DE10323491A1 - Diagnostic method for checking operating state of piezoelectric actuator of combustion engine fuel injector, in which capacitance associated with actuator is checked against reference or other actuator values - Google Patents

Diagnostic method for checking operating state of piezoelectric actuator of combustion engine fuel injector, in which capacitance associated with actuator is checked against reference or other actuator values Download PDF

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Abstract

A capacitance associated with the actuator (16) of e.g. a combustion engine fuel injector (14), is checked against a nominal value or against the capacitances of other actuators. Independent claims are also included for the following; (1) computer program; (2) control and regulation unit; (3) combustion engine.

Description

Stand der TechnikState of technology

Die Erfindung betrifft zunächst ein Verfahren zur Diagnose mindestens eines ein kapazitives Element umfassenden Aktors, insbesondere einer Kraftstoff-Einspritzvorrichtung einer Brennkraftmaschine, oder von mit ihm verbundenen Komponenten, bei dem die Kapazität des kapazitiven Elements ermittelt und diese dazu verwendet wird, den Zustand des Aktors oder einer mit ihm verbundenen Komponente zu beurteilen.The The invention relates initially a method for diagnosing at least one a capacitive element comprehensive actuator, in particular a fuel injection device an internal combustion engine, or components connected to it, where the capacity of the capacitive element and this is used to the state of the actuator or a component connected to it to judge.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Diagnose mindestens eines ein kapazitives Element umfassenden Aktors, insbesondere einer Kraftstoff-Einspritzvorrichtung einer Brennkraftmaschine, oder seiner Ansteuerung, bei dem das zu ladende kapazitive Element mittels eines Auswahlschalters ausgewählt wird, bei dem der Ladevorgang durch einen Ladeschalter geschaltet wird, und bei dem eine Spannung über einen parallel zum kapazitiven Element und zum Auswahlschalter geschalteten Widerstand erfasst werden kann.The The invention further relates to a method for diagnosis at least of an actuator comprising a capacitive element, in particular one Fuel injection device of an internal combustion engine, or its Control, in which the capacitive element to be charged by means of a Selection switch selected is switched in which the charging process by a charging switch and where a tension over one connected in parallel to the capacitive element and to the selection switch Resistance can be detected.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind auch ein Computerprogramm, ein elektrisches Speichermedium für ein Steuer- und/oder Regelgerät einer Brennkraftmaschine, ein Steuer- und/oder Regelgerät für eine Brennkraftmaschine sowie eine Brennkraftmaschine.object The present invention is also a computer program, an electrical one Storage medium for a control and / or regulating device an internal combustion engine, a control and / or regulating device for an internal combustion engine as well as an internal combustion engine.

Die eingangs genannten Verfahren sind aus der EP 1 138 907 A1 bekannt. Dort wird beschrieben, das die Spannung, mit der ein kapazitives Element eines Piezoaktors geladen beziehungsweise entladen wird, erfasst und hieraus die Kapazität des kapazitiven Elements bestimmt wird. Mittels dieser ermittelten Kapazität kann nun darauf geschlossen werden, ob bei dem untersuchten Piezoaktor ein Kurzschluss vorliegt.The methods mentioned above are from the EP 1 138 907 A1 known. There it is described that the voltage with which a capacitive element of a piezo actuator is charged or discharged is recorded and from this the capacitance of the capacitive element is determined. Using this determined capacitance, it can now be concluded whether there is a short circuit in the piezo actuator under investigation.

Derartige Piezoaktoren kommen bei Kraftstoff-Einspritzvorrichtungen von Brennkraftmaschinen zum Einsatz, insbesondere bei solchen mit Kraftstoff-Direkteinspritzung. Bei derartigen Kraftstoff-Einspritzvorrichtungen wird durch eine Längenänderung des Piezoaktors ein Ventilelement der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung von einer geöffneten in eine geschlossene Position bewegt und umgekehrt. Wenn es jedoch in einer Zuleitung zu einem Piezoaktor oder im Piezoaktor selbst oder in einem Steuergerät, welches den Piezoaktor ansteuert, zu einem Kurzschluss kommt, ist eine ordnungsgemäße Ansteuerung des Piezoaktors nicht mehr möglich. Darüber hinaus ist es auch möglich, dass hierdurch gleich eine Mehrzahl von Piezoaktoren in ihrer Funktion beeinträchtigt wird. Dies kann im besten Fall zu Komforteinbußen, in einem schlechteren Fall zu einer Verschlechterung des Kraftstoffverbrauchs und des Emissionsverhaltens der Brennkraftmaschine, und im Extremfall zu einer Gefährdung des Benutzers der Brennkraftmaschine führen.such Piezo actuators are used in fuel injection devices from internal combustion engines used, especially for those with direct fuel injection. In such fuel injectors, a Change in length of the Piezo actuator a valve element of the fuel injector from an open moved to a closed position and vice versa. However, if it is in a supply line to a piezo actuator or in the piezo actuator itself or in a control unit, which controls the piezo actuator, a short circuit occurs, is a correct control of the piezo actuator is no longer possible. About that it is also possible that thereby a plurality of piezo actuators in their function impaired becomes. In the best case this can lead to a loss of comfort, in a worse one Case of deterioration in fuel consumption and emissions behavior the internal combustion engine, and in extreme cases, a risk to the Guide user of the internal combustion engine.

Die vorliegende Erfindung hat daher die Aufgabe, die eingangs genannten Verfahren so zu verbessern, dass ein Kurzschluss des Piezoaktors oder der ihn ansteuernden beziehungsweise mit ihm verbundenen Komponenten einfach und schnell erkannt werden kann.The The present invention therefore has the task of the aforementioned Improve the process so that a short circuit of the piezo actuator or the components controlling it or connected to it can be recognized easily and quickly.

Diese Aufgabe wird bei dem eingangs als erstes genannten Verfahren dadurch gelöst, dass eine Mehrzahl von Aktoren mit kapazitiven Elementen mit in etwa gleicher Nennkapazität oder deren mit ihnen verbundene Komponenten dadurch diagnostiziert wird, dass die ermittelten Kapazitäten miteinander verglichen werden.This Task becomes in the method mentioned first as a result solved, that a plurality of actuators with capacitive elements with in about the same nominal capacity or their associated components are diagnosed is that the determined capacities are compared with each other become.

Bei dem eingangs als zweites genannten Verfahren wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass bei offenem Auswahlschalter der Ladeschalter geschlossen und nach einem bestimmten Zeitraum nach dem Schließen des Ladeschalters die Spannung erfasst wird, und dass dann, wenn die erfasste Spannung kleiner als oder gleich wie mindestens ein Grenzwert ist, auf einen Kurzschluss im Stromweg vor oder hinter dem kapazitiven Element geschlossen wird.at The task thus becomes the second method mentioned at the beginning solved, that when the selector switch is open, the charging switch is closed and after a certain period of time after the charging switch is closed, the voltage is detected, and that when the detected voltage is less than or equal to at least one limit, for a short circuit closed in the current path in front of or behind the capacitive element becomes.

Alternativ hierzu ist es bei dem eingangs als zweites genannten Verfahren auch möglich, dass der Zeitraum nach dem Schließen des Ladeschalters erfasst wird, welcher erforderlich ist, um eine bestimmte Spannung zu erreichen, und dass dann, wenn der erfasste Zeitraum kleiner als oder gleich wie mindestens ein Grenzwert ist, auf einen Kurzschluss im Stromweg vor oder hinter dem kapazitiven Element geschlossen wird.alternative this is also the case with the method mentioned at the beginning as the second possible, that the period after closing the charging switch is recorded which is required to reach a certain voltage, and that if the period covered is less than or equal to what is at least one limit on a short circuit in the current path is closed in front of or behind the capacitive element.

Vorteile der ErfindungAdvantages of invention

Grundlage des erstgenannten Verfahrens ist die Annahme, dass beispielsweise bei Kraftstoff-Einspritzvorrichtungen von Brennkraftmaschinen üblicherweise bei allen Kraftstoff-Einspritzvorrichtungen Piezoaktoren der gleichen Nennkapazität eingesetzt werden. Wenn mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens festgestellt wird, dass die ermittelte Kapazität eines oder mehrerer kapazitiven Elemente von Piezoaktoren von anderen ermittelten Kapazitäten deutlich abweicht, ist dies ein sicheres Indiz für das Vorliegen eines Problems, insbesondere eines Kurzschlusses.basis The former method is based on the assumption that, for example usually in fuel injection devices of internal combustion engines Piezo actuators in all fuel injectors the same nominal capacity be used. If by means of the method according to the invention it is determined that the determined capacitance of one or more capacitive Elements of piezo actuators from other capacities determined clearly deviates, this is a sure indication of the existence of a problem, especially a short circuit.

Dabei kann das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden, ohne dass die Nennkapazität der kapazitiven Elemente der Piezoaktoren bekannt sind. Dies erleichtert den Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens, da weder ein entsprechender Speicher für die Speicherung der Nennkapazitäten vorgehalten werden muss, noch ist die Übertragung der tatsächlichen Nennkapazitäten in diese Speicher erforderlich. Letztlich bietet das erfindungsgemäße Verfahren also eine preiswerte Möglichkeit zur Diagnose von Piezoaktoren und ihren Ansteuerkomponenten.The method according to the invention ren be carried out without the nominal capacitance of the capacitive elements of the piezo actuators are known. This simplifies the use of the method according to the invention, since there is neither a corresponding memory for storing the nominal capacities, nor is it necessary to transfer the actual nominal capacities into these memories. Ultimately, the method according to the invention thus offers an inexpensive option for diagnosing piezo actuators and their control components.

Insbesondere zwei Arten von Kurzschlüssen lassen sich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren leicht diagnostizieren: Zum einen ein Kurzschluss im Bereich der Ansteuerleitungen zwischen dem Steuergerät und dem Piezoaktor, und zum anderen ein Kurzschluss, durch den ein Auswahlschalter, mit dem ein bestimmter Piezoaktor ausgewählt wird, überbrückt wird. In beiden Fällen werden bei einem Ladevorgang automatisch mindestens zwei kapazitive Elemente von Piezoaktoren geladen. Dies führt dazu, dass die ermittelte Kapazität beispielsweise bei zwei kurzgeschlossenen Piezoaktoren betragsmäßig doppelt so groß ist wie die Kapazität der Einzel-Piezoaktoren. Dies kann dank des erfindungsgemäßen Verfahrens leicht erkannt werden.In particular leave two types of short circuits become easy with the method according to the invention diagnose: On the one hand a short circuit in the area of the control lines between the control unit and the piezo actuator, and on the other hand a short circuit through which one Selection switch, with which a specific piezo actuator is selected, is bridged. In both cases automatically at least two capacitive elements during a charging process charged by piezo actuators. this leads to this means that the determined capacity, for example, in the case of two short-circuited Piezo actuators double in amount is so big like the capacity of the single piezo actuators. This can be done thanks to the method according to the invention can be easily recognized.

Die beiden zweitgenannten Verfahren ermöglichen eine Erkennung von Kurzschlüssen der Anschlüsse eines kapazitiven Elements eines Piezoaktors entweder mit Masse oder mit der Energieversorgung, und zwar ebenfalls unabhängig von der Kenntnis der Nennkapazität des kapazitiven Elements des Piezoaktors. Auch dieses Verfahren kann also vergleichsweise preiswert realisiert werden. Die erfindungsgemäße Lösung basiert auf der Überlegung, dass bei korrekt arbeitendem Piezoaktor die gemessene Spannung beim Schließen des Ladeschalters in vorhersehbarer Weise, beispielsweise sofort oder entsprechend einer e-Funktion, auf den maximal möglichen Wert ansteigt. Wird diese Spannung zumindest innerhalb eines bestimmten, sehr kurzen Zeitfensters nach dem Schließen des Ladeschalters, nicht erreicht, kann man davon ausgehen, dass mindestens einer der Anschlüsse des kapazitiven Elements entweder mit Masse oder mit einer Versorgungseinrichtung (Batterie, Pufferkondensator) kurzgeschlossen ist.The two second-mentioned methods enable a detection of short circuits of the connections of a capacitive element of a piezo actuator either with ground or with the energy supply, also independently of knowledge of the nominal capacity of the capacitive element of the piezo actuator. This procedure too can therefore be realized comparatively inexpensively. The solution according to the invention is based on the consideration that if the piezo actuator is working correctly, the measured voltage at the Conclude the charge switch in a predictable manner, for example immediately or according to an e-function, to the maximum possible Value increases. If this voltage is at least within a certain, very short time window after closing the charging switch, not reached, it can be assumed that at least one of the connections of the capacitive element either with ground or with a supply device (Battery, buffer capacitor) is short-circuited.

Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Lösungen sind in Unteransprüchen angegeben.advantageous Developments of the solutions according to the invention are specified in the subclaims.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erstgenannten Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass die kapazitiven Elemente nach der Größe der ermittelten Kapazität sortiert und aus den aufeinander folgenden Kapazitäten Quotienten gebildet werden, und dass dann, wenn ein Quotient sich vom Wert 1 oder einem um den Wert 1 liegenden Toleranzbereich unterscheidet, auf einen Kurzschluss mindestens eines Aktors oder seine Ansteuerung geschlossen wird. Dieses Verfahren ist programmtechnisch einfach zu realisieren und benötigt sehr wenig Rechenleistung.A advantageous embodiment of the first-mentioned method is characterized in that the capacitive elements according to the size of the determined capacity sorted and quotients from the successive capacities are formed, and that when a quotient deviates from the value 1 or a tolerance range around the value 1, for a short circuit of at least one actuator or its control is closed. This procedure is simple in terms of programming to realize and needed very little computing power.

Konkret kann dies dadurch realisiert werden, dass die Aktoren in absteigender Reihenfolge der ermittelten Kapazitäten sortiert, der jeweilige Quotient dem zweiten Aktor eines zur Bildung des Quotienten verwendeten Aktorpaares zugeordnet wird, die Kapazität des ersten Aktors eines zur Bildung des Quotienten verwendeten Aktorpaares im Zähler des Quotienten steht und bei allen Aktoren, welche am Anfang der absteigenden Reihenfolge vor jenem Aktor stehen, dessen Quotient sich von 1 oder den um 1 liegenden Toleranzbereich unterscheidet, auf einen Kurzschluss des Aktors oder seiner Zuleitung geschlossen wird. Grundsätzlich ist aber auch eine andere Art der Sortierung, beispielsweise in aufsteigender Reihenfolge, eine andere Zuordnung des Quotienten, eine andere Zuordnung der Kapazität des ersten Aktors innerhalb des Quotienten und ein entsprechend anderes Diagnosekriterium möglich. Alle derartige Verfahren zeichnen sich dadurch aus, dass sie einfach realisiert werden können und aufgrund des geringen Rechen- und Speicherplatzbedarfs auch bei vorhandenen Steuer- und Regelgeräte einfach appliziert werden können.Concrete this can be achieved by moving the actuators in descending order Order of the determined capacities sorted, the respective Quotient the second actuator one used to form the quotient Associated actuator pair, the capacity of the first actuator one for Formation of the quotient used actuator pair in the counter of Quotient stands and for all actuators, which at the beginning of the descending Order precedes the actuator whose quotient is from 1 or the tolerance range lying around 1 to a short circuit of the actuator or its supply line is closed. Basically is but also a different type of sorting, for example in ascending order Order, another allocation of the quotient, another allocation of capacity of the first actuator within the quotient and one accordingly other diagnostic criteria possible. All such methods are characterized by the fact that they are simple can be realized and also due to the low computing and storage space requirements existing control and regulating devices can be easily applied.

Möglich ist auch, dass die Aktoren in absteigender Reihenfolge der ermittelten Kapazitäten sortiert, der jeweilige Quotient dem zweiten Aktor eines zur Bildung des Quotient verwendeten Aktorpaares zugeordnet wird, die Kapazität des ersten Aktors eines zur Bildung des Quotienten verwendeten Aktorpaares im Zähler des Quotienten steht und bei allen Aktoren, welche am Ende der absteigenden Reihenfolge stehen und deren Quotient sich von 1 oder dem um 1 liegenden Toleranzbereich unterscheiden, auf einen Kurzschluss eines das kapazitive Element schaltenden Schalters geschlossen wird. Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens ist somit eine Unterscheidung zwischen unterschiedlichen Kurzschlussursachen möglich.Is possible also that the actuators are determined in descending order capacities sorted, the respective quotient to the second actuator one for formation of the quotient used actuator pair is assigned, the capacity of the first Actuator of an actuator pair used to form the quotient in the counter of the quotient and for all actuators that end at the descending Order and their quotient is 1 or 1 Differentiate tolerance range, on a short circuit of the capacitive Element switching switch is closed. With the help of the method according to the invention is a distinction between different causes of short circuits possible.

Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn im Rahmen einer Wahrscheinlichkeitsbetrachtung aus der Anzahl der Aktoren, bei denen ein Kurzschluss erkannt wurde, auf die Art des Kurzschlusses geschlossen wird. Theoretisch ist nämlich denkbar, dass das oben beschriebene Verfahren, welches zu der Ergebnis geführt hat, dass ein Kurzschluss eines das kapazitive Element schaltenden Schalters vorliegt, auch dahingehend interpretiert wird, dass ein Kurzschluss bei allen anderen Aktoren selbst oder deren Zuleitung vorliegt. Es ist jedoch in den meisten Fällen als wahrscheinlicher anzusehen, dass ein Kurzschluss nur bei einzelnen Aktoren, Zuleitungen oder Schaltern auftritt.It is particularly advantageous if the type of short circuit is inferred from the number of actuators for which a short circuit has been detected. Theoretically, it is conceivable that the method described above, which has led to the result that there is a short circuit in a switch that switches the capacitive element, is also interpreted to mean that there is a short circuit in all the other actuators themselves or their feed lines. In most cases, however, it is more likely that a short circuit only occurs with individual actuators, supply lines or switches occurs.

Bei den beiden zweitgenannten Verfahren besteht eine besonders bevorzugte Ausgestaltung darin, dass mehrere Grenzwerte vorgesehen sind und aus dem Erreichen oder Unterschreiten mindestens eines bestimmten Grenzwerts auf die Art des Kurschlusses geschlossen wird. Insbesondere dann, wenn ein längerer Zeitraum abgewartet wird, ergeben sich für bestimmte Arten von Kurzschlüssen typische Spannungswerte (die Bezugnahme kann auch auf eine Kapazität erfolgen; dann ergeben sich typische Kapazitätswerte). Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist also eine detaillierte Diagnose möglich, welche eine schnelle Fehlerbehebung gestattet.at the two latter methods are particularly preferred Design in that several limit values are provided and from reaching or falling below at least one certain one Limit on the type of course closing is concluded. In particular then when a longer one Waiting period, there are typical for certain types of short circuits Voltage values (the reference can also be made to a capacitance; then typical capacitance values result). With the method according to the invention a detailed diagnosis is possible, which is quick Troubleshooting allowed.

Eine bei allen erfindungsgemäßen Verfahren anwendbare Weiterbildung sieht vor, dass dann, wenn der mindestens eine Piezoaktor bei einer Kraftstoff-Einspritzvorrichtung einer Brennkraftmaschine eingesetzt wird, bei einem bekannten Kurzschluss die Brennkraftmaschine zwangsweise stillgelegt wird. Hierdurch werden Schäden an der Brennkraftmaschine vermieden, welche bei nicht korrekt arbeitender Kraftstoff-Einspritzvorrichtung auftreten können.A applicable in all methods according to the invention Further training provides that if the at least one piezo actuator used in a fuel injection device of an internal combustion engine is, in a known short circuit, the engine is shut down. This will damage the internal combustion engine avoided, which with incorrectly working fuel injection device may occur.

Bei einem Computerprogramm der eingangs genannten Art wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass es zur Anwendung in einem Verfahren der obigen Art programmiert ist. Analog hierzu wird die Aufgabe bei einem elektrischen Speichermedium dadurch gelöst, dass auf ihm ein Computerprogramm zur Anwendung in einen Verfahren der obigen Art abgespeichert ist. Bei einem Steuer- und/oder Regelgerät für eine Brennkraftmaschine wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass es zur Anwendung in einem Verfahren der obigen Art programmiert ist. Bei einer Brennkraftmaschine ist vorgesehen, dass das Steuer- und/oder Regelgerät zur Anwendung in einem Verfahren nach der obigen Art programmiert ist.at a computer program of the type mentioned is the task solved by that it is programmed for use in a method of the type above is. The task for an electrical storage medium is analogous to this solved by that on it a computer program for use in a process of above type is stored. In a control and / or regulating device for an internal combustion engine the task is solved by that it is programmed for use in a method of the type above is. In the case of an internal combustion engine, it is provided that the control and / or control device programmed for use in a process of the above type is.

Zeichnungendrawings

Nachfolgend werden besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert.following become particularly preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying Drawing closer explained.

In der Zeichnung zeigen:In the drawing shows:

1 eine schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine mit Kraftstoff- Einspritzvorrichtungen, welche jeweils einen Piezoaktor umfassen; 1 is a schematic representation of an internal combustion engine with fuel injection devices, each comprising a piezo actuator;

2 ein elektrisches Schaltbild wesentlicher Komponenten der Steuerschaltung der Piezoaktoren von 1 mit einer ersten Art eines Kurzschlusses; 2 an electrical circuit diagram of essential components of the control circuit of the piezo actuators of 1 with a first type of short circuit;

3 eine Tabelle, welche zur Erläuterung eines Verfahrens zur Diagnose des in 2 gezeigten Kurzschlusses dient; 3 a table which is used to explain a method for diagnosing the in 2 short circuit shown serves;

4 eine Darstellung ähnlich 2 mit einer zweiten Art eines Kurzschlusses; 4 a representation similar 2 with a second type of short circuit;

5 eine Tabelle ähnlich 3, welche zur Erläuterung eines Verfahrens zur Diagnose des in 4 gezeigten Kurzschlusses dient; 5 a table similar 3 which are used to explain a method for diagnosing the in 4 short circuit shown serves;

6 ein vereinfachtes elektrisches Schaltbild einer alternativen Ansteuerung der Piezoaktoren von 1; und 6 a simplified electrical circuit diagram of an alternative control of the piezo actuators of 1 ; and

7 ein Diagramm, in dem eine gemessene Spannung über der Zeit aufgetragen ist und welches zur Erläuterung eines Verfahrens zum Erkennen eines Kurzschlusses an einem Piezoaktor der Schaltung von 6 dient. 7 a diagram in which a measured voltage is plotted over time and which to explain a method for detecting a short circuit on a piezo actuator of the circuit of 6 serves.

Beschreibung der Ausführungsbeispieledescription of the embodiments

In 1 trägt eine Brennkraftmaschine insgesamt das Bezugszeichen 10. Sie umfasst mehrere Brennräume 12, in die der Kraftstoff von Kraftstoff-Einspritzvorrichtungen 14 direkt eingespritzt wird. Insgesamt sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel sechs Brennräume 12 vorhanden, von denen jedoch nur drei mit den Kennziffern a, b, und c gezeichnet sind. Die entsprechenden Kraftstoff-Einspritzvorrichtungen 14a bis 14c umfassen Piezoaktoren 16a bis 16c, mit denen jeweils ein Ventilelement (nicht dargestellt) der Kraftstoff-Einspritzvorrichtungen 14 betätigt werden kann.In 1 an internal combustion engine bears the overall reference number 10 , It comprises several combustion chambers 12 into which the fuel from fuel injectors 14 is injected directly. In total, there are six combustion chambers in the present exemplary embodiment 12 available, of which, however, only three are marked with the indices a, b, and c. The corresponding fuel injectors 14a to 14c include piezo actuators 16a to 16c , each with a valve element (not shown) of the fuel injection devices 14 can be operated.

Die Kraftstoff-Einspritzvorrichtungen 14 werden von einer Kraftstoff-Sammelleitung 18 ("Rail") mit unter hohem Druck stehenden Kraftstoff versorgt. Die Kraftstoff-Sammelleitung 18 wiederum wird von einer Hochdruck-Kraftstoffversorgung 20 gespeist. Die Piezoaktoren 16 werden von einem Steuer- und Regelgerät 22 über einen Kabelbaum 24 angesteuert beziehungsweise geregelt. Eine entsprechende Schaltung ist in 2 dargestellt, wobei nachfolgend nur auf jene Komponenten Bezug genommen wird, die für das Verständnis des nachfolgend beschriebenen Verfahrens besonders relevant sind:
Die sechs Piezoaktoren 16a bis 16f sind in 2 durch strichpunktierte Linien angedeutet und jeweils in Dreiergruppen zu Bänken 25a und 25b geordnet. Sie umfassen jeweils ein kapazitives Element 26a bis 26f und einen parallel zu diesen geschalteten Ableitwiderstand 28a (Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind die anderen Ableitwiderstände nicht mit Bezugszeichen versehen). Die Nennkapazitäten der Elemente 26a bis 26f sind alle gleich groß und betragen vorliegend 5μF.The fuel injectors 14 are from a fuel rail 18 ("Rail") supplied with fuel under high pressure. The fuel manifold 18 in turn is from a high pressure fuel supply 20 fed. The piezo actuators 16 are controlled by a control device 22 over a wire harness 24 controlled or regulated. A corresponding circuit is in 2 in the following, reference being made only to those components which are particularly relevant for understanding the method described below:
The six piezo actuators 16a to 16f are in 2 indicated by dash-dotted lines and each in groups of three to banks 25a and 25b orderly. They each include a capacitive element 26a to 26f and a bleeder resistor connected in parallel to this 28a (For reasons of clarity, the other leakage resistors are not provided with reference symbols). The nominal capacities of the elements 26a to 26f are all the same size and are 5μF in the present case.

Über einen gemeinsamen Anschlusspunkt 30 sind jeweils drei Piezoaktoren 16a bis 16c bzw. 16d bis 16f mit einem Bankauswahlschalter 32 bzw. 38 und hierzu parallelen Freilaufdioden 31 verbunden. Die Bankauswahlschalter 32 und 38 führen über einen Ladeschalter 33 zu einem gemeinsamer. Pufferkondensator 34, einem Entladeschalter 35 und einer gemeinsamen Spannungsversorgung 36. Die der Spannungsversorgung 36 elektrisch zugewandte Seite der Piezoaktoren 16 wird auch als "High Side" bezeichnet.Via a common connection point 30 are three piezo actuators each 16a to 16c respectively. 16d to 16f with a bank selection counter 32 respectively. 38 and parallel freewheeling diodes 31 connected. The bank selection counters 32 and 38 lead over a charging switch 33 to a common. buffer capacitor 34 , a discharge switch 35 and a common power supply 36 , The power supply 36 electrically facing side of the piezo actuators 16 is also referred to as the "high side".

Jedem Piezoaktor 161 bis 16f ist ein Auswahlschalter 40a bis 40f zugeordnet, durch dessen Betätigung ein bestimmter Piezoaktor 16a bis 16f mit Masse 42 verbunden werden kann. Der vom Piezoaktor 16 aus gesehen der Masse 42 zugewandte Bereich der Schaltung wird auch als "Low Side" bezeichnet. Die Schaltung umfasst auch einen jeweils einer Bank 25a bzw. 25b zugeordneten Spannungsteiler 44a bzw. 44b mit zwei Widerständen 46 und 48, zwischen denen an einem Anschlusspunkt 50 die an dem über den Auswahlschalter 40 ausgewählten Piezoaktor 16 anliegenden Spannung erfasst werden kann (nur die Komponenten des Spannungsteilers 44a sind vorliegend mit Bezugszeichen versehen). Hierzu ist der Anschlusspunkt 50 über eine Messleitung 52 (gestrichelt dargestellt) mit dem Steuer- und Regelgerät 22 verbunden. Mittels eines Shunts 54 kann der Strom gemessen werden. Eine entsprechende Messleitung trägt das Bezugszeichen 56.Every piezo actuator 161 to 16f is a selection switch 40a to 40f assigned a specific piezo actuator by its actuation 16a to 16f with mass 42 can be connected. The one from the piezo actuator 16 seen from the crowd 42 The area of the circuit facing is also referred to as the "low side". The circuit also includes a bank 25a respectively. 25b assigned voltage divider 44a respectively. 44b with two resistors 46 and 48 , between those at a connection point 50 the one on the selector switch 40 selected piezo actuator 16 applied voltage can be detected (only the components of the voltage divider 44a are provided with reference numerals in the present case). This is the connection point 50 via a measuring line 52 (shown in dashed lines) with the control device 22 connected. Using a shunt 54 the current can be measured. A corresponding measuring line has the reference symbol 56 ,

Im Normalbetrieb wird ein Piezoaktor 16a bis 16f durch Schließen des entsprechenden Auswahlschalters 40a bis 40f ausgewählt und durch Schließen des Ladeschalters 33 mit dem Pufferkondensator 34 beziehungsweise der Spannungsversorgung 36 verbunden. Das Schließen des Ladeschalters 33 erfolgt dabei getaktet. Die Taktung erfolgt so, dass ein gewünschter Spannungsgradient und eine gewünschte maximale Spannung am gewählten Piezoaktor 16 erreicht werden.In normal operation, a piezo actuator 16a to 16f by closing the corresponding selection switch 40a to 40f selected and by closing the charging switch 33 with the buffer capacitor 34 or the power supply 36 connected. Closing the charging switch 33 is clocked. The clocking takes place in such a way that a desired voltage gradient and a desired maximum voltage at the selected piezo actuator 16 can be achieved.

Während des Ladevorgangs ist der entsprechende Bank-Auswahlschalter 32 offen. Der Ladestrom fließt dabei über die Freilaufdiode 31. Zum Entladen wird der Ladeschalter 33 geöffnet und der Entladeschalter 35 geschlossen. Ebenso wird der Bank-Auswahlschalter 32 oder der Bank-Auswahlschalter 38 geschlossen, je nachdem, aus welcher Bank ein Piezoaktor 16 entladen werden soll.The corresponding bank selection switch is used during the loading process 32 open. The charging current flows through the freewheeling diode 31 , The charging switch is used for unloading 33 opened and the discharge switch 35 closed. Likewise, the bank selection counter 32 or the bank selector 38 closed, depending on which bank a piezo actuator 16 should be unloaded.

Während des Ladens eines Piezoaktors werden unter anderem die dem Piezoaktor zugeführte Ladung sowie die am Piezoaktor 16 anstehende Spannungsdifferenz, beispielsweise am Anschlusspunkt 50, gemessen. Für jeden Piezoaktor 16 wird die Kapazität des kapazitiven Elements 26 aus den gemessenen Größen berechnet.During the charging of a piezo actuator, among other things, the charge supplied to the piezo actuator and that at the piezo actuator 16 pending voltage difference, for example at the connection point 50 , measured. For every piezo actuator 16 becomes the capacitance of the capacitive element 26 calculated from the measured quantities.

Im Betrieb der Brennkraftmaschine 10 kann es beispielsweise durch Materialermüdung oder wegen durchgescheuerten Isolierungen innerhalb des Kabelbaums 24 zu einem Kurzschluss zwischen den Anschlussleitungen zweier Piezoaktoren 16 kommen. Ein derartiger Kurzschluss ist in 2 durch eine Verbindung 58 für die Aktoren 16a und 16b angedeutet. Wird nun für einen Ladevorgang beispielsweise der Piezoaktor 16a durch Schließen des entsprechenden Auswahlschalters 40a ausgewählt und der Ladeschalter 33 geschlossen, wird nicht nur der Piezoaktor 16a, sondern auch der Piezoaktor 16b geladen, da durch die Kurzschlussverbindung 58 dessen Auswahlschalter 40b überbrückt wird. Bei gleichbleibender Stromtaktung braucht das Laden doppelt so viel Zeit, da doppelt so viel Ladung aufgebracht werden muss, um die Sollspannung zu erreichen. Die Berechnung der Kapazität des kapazitiven Elements 26a des Piezoaktors 16a berücksichtig also auch die Kapazität des kapazitiven Elements 26b des Piezoaktors 16b.In operation of the internal combustion engine 10 It can be caused, for example, by material fatigue or due to frayed insulation within the wiring harness 24 to a short circuit between the connection lines of two piezo actuators 16 come. Such a short circuit is in 2 through a connection 58 for the actuators 16a and 16b indicated. Now, for example, the piezo actuator for a charging process 16a by closing the corresponding selection switch 40a selected and the charging switch 33 not only the piezo actuator is closed 16a , but also the piezo actuator 16b charged because of the short circuit connection 58 its selection switch 40b is bridged. With constant current clocking, charging takes twice as much time, since twice as much charge has to be applied to reach the target voltage. The calculation of the capacitance of the capacitive element 26a of the piezo actuator 16a therefore also take into account the capacitance of the capacitive element 26b of the piezo actuator 16b ,

Da, wie eingangs ausgeführt worden ist, die Nennkapazitäten der kapazitiven Elemente 26 alle gleich groß sind, führt dies im Falle der Kurzschlussverbindung 58 zu einer gemessenen beziehungsweise berechneten Kapazität, welche betragsmäßig doppelt so groß (10μF) ist als die Nennkapazität (5μF) der einzelnen kapazitiven Elemente 26a bis 26f. Um im Rahmen eines Diagnoseverfahrens eine solche Kurzschlussverbindung 58 erkennen zu können, werden, wie aus der Tabelle in 3 ersichtlich ist, die kapazitiven Elemente 26 nach der Größe der ermittelten Kapazität sortiert. Dabei wurde für die beiden kurzgeschlossenen Piezoaktoren 16a und 16b beziehungsweise deren kapazitive Elemente 26a und 26b jeweils eine Kapazität von 10 μF ermittelt, wohingegen für die anderen kapazitiven Elemente 26c–26f eine Kapazität von 5 μF ermittelt wurde.Since, as stated at the beginning, the nominal capacities of the capacitive elements 26 all are the same size, this leads in the case of a short-circuit connection 58 to a measured or calculated capacitance, which is twice as large (10μF) as the nominal capacitance (5μF) of the individual capacitive elements 26a to 26f , Such a short-circuit connection as part of a diagnostic procedure 58 can be recognized, as shown in the table in 3 it can be seen the capacitive elements 26 sorted according to the size of the determined capacity. This was done for the two short-circuited piezo actuators 16a and 16b or their capacitive elements 26a and 26b each has a capacitance of 10 μF, whereas for the other capacitive elements 26c-26f a capacitance of 5 μF was determined.

Aus jeweils zwei aufeinander folgenden Kapazitäten werden nun Quotienten Q gebildet, welche jeweils dem zweiten Piezoaktor 16 eines zur Bildung des Quotienten Q verwendeten Aktorpaares zugeordnet wird. Dabei steht die Kapazität C des ersten Piezoaktors 16 eines zur Bildung des Quotienten Q verwendeten Aktorpaares im Zähler des Quotienten Q. Man sieht, dass der Quotient Q für die kapazitiven Elemente 26b, 26d, 26e und 26f den Wert 1 hat, wohingegen er für das kapazitive Element 26c den Wert 2 hat.Quotients Q are then formed from two successive capacitors, each of which is the second piezo actuator 16 is assigned to an actuator pair used to form the quotient Q. The capacitance C of the first piezo actuator stands 16 of an actuator pair used to form the quotient Q in the counter of the quotient Q. It can be seen that the quotient Q for the capacitive elements 26b . 26d . 26e and 26f the value 1 whereas it has for the capacitive element 26c the value 2 Has.

Vor dem kapazitiven Element 26c, dessen Quotient Q den Wert 2 hat, stehen am Anfang der absteigenden Reihenfolge die kapazitiven Elemente 26a und 26b. Bei diesen handelt es sich um die kapazitiven Elemente 26a und 26b jener beiden Piezoaktoren 16a und 16b, die durch die Kurzschlussverbindung 58 miteinander kurzgeschlossen sind. Mit Hilfe der in 3 dargestellten Tabelle, welche in Form eines Computerprogramms im Steuer- und Regelgerät 22 erstellt und ausgewertet wird, können also die zwei kurzgeschlossenen Piezoaktoren 16a und 16b ohne Weiteres identifiziert werden.In front of the capacitive element 26c , whose quotient Q is the value 2 has the capacitive elements at the beginning of the descending order 26a and 26b , These are the capacitive elements 26a and 26b of those two piezo actuators 16a and 16b by the short circuit connection 58 are shorted together. With the help of 3 shown table, which in Form of a computer program in the control and regulating device 22 is created and evaluated, the two short-circuited piezo actuators 16a and 16b can be easily identified.

In 4 ist eine andere Variante eines Kurzschlusses 58 dargestellt: Danach sind nicht die Anschlussleitungen zwischen zwei Piezoaktoren 16 kurzgeschlossen, sondern der dem Piezoaktor 16b zugeordnete Auswahlschalter 40b wird durch einen Kurzschluss 58 überbrückt. Dies hat zur Folge, dass das kapazitive Element 26b des Piezoaktors 16b bei jedem Ladevorgang – also auch dann, wenn an sich ein anderer Piezoaktor 16 geladen werden soll – geladen wird. Bei Anwendung des oben angegebenen Diagnoseverfahrens ergibt dies für die Piezoaktoren 16a sowie 16c–16e eine ermittelte Kapazität von 10 μF, also doppelt so viel wie die eigentliche Nennkapazität von 5μF der entsprechenden kapazitiven Elemente 26a bzw. 26c–26f.In 4 is another variant of a short circuit 58 shown: Thereafter, the connecting cables between two piezo actuators are not 16 short-circuited, but that of the piezo actuator 16b assigned selection switches 40b is caused by a short circuit 58 bridged. As a result, the capacitive element 26b of the piezo actuator 16b with each charging process - even if there is another piezo actuator 16 should be loaded - is loaded. When using the diagnostic procedure given above, this results for the piezo actuators 16a such as 16c-16e a determined capacitance of 10 μF, i.e. twice as much as the actual nominal capacitance of 5μF of the corresponding capacitive elements 26a respectively. 26c-26f ,

Nur dann, wenn tatsächlich nur der Piezoaktor 16b geladen werden soll, wird für diesen eine Kapazität von 5 μF, entsprechend der Nennkapazität ermittelt. In diesem Falle ergeben also die Quotienten Q aller Aktoren 16a, 16c, 16d, 16e und 16f den Wert 1, wohingegen der Quotient Q des Piezoaktors 16b den Wert 2 ergibt. Da dessen ermittelte Kapazität kleiner ist als die Kapazitäten aller anderen Piezoaktoren 16, steht der Piezoaktor 16b in der Sortierung von 5 am Ende der Tabelle. Man kann daher davon ausgehen, dass bei solchen Aktoren 16, welche am Ende der absteigenden Reihenfolge stehen und deren Quotient Q sich von 1 unterscheidet, eine Kurzschlussverbindung 58 des das kapazitive Element 26 schaltenden Schalters 40 vorliegt.Only if actually only the piezo actuator 16b should be loaded, a capacitance of 5 μF is determined for this, corresponding to the nominal capacitance. In this case, the quotients Q of all actuators result 16a . 16c . 16d . 16e and 16f the value 1, whereas the quotient Q of the piezo actuator 16b gives the value 2. Since its determined capacity is smaller than the capacities of all other piezo actuators 16 , the piezo actuator stands 16b in the sorting of 5 at the end of the table. One can therefore assume that with such actuators 16 , which are at the end of the descending order and whose quotient Q differs from 1, a short-circuit connection 58 of the capacitive element 26 switching switch 40 is present.

Wenn man allerdings das im Zusammenhang mit 3 erläuterte Auswerte- und Diagnoseverfahren auf die Tabelle von 5 anwendet, würde man zu dem Ergebnis kommen, dass die fünf Piezoaktoren 16a, 16c, 16d, 16e und 16f einen Kurzschluss im Bereich ihrer Zuleitungen aufweisen. Dass ein solcher Kurzschluss jedoch bei den Zuleitungen von fünf Piezoaktoren 16 gleichzeitig auftritt, ist wenig wahrscheinlich. Daher wird diese Kurzschlussursache im Rahmen einer Wahrscheinlichkeitsbetrachtung bei der Auswertung der Tabelle von 5 ausgeschlossen.However, if you consider that in connection with 3 explained evaluation and diagnostic procedures on the table of 5 applied, one would come to the conclusion that the five piezo actuators 16a . 16c . 16d . 16e and 16f have a short circuit in the area of their supply lines. That such a short circuit occurs with the leads of five piezo actuators 16 occurs at the same time is unlikely. Therefore, this short-circuit cause is considered as part of a probability assessment when evaluating the table from 5 locked out.

In 6 ist eine nochmals andere Schaltung zur Ansteuerung der Piezoaktoren 16 gezeigt. Dabei tragen solche Elemente und Bereiche, welche äquivalente Funktionen zu Elementen und Bereichen der in 2 gezeigten Schaltung aufweisen, die gleichen Bezugszeichen. Sie sind nicht nochmals im Detail erläutert.In 6 is yet another circuit for controlling the piezo actuators 16 shown. Such elements and areas, which have equivalent functions to elements and areas of the 2 have shown circuit, the same reference numerals. They are not explained in detail again.

Bei der in 6 gezeigten Schaltung umfasst eine Bank 25a beziehungsweise 25b nur jeweils zwei Piezoaktoren 16 (aus Gründen der Übersichtlichkeit sind nur die Komponenten der Bank 25a mit Bezugszeichen versehen). Jede Bank 25 verfügt über einen eigenen Ladeschalter 33a beziehungsweise 33b sowie einen eigenen Entladeschalter 35a beziehungsweise 35b. Eine Spule 37 ist mit der Spannungsversorgung 36 verbunden. An dieser liegt eine vergleichsweise hohe Spannung Uakt an, die mittels eines geeigneten Verfahrens aus einer von einer nicht dargestellten Batterie bereitgestellten Batteriespannung UBat gewonnen wird. Die kapazitiven Elemente 26 sind über Anschlusspunkte 60 und 62 in die Schaltung eingebunden.At the in 6 circuit shown includes a bank 25a respectively 25b only two piezo actuators each 16 (For reasons of clarity, only the components of the bank are 25a provided with reference numerals). Any bank 25 has its own charging switch 33a respectively 33b as well as its own discharge switch 35a respectively 35b , A coil 37 is with the power supply 36 connected. There is a comparatively high voltage U act on this, which is obtained by means of a suitable method from a battery voltage U Bat provided by a battery, not shown. The capacitive elements 26 are about connection points 60 and 62 integrated into the circuit.

Nachfolgend wird ein Verfahren erläutert, mit dem Kurzschlüsse der Anschlusspunkte 60 beziehungsweise 62 mit Masse beziehungsweise mit der Batterie erkannt werden können. Das beschriebene Verfahren wird vorzugsweise vor jedem Ladevorgang eines Piezoaktors 15 durchgeführt. Das Verfahren wird beispielhaft für den Piezoaktor 16a erläutert:
Voraussetzung für die Durchführung des Verfahrens ist, dass alle Auswahlschalter 40a und 40b geöffnet sind. Nun wird der Ladeschalter 33a geschlossen. Wenn kein Kurzschluss vorliegt, liegt an der Messleitung 52a vergleichsweise schnell die volle Spannung Uok an (vgl. 7), welche der Spannung UAkt unter Berücksichtigung des Teilerverhältnisses des Spannungsteilers 44a entspricht. Der Zeitpunkt des Schließens des Ladeschalters 33a ist in 7 mit ts bezeichnet.A method is explained below with which the connection points are short-circuited 60 or 62 with ground or with the battery. The method described is preferably carried out before each charging operation of a piezo actuator 15 carried out. The method becomes an example for the piezo actuator 16a explains:
Prerequisite for performing the procedure is that all selection switches 40a and 40b are open. Now the charging switch 33a closed. If there is no short circuit, it is due to the test lead 52a the full voltage U ok turns on comparatively quickly (cf. 7 ), which is the voltage U Akt , taking into account the divider ratio of the voltage divider 44a equivalent. The time the charging switch is closed 33a is in 7 denoted by t s .

Nun wird in einem ersten Fall angenommen, dass der Anschlusspunkt 60a des kapazitiven Elements 26a mit Masse kurzgeschlossen ist. In diesem Fall wird bei geöffneten Auswahlschaltern 40 und geschlossenem Ladeschalter 33a an der Messleitung 52a die Spannung 0 gemessen. Die entsprechende Kurve ist in 7 mit U60M bezeichnet. Ist der Anschlusspunkt 60a des kapazitiven Elements 26a jedoch mit der Batterie kurzgeschlossen, dann erhält man am Anschlusspunkt 50 nach Schließen des Ladeschalters 33a eine Spannung U60Bat, welche der Batteriespannung UBat unter Berücksichtigung des Teilerverhältnisses des Spannungsteilers 44 entspricht. Da die Batteriespannung UBat sehr viel kleiner ist als die Aktorspannung UAkt, ist auch die in diesem Fall am Anschlusspunkt 50a gemessene Spannung U60Bat niedriger als jene Spannung Uok, die ohne jeden Kurzschluss am Punkt 50a gemessen worden war.Now it is assumed in a first case that the connection point 60a of the capacitive element 26a is shorted to ground. In this case, when the selection switches are open 40 and closed charging switch 33a on the measuring line 52a the voltage 0 measured. The corresponding curve is in 7 designated U 60M . Is the connection point 60a of the capacitive element 26a however short-circuited with the battery, you get at the connection point 50 after closing the charging switch 33a a voltage U 60Bat , which is the battery voltage U Bat , taking into account the divider ratio of the voltage divider 44 equivalent. Since the battery voltage U Bat is much lower than the actuator voltage U Akt , it is also at the connection point in this case 50a measured voltage U 60Bat lower than that voltage U ok , which without any short circuit at the point 50a had been measured.

Nun wird der Fall betrachtet, dass der Anschlusspunkt 62a des kapazitiven Elements 26a mit Masse kurzgeschlossen ist. In diesem Fall wird ab dem Schließen des Ladeschalters 33 (Zeitpunkt ts) das kapazitive Element 26a geladen, und zwar mit der Aktorspannung UAkt. Dies ergibt am Anschlusspunkt 50a unter Berücksichtigung des Teilerverhältnisses des Spannungsteilers 44 einen bei einem kapazitiven Element üblichen, einer e-Funktion entsprechenden Spannungsverlauf U62Mas. Ist dagegen der Anschlusspunkt 62a mit der Spannungsversorgung 36 kurzgeschlossen, wird das kapazitive Element 26a nicht mit der vollen Aktorspannung UAkt, sondern mit der Differenz aus der Aktorspannung UAkt und der Batteriespannung UBat geladen, entsprechend der Kurve U62Bat in 7.Now consider the case where the connection point 62a of the capacitive element 26a is shorted to ground. In this case, starting from the closing of the charging switch 33 (Time t s ) the capacitive element 26a charged, namely with the actuator voltage U Akt . This results in the connection point 50a taking into account the divider ratio of the voltage divider 44 an ent in a capacitive element, an e-function speaking voltage curve U 62Mas . In contrast, is the connection point 62a with the power supply 36 short-circuited, becomes the capacitive element 26a not charged with the full actuator voltage U Akt , but with the difference between the actuator voltage U Akt and the battery voltage U Bat , according to the curve U 62Bat in 7 ,

Wie aus 7 ersichtlich ist, wird nach einem Zeitraum tlim nach dem Schließzeitpunkt ts des Ladeschalters 33a die Spannung U am Anschlusspunkt 50a gemessen und mit einem Grenzwert Ulim verglichen. Der Zeitraum tlim und der Grenzwert Ulim sind so gewählt, dass dann, wenn die am Anschlusspunkt 50a erfasste Spannung größer als der Grenzwert Ulim ist, auf jeden Fall kein Kurzschluss am Piezoaktor 26a vorliegen kann. Oder, mit anderen Worten, der Grenzwert Ulim ist so gewählt, dass nach einem Zeitraum tlim dieser Grenzwert auch bei den oben beschriebenen Kurzschlüssen unter gar keinen Umständen überschritten werden kann. Dabei versteht sich, dass der Grenzwert Ulim auf jeden Fall kleiner ist als die bei korrekter Funktion am Anschlusspunkt 50a gemessene Spannung Uok.How out 7 can be seen, after a period of time t lim after the closing time t s of the charging switch 33a the voltage U at the connection point 50a measured and compared with a limit value U lim . The period t lim and the limit value U lim are selected such that when the at the connection point 50a detected voltage is greater than the limit value U lim , in any case no short circuit on the piezo actuator 26a can be present. Or, in other words, the limit value U lim is selected such that after a period of time t lim this limit value can under no circumstances be exceeded even in the short circuits described above. It goes without saying that the limit value U lim is in any case smaller than that when the connection point is functioning correctly 50a measured voltage U ok .

Es ist auch möglich, dass mehrere Grenzwerte Ulim1, Ulim2, Ulim3, Ulim4 festgelegt werden, und dass abhängig davon, welcher Grenzwert von der am Anschlusspunkt 50a gemessenen Spannung U gerade noch unterschritten wird, auf die Art des Kurzschlusses am Anschluss 60a beziehungsweise am Anschluss 62a des kapazitiven Elements 26a geschlossen wird. Um die Auswertung zu erleichtern, kann zur Identifizierung der Art des Kurzschlusses die Spannungsmessung auch zu einem späteren Zeitpunkt tlim1 als tlim vorgenommen werden, da sich dann, wie auch sehr gut aus 7 ersichtlich ist, die in den unterschiedlichen Fällen am Anschlusspunkt 50a anliegenden Spannungen U eindeutig unterscheiden.It is also possible for several limit values U lim1 , U lim2 , U lim3 , U lim4 to be defined, and depending on which limit value differs from that at the connection point 50a measured voltage U is just undershot, on the type of short circuit at the connection 60a or at the connection 62a of the capacitive element 26a is closed. In order to facilitate the evaluation, the voltage measurement can also be carried out at a later point in time t lim1 as t lim in order to identify the type of short circuit, since then, as well, it turns out very well 7 can be seen in the different cases at the connection point 50a clearly distinguish between applied voltages U.

Wenn anhand eines der oben beschriebenen Verfahren ein Kurzschluss an einem Piezoaktor 16 oder im Bereich der Zuleitung 24 erkannt worden ist, wird die Brennkraftmaschine 10 vom Steuer- und Regelgerät 22 in einen Sicherheitszustand gebracht, was üblicherweise bedeutet, dass die Brennkraftmaschine 10 abgeschaltet wird. Hierdurch werden Schäden von der Brennkraftmaschine 10 ferngehalten.If, using one of the methods described above, a short circuit on a piezo actuator 16 or in the area of the supply line 24 has been recognized, the internal combustion engine 10 from the control unit 22 brought into a safety state, which usually means that the internal combustion engine 10 is switched off. This will damage the internal combustion engine 10 kept away.

Claims (13)

Verfahren zur Diagnose mindestens eines ein kapazitives Element (26) umfassenden Aktors (16), insbesondere einer Kraftstoff-Einspritzvorrichtung (14) einer Brennkraftmaschine (10), oder von mit ihm verbundenen Komponenten (24), bei dem die Kapazität (C) des kapazitiven Elements (26) ermittelt und diese dazu verwendet wird, den zustand des Aktors (16) oder einer mit ihm verbundenen Komponente (24) zu beurteilen, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Aktoren (16) mit kapazitiven Elementen (26) mit in etwa gleicher Nennkapazität oder deren mit ihnen verbundene Komponenten (24) dadurch diagnostiziert wird oder werden, dass die ermittelten Kapazitäten (C) miteinander verglichen werden.Method for diagnosing at least one capacitive element ( 26 ) comprehensive actuator ( 16 ), in particular a fuel injection device ( 14 ) an internal combustion engine ( 10 ), or components connected to it ( 24 ), in which the capacitance (C) of the capacitive element ( 26 ) determined and this is used to determine the state of the actuator ( 16 ) or a component connected to it ( 24 ), characterized in that a plurality of actuators ( 16 ) with capacitive elements ( 26 ) with approximately the same nominal capacity or their components connected to them ( 24 ) is or will be diagnosed by comparing the capacities (C) determined. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die kapazitiven Elemente (26) nach der Größe der ermittelten Kapazität (C) sortiert und aus den aufeinanderfolgenden Kapazitäten (C) Quotienten (Q) gebildet werden, und dass dann, wenn ein Quotient (Q) sich vom Wert eins oder einem um den Wert eins liegenden Toleranzbereich unterscheidet, auf einen Kurzschluss mindestens eines Aktors (16) oder einer mit ihm verbundenen Komponente (24) geschlossen wird.A method according to claim 1, characterized in that the capacitive elements ( 26 ) sorted according to the size of the determined capacitance (C) and quotients (Q) are formed from the successive capacitances (C), and that if a quotient (Q) differs from the value one or a tolerance range lying around the value one, for a short circuit of at least one actuator ( 16 ) or a component connected to it ( 24 ) is closed. Verfahren nach Ansprach 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktoren (16) in absteigender Reihenfolge der ermittelten Kapazitäten (C) sortiert, der jeweilige Quotient (Q) dem zweiten Aktor (16) eines zur Bildung des Quotienten (Q) verwendeten Aktorpaares zugeordnet wird, die Kapazität (C) des ersten Aktors (16) eines zur Bildung des Quotienten (Q) verwendeten Aktorpaares im Zähler des Quotienten (Q) steht, und bei allen Aktoren (16a, 16b), welche am Anfang der absteigenden Reihenfolge vor jenem Aktor (16c) stehen, dessen Quotient (Q) sich von eins oder dem um eins liegenden Toleranzbereich unterscheidet, auf einen Kurzschluss des Aktors oder seiner Zuleitung (24) geschlossen wird.Procedure after address 2 , characterized in that the actuators ( 16 ) sorted in descending order of the determined capacities (C), the respective quotient (Q) the second actuator ( 16 ) is assigned to an actuator pair used to form the quotient (Q), the capacitance (C) of the first actuator ( 16 ) of an actuator pair used to form the quotient (Q) is in the numerator of the quotient (Q), and for all actuators ( 16a . 16b ), which at the beginning of the descending order in front of that actuator ( 16c ) whose quotient (Q) differs from one or the tolerance range around one, due to a short circuit of the actuator or its supply line ( 24 ) is closed. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktoren (16) in absteigender Reihenfolge der ermittelten Kapazitäten (C) sortiert, der jeweilige Quotient (Q) dem zweiten Aktor (16) eines zur Bildung des Quotienten (Q) verwendeten Aktorpaares zugeordnet wird, die Kapazität (C) des ersten Aktors (16) eines zur Bildung des Quotienten (Q) verwendeten Aktorpaares im Zähler des Quotienten (Q) steht, und bei allen Aktoren (16b), welche am Ende der absteigenden Reihenfolge stehen und deren Quotient (Q) sich von eins oder dem um eins liegenden Toleranzbereich unterscheiden, auf einen Kurzschluss eines das kapazitive Element (16b) schaltenden Schalters (40b) geschlossen wird.A method according to claim 2, characterized in that the actuators ( 16 ) sorted in descending order of the determined capacities (C), the respective quotient (Q) the second actuator ( 16 ) is assigned to an actuator pair used to form the quotient (Q), the capacitance (C) of the first actuator ( 16 ) of an actuator pair used to form the quotient (Q) is in the numerator of the quotient (Q), and for all actuators ( 16b ), which are at the end of the descending order and whose quotient (Q) differs from one or the tolerance range around one, to a short circuit of the capacitive element ( 16b ) switching switch ( 40b ) is closed. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Rahmen einer Wahrscheinlichkeitsbetrachtung aus der Anzahl der Aktoren (16), bei denen ein Kurzschluss erkannt wurde, auf die Art des Kurzschlusses geschlossen wird.Method according to one of claims 3 or 4, characterized in that within the scope of a probability assessment from the number of actuators ( 16 ), in which a short circuit was detected, the type of short circuit is inferred. Verfahren zur Diagnose mindestens eines ein kapazitives Element (26a) umfassenden Aktors (16a), insbesondere einer Kraftstoff-Einspritzvorrichtung (14) einer Brennkraftmaschine (10), oder seiner Ansteuerung, bei dem das zu ladende kapazitive Element (26a) mittels eines Auswahlschalters (40a) ausgewählt wird, bei dem der Ladevorgang durch einen Ladeschalter (33a) geschaltet wird, und bei dem eine Spannung (U50) über einen parallel zum kapazitiven Element (26a) und zum Auswahlschalter (40a) geschalteten Widerstand (46a, 48a) erfasst werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass bei offenem Auswahlschalter (40a) der Ladeschalter (33a) geschlossen und nach einem bestimmten Zeitraum (tlim) nach dem Schließen des Ladeschalters (33a) die Spannung (U50) erfasst wird, und dass dann, wenn die erfasste Spannung (U50) kleiner als oder gleich wie mindestens ein Grenzwert (Ulim) ist, auf einen Kurzschluss im Stromweg (60a, 62a) vor oder hinter dem kapazitiven Element (26a) geschlossen wird.Method for diagnosing at least one capacitive element ( 26a ) comprehensive actuator ( 16a ), in particular a fuel injection device ( 14 ) an internal combustion engine ( 10 ), or his Control in which the capacitive element to be charged ( 26a ) using a selection switch ( 40a ) is selected in which the charging process is carried out by a charging switch ( 33a ) is switched, and in which a voltage (U 50 ) via a parallel to the capacitive element ( 26a ) and to the selection switch ( 40a ) switched resistor ( 46a . 48a ) can be detected, characterized in that with the selection switch open ( 40a ) the charging switch ( 33a ) closed and after a certain period of time (t lim ) after closing the charging switch ( 33a ) the voltage (U 50 ) is detected, and that if the detected voltage (U 50 ) is less than or equal to at least one limit value (U lim ), a short circuit in the current path ( 60a . 62a ) in front of or behind the capacitive element ( 26a ) is closed. Verfahren zur Diagnose mindestens eines ein kapazitives Element (26a) umfassenden Aktors (16a), insbesondere einer Kraftstoff-Einspritzvorrichtung (14) einer Brennkraftmaschine (10), oder seiner Ansteuerung, bei dem das zu ladende kapazitive Element (26a) mittels eines Auswahlschalters (40a) ausgewählt wird, bei dem der Ladevorgang durch einen Ladeschalter (33a) geschaltet wird, und bei dem eine Spannung (U50) über einen parallel zum kapazitiven Element (26a) und zum Auswahlschalter (40a) geschalteten Widerstand (46a, 48a) erfasst werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass der Zeitraum nach dem Schließen des Ladeschalters erfasst wird, welcher erforderlich ist, um eine bestimmte Spannung zu erreichen, und dass dann, wenn der erfasste Zeitraum kleiner als oder gleich wie mindestens ein Grenzwert ist, auf einen Kurzschluss im Stromweg vor oder hinter dem kapazitiven Element geschlossen wird.Method for diagnosing at least one capacitive element ( 26a ) comprehensive actuator ( 16a ), in particular a fuel injection device ( 14 ) an internal combustion engine ( 10 ), or its control, in which the capacitive element to be charged ( 26a ) using a selection switch ( 40a ) is selected in which the charging process is carried out by a charging switch ( 33a ) is switched, and in which a voltage (U 50 ) via a parallel to the capacitive element ( 26a ) and to the selection switch ( 40a ) switched resistor ( 46a . 48a ) can be recorded, characterized in that the time period after the closing of the charging switch, which is required to reach a specific voltage, and that if the recorded time period is less than or equal to at least one limit value, to a Short circuit in the current path in front of or behind the capacitive element is closed. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Grenzwerte (Ulim1, Ulim2, Ulim3 Ulim4) vorgesehen sind und aus dem Erreichen oder Unterschreiten mindestens eines bestimmten Grenzwerts (Ulim1, Ulim2, Ulim3, Ulim4) auf die Art des Kurzschlusses geschlossen wird.Method according to one of claims 6 or 7, characterized in that a plurality of limit values (U lim1 , U lim2 , U lim3 U lim4 ) are provided and from reaching or falling below at least one specific limit value (U lim1 , U lim2 , U lim3 , U lim4 ) the type of short circuit is concluded. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn der mindestens eine Piezoaktor (16) bei einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung (14) einer Brennkraftmaschine (10) eingesetzt wird, bei einem erkannten Kurzschluss die Brennkraftmaschine (10) zwangsweise stillgelegt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that when the at least one piezo actuator ( 16 ) with a fuel injection device ( 14 ) an internal combustion engine ( 10 ) the internal combustion engine is used when a short circuit is detected ( 10 ) is forcibly shut down. Computerprogramm, dadurch gekennzeichnet, dass es zur Anwendung in einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche programmiert ist.Computer program, characterized in that it is programmed for use in a method according to one of the preceding claims. Elektrisches Speichermedium für ein Steuer- und/oder Regelgerät (22) einer Brennkraftmaschine (10), dadurch gekennzeichnet, dass auf ihm ein Computerprogramm zur Anwendung in einem Verfahren der Ansprüche 1 bis 9 abgespeichert ist.Electrical storage medium for a control and / or regulating device ( 22 ) an internal combustion engine ( 10 ), characterized in that a computer program for use in a method of claims 1 to 9 is stored on it. Steuer- und/oder Regelgerät (22) für eine Brennkraftmaschine (10), dadurch gekennzeichnet, dass es zur Anwendung in einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 programmiert ist.Control and / or regulating device ( 22 ) for an internal combustion engine ( 10 ), characterized in that it is programmed for use in a method according to one of claims 1 to 9. Brennkraftmaschine (10), insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem Steuer- und/oder Regelgerät (22), welches zur Anwendung in einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 programmiert ist.Internal combustion engine ( 10 ), in particular for a motor vehicle, with a control and / or regulating device ( 22 ), which is programmed for use in a method according to one of claims 1 to 9.
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