DE10228146A1 - Method for controlling and adjusting the length of a piezoelectric actuator (PA) and electronic unit for controlling the method - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Ansteuerung von piezoelektrischen Aktoren (PA), insbesondere von Piezoelektrischen Multilayer Aktoren (PMA), die im Betrieb regelmäßig zur Elongation mit positiver Spannung beaufschlagt werden, wobei für vorgegebene Betriebszustände des PMA dieser auch mit einer begrenzten, den PMA nicht umpolarisierenden negativen Spannung bzw. Offsetspannung beaufschlagt wird, um diesen in eine definierbare Ausgangslage zurückzustellen.Method for controlling piezoelectric actuators (PA), in particular piezoelectric multilayer actuators (PMA), which are regularly subjected to positive voltage during elongation during operation, whereby for predetermined operating states of the PMA, the latter also has a limited negative voltage that does not polarize the PMA, or Offset voltage is applied in order to reset it to a definable starting position.
Description
Die Erfindung betrifft sämtliche direkt angetriebenen Hochdruckeinspritzventile oder Ventile ohne hydraulisches Kraftübertragungselement wie Lager oder Übersetzer für Kraftstoff-Direkteinspritzung, bei denen eine Arbeitskammer mit dem zum Betrieb notwendigen Hochdruck gefüllt wird und ein Piezoelektrischer Multilayer Aktor (PMA) bei dessen elektrischer Ansteuerung durch Elongation direkt ein Servoventil oder eine Düsennadel öffnet oder jegliches anderes direkt angetriebenes Dosierventil. Durch das Öffnen des Servo- oder Absteuerventils wird in einer Absteuerkammer ein Druckabfall erzeugt welcher das Öffnen des Hochdruckeinspritzventils bewirkt.The invention relates to all directly driven high pressure injectors or valves without hydraulic power transmission element like warehouse or translator for direct fuel injection, where a working chamber with the high pressure necessary for operation filled and a piezoelectric multilayer actuator (PMA) in its electrical Control by elongation opens or opens a servo valve or a nozzle needle any other directly driven metering valve. By opening the Servo or control valve becomes a pressure drop in a control chamber which creates the opening of the high pressure injector.
Dieses Arbeitsprinzip wird z.Zt. bei vielen Hochdruckeinspritzventilen für Diesel-Direkteinspritzung verwendet.This working principle is currently with many high-pressure injection valves for diesel direct injection used.
Beim Betrieb von derartigen Hochdruckeinspritzventilen treten manchmal Probleme auf wenn das Ventil mindestens einmal heiß geworden ist. Obwohl das Ventil und der PMA bezüglich ihrer thermischen Längenausdehnung abgestimmt sind, ändert sich die Länge des PMA oft zu stark. Dabei genügt eine Längendifferenz von wenigen μm und die Absteuerkammer des Hochdruckeinspritzventils oder ein ähnliches Einspritzventil wird nicht mehr sicher verschlossen. Bei einer Leckage in der Absteuerkammer kann die Hochdruckpumpe als Folge davon nicht mehr den notwendigen Druck aufbauen und das Hochdruckeinspritzventil versagt.When operating such high-pressure injection valves Problems sometimes arise when the valve gets hot at least once is. Although the valve and the PMA in terms of their thermal linear expansion are coordinated changes the length of the PMA is often too strong. One is sufficient length difference of a few μm and the control chamber of the high pressure injector or the like Injector is no longer securely closed. In the event of a leak As a result, the high pressure pump cannot operate in the control chamber build up the necessary pressure and the high pressure injector failed.
Wenn ein hinreichend großer Druckunterschied zwischen Ventilsitz und Arbeitskammer (Servoansteuerung) aufgebaut wird, kann sogar eine Leckage des Injektors selbst auftreten. In diesem Fall wird Kraftstoff unkontrolliert in den Brennraum eingespritzt.If there is a sufficiently large pressure difference built between valve seat and working chamber (servo control) there may even be a leak in the injector itself. In this In this case, fuel is injected into the combustion chamber in an uncontrolled manner.
Bisher hat man darauf vertraut, dass durch sorgfältige thermische Abstimmung der Bauteile und ein sog. "Thermisches Gap" das Problem beherrschbar ist. Ein "Thermisches Gap" das bedeutet, dass zwischen dem Ende des PMA und dem Servoventil, ein Abstand verbleibt von ca. 5 μm als Puffer für Abstimmungsfehler. Für die Fälle in denen diese Maßnahme nicht ausreicht ist das Problem noch nicht gelöst.So far, people have trusted that through careful thermal tuning of the components and a so-called "thermal gap" the problem is manageable. A "thermal gap" means that between the end of the PMA and the servo valve, a distance remains from approx. 5 μm as a buffer for Reconciliation errors. For the cases in which this measure the problem is not yet solved.
Zur Darstellung des Problems der
unterschiedlichen Längenausdehnung
von Piezoaktor und Gehäuse
im Piezo Diesel Hochdruckeinspritzventils:
Da das Piezo Diesel Hochdruckeinspritzventils
im Automobilbereich eingesetzt wird, sind Betriebstemperaturen zw. –40°C und +120°C möglich. Die
Länge von
Piezoaktor und dem Housing für
den Piezoaktor können
sich dabei um einige μm
relativ zueinander ändern.
Deshalb wird bei der Fertigung ja das sog. "Thermisches Gap" zwischen Servoventil und Piezoaktor
freigelassen. Die Länge
des Piezoaktors hängt
aber außer
von der Temperatur auch noch vom Polarisierungszustand, von Setzvor gängen und von
seiner Vorgeschichte (Hysterese) ab. Diese Prozesse können auch
den thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Piezoaktors verändern. Es
ist also möglich,
dass das Toleranzband für
das thermische Gap von 3–5 μm im lauf
der Zeit verlassen wird. Im schlimmsten Fall kommt es dann zu einer
Druckleckage im Piezo Diesel Hochdruckeinspritzventil, weil der
Piezoaktor das Servoventil auch dann schon aufdrückt, wenn er gar nicht angesteuert
wird. (vgl.
Aber schon vorher leidet die Funktion des Piezo Diesel Hochdruckeinspritzventils, weil die Dosierung kleiner Einspritzmengen (z.B. bei der sog. "Voreinspritzung") außerhalb des Toleranzbands für das thermische Gap von 3–5 μm an Präzision verliert.But the function suffers beforehand of the Piezo Diesel high pressure injector because the dosage is smaller Injection quantities (e.g. in the so-called "pre-injection") outside the tolerance band for the thermal Gap of 3–5 μm loses precision.
Wie beschrieben reagiert der Piezoaktor
auf das Anlegen eines äußeren elektrischen
Feldes, das gegen die Richtung der Vorzugspolarisierung der Piezokeramik
wirkt, mit Verkürzung
genauso wie er auf eine positive Spannung mit einer Verlängerung
reagiert. Deshalb ist es möglich
durch das Anlegen einer negativen elektrischen Spannung den Idealzustand von
Der Erfindung hat zum Ziel die Nachteile aus dem Stand der Technik zu eliminieren.The aim of the invention is to have the disadvantages to eliminate from the prior art.
Die Lösung dieser Aufgabe geschieht durch die eine oder mehrere Merkmalskombinationen des mindestens einen Hauptanspruches.This task is solved through the one or more combinations of features of the at least a main claim.
Der Betriebsbereich des PMA, der zur Absteuerung eine Elongation vollführen muss, wird zusätzlich auf negative Spannungen erweitert so dass seine Länge in beiden Richtungen (Verlängerung und Verkürzung ) variiert werden. Dieser Spielraum in der Charakteristik einer Piezokeramik ist groß genug um den PMA soweit zu verkürzen, dass das Hochdruckeinspritzventil wieder in Betrieb genommen werden kann, bzw. das Servoventil mit der Absteuerkammer sicher geschlossen werden kann, ohne dass es zu Umpolarisierungen in der Keramik kommt.The operating range of the PMA, which has to perform an elongation for control, is additionally expanded to negative voltages so that its length can be varied in both directions (lengthening and shortening). This latitude in the characteristics of a piezoceramic is large enough to shorten the PMA to such an extent that the high-pressure injection valve can be put into operation again, or the servo valve with the control chamber can be securely closed without it being closed Reverse polarization in ceramics is coming.
Eine vorhandene Ansteuerelektronik wird also um die Möglichkeit erweitert durch eine zusätzliche negative Offsetspannung, die oben beschriebenen thermischen Effekte kompensieren zu können.An existing control electronics is about the possibility extended by an additional negative offset voltage, the thermal effects described above to be able to compensate.
Wie die Messungen in den Ausführungsbeispielen zeigen, besteht ein nutzbarer Spielraum, eine negative Spannung auszunutzen, bevor die Depolarisierung und anschließend die Umpolarisierung der Keramik einsetzt.Like the measurements in the exemplary embodiments show there is a usable scope, a negative tension exploit before depolarization and then the Reverse polarization of the ceramic begins.
Dieser Spielraum ist groß genug um den PMA soweit zu verkürzen, dass das Hochdruckeinspritzventil wieder in Betrieb genommen werden kann.This scope is large enough to shorten the PMA so far that the high pressure injector can be put back into operation.
Vorteile der Erfindung:
- – Das Problem wird gelöst ohne mechanische Änderungen am Hochdruckeinspritzventil.
- – Die negative Spannung braucht nur bei Bedarf, wie beispielsweise Neustart nach starker Erwärmung oder ähnlichem angelegt werden. Bei allen andern Betriebszuständen kann die elektrische Ansteuerung des Hochdruckeinspritzventils in herkömmlicher Weise erfolgen.
- – Der Vorgang ist regelbar. Die negative Spannung kann bis zum Anspringen des Hochdruckeinspritzventils langsam erhöht werden. Das vermeidet unnötig große Feldstärken.
- - The problem is solved without mechanical changes to the high pressure injector.
- - The negative voltage only needs to be applied if necessary, such as restarting after excessive heating or the like. In all other operating states, the electrical control of the high-pressure injection valve can take place in a conventional manner.
- - The process can be regulated. The negative voltage can be slowly increased until the high pressure injector starts. This avoids unnecessarily large field strengths.
Durch die Erfindung wird eine einfache
Lösung
vorgestellt, die ohne großen
Aufwand und ohne die Funktionsweise der aktu ellen Ansteuerelektroniken
zu beeinflussen, eine individuell für jeden Aktor regelbare Offsetspannung
ermöglicht.
Die hier beschrieben Lösung
sieht vor, die Schaltung um eine Kapazität, einen Widerstand und einer
regelbareren Spannungsquelle zu erweitern, wie es in
Durch den kapazitiven Spannungsteiler (CInjektor; C1) verringert sich zwar die Spannung, die am Injektor abfällt nach der folgenden Beziehung: The capacitive voltage divider (C injector ; C 1 ) reduces the voltage that drops at the injector according to the following relationship:
Aber durch eine regelbare, positive Spannungsquelle V1 ist man in der Lage, eine negative Offsetspannung am Injektor einstellen zu können, die von der Injektorkapazität unabhängig ist. Der Widerstand R1 bestimmt dabei die Zeitkonstante mit der das Potential am Knoten C1, CInjektor und R1 ausgeglichen wird.But with a controllable, positive voltage source V 1 , one is able to set a negative offset voltage on the injector, which is independent of the injector capacity. Resistor R 1 determines the time constant with which the potential at node C 1 , C injector and R 1 is balanced.
In
Vorteile dieser Lösung:
- – Es ist keine negative Spannung erforderlich.
- – Der Schaltungsaufwand ist gering.
- – Die zusätzlichen elektrischen Verluste, die durch die Schaltung entstehen sind klein
- – Die Offsetspannung ist unabhängig vom Betriebszustand des Injektors, sie kann während der Startphase und während der Betriebs angelegt und verändert werden.
- – Die Kapazität C1 benötigt nur eine eher geringe Spannungsfestigkeit.
- - No negative voltage is required.
- - The circuitry is low.
- - The additional electrical losses caused by the circuit are small
- - The offset voltage is independent of the operating state of the injector, it can be applied and changed during the start phase and during operation.
- - The capacitance C 1 only requires a rather low dielectric strength.
Das Klemmenverhalten bleibt annähernd gleich, deshalb sind auch keine weiteren Änderungen and der Ansteuerelektronik notwendig.The terminal behavior remains approximately the same, therefore there are no further changes to the control electronics necessary.
Im Folgenden werden schematische Ausführungsbeispiele, die die Erfindung nicht einschränken, beschrieben. Die Figuren zeigen im Einzelnen:The following are schematic Embodiments, that do not limit the invention. The figures show in detail:
Betrieb eines Diesel Piezo Stacks mit negativer SpannungOperation of a Diesel piezo stacks with negative voltage
Motivation:Motivation:
Aktuelle Probleme mit einer internen Druck-Leckage bei Piezo Diesel Hochdruckeinspritzventilen machen deutlich, dass es nicht genügt, die Wärmeausdehnungskoeffizienten von den Injektorteilen und dem Piezo Multilayer Actuator (PMA) einmal abzugleichen. Es gibt noch andere Effekte, welche die Länge de PMA verändern. Wenn diese Länge zunimmt, dann entlastet der PMA einen Ventilsitz und drückt diesen im schlimmsten Fall sogar auf. Damit kommt es zu einer internen Druckleckage und die Hochdruckpumpe kann nicht genügend Druck aufbauen. Dadurch versagt dann das Hochdruckeinspritzventil. Dies kann passieren, wenn sich die kritischen Längen von PMA und Ventil auch nur um einige μm unterscheiden. Der Diesel Piezo HPDI-Injektor (Hochdruck-Direkteinspritzung) arbeitet nur dann optimal, wenn zwischen PMA und Servoventil ein Spalt von 3–5 μm offen bleibt. Glücklicherweise kann man mit einem kritischen Effekt, nämlich mit dem Piezoeffekt selbst, die Länge des PMA auch wieder korrigieren. Im gewöhnlichen Betrieb arbeitet der PMA mit positiver Spannung, typischerweise zwischen 0 und 160 Volt. Damit ist gemeint, dass das äußere elektrische Feld in der gleichen Richtung wirkt, in die die Vorzugspolarisierung des PMA zeigt. Analog dazu spricht man vereinbarungsgemäß von negativer Spannung, wenn das äußere elektrische Feld entgegengesetzt zur Richtung der Vorzugspolarisierung des PMA wirkt. Negative Spannungen führen zunächst zur Verkürzung des PMA, dann zur Umpolung und anschließend zur erneuten Auslängung. Somit wird gezeigt, dass des möglich ist, den Bereich, der zur Verkürzung des PMA führt, zur Korrektur der Länge zu nutzen ohne den PMA zu depolarisieren.Current problems with internal pressure leakage in Piezo Diesel high-pressure injection valves make it clear that it is not enough to adjust the thermal expansion coefficients of the injector parts and the Piezo Multilayer Actuator (PMA). There are other effects that change the length of the PMA. If this length increases, the PMA relieves pressure on a valve seat and, in the worst case, even presses it open. This leads to an internal pressure leak and the High pressure pump cannot build up enough pressure. This causes the high pressure injector to fail. This can happen if the critical lengths of the PMA and valve differ by just a few μm. The Diesel Piezo HPDI injector (high-pressure direct injection) only works optimally if a gap of 3–5 μm remains open between the PMA and the servo valve. Fortunately, with a critical effect, namely the piezo effect itself, you can also correct the length of the PMA. In normal operation, the PMA works with positive voltage, typically between 0 and 160 volts. This means that the external electric field acts in the same direction in which the preferred polarization of the PMA points. Similarly, by convention, one speaks of negative voltage if the external electric field acts in the opposite direction to the preferred polarization of the PMA. Negative voltages lead first to a shortening of the PMA, then to a polarity reversal and then to a renewed elongation. It is thus shown that it is possible to use the area that leads to the shortening of the PMA to correct the length without depolarizing the PMA.
Experimentelle Ergebnisse:Experimental results:
Für die Untersuchungen wurde ein Standard Diesel Aktor mit 30 mm Baulänge verwendet. Es wurden 5 Testzyklen gefahren:
- 1. Zyklus von 0 V bis 160 V und zurück; die übliche Betriebsweise
- 2. Zyklus zwischen –10 V und +160 V als erster Test für mögliche Verkürzungen
- 3. Zyklus zwischen –20 V und +160 V als zweiter Test für mögliche Verkürzungen
- 4. Zyklus zwischen –30 V und +160 V als dritter Test für mögliche Verkürzungen
- 5. Zyklus zwischen –160 V und +160 V als Test für die Grenzen möglicher Verkürzungen und zur Untersuchung der Umpolungsvorgänge.
- 1st cycle from 0 V to 160 V and back; the usual mode of operation
- 2nd cycle between –10 V and +160 V as the first test for possible reductions
- 3rd cycle between –20 V and +160 V as a second test for possible reductions
- 4. Cycle between –30 V and +160 V as a third test for possible reductions
- 5. Cycle between –160 V and +160 V as a test for the limits of possible reductions and for examining the polarity reversal processes.
Die Zyklen 2-4 wurden wiederholt, um das Kriechverhalten und die Hysterese des PMA genauer zu untersuchen. Da die vorhandene Elektronik nicht für negative Spannungen ausgelegt ist, wurde ein Hilfsmittel angewendet, um diesen Spannungsbereich darstellen zu können. Es wurde mit der Messung im positiven Ast begonnen, z. B. bei 0 V bis +160 V und wieder bis 0 V. Dann wurde der Zyklus kurz unterbrochen, um die Anschlüsse zu vertauschen. Und der Rest der Messung wurde mit positiver, d.h. unveränderter Polarität bezogen auf die Elektronik, weitergemessen. Wegen der vertauschten Anschlüsse wirkt dies aber auf den PMA wie eine negative Spannung.Cycles 2-4 were repeated to investigate the creep behavior and hysteresis of the PMA in more detail. Because the existing electronics are not designed for negative voltages is a tool has been applied to this voltage range to be able to represent. The measurement in the positive branch was started, e.g. B. at 0 V to +160 V and again to 0 V. Then the cycle was briefly interrupted, around the connectors to swap. And the rest of the measurement was positive, i.e. unchanged polarity related to electronics, measured further. Because of the swapped connections however, this acts as a negative voltage on the PMA.
Die Ergebnisse werden in den
Wenn
man nur die
If only you
Bei –10 V beträgt die Verkürzung etwa
2 μm. Aufgrund
der Hysterese bleibt der PMA anschließend bei 0 V immer noch 1 μm verkürzt.
At –10 V, the shortening is approximately 2 μm. Due to the hysteresis, the PMA is still shortened by 1 μm at 0 V.
Bei –20 V beträgt die Verkürzung bereits –7 μm. Das Oval
der Hysteresekurve ist beim ersten Zyklus bis –20 V nicht geschlossen.
At –20 V, the shortening is –7 μm. The oval of the hysteresis curve is not closed down to –20 V on the first cycle.
Die
Hysterese zeigt sich jetzt in der gewohnten Form einer geschlossenen
ovalen Kurve.
The hysteresis now shows itself in the usual form of a closed oval curve.
Es
wird der zweite Zyklus bis –0
V gezeigt. Die Hysterese zeigt sich wieder in der gewohnten Form
einer geschlossenen ovalen Kurve.
The second cycle to -0 V is shown. The hysteresis is again shown in the usual form of a closed oval curve.
Doppelte
Umpolarisierung eines Diesel Piezo Stacks:
Zwischen –70 V und –80 V beginnt
die Umpolung und aus Symmetriegründen
erfolgt eine erneute Umpolung bei +70 V bis +80 V erfolgt keine
weitere Verkürzung
des Piezo Stacks. Äußeres Feld
und bevorzugte Polarisierungsrichtung zeigen wieder in die gleiche Richtung,
was wieder zu einer Auslängung
des Piezo Stacks führt.
Der verfügbare
Bereich bis zur Umpolung kann genau dazu genutzt werden, dass der
PMA verkürzt
wird.
Double polarization of a diesel piezo stack:
The polarity reversal begins between –70 V and –80 V and, for reasons of symmetry, the polarity is reversed again at +70 V to +80 V, the piezo stack is not shortened further. The outer field and preferred polarization direction point in the same direction again, which again leads to an elongation of the piezo stack. The available area up to the polarity reversal can be used precisely to shorten the PMA.
Messreihenfolge
für den
vierten Zyklus.
Zunächst
wird eine Rampe bis +160 V und zurück bis 0 V abgefahren. Die
Länge des
Piezo Stacks verändert
sich von –3 μm auf etwa
+40 μm.
Der Startwert für
die Länge
des Piezo Stacks ist nicht 0 μm,
da vorher schon zwei Zyklen bis –10 V gefahren worden sind
und aufgrund der Hysterese eine Verkürzung von 3 μm verblieben
ist. Wieder bei 0 V angelangt, kriecht der PMA zurück zu seiner
Ausgangslänge
bei –3 μm. Wenn schließlich die
Polarität
gewechselt wird, hat fast keine Längenänderung stattgefunden. Anschließend wird
der für
den PMA negative Teil durchlaufen. Danach hat sich die Gesamtlänge um –5 μm verändert.
Measurement sequence for the fourth cycle.
First, a ramp is traversed to +160 V and back to 0 V. The length of the piezo stack changes from –3 μm to approximately +40 μm. The starting value for the length of the piezo stack is not 0 μm, since two cycles to –10 V had already been run and a shortening of 3 μm remained due to the hysteresis. Back at 0 V, the PMA creeps back to its original length at -3 μm. When the polarity is finally changed, there is almost no change in length. Then the part negative for the PMA is run through. After that, the total length has changed –5 μm changed.
Es
wird die Messreihenfolge von
Am Piezo Stack liegen wieder
0 V an. Seine Gesamtlänge
ist jedoch kleiner geworden. Ein neuer Zyklus mit der gleichen Messreihenfolge
führt wieder
zu einer geschlossenen Hysteresekurve, die bereits in
It will be the measurement order of
0 V are again present at the piezo stack. However, its overall length has become smaller. A new cycle with the same measurement order again leads to a closed hysteresis curve, which is already in
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102004040073A1 (en) * | 2004-08-18 | 2006-03-09 | Siemens Ag | Method and circuit arrangement for operating a piezoelectric actuator |
DE102008013590A1 (en) * | 2008-03-11 | 2009-09-24 | Epcos Ag | Method for operating a piezoelectric element |
DE102010021448A1 (en) * | 2010-05-25 | 2011-12-01 | Continental Automotive Gmbh | Method for controlling electrical polarization of piezoelectric actuator of injection element in internal combustion engine of vehicle, involves changing polarization of actuator by adaptation of polarization of determined parameter |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102008020931A1 (en) * | 2008-04-25 | 2009-11-19 | Continental Automotive Gmbh | Method for controlling a piezoelectric actuator in a fuel injector |
FR2990998B1 (en) | 2012-05-23 | 2016-02-26 | Continental Automotive France | METHOD FOR CONTROLLING AT LEAST ONE PIEZOELECTRIC FUEL INJECTOR ACTUATOR OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE |
FR3002592B1 (en) | 2013-02-26 | 2016-09-16 | Continental Automotive France | METHOD FOR CONTROLLING A PIEZOELECTRIC FUEL INJECTOR OF A VEHICLE INTERNAL COMBUSTION ENGINE COMPRISING A POLARIZATION STEP OF THE PIEZOELECTRIC ACTUATOR |
FR3009031B1 (en) | 2013-07-29 | 2015-08-21 | Continental Automotive France | METHOD AND DEVICE FOR REPOLARIZING A PIEZOELECTRIC ACTUATOR OF AN INJECTOR OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE OF A VEHICLE HAVING BEEN USED |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3274047B2 (en) * | 1995-10-05 | 2002-04-15 | 株式会社豊田中央研究所 | Driving device and driving method for piezoelectric actuator |
JP3758325B2 (en) * | 1997-08-07 | 2006-03-22 | 日産自動車株式会社 | Fuel injection valve adjusting device and manufacturing method |
US6201336B1 (en) * | 1998-06-12 | 2001-03-13 | Ocean Power Technologies, Inc. | DC bias scheme for field induced piezoelectric power generators |
DE19905340C2 (en) * | 1999-02-09 | 2001-09-13 | Siemens Ag | Method and arrangement for presetting and dynamic tracking of piezoelectric actuators |
US6400066B1 (en) * | 2000-06-30 | 2002-06-04 | Siemens Automotive Corporation | Electronic compensator for a piezoelectric actuator |
-
2002
- 2002-06-24 DE DE10228146A patent/DE10228146A1/en not_active Withdrawn
-
2003
- 2003-06-20 WO PCT/IB2003/004600 patent/WO2004001794A2/en not_active Application Discontinuation
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102004040073A1 (en) * | 2004-08-18 | 2006-03-09 | Siemens Ag | Method and circuit arrangement for operating a piezoelectric actuator |
US7301256B2 (en) | 2004-08-18 | 2007-11-27 | Siemens Aktiengesellschaft | Method and circuit configuration for operating a piezoelectric actuator |
DE102004040073B4 (en) * | 2004-08-18 | 2008-04-30 | Siemens Ag | Method and circuit arrangement for operating a piezoelectric actuator |
DE102008013590A1 (en) * | 2008-03-11 | 2009-09-24 | Epcos Ag | Method for operating a piezoelectric element |
US8089197B2 (en) | 2008-03-11 | 2012-01-03 | Epcos Ag | Method for operating a piezoelectric element |
DE102010021448A1 (en) * | 2010-05-25 | 2011-12-01 | Continental Automotive Gmbh | Method for controlling electrical polarization of piezoelectric actuator of injection element in internal combustion engine of vehicle, involves changing polarization of actuator by adaptation of polarization of determined parameter |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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