CN102046950B - 用于诊断负荷降低的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于诊断喷射装置中的压电执行器（压电调节器）上的负荷降低的方法。在所述的诊断方法中，为了诊断，测量一个电压并且将其与一个阈值电压（24）比较。如果测量的电压大于阈值电压（24），则具有负荷降低。本发明还涉及一种用于诊断喷射装置中的压电执行器上的负荷降低的装置，一个计算机程序和一个计算机程序产品。

Description

用于诊断负荷降低的方法

本发明涉及一种用于诊断喷射装置的压电执行器的负荷降低的一种方法和一种装置以及一种计算机程序和一种计算机程序产品。

现有技术

用于内燃机的喷射装置或喷射系统，其也称为共轨系统被设计用于将燃料引入到内燃机的燃烧室中。为此喷射装置可以具有作为对喷射阀加载的执行器的例如压电执行器，例如共轨压电执行器。例如由于电缆束中的导线的断开形成的负荷降低，导致在具有压电执行器的喷射装置中，压电执行器不被充电并且因此使喷射失效。在Robert Bosch GmbH的控制器系列EDC17中，规定通过末级功能块CY372诊断负荷降低，但是这种诊断只是在一定的控制器配置中起作用。

文献EP1138905B1描述了一种用于在控制压电元件时识别负荷降低的方法，用于可靠地识别一个或多个压电元件的电负荷的降低。其中这样地识别压电元件的负荷降低，即检查，是否在小于一个预定的最小时间内压电元件上达到期望的电压。如果在小于最小时间内达到这种电压，则产生一个信号，用于指示，该压电元件上出现负荷降低。通过这种信号可以引入相应措施，该措施对于消除故障可能时必需的。例如可以在工厂中实施故障的消除。也可以为了在一个电子存储器中储存故障信息而使用该信号。

发明的公开

本发明涉及一种用于诊断内燃机喷射装置或喷射系统中的压电执行器（压电调节器）上的负荷降低的方法。为了实施诊断，测量位于压电执行器上的电压并且将其与一个阈值电压比较。如果测量的电压大于阈值电压，那么就存在要诊断的负荷降低。

该方法适用于例如构造成所谓的共轨喷射装置的喷射装置。这种喷射装置也具有压电执行器，其相应地构造成共轨压电执行器。压电执行器被设置成，为了实施喷射过程对喷射装置的喷射阀的阀模块加载和在此情况下对阀模块操作，由此使喷射阀打开和将燃料充入内燃机的燃烧室中。设置共轨喷射装置，使得压力的产生和燃料的喷射随时间和地点被去耦联。此时喷射压力由于一个单独的高压泵产生，该高压泵不必强制性地与喷射过程同步地被驱动。

在本方法的范围内，可以依据喷射装置的运行点自动地和/或动态地提供用于比较而设置的阈值电压。在此情况下，阈值电压由一个额定电压U_Soll加上一个偏置电压ΔU形成。额定电压U_Soll作为阈值电压的第一加数通常取决于喷射装置的运行参数，例如燃料压力或喷射装置中的燃料量。为了实施该方法，由此可以通过控制器驱动该压力并且由此进行监控，从而可以使额定电压U_Soll伴随运行地进行匹配并且由此被提供用于实施本方法的实施例。偏置电压ΔU作为阈值电压的第二加数也可以依据应用情况和/或伴随运行情况地选择。为此偏置电压ΔU的值也可以由控制器在伴随运行的情况下基于运行参数提供。由此阈值电压取决于喷射装置的至少一个运行参数，例如燃料压力。

在本方法的范围内要被测量的电压最早自用于对压电执行器充电的一次充电过程结束起在喷射过程期间进行测量。通常在充电过程之后测量电压，典型地是直接在充电过程结束之后。

在本方法的一个变型中要被诊断的压电执行器的负荷降低可以具有不同的原因。通过诊断负荷降低，例如可以检验在喷射装置内部的电缆束中的断开，压电执行器从控制器开始经该电缆束被供给电能。由此可以验证在使压电执行器与控制器连接的至少一个线路内有断开，该断开一般要比所谓的松动触点（不良连接）更长。但是本方法也可以用于检验具有其它原因的负荷降低。

此外，本发明涉及一种用于诊断喷射装置中的压电执行器上的负荷降低的装置。该装置设计成，测量一个电压并且将该测量的电压与一个阈值电压比较。如果测量的电压大于阈值电压，则利用该装置诊断出存在负荷降低。

在设计中，该装置可以具有一个控制器或一个用于喷射装置的发动机控制器。此外可以规定该装置具有一个设计成测量电压的机组（多个执行器构成的组）电压测量电桥。为此可以规定所述机组电压测量电桥作为控制器的一个部件设计。该装置，典型地, 控制器作为该装置的一个部件，被设计成与喷射装置配合作用并且在此情况下不管是否存在负荷降低，检查并由此控制和/或调节要由喷射装置实施的喷射过程。

利用本发明可以在实施例中实现不依赖于控制器硬件的确定的配置的诊断。此外在本方法范围中规定的诊断以针对一个设计值的相对阈值进行实施而不是与目前为此的方法的情况那样采用通常事前被确定的绝对值。

通过这种实施例可以明显提高在负荷降低情况下故障的识别概率并且同时提高相对于误诊断的牢靠性。此外可以面向应用情况或基于实际情况调整新的诊断功能，相反，现有的方法没有提供这种适配的可能性。

除了其它方面以外，利用本发明也可以针对具有高的寄生电容的控制器的配置实施负荷降低的诊断。

所述装置设计成用于实施提出的方法的所有步骤。其中本方法的单个步骤也可以由装置的各单个的部件实施。此外装置的功能或装置的各个部件的功能可以作为本方法的步骤进行转换实施。

本发明此外涉及一种具有程序代码工具的计算机程序，当该计算机程序在计算机或相应的计算单元中，尤其是在按照本发明的装置中执行时，该计算机程序用于实施所述方法的所有步骤。

按照本发明的计算机程序产品，其具有储存在计算机可读的数据载体上的程序代码工具，被设计成，当该计算机程序在计算机或相应的计算单元中，尤其是在按照本发明的装置中执行时，实施所述方法的所有步骤。

在用于诊断负荷降低的功能中，其出发点是，没有通过专用集成电路(ASIC)实施任何识别并且因此也没有进行任何紧急充电。在本发明的范围中规定，或者通过ASIC的识别是去激活的或被去激活，或者通过ASIC的识别不起作用。

在实施本方法时不需要这种通过ASIC对负荷降低的识别。在受时间控制的充电过程中在负荷降低时电压升高并且被强烈减低的电容又上升。在控制器的机组电压测量电桥上形成要被检查的电压曲线。由于在负荷降低情况下要被充电的电容被减小到末级的寄生电容，因此产生一个比在无故障系统中要陡得多的电压梯度。在CY372末级中充电一直进行到达到通常在100μs之内的恒定的充电时间。

由于在应用本方法时负荷降低可以通过控制器诊断并且由此被识别，因此可以从控制器出发采取消除负荷降低的措施。

在故障情况下，即在存在负荷降低情况下，电压上升到缓冲电压U_Buffer的最大值并且保持在该水平上，直到末级在一个第二时刻结束充电过程。在此之后电压又下降。直接在充电过程结束之后的一个时刻或者自充电过程结束起，在本方法的实施例中，现在实施电压测量。在此时确定的电压测量值或被测量的电压值被与一个阈值电压比较，它比额定电压U_Soll高出一个电压偏置量U。如果电压测量值高于电压阈值U_Soll+U，那么就识别出负荷降低。由于额定电压通常依赖于蓄压管压力，因此阈值与喷射装置的运行点相适配地自动地移动。这在高的蓄压管压力并且因此在喷射装置中的高的燃料压力下以及与此相关联的高的额定电压下也可以导致阈值电压高于缓冲电压U_Buffer并且在这种情况下实施诊断的自动去激活，起明显地提高了相对于无诊断的牢靠性。

在实施本发明时，在测量负荷降低情况下的电压曲线时在控制器中和在相应的诊断反应中实现在本发明的范围中规定的功能。

本发明的其它的优点和实施例在说明书和附图中给出。

应该理解，前面所述的和以下还要说明的特征不仅可以在各个给出的组合中使用而且可以在其它的组合中或者单独地使用，而没有脱离本发明的范围。

附图简述

图1显示了电压曲线的第一图示的示意图。

图2显示了电压曲线的第二图示的示意图。

图3显示了一个按照本发明的装置的实施形式的示意图。

本发明的实施形式

本发明依据实施形式示意地示于附图中并且在下面参见附图详细说明。

这些附图将相互关联地和综合地说明，相同的标记表示相同的部件。

图1示出的图示包括一个用于电压的垂直方向的轴2，电压在用于时间的水平方向的轴4上绘出。在该图示内示出了第一电压曲线6(实线)和第二电压曲线8(虚线)。沿着水平方向的时间轴4给出了第一时刻10，第二时刻12，第三时刻14以及第四时刻16。沿着垂直方向的电压轴2给出了额定电压18U_Soll的值以及缓冲电压20U_Buffer的值。

在该图示中用第一电压曲线6示出了一个在无故障的喷射装置中的典型的充电曲线。喷射装置的压电执行器的充电过程在第一时刻10开始。该充电过程持续到第二时刻12。电压然后稍微降低，直到第三时刻14，在该时刻起开始放电过程在该时间中应该在调控状态下额定电压18到达U_soll。放电过程在第四时刻16在到达0V的电压情况下结束。

如果在压电执行器出现负荷降低，该负荷降低由断开压电执行器的电能供给造成，则产生图1所述图示的第二电压曲线8。在此情况下得出，该电压比在无故障情况下更陡地升高，此外，比在无故障情况下到达应该高许多的值。

由于负荷降低的存在是不可预测的，因此在实施按照本发明的方法的实施例时，在第二时刻12之后的一个第五时刻实施电压测量22。在该第五时刻测量的值与用于一个阈值电压24的值比较。用于阈值电压24的值由额定电压18U_soll和一个偏置电压26ΔU之和形成。除了其它方面外，规定额定电压18U_soll依赖于喷射装置内的燃料压力。与此相应，用于阈值电压24的值也依赖于该压力。在本方法的示例中，因此使阈值电压24匹配于喷射装置的连续的运行。

说明压电执行器上存在负荷降低的一个条件是，在第五时刻测量的电压大于阈值电压24。如果在第五时刻测量的电压小于阈值电压24，那么在本方法的范围内没有诊断出负荷降低。在控制器中的机组电压测量电桥上测量在图1的图示中示出的第二电压曲线8，其在故障情况下出现。

图2的图示显示了在图1的图示中标出圆圈的部分，其中示出了加入的一个第三电压曲线28(点线)。该第三电压曲线28(ASIC)控制器在存在负荷降低情况下由一个专用集成电路测量。

因此在图2的图示中，通过第三电压曲线28(点线)示出在负荷降低情况下通过ASIC的识别机理。由于压电执行器因断开不再处于耦联状态，因此只充电了控制器的末级的寄生电容。由于该寄生电容非常小，因此在预先调整的电流情况下的电压非常强烈地升高。如果在一个时间间隔T_uT0Min30内超过一个第二电压阈值uT0Min32，则ASIC识别出负荷降低。随后立即实施放电并且经SPI或串联外围接口相应地通报CPU或主处理器。但是，由于在一定的控制器配置中的电磁兼容(EMV)的措施，寄生电容可以大到使电压的升高不能够足够快地进行。在这种情况下通过ASIC的识别失效。

电压升高，直到到达最大可供使用的缓冲电压20U_Buffer并且保持在该水平上，直到充电开关在第二时刻12被打开。通过转移电感（Transferinduktivität），电压然后先稍微较强烈地降低并且然后保持在一个高的水平上，直到放电过程。在这种情况下，通过图1所述的方法进行负荷降低的诊断。

图2在示意图中显示了按照本发明的装置40的一个实施形式，其用于内燃机的所谓的共轨喷射装置或共轨喷射系统。

这个装置2包括一个压电执行器42，它用于对喷射装置的阀针加载。该压电执行器42与一个电缆束电阻44串联连接。压电执行器42和电缆束电阻44经两个电线路46，48与作为装置40的其它的部件的控制器56的第一控制器部件54的一个正极50连接和一个负极52连接。规定该控制器56设计成用于经电线路46，48向压电执行器42供给电能，使得在压电执行器42上在理想的运行情况下具有一个电压，该电压可以加载喷射阀以实施喷射过程。

示意示出的控制器56具有作为另外的控制器部件58的一个机组电压测量电桥，它用于测量施加在压电执行器42上的电压。

Claims (5)

1.用于诊断喷射装置中的压电执行器（42）上的负荷降低的方法，其中，为了诊断，测量一个电压并且将其与一个阈值电压（24）比较，如果测量的电压大于阈值电压（24），则存在负荷降低, 其中，阈值电压(24)由一个额定电压(18)U_soll加上一个偏置电压(26)ΔU的和形成，其中，偏置电压(26)ΔU依据应用情况选择，其中，额定电压(18)U_soll取决于喷射装置中的燃料压力，并且其中，在喷射过程期间自一个充电过程结束起测量电压。

2.按照权利要求1所述的方法，其中，通过诊断负荷降低，检验喷射装置的电缆束中的断开。

3.用于诊断喷射装置中的压电执行器（42）上的负荷降低的装置，其中所述装置(40)设计成，测量一个电压，将该电压与一个阈值电压（24）比较，并且如果测量的电压大于阈值电压（24），则诊断出存在负荷降低， 其中，阈值电压(24)由一个额定电压(18)U_soll加上一个偏置电压(26)ΔU的和形成，其中，偏置电压(26)ΔU依据应用情况选择，其中，额定电压(18)U_soll取决于喷射装置中的燃料压力，并且其中，在喷射过程期间自一个充电过程结束起测量电压。

4.按照权利要求3所述的装置，该装置具有一个控制器(56)。

5.按照权利要求3或4所述的装置，该装置具有一个设计成用于测量电压的机组电压测量电桥。