im folgenden beschriebene Ladevorgang sowie der Entladevorgang erfolgt durch den Ansteuerungs-IC E und das Steuergerät D durch Öffnen bzw. Schließen eines oder mehrerer der oben eingeführ- ten Schalter 11,21, 31,41, 51,61 ; 310,320 ; 220,230 und 331. Die Wechselwirkungen zwischen den Elementen innerhalb des detailliert dargestellten Bereichs A ei- nerseits sowie des Ansteuerungs-IC E und des Steuer- rechners D andererseits wird nachfolgend noch näher er- läutert.

In bezug auf den Ladevorgang, muß zunächst ein aufzula- dendes piezoelektrisches Element 10,20, 30,40, 50 bzw. 60 ausgewählt werden. Um lediglich das erste pie- zoelektrische Element 10 zu laden, wird der Zweigwahl- schalter 11 des ersten Zweiges 110 geschlossen, während alle übrigen Zweigwahlschalter 21, 31,41, 51, und 61 geöffnet bleiben. Um ausschließlich ein beliebiges an- deres piezoelektrisches Element 20,30, 40,50, 60 zu laden, bzw. um mehrere gleichzeitig zu laden, würde dessen/deren Auswahl durch Schließen der entsprechenden Zweigwahlschalter 21,31, 41,51, und/oder 61 erfolgen.

Sodann kann der Ladevorgang selbst erfolgen : Innerhalb des betrachteten Beispiels ist für den Lade- vorgang im allgemeinen eine positive Potentialdifferenz zwischen dem Kondensator 210 und Gruppenwahlpiezo- anschluß 14 des ersten piezoelektrischen Elements 10 erforderlich. Solange jedoch Ladeschalter 220 und Ent- ladeschalters 230 geöffnet sind, erfolgt kein Laden bzw. Entladen des piezoelektrischen Elements 10. In diesem Zustand befindet sich die in Fig. 1 abgebildete Schaltung in einem stationären Zustand, d. h. das piezo- elektrische Element 10 behält seinen Ladungszustand im wesentlichen unverändert bei, wobei keine Ströme flie- ßen.

Zum Laden des ersten piezoelektrischen Elements 10 wird Schalter 220 geschlossen. Theoretisch könnte das erste piezoelektrische Element 10 allein dadurch geladen wer- den. Dies würde jedoch zu großen Strömen führen, die die betreffenden Elemente beschädigen könnten. Daher werden die auftretenden Ströme am Meßpunkt 620 gemessen und Schalter 220 wird wieder geöffnet sobald die erfaß- ten Ströme einen bestimmten Grenzwert überschreiten. Um auf dem ersten piezoelektrischen Element 10 eine belie- bige Ladung zu erreichen, wird daher Ladeschalter 220 wiederholt geschlossen und geöffnet, während Entlade- schalter 230 geöffnet bleibt.

Bei näherer Betrachtung ergeben sich bei geschlossenem Ladeschalter 220 die in Fig. 2A dargestellten Verhält- nisse, d. h. es entsteht eine geschlossene Schaltung um- fassend eine Reihenschaltung bestehend aus dem piezo- elektrischen Element 10, Kondensator 210 und der Spule 240, wobei in der Schaltung ein Strom iLE (t) fließt, wie in Fig. 2A durch Pfeile angedeutet. Aufgrund dieses Stromflusses werden sowohl dem Gruppenwahlpiezoanschluß 14 des ersten piezoelektrischen Elements 10 positive Ladungen zugeführt als auch in der Spule 240 Energie gespeichert.

Wenn der Ladeschalter 220 kurz (beispielsweise einige us) nach dem Schließen öffnet, ergeben sich die in Fig.

2B dargestellten Verhältnisse : es entsteht eine ge- schlossene Schaltung umfassend eine Reihenschaltung be- stehend aus dem piezoelektrischen Element 10, Entlade- diode 231 und Spule 240, wobei in der Schaltung ein Strom iLA (t) fließt, wie in Fig. 2B durch Pfeile ange- deutet. Aufgrund dieses Stromflusses fließt in der Spu- le 240 gespeicherte Energie in das piezoelektrische E- lement 10. Entsprechend der Energiezufuhr an das piezo- elektrische Element 10, erhöht sich die in diesem auf- tretende Spannung und vergrößern sich dessen Außenab- messungen. Bei erfolgter Energieübertragung von der Spule 240 an das piezoelektrische Element 10, ist der in Fig. 1 dargestellte und bereits beschriebene statio- näre Zustand der Schaltung wieder erreicht.

Zu diesem Zeitpunkt bzw. früher oder später (je nach gewünschtem Zeitprofil des Ladevorgangs), wird Lade- schalter 220 erneut geschlossen und wieder geöffnet, so daß die vorstehend beschriebenen Vorgänge erneut ablau- fen. Aufgrund des erneuten Schließens und erneuten Öff- nens des Ladeschalters 220 erhöht sich die in dem pie- zoelektrischen Element 10 gespeicherte Energie (die in dem piezoelektrischen Element 10 bereits gespeicherte Energie und die neu zugeführte Energie summieren sich), und die an dem piezoelektrischen Element 10 auftreten- den Spannung erhöht sich und dessen Außenabmessungen vergrößern sich entsprechend.

Werden das oben erwähnte Schließen und Öffnen des Lade- schalters 220 vielfach wiederholt, so erfolgt die Erhö- hung der an dem piezoelektrischen Element 10 auftreten- den Spannung sowie die Ausdehnung des piezoelektrischen Elements 10 stufenweise.

Wenn Ladeschalter 220 eine vorgegebene Anzahl von Malen geschlossen und geöffnet wurde und/oder das piezoelekt- rische Element 10 den gewünschten Ladezustand erreicht hat, wird das Laden des piezoelektrischen Elements durch Offenlassen des Ladeschalters 220 beendet.

In bezug auf den Entladevorgang, werden in dem betrach- teten Beispiel die piezoelektrischen Elemente 10,20, 30,40, 50 und 60 in Gruppen (G1 und/oder G2) wie nach- folgend beschrieben entladen : Zunächst werden der Gruppenwahlschalter 310 und/oder 320 der Gruppe G1 und/oder G2, deren piezoelektrische Elemente zu entladen sind, geschlossen (die Zweigwahl- schalter 11,21, 31,41, 51,61 haben keinen Einfluß auf die Auswahl der piezoelektrischen Elemente 10,20, 30,40, 50,60 für den Entladevorgang, da sie in diesem Fall durch die Dioden 12,22, 32,42, 52 und 62 über- brückt werden). Um das piezoelektrische Element 10 als Teil der ersten Gruppe G1 zu entladen, wird daher der erste Gruppenwahlschalter 310 geschlossen.

Wenn der Entladeschalter 230 geschlossen ist, ergeben sich die in Fig. 2C dargestellten Verhältnisse : es ent- steht eine geschlossene Schaltung umfassend eine Rei- henschaltung bestehend aus dem piezoelektrischen Ele- ment 10 und der Spule 240, wobei in der Schaltung ein Strom iEE (t) fließt, wie in Fig. 2C durch Pfeile ange- deutet. Aufgrund dieses Stromflusses wird die in dem piezoelektrischen Element gespeicherte Energie (ein Teil davon) in die Spule 240 übertragen. Entsprechend der Energieübertragung von dem piezoelektrischen Ele- ment 10 zur Spule 240, sinkt die an dem piezoelektri- schen Element 10 auftretende Spannung und verringern sich dessen Außenabmessungen.

Wenn der Entladeschalter 230 kurz (beispielsweise, ei- nige us) nach dem Schließen öffnet, ergeben sich die in Fig. 2D dargestellten Verhältnisse : es entsteht eine geschlossene Schaltung umfassend eine Reihenschaltung bestehend aus dem piezoelektrischen Element 10, Konden- sator 210, Ladediode 221 und der Spule 240, wobei in der Schaltung ein Strom iEA (t) fließt, wie in Fig. 2D durch Pfeile angedeutet. Aufgrund dieses Stromflusses wird in der Spule 240 gespeicherte Energie in den Kon- densator 210 rückgeführt. Bei erfolgter Energieübertra- gung von der Spule 240 in den Kondensator 210, ist der in Fig. 1 dargestellte und bereits beschriebene statio- näre Zustand der Schaltung wieder erreicht.

Zu diesem Zeitpunkt bzw. früher oder später (je nach gewünschtem Zeitprofil des Entladevorgangs), wird Ent- ladeschalter 230 erneut geschlossen und wieder geöff- net, so daß die vorstehend beschriebenen Vorgänge er- neut ablaufen. Aufgrund des erneuten Schließens und er- neuten Öffnens des Entladeschalters 230 nimmt die in dem piezoelektrischen Element 10 gespeicherte Energie weiter ab, und die an dem piezoelektrischen Element auftretenden Spannung und dessen Außenabmessungen neh- men ebenfalls entsprechend ab.

Werden das oben erwähnte Schließen und Öffnen des Ent- ladeschalters 230 vielfach wiederholt, so erfolgt die Abnahme der an dem piezoelektrischen Element 10 auftre- tenden Spannung sowie der Ausdehnung des piezoelektri- schen Elements 10 stufenweise.

Wenn Entladeschalter 230 eine vorgegebene Anzahl von Malen geschlossen und geöffnet wurde und/oder das pie- zoelektrische Element den gewünschten Ladezustand er- reicht hat, wird das Entladen des piezoelektrischen E- lements durch Offenlassen des Entladeschalters 230 be- endet.

Die Wechselwirkung zwischen dem Ansteuerungs-IC E und dem Steuerrechner D einerseits sowie den Elementen in- nerhalb des detailliert dargestellten Bereichs A ande- rerseits erfolgt mit Hilfe von Steuersignalen, die über Zweigwahlsteuerleitungen 410,420, 430,440, 450,460, Gruppenwahlsteuerleitungen 510,520, Stoppschaltersteu- erleitung 530, Ladeschaltersteuerleitung 540 und Entla- deschaltersteuerleitung 550 sowie Steuerleitung 560 E- lementen innerhalb des detailliert dargestellten Be- reichs A von dem Ansteuerungs-IC E zugeführt werden.

Andererseits werden an den Meßpunkten 600,610, 620, 630,640, 650 innerhalb des detailliert dargestellten Bereichs A Sensorsignale erfaßt, die dem Ansteuerungs- IC E über die Sensorleitungen 700,710, 720,730, 740, 750 zugeführt werden.

Zur Auswahl der piezoelektrischen Elemente 10,20, 30, 40,50 bzw. 60 für die Ausführung von Lade-bzw. Entla- devorgängen einzelner oder mehrerer piezoelektrischer Elemente 10,20, 30,40, 50,60 durch Öffnen und Schließen der entsprechenden Schalter wie vorstehend beschrieben, werden an die Transistorbasen mittels der Steuerleitungen Spannungen angelegt bzw. nicht ange- legt. Mittels der Sensorsignale erfolgt insbesondere eine Bestimmung der sich ergebenden Spannung der piezo- elektrischen Elemente 10,20 und 30, bzw. 40,50 und 60 anhand der Meßpunkte 600 bzw. 610 sowie der Lade-und Entladeströme anhand des Meßpunkts 620.

In Fig. 3 sind einige der in dem Ansteuerungs-IC E ent- haltenen Bauelemente angegeben : Eine Logik-Schaltung 800, Speicher 810, Digital-Analog-Umsetzerbaustein 820 sowie Komparatorbaustein 830. Ferner ist angegeben, daß der (für Steuersignale verwendete) schnelle Parallelbus 840 mit der Logik-Schaltung 800 des Ansteuerungs-IC E verbunden ist, während der langsamere serielle Bus 850 mit dem Speicher 810 verbunden ist. Die logische Schal- tung 800 ist mit dem Speicher 810, mit dem Komparator- baustein 830 sowie mit den Signalleitungen 410,420, 430,440, 450 und 460 ; 510 und 520 ; 530,540, 550 und 560 verbunden. Der Speicher 810 ist mit der logischen Schaltung 800 sowie mit dem Digital-Analog- Umsetzerbaustein 820 verbunden. Des weiteren ist der Digital-Analog-Umsetzerbaustein 820 mit dem Komparator- baustein 830 verbunden. Darüber hinaus ist der Kompara- torbaustein 830 mit den Sensorleitungen 700 und 710, 720,730, 740 und 750 und-wie bereits erwähnt-mit der Logik-Schaltung 800 verbunden.

Fig. 4 zeigt schematisch einen aus dem Stand der Tech- nik bekannten zeitlichen Ablauf von Interrupts zum Pro- grammieren des Beginns einer im folgenden näher zu be- schreibenden Haupteinspritzung HE sowie von zwei Vor- einspritzungen VE1 und VE2 in Abhängigkeit vom oberen Totpunkt der Kurbelwelle. Wie aus Fig. 4 zu entnehmen ist, werden bei einem 6 Zylinder-Motor statische Inter- rupts bei beispielsweise ca. 78 ° Kurbelwelle sowie bei beispielsweise ca. 138 ° Kurbelwelle erzeugt, durch welche den Beginn der Voreinspritzung 2 sowie der di- rekt vor der Haupteinspritzung HE liegenden Vorein- spritzung VE1 programmiert wird. Die Enden dieser Ein- spritzungen werden sodann aufgrund dynamischer Inter- rupts programmiert. Es versteht sich, daß die vorbe- zeichneten Kurbelwellenwinkel lediglich beispielhafte Angaben darstellen. Die Interrupts können rein prinzi- piell auch bei anderen Kurbelwellenwinkeln erzeugt wer- den.

In Verbindung mit Fig. 5 wird nachfolgend ein Ablauf- plan eines Konfliktmanagements beschrieben. Zwei kolli- dierende Einspritzungen (eine Einspritzung mit hoher Priorität, z. B. eine Haupteinspritzung HE, in Fig. 5 als hochpriore Einspritzung bezeichnet, und eine Ein- spritzung mit niedriger Priorität, beispielsweise eine Voreinspritzung, in Fig. 5 als niederpriore Einsprit- zung bezeichnet) unterteilt. Eine Einspritzung wird in der Schaltungsanordnung durch zwei Ansteuerflanken rea- lisiert : einer Beginn-und einer Endeflanke, in Fig. 5 mit B und E bezeichnet. Ausgehend vom Ausgang einer hochprioren Flanke werden auf der Zeitbasis Bereiche "nach früh"bzw."nach spät"festgelegt. Werden diese Bereiche von niederprioren Flanken geschnitten, so wer- den diese Flanken verschoben. Dabei ist mit"Schneiden" gemeint, daß der Anfang einer niederprioren Flanke in dem Bereich des als strategischer Vorhalt bezeichneten Zeitbereichs oder Zeitintervalls zu liegen kommt. Im Fall der Orientierung des strategischen Vorhalts nach "spät"muß nur die Dauer einer hochprioren Flanke, die sogenannte Aktivzeit ta oder auch ta + tj abgesichert werden, wobei tj einen dynamischen Vorhalt bezeichnet, der weiter unten noch näher erläutert wird. Deshalb ist der Bereich der"Absicherung"gegen (d. h. das Intervall ta um die niederprioren) Beginn-/Endeflanken gleich groß oder um tj verschieden, wobei die Aktivzeit die "Abarbeitungsdauer"ta gemäß der in Fig. 1 dargestell- ten Schaltung und tj den sogenannten dynamischen Vorbe- halt bezeichnet. Diese muß so groß gewählt werden, daß der ungünstigste Fall, also die längst mögliche Dauer, abgedeckt ist. Zum Zeitpunkt der Festlegung der Aktiv- zeit ta und ihrer Verwendung im Flanken-oder Konflikt- management steht die tatsächliche Dauer noch nicht fest, da die Ausführung der Flanke in der Zukunft liegt. Im Fall der Orientierung des strategischen Vor- behalts nach"früh"muß wiederum unterschieden werden : Ist die niederpriore Flanke eine Endeflanke, so darf sie sich nur im Abstand ihrer Dauer an die hochpriore Flanke nähern. Deshalb ist der Bereich ta lang. Ist im Fall"früh"die niederpriore Flanke eine Beginnflanke, so muß diese soweit"früh", das heißt vor der hochprio- ren Flanke positioniert werden, daß im schlimmsten Fal- le eine niederpriore Endeflanke zwischen dieser Flanke und der hochprioren Flanke liegen kann. Dies ist aus Gründen der Kausalität erforderlich, wie nachfolgend beschrieben wird. Zum Festlegungszeitpunkt der Beginn- flankenzeiten, gemäß der statischen Interrupts (vgl.

Fig. 4) steht die Dauer, also der Abstand zwischen dem Beginn-und dem Ende der Flanken noch nicht fest. Wenn die Dauer aber festliegt, ist der Beginnzeitpunkt nicht mehr zu verändern. Daher muß bereits bei der Festlegung der Beginnzeitpunkte sichergestellt werden, daß eine niederpriore Endeflanke zwischen niederpriorer Beginn- und hochpriorer Flanke paßt. Deshalb ist der Bereich zur Absicherung gegen niederpriore Beginnflanken mit der doppelten Aktivzeit ta zzgl. vorgebbarer Dynamikab- stände tj zwischen den Flanken vorzusehen, beispiels- weise : 2 x Aktivzeit ta + 2 x Dynamikabstand tj.

Nur wenn sichergestellt ist, daß die Dauer (Interval- länge) als Funktion z. B. des Raildrucks so groß ist, daß eine hochpriore Flanke auch mit Dynamikabstand in dieses Intervall paßt, kann das Zeitintervall, der Zeitbereich, innerhalb der keine Beginn-oder Endeflan- ke liegen darf, auf ta reduziert werden.

In Fig. 6 ist der maximale Grad der Verschiebung darge- stellt. Die niederpriore Beginnflanke liegt gerade so nahe an der hochprioren Endeflanke, daß ein minimaler Schnittbereich mit dem als strategischer Vorhalt be- zeichneten Zeitbereich gegeben ist. Die niederpriore Ansteuerung wird unter Beibehaltung ihrer Dauer"nach spät"verschoben (also Beginn-und Endeflanke). Die niederpriore Beginnflanke ist nach der Verschiebung um den Dynamikabstand tj von der hochprioren entfernt. Da- mit ist der maximale Grad der Verschiebung, beispiels- weise : 3 x Aktivzeit ta + 3 x Dynamikabstand tj.

Fig. 7 stellt den maximalen Grad der Verkürzung dar.

Die niederpriore Endeflanke liegt gerade so nahe an der hochprioren Beginnflanke, daß ein minimaler Schnittbe- reich mit dem als strategischer Vorbehalt bezeichneten vorgegebenen Zeitintervall gegeben ist. Die niederprio- re Endeflanke wird unter Beibehaltung des niederprioren Beginnzeitpunkts nach"früh"verschoben, die Dauer also verkürzt. Die niederpriore Endeflanke ist nach der Ver- kürzung um den Dynamikabstand tj von der hochprioren entfernt. Damit ist der maximale Grad der Verkürzung : 2 x Aktivzeit ta + Dynamikabstand tj oder 2 x Aktivzeit ta + 2 x Dynamikabstand tj.

Generell gilt, daß die Abstände der Anfänge zweier Flanken nach Durchlaufen des Flankenmanagements um die Aktivzeit ta und Dynamikabstand tj auseinanderliegen.

Wenn eine niederpriore Beginnflanke kollidiert, wird in der Regel nach"spät"verschoben, da die Zeitpunkte der Beginnflanken hinreichend weit vor den Beginnflanken im statischen Interrupt festgelegt werden und die Kollisi- on entweder mit einer hochprioren Beginnflanke oder ei- ner hochprioren Endeflanke auftritt. Im Fall Beginn- Beginn kann im statischen Interrupt reagiert werden, im Fall Ende-Beginn liegt die höherpriore Beginnflanke aus Gründen der Kausalität vor der niederprioren Beginn- flanke, damit wird im dynamischen Interrupt der höher- prioren Ansteuerung die höherpriore Dauer bestimmt und eine Verschiebung der niederprioren ist möglich, da de- ren dynamischer Interrupt und damit der Start ihrer Ab- arbeitung erst nach dem dynamischen Interrupt der hö- herprioren gekommen wäre (vgl. Fig. 4). Wenn dagegen eine niederpriore Endeflanke kollidiert, wird in der Regel verkürzt, da die Kollision dieser Endeflanke erst dann erkannt werden kann, wenn die Dauer der niederpri- oren Ansteuerung im niederprioren dynamischen Interrupt festliegt und damit die Ausführung der Beginnflanke be- reits begonnen wurde.

Vorstehend wurden in Verbindung mit Fig. 5 bis 7 nur Primärkollisionen beschrieben. Aus der Reaktion auf Primärkollisionen können sich Sekundärkollisionen erge- ben. Die Sekundärkollision werden mit demselben strate- gischen Vorhalt, das heißt mit den gleichen Zeitinter- vallen aufgelöst, die maximalen Verschiebungs-und Ver- kürzungszeiten erhöhen sich entsprechend.