用于识别在压电执行器的至少一个引线中的中断的方法

摘要

本发明涉及用于识别至少一个电线中断的一种方法，其中该电线构造用于在内燃机喷射装置中给压电执行器提供电能，其中针对一个电压变化曲线(6，8，10)来测量该压电执行器的放电时间，并根据该放电时间的时长来判断是否存在中断。

说明书

本发明涉及一种用于识别在至少一个电线中的中断的方法和一种装置、一种计算机程序和一种计算机程序产品。

现有技术

内燃机的喷射装置或喷射系统构造用于把燃料输入到燃烧室中。在此该喷射系统的执行器由发动机控制设备来控制。该喷射系统的构造用于为执行器通电的导线的偶尔中断被称作接触不良。尤其在具有压电执行器的喷射系统中，这种接触不良可能造成问题。其中比如涉及以下的借助一个过程而阐述的情况。

在该情况中规定电气喷射器导线首先闭合，以给压电执行器供电。然后进行控制，其中该压电执行器被充电到一个目标电压，使得开始喷射。在该压电执行器已充电的阶段，由于假定存在接触不良，用于给压电执行器供电的两个导线之一中断，使得该喷射器导线保持断开。在该压电执行器应该再次被放电、以结束喷射的时间点上，由于电线中断而不能导出电荷，所以不能实现这种放电。因此导致喷射延长。在极端情况下，喷射延长直至轨道压力、也即在喷射装置中燃料的压力下降到使得喷射针阀再次自动关闭。在两次彼此相继喷射之间的时间间隔中喷射器导线才再次闭合。之后再次从头开始该过程。

由于该过程形成了多个长得多的喷射，从而可能导致发动机损坏。

迄今没有方法来识别这种接触不良。常规的负载下降识别在此是失败的，因为在该方法中仅对充电过程进行诊断，而该充电过程在该例子中是不明显地过去的。

与之相反，在电磁阀中在导线中断的情况下电流立即中断，并且磁阀再次关闭。因此是本质安全的。

文件EP 1 138 905B1中描述了一种在压电单元控制中用于识别负载下降、以便可靠地识别一个或多个压电单元的电气负载的下降的方法。在此通过监控在该压电单元上在少于一个预定最小时间内是否达到所期望的电压，来识别压电单元负载下降。如果在少于该最小时间内达到了这样的电压，那么就生成一个信号，以指示发生了压电单元的负载下降。利用这种信号可以引入应对措施以进行错误处理。或者可以比如在车间内实施错误处理。所生成的信号也可以用于把错误消息存储在电子存储器中。

本发明的公开

本发明涉及一种用于对至少一个电线的中断进行识别的方法，其中该电线在内燃机的喷射装置内构造用于给压电执行器提供电能。在该方法中电压变化曲线被测量。在此针对该电压变化曲线来确定该压电执行器的放电时间。根据该放电时间的时长来判断是否存在或是否发生中断。

在此尤其规定，该放电时间在该电压变化曲线内被再测量(rückvermessen)。通常该控制设备的部件的电压变化曲线并从而其放电时间被测量。该控制设备通过至少一个电线与该压电执行器相连接。该压电执行器还通过至少一个电线由该控制设备来通电。利用该方法就尤其能够识别在所述至少一个电线中形成接触不良的中断。该压电执行器典型地通过两个电线与该控制设备相连接。在该方法的范畴内，能够识别中断，而与仅一个电线中断还是两个电线都中断无关。

在该方法的变化中规定，把所测量的放电时间的时长与一个低时间阈值T_低和一个高时间阈值T_高相比较。如果该放电时间的时长位于低时间阈值T_低和高时间阈值T_高之间，那么在该方法的范畴内规定，中断存在的条件并从而比如在所述至少一个电线内接触不良存在的条件成立。

在该方法的扩展中，高时间阈值T_高被确定为，使得高时间阈值T_高至少等于在不存在中断并从而不存在接触不良的情况下所得出的放电时间的时长。高时间阈值T_高时长可以根据装置的构造来确定并被存储在该控制设备的一个存储模块中，其中该装置可以包含有压电执行器、喷射装置或相应的喷射系统以及至少一个电线、控制设备以及还有斜坡电压测量桥(Bankspannungsmessbruecke)。因此高时间阈值T_高可以根据该装置的至少一个前述部件来确定/明确。通过在多次试验在该装置中人工引入接触不良，也可以在一系列试验中来确定高时间阈值T_高。根据在此在这种试验期间所得到的放电时间的测量值，能够确定高时间阈值T_高。也可以考虑在该装置的运行过程中根据多次测量的放电时间来更新高时间阈值T_高，其中该放电时间在该装置的运行期间来测量。

低时间阈值T_低可以如此来确定，即低时间阈值T_低最大等于在至少一个电线中存在短路时所得到的放电时间的时长。与高时间阈值T_高的情况相类似，可以为低时间阈值T_低以试验来确定合适的值，并将其存储在该控制设备的存储模块中。在此比如可以在一系列试验期间在至少一个电线中人工引入短路，并在此测量所形成的最小放电时间。从存在短路时所测量的这种放电时间中，可以确定放电时间的低时间阈值T_低。

本发明另外还涉及用于识别在至少一个电线中中断的一种装置，其中该装置在内燃机的喷射装置内构造有至少一个电线，以用于给压电执行器提供电能。该装置构造用于针对电压变化曲线来测量该压电执行器的放电时间，并根据该放电时间的时长来判断是否存在中断。

该装置可以具有作为至少一个部件的一个控制设备，该控制设备通过至少一个电线与该压电执行器相连接。该控制设备构造用于测量该电压变化曲线并从而也用于测量放电时间。直接在压电执行器上测量电压变化曲线通常在技术上是不可行的。通过在本发明范畴内所规定的方法，其中该方法包含对电压变化曲线以及从而放电时间的评估并且从而分析，能够通过本来就存在的控制设备来识别接触不良。为了测量在该压电执行器上的电压或者电压变化曲线，该控制设备具有一个斜坡电压测量桥。此外还规定，该控制设备被构造用于给该压电执行器提供电能，其中由该控制设备通过至少一个电线在要实施的喷射过程期间把为之所需的电压施加到该压电执行器上。

在该方法的范畴内，在该压电执行器或者所谓的压电致动器的已充电的状态中通过放电时间的再测量来进行中断的识别。

在本发明的变化方案中得知，不仅使用了充电过程的再测量，而且还使用了与物理参数有关的数据、比如在放电阶段的电压或时间以及电压和时间的函数关系。

如果在压电执行器的已充电状态中至少一个电线中断，那么就典型地得出与发生接触不良有关的、出于安全原因而至关紧要的状况。在持续中断的情况下，该错误大概能够在下一次充电试验时被识别。但在发生一次接触不良的情况下这是不能的。

从而在本发明的一种实施中得知，对于这种错误也可以进行诊断，从而能够防止可能的发动机损坏。在发生或存在至少一次这种接触不良的情况下，能够由该控制设备提供并在必要时转发一种错误协议。

所述的装置构造用于实施前述方法的所有步骤。在此该方法的单个步骤也可以由该装置的单个部件来实施。另外该装置的功能或者该装置的单个部件的功能可以作为该方法的步骤而被转换。

另外本发明还涉及一种具有程序代码工具的计算机程序，以便如果该计算机程序在计算机或相应的计算单元上、尤其在根据本发明的装置中被执行，那么就实施所述方法的所有步骤。

根据本发明的具有程序代码工具的计算机程序产品构造用于，如果该计算机程序在计算机或相应的计算单元上、尤其在根据本发明的一种装置中被执行，那么就实施所述方法的所有步骤，其中该程序代码工具存储在一种计算机可读数据载体上。

如果喷射器导线首先是闭合的，以提供燃料，其中燃料由该压电执行器来加载，那么比如该方法就是适合的。然后进行控制，其中该压电执行器被充电，直至达到一个目标电压，从而开始喷射。在该压电执行器已充电的阶段，两个电线的至少之一由于存在接触不良而中断，使得该导线保持断开。在该压电执行器应该再次被放电以结束喷射的时间点上，由于电线中断而不能导出电荷，所以不能进行这种放电，这导致喷射延长。在极端情况下电线一直保持断开并进行喷射，直至在喷射装置中轨道压力并从而燃料压力下降到，使得该喷射器针阀再次自动关闭。在两次喷射之间的时间间隔中该喷射器导线才再次关闭。之后该过程再次从头开始。

如前所述，在充电状态中所发生的负载下降目前还不能被识别。利用本发明，在扩展方案中提供了实现识别其的一种功能。在实施该方法时尤其考虑到的是，在存在负载下降的情况下在充电状态的放电时间明显小于在无错误状态的放电时间。该放电时间被测量并被检查合理性。如果该放电时间具有在两个可调校阈值也即低阈值T_低和高阈值T_高之间的一个值，从而T_低＜放电时间＜T_高，并且在该放电过程开始的时间点时所施加的电压即等于比在充电时用于负载下降识别的电压阈值低的一个低电压阈值，那么就识别出在充电状态中发生了负载下降。

低时间阈值T_低尤其设置用于避免与其他的故障相混淆，比如在至少一个电线中的短路。因为短路也导致非常短的放电时间，但该放电时间通常近似为0s。相反在负载下降识别时的放电时间可以大致更长一些。

在放电过程开始的时间点处检验电压，其设置用于区分在充电时是否有负载下降。取决于该控制设备的硬件，如果在充电并且负载下降时在专用集成电路(ASIC)中不进行识别，那么在此该放电时间就可能变得明显更短，因为在该压电执行器上不能施加电荷，并从而仅控制设备内部的电容被充电，其中该电容通常非常快速地被放电。该控制设备内部的电容在该情况下被充电到比理论电压U_Soll明显高的一个电压。这种电压的比较则实现了在充电状态中对负载下降的区分。

通过在电线中断时以及在相应的诊断响应时对电压变化曲线的测量，可以得到在本发明的范畴内所规定的、用于对中断进行识别或指示的功能。

本发明的其他优点和扩展参见说明和附图。

应认为，前述的和下文中还要详细解释的特征不仅能够以相应所说明的组合、而且还能够以其他的组合或单独地应用，而不脱离本发明的范畴。

附图的简述

图1以示意图示出了所测量的电压变化曲线图。

图2示出了根据本发明的装置的一个实施方式。

本发明的实施方式

本发明借助附图中的实施方式来示意性示出，并在下文中结合附图来详细阐述。

这些附图相关联地并整体地进行阐述，相同的符号表示相同的部件或特征。

在图1的示图中沿垂直定向的电压轴2以及在水平定向的时间轴4上记录了三个不同的电压变化曲线6、8、10，电压变化曲线在压电执行器的喷射装置的喷油阀的一个喷射过程期间得到，其中该压电执行器对这种喷油阀加载。

如果该压电执行器通过没有发生中断的电线被通电，那么就得到了一个第一、理想的并从而无错误的电压变化曲线6。在此该第一电压变化曲线6对应于施加在该压电执行器上的电压，其中该第一电压变化曲线6也可以在考虑常规测量条件的情况下由控制设备来测量，该控制设备同时还构造用于通过至少一个电线为该压电执行器提供电能。该第一电压变化曲线6在该第二时间点14开始示出了没有错误的理论特性。

在发生接触不良之后就得到了压电执行器的第二电压变化曲线8，其中该接触不良可以在试验中通过常规地短时地断开至少一个电线而引起。该第三电压变化曲线10由该控制设备来测量，并在至少一个电线中存在接触不良时来得到。因此由该控制设备所测量的该第三电压变化曲线10对应于施加在该压电执行器上的电压。因此利用该第三电压变化曲线10来表示压电执行器在负载下降情况下在充电状态中的典型电压变化曲线。

由该压电执行器通过操作该喷油阀而引起的一个喷射过程通过四个时间点12、14、16、18来表征。在此在该喷射过程开始之前其上没有电压的该压电执行器在第一时间点12和第二时间点14之间被充电到一个截止电压，该截止电压高于一个理论电压20U。在该第二时间点14之后，图中所示的全部三个电压变化曲线6、8、10直至第三时间点16下降为理论电压20U。

在该方法的范畴内，规定在该第二时间点14与第三时间点16之间的第五时间点24处发生中断22，并从而发生接触不良。该放电过程随着该第三时间点16而开始，直至第四时间点18结束。在该第三时间点16处，该放电过程以预设的电流而开始。如果在该压电执行器充电期间发生了电线中断，那么在第三时间点16处就不能进行放电，从而在第三时间点16起对于该压电执行器得到该第二电压变化曲线8，其中该压电执行器仅缓慢地通过泄露电流被放电，从而借助该第二电压变化曲线8所示的电压仅缓慢地下降。

该第二电压变化曲线8典型地是不可直接测量的。因此在该方法的范畴内，规定由该控制设备通过用于把该控制设备与该压电执行器相连接的至少一个电线来测量施加于该压电执行器上的第三电压变化曲线10。由于至少一个电线中断或断开，当然仅仅在该控制设备末级中的相对小的电容被放电。该放电过程因此明显在到达该第四时间点18之前结束。把在存在接触不良时所得到的第三电压变化曲线10与在无错误运行时所得到的第一电压变化曲线6相比较，显示出在理想的无错误运行情况下通过在本实施方式中由第三时间点16和第四时间点18所限定的时间间隔所给出的放电时间明显被缩短。该第三电压变化曲线10在本发明的扩展中在该控制设备的斜坡电压测量桥上来测量。

因此，在出现放电时间缩短的情况下，如其被该第三电压变化曲线10所再现，可以指示在至少一个电线中的接触不良。存在放电时间缩短的条件可以通过确定低时间阈值T_低26和高时间阈值T_高28来量化。

这两个时间阈值26、28T_低、T_高在本实施方式中自该第三时间点16起被测量。如果该放电时间的时长现在长于低时间阈值26T_低并短于高时间阈值T_高，那么在本发明的范畴内就规定在至少一个电线中存在接触不良。

图2示意性示出了内燃机的所谓共轨喷射装置或共轨喷射系统的根据本发明的装置40的一种实施方式。

该装置40包含有压电执行器42，其构造用于给喷射装置的针阀加载。该压电执行器42与一个电缆束电阻44相串联。该压电执行器42和该电缆束电阻44通过两个电线46、48与第一控制设备55的正极50和负极52相连接，其中该控制设备作为该装置40的控制设备部件54。规定该控制设备55构造用于通过该电线46、48给该压电执行器42提供电能，从而在该压电执行器42上在理想运行的情况下存在一个电压，该电压能够对喷油阀加载以实施喷射过程。所示的装置40包含有作为该控制设备55的第二控制设备部件的一个斜坡电压测量桥56，利用该斜坡电压测量桥在实施该方法时来测量施加于该压电执行器42上的电压。

在本发明的范畴内所述的方法适于识别在两个电线46、48至少之一中的接触不良，并据此进行诊断。在存在这种接触不良的情况下，在扩展方案中通过该控制设备55来测量图1中示图的第三电压变化曲线10。与是否存在接触不良无关，在该方法的范畴内可以来始终地或规则地测量被该控制设备55所测量的电压变化曲线，并在此确定该压电执行器的放电时间。如果该放电时间的时长相对于在无错误运行时的放电时间缩短了，那么在该方法的范畴内就确定存在接触不良。