EP1287250B1 - Method for testing a capacitive actuator - Google Patents

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EP1287250B1
EP1287250B1 EP01944976A EP01944976A EP1287250B1 EP 1287250 B1 EP1287250 B1 EP 1287250B1 EP 01944976 A EP01944976 A EP 01944976A EP 01944976 A EP01944976 A EP 01944976A EP 1287250 B1 EP1287250 B1 EP 1287250B1
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EP
European Patent Office
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actuating element
threshold value
time
charging
current
Prior art date
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EP01944976A
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EP1287250A1 (en
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Rainer Hirn
Michael KÄSBAUER
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Original Assignee
Siemens AG
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Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
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Publication of EP1287250B1 publication Critical patent/EP1287250B1/en
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    • F02D41/22—Safety or indicating devices for abnormal conditions
    • F02D41/221—Safety or indicating devices for abnormal conditions relating to the failure of actuators or electrically driven elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02D41/2096—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils for controlling piezoelectric injectors
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    • F02D2041/228—Warning displays

Definitions

  • the invention relates to a method for checking a capacitive actuator, in particular an actuator for a fuel injection valve of an internal combustion engine, on proper function, according to the preamble of the claim 1 or 2.
  • a fuel injection valve For opening, for example, a fuel injection valve an internal combustion engine must have an electric charge on the Actuator are applied to the closing of the injector must be removed again from the actuator.
  • the injected fuel quantity is at constant fuel pressure, for example, in a common rail fuel injection system, mainly dependent on the injection duration.
  • DE 198 45 042 A1 discloses a method for the diagnosis of a capacitive Actuators known, the actuator a specifiable Energy amount is supplied and measured by comparison Values of actuator current, voltage or charge with given Comparison values for faulty functional states of the actuator is closed.
  • the control processes can be due to internal or external influences be disturbed so that the applied to the actuator Charge longer than that output by an engine control system Control signals given, remains on the actuator and the fuel injector for an undefined Duration remains open, causing too much fuel to be injected becomes.
  • the charging current supplied to the actuator + Ip and that of it discharged discharge current -Ip or falling off the actuator Actuator voltage Up are measured and with thresholds compared.
  • FIG. 1a shows the course of a control signal st for a not shown, capacitive actuator of a fuel injection valve an internal combustion engine for a fuel injection process.
  • These control signals are st not shown engine control unit as a result of several Input parameters such as engine speed, load, temperature etc. determined.
  • the control signal st starts at a time t1 and ends at a time t4.
  • the difference t4 - t1 corresponds to the Duration T1 of this control signal st.
  • times or times indicated usually become such Time points for the beginning or end of signals from the engine control unit but output in crankshaft angles (° CA).
  • the actuator is from the time t1 with charged a charging current + Ip.
  • This charging current + Ip exceeds at time t2 a predetermined, first current threshold S1, falls below it at time t3 and then becomes to zero.
  • the actuator is discharged with a discharge current Ip-.
  • the discharge current Ip falls below a time t5 predetermined, second current threshold S2, exceeds this again at time t6 and then becomes zero.
  • FIG. 1c shows the actuator voltage applied to the actuator Up during a drive. This rises from the Beginning of the control signal st at time t1, exceeds at time t2 a predetermined, lower voltage threshold S3 and at time t3 a predetermined, upper Voltage threshold S4. Then she reaches her maximum, which until the end of the control signal st at the time t4 is maintained. With the end of the control signal st falls the actuator voltage Up again, falls below at the time t5 the upper voltage threshold S4 and at time t6 the lower voltage threshold S3 before going back to zero becomes.
  • controlled variables are in the following Sizes denoted by the beginning or the end of the control signal to be measured. This is in any case the Size T1 itself, as well as charging time in this embodiment T2 and discharge time T3. All other sizes, both measured from above or below a threshold value are referred to as "measured" sizes and with provided a star.
  • the charging time T2 extends from the beginning of the control signal st in Time t1 to time t3, in which the charging current + Ip falls below the first current threshold S1.
  • Corresponding the discharge duration T3 extends from the end of the control signal at time t4 until time t6 in which the discharge current -Ip exceeds the second current threshold S2.
  • the charging time T2 and the discharge time T3 are also from the motor control, depending on different parameters, calculated and given; these quantities are calculated, stored and are therefore known. That's why in this Embodiment of these calculated values for charging time T2 and discharge time T3 used to malfunction of the actuator determine.
  • FIGS. 1b and 1e is a method for monitoring a capacitive actuator also by means of the charge or discharge current Ip derived, but "measured" sizes (charging time T2 *, discharge duration T3 * and valve opening duration T4 *).
  • the charging time T2 * starts when the charging current + Ip the first Threshold S1 exceeds, ie at time t2; she ends up in Time t3, when the charging current + Ip the first threshold S1 again falls below.
  • the discharge duration T3 * begins when the discharge current -Ip falls below the second threshold value S2, ie at the time t5; it ends at time t6 when the discharge current -Ip again exceeds the second threshold value S2.
  • t2-t1 t5-t4 in the first approximation.
  • FIGS. 1c and 1d is a method for monitoring a capacitive actuator by means of the actuator voltage Up derived, "controlled" sizes of charging time T2 and discharge time T3 described.
  • the charging time T2 extends from the beginning of the control signal st in Time t1 to time t3, in which the actuator voltage Up exceeds the upper voltage threshold S3. Accordingly, the discharge duration T3 extends from the end of the control signal st at time t4 to time t6, in which the discharge current -Ip the lower voltage threshold S3 again below.
  • the opening time T4 * of the valve operated by the actuator begins when the actuator voltage Up the upper voltage threshold S4 exceeds. It ends at time t6, in which the actuator voltage Up the lower voltage threshold S3 falls below again.
  • the charging time T2 * extends from the time t2, in which the Actuator voltage Up the lower voltage threshold S3 exceeds, until time t3, in which the actuator voltage Up exceeds the upper voltage threshold S4. Accordingly, the discharge duration T3 * extends from the time t5, in which the actuator voltage Up the upper voltage threshold S4 falls below until the time t6, in which the actuator voltage Up the lower voltage threshold S3 falls below again.
  • the opening time T4 * of the valve operated by the actuator also begins in this embodiment, when the Actuator voltage Up the upper voltage threshold S4 exceeds, and ends at the time t6, in which the actuator voltage Up the lower voltage threshold S3 again below.

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überprüfung eines kapazitiven Stellgliedes, insbesondere eines Stellgliedes für ein Kraftstoffeinspritzventil einer Brennkraftmaschine, auf ordnungsgemäße Funktion, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder 2.The invention relates to a method for checking a capacitive actuator, in particular an actuator for a fuel injection valve of an internal combustion engine, on proper function, according to the preamble of the claim 1 or 2.

Die nicht vorveröffentlichte DE 199 10 388 mit älterem Zeitrang beschreibt ein Verfahren zur Überprüfung eines piezoelektrischen Stellgliedes, insbesondere für ein KraftstoffEinspritzventil, bei dem die aus Lade- und Entladestrom am Stellglied durch Vergleich mit Schwellwerten ermittelte Öffnungsdauer des Stellgliedes mit der Dauer des Steuersignals verglichen wird und damit die ordnungsgemäße Funktion des Stellgliedes diagnostiziert wird. Dieses Verfahren ist dann anwendbar, wenn Ladedauer und Entladedauer gleich lang sind, da andernfalls die Öffnungsdauer des Stellgliedes ungleich der Dauer des Steuersignals ist.The not previously published DE 199 10 388 with older seniority describes a method for checking a piezoelectric Actuator, in particular for a fuel injection valve, in which the from charging and discharging at the Actuator determined by comparison with thresholds opening duration of the actuator with the duration of the control signal is compared and thus the proper functioning of the Actuator is diagnosed. This procedure is then Applicable if the charging duration and the discharge duration are the same otherwise the opening time of the actuator unequal the duration of the control signal is.

Zum Öffnen beispielsweise eines Kraftstoff-Einspritzventils einer Brennkraftmaschine muß eine elektrische Ladung auf das Stellglied aufgebracht werden, die zum Schließen des Einspritzventils wieder vom Stellglied entfernt werden muß. Die eingespritze Kraftstoffmenge ist bei konstantem Kraftstoffdruck, beispielsweise in einem Common-Rail-Kraftstoff-Einspritzsystem, hauptsächlich von der Einspritzdauer abhängig.For opening, for example, a fuel injection valve an internal combustion engine must have an electric charge on the Actuator are applied to the closing of the injector must be removed again from the actuator. The injected fuel quantity is at constant fuel pressure, for example, in a common rail fuel injection system, mainly dependent on the injection duration.

Beim Laden jedes kapazitiven Stellgliedes fließt ein Ladestrom in das Stellglied; dieses ist geladen, wenn der Ladestrom wieder zu null wird. Während des Ladevorgangs steigt die an ihm abfallende Stellgliedspannung auf einen bestimmten Wert an. Im geladenen Zustand fließt kein Strom, die Stellgliedspannung bleibt etwa konstant. Beim Entladen fließt ein Entladestrom aus dem Stellglied; dieses ist entladen, wenn der Entladestrom wieder zu null wird. Während des Entladevorgangs fällt die an ihm anliegende Stellgliedspannung wieder auf null Volt.When loading each capacitive actuator, a charging current flows in the actuator; this is charged when the charging current becomes zero again. During the charging process increases the actuator voltage dropping on it to a certain Value. When charged, no current flows, the actuator voltage stays about constant. When discharging flows in Discharge current from the actuator; this is unloaded, though the discharge current becomes zero again. During the unloading process If the actuator voltage applied to it drops again to zero volts.

Aus DE 198 45 042 A1 ist ein Verfahren zur Diagnose eines kapazitiven Aktors bekannt, wobei dem Aktor ein vorgebbarer Energiebetrag zugeführt wird und durch Vergleich gemessener Werte von Aktorstrom, -spannung oder -ladung mit vorgegebenen Vergleichswerten auf fehlerhafte Funktionszustände des Aktors geschlossen wird.DE 198 45 042 A1 discloses a method for the diagnosis of a capacitive Actuators known, the actuator a specifiable Energy amount is supplied and measured by comparison Values of actuator current, voltage or charge with given Comparison values for faulty functional states of the actuator is closed.

Die nicht vorveröffentlichte DE 199 44 734 mit älterem Zeitrang beschreibt ein Verfahren zum Ansteuern eines kapazitiven Stellgliedes mit unterschiedlichen Lade- und Entladedauern. Je kürzer Lade- und Entladevorgänge sind, umso geräuschintensiver werden sie.The not previously published DE 199 44 734 with older seniority describes a method for driving a capacitive Actuator with different loading and unloading times. The shorter the loading and unloading operations, the more noisy will you.

Die Steuervorgänge können durch interne oder externe Einflüsse so gestört werden, daß die auf das Stellglied aufgebrachte Ladung länger, als durch die von einem Motorsteuersystem ausgegebenen Steuersignale vorgegeben, auf dem Stellglied verbleibt und das Kraftstoffeinspritzventil für eine nicht definierte Dauer geöffnet bleibt, wodurch zu viel Kraftstoff eingespritzt wird.The control processes can be due to internal or external influences be disturbed so that the applied to the actuator Charge longer than that output by an engine control system Control signals given, remains on the actuator and the fuel injector for an undefined Duration remains open, causing too much fuel to be injected becomes.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Ansteuern eines kapazitiven Stellgliedes anzugeben, welches auf einfache Weise eine Überwachung der Stellgliedbetätigung auch für solche Ansteuervorgänge ermöglicht, bei denen Ladedauer und Entladedauer ungleich lang sind.It is an object of the invention to provide a method for driving a specify capacitive actuator, which is based on simple Way monitoring the actuator operation even for such Driving operations allows for which charging time and discharge time are unequal in length.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in Anspruch 1 oder Anspruch 2 genannten Merkmale gelöst.This object is achieved by the in claim 1 or claim 2 mentioned features.

Der dem Stellglied zugeführte Ladestrom +Ip und der von ihm abgeführte Entladestrom -Ip oder die am Stellglied abfallendee Stellgliedspannung Up werden gemessen und mit Schwellwerten verglichen. Erfindungsgemäß werden vorgegebene oder ermittelte Zeiten (Dauern) für Steuersignal, Laden, Entladen und Stellglied-Betätigung zueinander in Beziehung gesetzt und mit einem vorgegebenen Grenzwert verglichen. Aus dem Vergleichsergebnis wird auf ordnungsgemäße oder gestörte Funktion des Stellgliedes geschlossen.The charging current supplied to the actuator + Ip and that of it discharged discharge current -Ip or falling off the actuator Actuator voltage Up are measured and with thresholds compared. According to the invention, predetermined or determined Times (duration) for control signal, charging, discharging and actuator operation related to each other and compared with a predetermined limit. From the comparison result will function properly or disturbed closed the actuator.

Nachstehend werden mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der einzigen Figur einer schematischen Zeichnung näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Figur 1a
den zeitlichen Verlauf eines Steuersignals st,
Figur 1b
den Verlauf des Lade- und des Entladestroms während einer Stellgliedansteuerung,
Figur 1c
den Verlauf der Stellgliedspannung während einer Stellgliedansteuerung,
Figur 1d
die Dauern von Steuersignal, Ladezeit, Entladezeit und Öffnungszeit während einer Stellgliedansteuerung bei einem ersten und dritten Ausführungsbeispiel, und
Figur 1e
die Dauern von Steuersignal, Ladezeit, Entladezeit und Öffnungszeit während einer Stellgliedansteuerung bei einem zweiten und vierten Ausführungsbeispiel.
Hereinafter, several embodiments of the invention with reference to the single figure of a schematic drawing will be described in more detail. In the drawing show:
FIG. 1a
the time course of a control signal st,
FIG. 1b
the course of the charging and discharging during an actuator control,
Figure 1c
the course of the actuator voltage during an actuator control,
Figure 1d
the durations of control signal, charging time, discharging time and opening time during actuator driving in first and third embodiments, and
Figure 1e
the durations of control signal, charging time, discharging time and opening time during actuator driving in a second and fourth embodiment.

Figur 1a zeigt den Verlauf eines Steuersignals st für ein nicht dargestelltes, kapazitives Stellglied eines Kraftstoff-Einspritzventils einer Brennkraftmaschine für einen Kraftstoffeinspritzvorgang. Diese Steuersignale st werden von einem nicht dargestellten Motorsteuergerät als Ergebnis mehrerer Eingangsparameter wie Motordrehzahl, Last, Temperatur etc. ermittelt.FIG. 1a shows the course of a control signal st for a not shown, capacitive actuator of a fuel injection valve an internal combustion engine for a fuel injection process. These control signals are st not shown engine control unit as a result of several Input parameters such as engine speed, load, temperature etc. determined.

Das Steuersignal st beginnt zu einem Zeitpunkt t1 und endet zu einem Zeitpunkt t4. Die Differenz t4 - t1 entspricht der Dauer T1 dieses Steuersignals st. In der Zeichnung sind Zeiten bzw. Zeitpunkte angegeben; üblicherweise werden derartige Zeitpunkte für Beginn oder Ende von Signalen vom Motorsteuergerät jedoch in Kurbelwellenwinkeln (°KW) ausgegeben.The control signal st starts at a time t1 and ends at a time t4. The difference t4 - t1 corresponds to the Duration T1 of this control signal st. In the drawing are times or times indicated; usually become such Time points for the beginning or end of signals from the engine control unit but output in crankshaft angles (° CA).

Gemäß Figur 1b wird das Stellglied ab dem Zeitpunkt t1 mit einem Ladestrom +Ip geladen. Dieser Ladestrom +Ip übersteigt zum Zeitpunkt t2 einen vorgegebenen, ersten Stromschwellwert S1, unterschreitet diesen zum Zeitpunkt t3 und wird anschließend zu Null. Ab dem Ende des Steuersignals st zum Zeitpunkt t4 wird das Stellglied mit einem Entladestrom Ip- entladen. Der Entladestrom -Ip unterschreitet zum Zeitpunkt t5 einen vorgegebenen, zweiten Stromschwellwert S2, überschreitet diesen wieder zum Zeitpunkt t6 und wird anschließend zu Null.According to Figure 1b, the actuator is from the time t1 with charged a charging current + Ip. This charging current + Ip exceeds at time t2 a predetermined, first current threshold S1, falls below it at time t3 and then becomes to zero. From the end of the control signal st at the time t4, the actuator is discharged with a discharge current Ip-. The discharge current Ip falls below a time t5 predetermined, second current threshold S2, exceeds this again at time t6 and then becomes zero.

Figur 1c zeigt die am Stellglied anliegende Stellgliedspannung Up während eines Ansteuervorgangs. Diese steigt ab dem Beginn des Steuersignals st zum Zeitpunkt t1 an, überschreitet im Zeitpunkt t2 einen vorgegebenen, unteren Spannungsschwellwert S3 und im Zeitpunkt t3 einen vorgegebenen,oberen Spannungsschwellwert S4. Anschließend erreicht sie ihr Maximum, welches bis zum Ende des Steuersignals st im Zeitpunkt t4 beibehalten wird. Mit dem Ende des Steuersignals st fällt die Stellgliedspannung Up wieder, unterschreitet im Zeitpunkt t5 den oberenn Spannungsschwellwert S4 und im Zeitpunkt t6 den unteren Spannungsschwellwert S3, bevor sie wieder zu Null wird.FIG. 1c shows the actuator voltage applied to the actuator Up during a drive. This rises from the Beginning of the control signal st at time t1, exceeds at time t2 a predetermined, lower voltage threshold S3 and at time t3 a predetermined, upper Voltage threshold S4. Then she reaches her maximum, which until the end of the control signal st at the time t4 is maintained. With the end of the control signal st falls the actuator voltage Up again, falls below at the time t5 the upper voltage threshold S4 and at time t6 the lower voltage threshold S3 before going back to zero becomes.

In einem ersten Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1b und 1d wird ein Verfahren zur Überwachung eines kapazitiven Stellgliedes mittels vom Lade- bzw. Entladestrom Ip abgeleiteter, "gesteuerter" Größen von Ladedauer T2 und Entladedauer T3 beschrieben. Als gesteuerte Größen sind im folgenden solche Größen bezeichnet, die vom Beginn oder vom Ende des Steuersignals st an gemessen werden. Dies ist in jedem Fall die Größe T1 selbst, sowie in diesem Ausführungsbeispiel noch Ladedauer T2 und Entladedauer T3. Alle anderen Größen, die sowohl ab dem Über- oder Unterschreiten eines Schwellwertes gemessen werden, sind als "gemessene" Größen bezeichnet und mit einem Stern versehen. Dies ist in diesem Ausführungsbeispiel nur die Größe T4* (die Öffnungsdauer des von dem Stellglied betätigten Ventils), da sie beginnt, wenn der Ladestrom +Ip den ersten Stromschwellwert S1 unterschreitet. Sie endet im Zeitpunkt t6, in welchem der Entladestrom -Ip den zweiten Stromschwellwert S2 übersteigt.In a first embodiment according to FIGS. 1b and 1d is a method for monitoring a capacitive actuator by means of the charge or discharge current Ip derived, "controlled" sizes of charging time T2 and discharge time T3 described. As controlled variables are in the following Sizes denoted by the beginning or the end of the control signal to be measured. This is in any case the Size T1 itself, as well as charging time in this embodiment T2 and discharge time T3. All other sizes, both measured from above or below a threshold value are referred to as "measured" sizes and with provided a star. This is in this embodiment only the size T4 * (the opening duration of the actuator actuated valve), since it starts when the charging current + Ip falls below the first current threshold S1. It ends in Time t6, in which the discharge current -Ip the second Current threshold exceeds S2.

Die Ladedauer T2 reicht vom Beginn des Steuersignals st im Zeitpunkt t1 bis zum Zeitpunkt t3, in welchem der Ladestrom +Ip den ersten Stromschwellwert S1 unterschreitet. Entsprechend reicht die Entladedauer T3 vom Ende des Steuersignals st im Zeitpunkt t4 bis zum Zeitpunkt t6, in welchem der Entladestrom -Ip den zweiten Stromschwellwert S2 übersteigt.The charging time T2 extends from the beginning of the control signal st in Time t1 to time t3, in which the charging current + Ip falls below the first current threshold S1. Corresponding the discharge duration T3 extends from the end of the control signal at time t4 until time t6 in which the discharge current -Ip exceeds the second current threshold S2.

Wie Figur 1d zu entnehmen ist, gilt im funktionstüchtigen Zustand des Stellgliedes für die Größen T1 bis T4* folgende Beziehung: T2 + T4* = T1 + T3. As can be seen from FIG. 1d, it is valid in the functional state the actuator for the sizes T1 to T4 * following relationship: T2 + T4 * = T1 + T3.

Weicht die Summe der Dauern T2 + T4 nicht um mehr als einen vorgegebenen Grenzwert X von der Summe der Dauern T1 + T3 ab: |T2 + T4* - T1 - T3| ≤ X, so wird davon ausgegangen, daß das Stellglied und damit das Kraftstoffeinspritzventil ordnungsgemäß funktioniert.
Bei einem auftretenden Fehler - beispielsweise, wenn die Entladung verzögert einsetzt oder ausbleibt - würden sich die Dauern T3 und T4* um den gleichen Betrag ändern; das Gleichgewicht T2 + T4* = T1 + T3 bliebe erhalten und der Fehler würde nicht erkannt werden.Does the sum of durations T2 + T4 differ by more than a predetermined limit X from the sum of durations T1 + T3: | T2 + T4 * - T1 - T3 | ≤ X, so it is assumed that the actuator and thus the fuel injector is working properly.
In the event of an error occurring - for example, if the discharge is delayed or absent - the durations T3 and T4 * would change by the same amount; the equilibrium T2 + T4 * = T1 + T3 would remain and the error would not be detected.

Die Ladedauer T2 und die Entladedauer T3 werden aber auch von der Motorsteuerung, abhängig von verschiedenen Parametern, berechnet und vorgegeben; diese Größen werden berechnet, gespeichert und sind deshalb bekannt. Darum werden bei diesem Ausführungsbeispiel diese berechneten Werte für Ladedauer T2 und Entladedauer T3 verwendet, um Funktionsfehler des Stellgliedes festzustellen.The charging time T2 and the discharge time T3 are also from the motor control, depending on different parameters, calculated and given; these quantities are calculated, stored and are therefore known. That's why in this Embodiment of these calculated values for charging time T2 and discharge time T3 used to malfunction of the actuator determine.

Bei dem oben beschriebenen Fehler ändert sich dann nur die Dauer T4*, während die anderen Dauern T1, T2 und T3 vorgegeben sind; es wird: |T2 + T4*| > |T1 + T3| → |T2 + T4* - T1 - T3| > X. In the error described above, only the duration T4 * changes, while the other durations T1, T2 and T3 are predetermined; it will: | T2 + T4 * | > | T1 + T3 | → | T2 + T4 * - T1 - T3 | > X.

Auf diese Weise kann der Fehler nun erkannt werden.In this way, the error can now be detected.

In einem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1b und 1e wird ein Verfahren zur Überwachung eines kapazitiven Stellgliedes ebenfalls mittels vom Lade- bzw. Entladestrom Ip abgeleiteter, aber "gemessener" Größen (Ladedauer T2*, Entladedauer T3* und Ventilöffnungsdauer T4*) beschrieben.In a second embodiment according to FIGS. 1b and 1e is a method for monitoring a capacitive actuator also by means of the charge or discharge current Ip derived, but "measured" sizes (charging time T2 *, discharge duration T3 * and valve opening duration T4 *).

Die Ladedauer T2* beginnt, wenn der Ladestrom +Ip den ersten Schwellwert S1 übersteigt, also im Zeitpunkt t2; sie endet im Zeitpunkt t3, wenn der Ladestrom +Ip den ersten Schwellwert S1 wieder unterschreitet.The charging time T2 * starts when the charging current + Ip the first Threshold S1 exceeds, ie at time t2; she ends up in Time t3, when the charging current + Ip the first threshold S1 again falls below.

Die Entladedauer T3* beginnt, wenn der Entladestrom -Ip den zweiten Schwellwert S2 unterschreitet, also im Zeitpunkt t5; sie endet im Zeitpunkt t6, wenn der Entladestrom -Ip den zweiten Schwellwert S2 wieder übersteigt.
Bei diesem und dem weiter unten beschriebenen vierten Ausführungsbeispiel kann davon ausgegangen werden, daß in erster Näherung t2-t1 = t5-t4.The discharge duration T3 * begins when the discharge current -Ip falls below the second threshold value S2, ie at the time t5; it ends at time t6 when the discharge current -Ip again exceeds the second threshold value S2.
In this and the fourth embodiment described below, it can be assumed that t2-t1 = t5-t4 in the first approximation.

Bei dem oben beschriebenen Fehler ändert sich auch hier nur die Dauer T4*, und der Fehler kann erkannt werden: T2* + T4* > T1 + T3* → T2* + T4* - T1 - T3* > X. In the case of the error described above, only the duration T4 * changes, and the error can be detected: T2 * + T4 *> T1 + T3 * → T2 * + T4 * - T1 - T3 *> X.

In einem dritten Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1c und 1d wird ein Verfahren zur Überwachung eines kapazitiven Stellgliedes mittels von der Stellgliedspannung Up abgeleiteter, "gesteuerter" Größen von Ladedauer T2 und Entladedauer T3 beschrieben.In a third embodiment according to FIGS. 1c and 1d is a method for monitoring a capacitive actuator by means of the actuator voltage Up derived, "controlled" sizes of charging time T2 and discharge time T3 described.

Die Ladedauer T2 reicht vom Beginn des Steuersignals st im Zeitpunkt t1 bis zum Zeitpunkt t3, in welchem die Stellgliedspannung Up den oberen Spannungsschwellwert S3 übersteigt. Entsprechend reicht die Entladedauer T3 vom Ende des Steuersignals st im Zeitpunkt t4 bis zum Zeitpunkt t6, in welchem der Entladestrom -Ip den unteren Spannungsschwellwert S3 wieder unterschreitet.The charging time T2 extends from the beginning of the control signal st in Time t1 to time t3, in which the actuator voltage Up exceeds the upper voltage threshold S3. Accordingly, the discharge duration T3 extends from the end of the control signal st at time t4 to time t6, in which the discharge current -Ip the lower voltage threshold S3 again below.

Die Öffnungsdauer T4* des von dem Stellglied betätigten Ventils beginnt, wenn die Stellgliedspannung Up den oberen Spannungsschwellwert S4 übersteigt. Sie endet im Zeitpunkt t6, in welchem die Stellgliedspannung Up den unteren Spannungsschwellwert S3 wieder unterschreitet.The opening time T4 * of the valve operated by the actuator begins when the actuator voltage Up the upper voltage threshold S4 exceeds. It ends at time t6, in which the actuator voltage Up the lower voltage threshold S3 falls below again.

Auch bei diesem Ausführungsbeispiel werden für Lade- und Entladedauer wieder die vorgegebenen, gespeicherten Werte verwendet. Bei dem im ersten Ausführungsbeispiel erwähnten Fehler verhält sich das Verfahren nach diesem dritten Ausführungsbeispiel genauso wie das Verfahren nach dem ersten Ausführungsbeispiel.Also in this embodiment are for loading and unloading used again the default, stored values. In the error mentioned in the first embodiment The method behaves according to this third embodiment as well as the method according to the first embodiment.

In einem vierten Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1c und 1e schließlich wird das Verfahren mittels von der Stellgliedspannung Up abgeleiteter, aber "gemessener" Größen (Ladedauer T2*, Entladedauer T3* und Ventilöffnungsdauer T4*) beschrieben.In a fourth embodiment according to FIGS. 1c and 1e Finally, the method is by means of the actuator voltage Up derived, but "measured" sizes (charge duration T2 *, discharge duration T3 * and valve duration T4 *).

Die Ladedauer T2* reicht vom Zeitpunkt t2, in welchem die Stellgliedspannung Up den unteren Spannungsschwellwert S3 übersteigt, bis zum Zeitpunkt t3, in welchem die Stellgliedspannung Up den oberen Spannungsschwellwert S4 übersteigt. Entsprechend reicht die Entladedauer T3* vom Zeitpunkt t5, in welchem die Stellgliedspannung Up den oberen Spannungsschwellwert S4 unterschreitet, bis zum Zeitpunkt t6, in welchem die Stellgliedspannung Up den unteren Spannungsschwellwert S3 wieder unterschreitet.The charging time T2 * extends from the time t2, in which the Actuator voltage Up the lower voltage threshold S3 exceeds, until time t3, in which the actuator voltage Up exceeds the upper voltage threshold S4. Accordingly, the discharge duration T3 * extends from the time t5, in which the actuator voltage Up the upper voltage threshold S4 falls below until the time t6, in which the actuator voltage Up the lower voltage threshold S3 falls below again.

Die Öffnungsdauer T4* des von dem Stellglied betätigten Ventils beginnt auch bei diesem Ausführungsbeispiel, wenn die Stellgliedspannung Up den oberen Spannungsschwellwert S4 übersteigt, und endet im Zeitpunkt t6, in welchem die Stellgliedspannung Up den unteren Spannungsschwellwert S3 wieder unterschreitet. The opening time T4 * of the valve operated by the actuator also begins in this embodiment, when the Actuator voltage Up the upper voltage threshold S4 exceeds, and ends at the time t6, in which the actuator voltage Up the lower voltage threshold S3 again below.

Auch bei diesem vierten Ausführungsbeispiel ändert sich, wie bei dem zweiten Ausführungsbeispiel, bei dem oben beschriebenen Fehler nur die Dauer T4*, und der Fehler kann erkannt werden: |T2* + T4*| > |T1 + T3*| → |T2* + T4* - T1 - T3*| > X. Also in this fourth embodiment, as in the second embodiment, in the error described above, only the duration T4 * changes, and the error can be recognized: | T2 * + T4 * | > | T1 + T3 * | → | T2 * + T4 * - T1 - T3 * | > X.

Die Fehler, welche mittels des beschriebenen Verfahrens erkannt werden können, sind folgende:
mit der ersten Methode, entsprechend dem ersten oder dritten Ausführungsbeispiel, bei der T1, T2 und T3 "gesteuerte" (berechnete und gespeicherte) Größen sind und T4 gemessen wird, lassen sich folgende Fehler feststellen:

  • der Ladestrom +Ip oder der Entladestrom -Ip beginnt zu früh oder zu spät zu fließen;
  • die Ladedauer T2 oder die Entladedauer T3 wird länger oder kürzer als der vorgegebene Wert.
The errors that can be detected by the method described are as follows:
With the first method, according to the first or third embodiment, in which T1, T2 and T3 are "controlled" (calculated and stored) quantities and T4 is measured, the following errors can be detected:
  • the charge current + Ip or the discharge current -Ip starts to flow too early or too late;
  • the charging time T2 or the discharging time T3 becomes longer or shorter than the predetermined value.

In diesen vier Fällen bleiben die vorgegebenen Werte der Größen T1, T2 und T3 unverändert, aber T4 wird länger oder kürzer): |T2 + T4*| > |T1 + T3| → |T2 + T4* - T1 - T3| > X. In these four cases, the predetermined values of the quantities T1, T2 and T3 remain unchanged, but T4 becomes longer or shorter): | T2 + T4 * | > | T1 + T3 | → | T2 + T4 * - T1 - T3 | > X.

Mit der zweiten Methode, entsprechend dem zweiten oder vierten Ausführungsbeispiel, bei der T1 eine "gesteuerte" Größe ist und T2*, T3* und T4* gemessen werden, lassen sich folgende Fehler feststellen:

  • a) mit einer Genauigkeit wie bei der ersten Methode:
    alle Fehler, die nach der ersten Methode erfaßbar sind, wenn die gemessenen Werte T2* und T3* zusätzlich mit den gesteuerten Größen T2 und T3 verglichen werden; besteht keine Übereinstimmung, so wird dies als Fehler gewertet;
  • b) mit besserer Genauigkeit als bei der ersten Methode:
    der Ladestrom +Ip oder der Entladestrom -Ip beginnt zu früh oder zu spät zu fließen; dabei bleibt die Ladedauer T2* oder die Entladedauer T3* gleich lang, sie verschiebt sich nur nach vorne oder nach hinten, lediglich die Größe T4* ändert sich dabei: |T2* + T4*| > |T1 + T3*| → |T2* + T4* - T1 - T3*| > X.
    • With the second method, according to the second or fourth embodiment, in which T1 is a "controlled" quantity and T2 *, T3 * and T4 * are measured, the following errors can be detected:
  • a) with an accuracy similar to the first method:
    any errors that can be detected by the first method, when the measured values T2 * and T3 * are additionally compared with the controlled quantities T2 and T3; if there is no match, this is considered a mistake;
  • b) with better accuracy than the first method:
    the charge current + Ip or the discharge current -Ip starts to flow too early or too late; the charge duration T2 * or the discharge duration T3 * remains the same, it shifts only forward or backward, only the size T4 * changes: | T2 * + T4 * | > | T1 + T3 * | → | T2 * + T4 * - T1 - T3 * | > X.

    • Es lassen sich auch mehrere, gleichzeitig auftretende Fehler feststellen, deren Aufzählung allerdings infolge der Vielzahl ihrer Kombinationen zu lang wäre.It can also be several, simultaneously occurring errors However, their list is due to the variety their combinations would be too long.

    Wenn einer der aufgezählten Fehler auftritt, so wird beispielsweise bei einmaligem Auftreten keine Reaktion ausgelöst. Tritt er mehrmals auf, so muß dieses Stellglied (und bei einer Brennkraftmaschine wenigstens der zugehörige Zylinder) abgeschaltet werden. Es erfolgt dann bei vorhandenem OBD-System (On-Board-Diagnosis) beispielsweise bei jedem auftretenden Fehler ein Eintrag in ein Fehlerprotokoll, und es kann zusätzlich eine Warnlampe angeschaltet werden.If one of the enumerated errors occurs, for example, no reaction will be triggered on a single occurrence. If it occurs several times, this actuator (and in the case of an internal combustion engine at least the associated cylinder) must be switched off. It then takes place at an existing OBD system (O n- D B oard- iagnosis), for example at each fault occurs, an entry in an error log, and it may in addition a warning lamp is turned on.

    Claims (5)

    1. Method for testing a capacitive actuating element, particularly one for operating a fuel injection valve in an internal combustion engine, which is controlled by means of a control signal (st), from an engine controller, for correct operation,
      characterized in that the controlled variables
      duration T1 of the control signal (st), from its start (t1) to its end (t4),
      actuating element's charging period T2, which extends from the start (t1) of the control signal (st) to a time t3 at which the actuating element's charging current (+Ip) falls below a first current threshold value (S1) or the charging voltage (Up) exceeds an upper voltage threshold value (S4), and
      actuating element's discharging period T3, which extends from the end (t4) of the control signal (st) up to a time t6 at which the actuating element's discharge current (-Ip) exceeds a second current threshold value (S2) or the actuating element voltage (Up) falls below a lower voltage threshold value (S3),
      and also the measured variable
      open period T4* = t6 - t3 for a valve operated by the actuating element
      are related to one another in accordance with the formula |T1 + T3 - T2 - T4*| ≤ X, where X is a prescribed limit value, and a fault in the operation of the actuating element is diagnosed if this formula is not satisfied, and where the charging period (T2) and discharging period (T3) used are stored values prescribed by the engine controller.
    2. Method for testing a capacitive actuating element, particularly one for operating a fuel injection valve in an internal combustion engine, which is controlled by means of a control signal (st), from an engine controller, for correct operation,
      characterized in that the controlled variable
      duration T1 of the control signal (st) from its start (t1) to its end (t4),
      and also the measured variables
      actuating element's charging period T2*, which starts at a time (t2) when the actuating element's charging current (+Ip) exceeds a first current threshold value (S1) or the actuating element voltage (Up) exceeds a lower voltage threshold value (S3), and ends at a time (t3) at which the actuating element's charging current (+Ip) falls below the first current threshold value (S1) again or the charging voltage (Up) exceeds an upper voltage threshold value (S4),
      actuating element's discharging period T3*, which starts at a time (t5) when the actuating element's discharge current (-Ip) falls below the second current threshold value (S2) or the actuating element voltage (Up) falls below the upper voltage threshold value (S4), and ends at a time t6 at which the actuating element's discharge current (-Ip) exceeds the second current threshold value (S2) again or the actuating element voltage (Up) falls below the lower voltage threshold value (S3) again, and
      open period T4* = t6 - t3 for a valve operated by the actuating element,
      are related to one another in accordance with the formula |T1 + T3* - T2* - T4*| ≤ X, where X is a prescribed limit value, and a fault in the operation of the actuating element is diagnosed if this formula is not satisfied, and in that the measured values for charging period (T2*) and discharging period (T3*) are compared with the corresponding, controlled variables (T2, T3) from the engine controller, and
      in that a fault in the operation of the actuating element is also diagnosed if the measured variables differ from the controlled variables by more than a prescribed magnitude.
    3. Method according to Claim 1 or 2, characterized in that a fault occurring repeatedly on an actuating element results in this actuating element being turned off.
    4. Method according to one of the preceding claims, characterized in that a fault occurring on an actuating element results in an entry being made in a fault log.
    5. Method according to Claim 3, characterized in that a warning lamp is turned on when an actuating element is turned off.
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