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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überprüfen einer widerstandsabhängigen Funktion eines Piezostellers, eine Anordnung zum Überprüfen einer widerstandsabhängigen Funktion eines Piezostellers, ein Computerprogramm und ein Computerprogrammprodukt.
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Stand der Technik
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Bei einer Einspritzeinrichtung eines Verbrennungsmotors kann ein erhöhter Widerstand im Kabelbaum in einem Common-Rail-System mit einem Piezosteller dazu führen, dass der Piezosteller nicht vollständig geladen wird und Einspritzungen ausfallen. Bei bekannten Steuergeräten ist zwar u. a. eine Diagnose eines Lastabfalls vorgesehen, diese spricht allerdings erst bei relativ hohen Widerständen von R > 50 Ohm sicher an.
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Die Druckschrift
EP 1 138 905 B1 beschreibt ein Verfahren zum Erkennen einer Lastabnahme beim Ansteuern von piezoelektrischen Elementen, um einen Abfall der elektrischen Last eines oder mehrerer piezoelektrischen Elemente zuverlässig zu erkennen. Dabei wird ein Lastabfall eines piezoelektrischen Elements dadurch erkannt, dass überwacht wird, ob eine gewünschte Spannung an dem piezoelektrischen Element in weniger als einer vorbestimmten Minimalzeit erreicht wird. Wenn eine solche Spannung in weniger als der Minimalzeit erreicht wird, wird ein Signal erzeugt, um anzuzeigen, dass ein Lastabfall für dieses piezoelektrische Element aufgetreten ist. Mit einem derartigen Signal können Gegenmaßnahmen zur Fehlerbehebung eingeleitet werden. Alternativ kann die Fehlerbehebung zum Beispiel in der Werkstatt durchgeführt werden. Das erzeugte Signal kann auch zum Speichern einer Fehlernachricht in einem elektronischen Speicher verwendet werden.
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Aus der
DE 103 20 285 A1 ist ein Verfahren zum Betreiben eines Piezoaktors bekannt. Durch die Überwachung der Spannung bei der Entladung des Piezoaktors über einen Widerstand erfolgt eine Klassifikation des Piezoaktors.
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Die
DE 198 45 042 A1 beschreibt ein Verfahren zur Diagnose eines Piezoaktors. Verschiedene Fehlerzustände werden anhand der elektrischen Ansteuergrößen im Vergleich zu Referenzwerten bei einem Umschwingvorgang erkannt.
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Auch die
WO 2004/ 051 066 A1 zeigt ein Verfahren zur Diagnose eines Piezoaktors.
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Offenbarung der Erfindung
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überprüfen einer widerstandsabhängigen Funktion eines Piezostellers in einer Einspritzanordnung, wobei der Piezosteller innerhalb der Einspritzanordnung mit einem Kabelbaum in Reihe geschaltet ist. Hierbei wird für einen Einspritzvorgang ein Gesamt-Spannungsverlauf einer Gesamt-Spannung, die an dem Kabelbaum und dem Piezosteller anliegt, durch eine Spannungsmessbrücke gemessen und überprüft, ob der Kabelbaum einen erhöhten Widerstand aufweist.
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Mit der Erfindung kann u. a. eine erhöhter Widerstand, bspw. eines Übergangs-Widerstands, in einem Kabelbaum nachgewiesen und somit diagnostiziert werden. Es ist vorgesehen, dass der Piezosteller und der Kabelbaum mit dem Widerstand eine Einspritzschaltungsanordnung der Einspritzanordnung bilden. Bei Durchführung des Verfahrens wird ein Gesamt-Spannungsverlauf der Gesamt-Spannung, die an dem Kabelbaum und dem Piezosteller anliegt, und somit eine Gesamt-Spannung der Einspritzschaltungsanordnung gemessen.
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Der Gesamt-Spannungsverlauf der gemessenen Gesamt-Spannung wird weiterhin auf das Vorliegen mindestens einer Abweichung hin überprüft. Diese Abweichung kann durch Vergleich des gemessenen Gesamt-Spannungsverlaufs bzw. eines Ist-Spannungsverlaufs mit einem vorgegebenen, typischerweise fehlerfreien Gesamt-Spannungsverlauf bzw. Soll-Gesamt-Spannungsverlauf nachgewiesen werden. Alternativ oder ergänzend kann die mindestens eine Abweichung aufgrund eines Vorliegens eines bestimmten Charakterismus in einer Kurvenform des gemessenen Gesamt-Spannungsverlaufs nachgewiesen werden. Ein derartiger Nachweis kann bei Untersuchung der Kurvenform quantitativ und/oder qualitativ erfolgen.
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Zur Umsetzung eines Einspritzvorgangs ist typischerweise vorgesehen, dass der Piezosteller bzw. ein Piezoaktor ein Einspritzventil der Einspritzanordnung beaufschlägt und dabei eine Injektorleitung der Einspritzanordnung kurzzeitig öffnet, so dass über die Injektorleitung und/oder das Einspritzventil einer Verbrennungskammer des Verbrennungsmotors Kraftstoff bereitgestellt wird.
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Zu Beginn des Einspritzvorgangs liegt an dem Piezosteller keine Spannung an. Danach erfolgt zunächst ein Ladevorgang, bei dem der Piezosteller derart mit elektrischer Energie versorgt wird, dass zum Ende des Ladevorgangs eine Ladespannung, die auch als Abschaltspannung bezeichnet wird, anliegt. Während des Ladevorgangs wird dem Piezosteller ein Ladestrom ILade > 0 Ampere bereitgestellt. Danach erfolgt eine bestromungsfreie Phase, in der der Strom für den Piezosteller abgeschaltet wird (I = 0 Ampere). Danach wird der Piezosteller mit einem dem Ladestrom entgegengesetzter Entladestrom IEntladen < 0 Ampere entladen. Sobald ein dabei gemessener Wert des Gesamt-Spannungsverlaufs eine konfigurierbare Spannungsschwelle von bspw. 0 Volt erreicht, wird typischerweise davon ausgegangen, dass der Piezosteller entladen und somit der Einspritz- und Entladevorgang abgeschlossen ist. Hierzu sind der Piezosteller und der Kabelbaum über zwei Anschlüsse mit Polen des Steuergeräts verbunden.
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Es ist zumindest ein Steuergerät vorgesehen, das mit der Einspritzanordnung zusammenwirkt und dabei den Piezosteller mit elektrischer Energie versorgt.
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Der erhöhte Widerstand kann in einer Variante des Verfahrens nach Unterschreiten der konfigurierbaren Spannungsschwelle diagnostiziert werden. Das Unterschreiten der konfigurierbaren Spannungsschwelle kann in Ausgestaltung von einem Endstufenbaustein des Steuergeräts nachgewiesen oder detektiert werden.
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In einer Variante kann dies bedeuten, dass nach Unterschreiten der konfigurierbaren Spannungsschwelle in dem Gesamt-Spannungsverlauf überprüft wird, ob der Kabelbaum den erhöhten Widerstand aufweist, wobei mit dem Unterschreiten der konfigurierbaren Spannungsschwelle eine Bedingung für ein Ende eines Entladevorgangs für den Piezosteller nachgewiesen wird.
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Falls der Einspritzvorgang fehlerfrei ist, was in diesem Fall bedeutet, dass der Widerstand des Kabelbaums R = 0 Ohm ist, so ist der Piezosteller üblicherweise vollständig entladen, sobald die konfigurierbare Spannungsschwelle nach Absinken der Gesamt-Spannung unterschritten oder zumindest erreicht ist. Danach entspricht eine Wert der Gesamt-Spannung einen Wert der Spannungsschwelle, bspw. 0 Volt.
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Falls der Widerstand des Kabelbaums größer 0 Ohm sein sollte, wird während des Entladevorgangs nach Absinken der Gesamt-Spannung kurzfristig die Spannungsschwelle unterschritten. Allerdings steigt die Gesamt-Spannung danach wieder auf einen Wert, der größer als ein Wert der Spannungsschwelle ist, an und sinkt danach nur langsam ab.
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In diesem Fall wird die Gesamt-Spannung während des Entladevorgangs durch den Widerstand des Kabelbaums auf den Wert der Spannungsschwelle abgesenkt Da der Piezosteller jedoch unter dieser Bedingung noch nicht vollständig entladen ist, erhöht sich die Gesamt-Spannung nach dem kurzen Absinken auf die Spannungsschwelle wieder, danach erfolgt das langsame verzögerte Entladen des Piezostellers. Die erhöhte Gesamt-Spannung nach Unterschreiten oder Erreichen der Spannungsschwelle wird im Rahmen des Verfahrens gemessen.
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Demnach wird nach Unterschreiten der konfigurierbaren Spannungsschwelle überprüft, ob ein Wert der Gesamt-Spannung größer als ein Wert der konfigurierbaren Spannungsschwelle ist.
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In einer Variante des Verfahrens kann der Gesamt-Spannungsverlauf von einem Endstufenbaustein eines Steuergeräts, das mit der Einspritzanordnung zusammenwirkt, gemessen sowie detektiert werden.
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In Ausgestaltung der Erfindung wird von dem für die Gesamt-Spannung gemessenen Gesamt-Spannungsverlauf ein an dem Piezosteller anliegender, erwarteter Soll-Spannungsverlauf bzw. fehlerfreier, idealer Gesamt-Spannungsverlauf abgezogen. Aus einer Differenz des Gesamt-Spannungsverlaufs und des Soll-Spannungsverlaufs wird somit ein Spannungsverlauf des Kabelbaums ermittelt und daraus weiterhin der ggf. vorliegende erhöhte Widerstand an dem Kabelbaum diagnostiziert, falls dieser aufgrund des ermittelten Spannungsverlaufs des Kabelbaums größer als 0 Ohm ist.
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Der beschriebene erwartete Soll-Spannungsverlauf an dem Piezosteller kann üblicherweise genau bereitgestellt und/oder eingestellt werden. Hierzu ist vorgesehen, dass ein Baustein einer Endstufe des Steuergeräts den Piezosteller immer während einer konstanten Zeitspanne lädt, so dass auch bei ggf. vorhandenem Widerstand an dem Kabelbaum typischerweise immer dieselbe Ladung auf den Piezosteller fließt. Dadurch wird weiterhin bewirkt, dass sich damit auch während eines bestromungsfreien Zustands, d. h. nach Beendigung des Ladevorgangs bis zu Beginn des Entladevorgangs, an dem Piezosteller in etwa immer dieselbe Spannung und somit Soll-Spannung anliegt.
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Bei einer weiteren Variante des Verfahrens kann der Gesamt-Spannungsverlauf vor Beginn des Einspritzvorgangs, während des eigentlichen Einspritzvorgangs, also im Verlauf des Ladevorgangs und des Entladevorgangs, aber auch nach Beendigung des Entladevorgangs und somit nach Beendigung des Einspritzvorgangs gemessen werden. Weiterhin ist vorgesehen, dass dieser gemessene Gesamt-Spannungsverlauf auf das Vorliegen mindestens einer Abweichung hin überprüft wird, die für den Fall, dass der Kabelbaum einen erhöhten Widerstand aufweist, auftreten kann. Der erhöhte Widerstand des Kabelbaums wird bei Vorliegen dieser mindestens einen Abweichung diagnostiziert.
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Die erfindungsgemäße Anordnung weist eine Spannungsmessbrücke auf und ist zum Überprüfen einer widerstandsabhängigen Funktion eines Piezostellers in einer Einspritzanordnung ausgebildet. Dabei ist der Piezosteller innerhalb der Einspritzanordnung mit einem Kabelbaum in Reihe geschaltet. Für einen Einspritzvorgang wird ein Gesamt-Spannungsverlauf einer Gesamt-Spannung, die an dem Kabelbaum und dem Piezosteller anliegt, durch die Spannungsmessbrücke gemessen. Durch die Anordnung wird, typischerweise durch Analyse des gemessenen Gesamt-Spannungsverlaufs, überprüft, ob der Kabelbaum einen erhöhten Widerstand aufweist.
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Die Anordnung ist in einer Variante zur Diagnose des erhöhten Widerstands in dem Kabelbaum geeignet und dazu ausgebildet, den Gesamt-Spannungsverlauf auf das Vorliegen mindestens einer Abweichung hin zu überprüfen, so dass bei Vorliegen der mindestens einen Abweichung entschieden wird, ob sich der erhöhte Widerstand während des Einspritzvorgangs eingestellt hat.
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Üblicherweise weist die Anordnung als eine mögliche Komponente die Spannungsmessbrücke auf, die zum Messen des Gesamt-Spannungsverlaufs an einer Einspritzschaltungsanordnung, die den Kabelbaum mit dem Widerstand und den Piezosteller umfasst, ausgebildet ist. Die Spannungsmessbrücke ist üblicherweise zwischen einem Anschluss, an dem der Piezosteller mit einer Energieversorgung verbunden ist, und Masse geschaltet. Der Piezosteller ist in Ausgestaltung über den genannten, ersten Anschluss mit einem ersten Pol, bspw. einem Hochspannungsseiten-Anschluss (Aktor-High-Side), eines Steuergeräts verbunden. Der Kabelbaum ist über den Piezosteller mit dem ersten Anschluss und somit dem ersten Pol indirekt verbunden. Weiterhin ist der Kabelbaum über einen zweiten Anschluss mit einem zweiten Pol des Steuergeräts verbunden. In der Regel handelt es sich bei dem ersten Pol um den Pluspol und bei dem zweiten Pol um den Minuspol des Steuergeräts. Alternativ können Plus- und Minuspol auch vertauscht sein.
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Der Gesamt-Spannungsverlauf für die Gesamt-Spannung wird in Ausgestaltung parallel zu der Einspritzschaltungsanordnung und daher parallel zu dem Kabelbaum und dem Piezosteller abgegriffen. Die beschriebene Anordnung kann als Steuergerät, das mit der Einspritzanordnung zusammenwirkt, ausgebildet sein. Demnach kann das Steuergerät auch die Spannungsmessbrücke umfassen.
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Die Anordnung kann in einer Variante mindestens einen Endstufenbaustein aufweisen, der dazu ausgebildet ist, den gemessenen Gesamt-Spannungsverlauf zu messen sowie zu untersuchen, ob oder wann die Spannungsschwelle während des Einspritzvorgangs unterschritten wird. In einer Ausführung der Erfindung wird der Gesamt-Spannungsverlauf nach dem typischerweise ersten Absinken der Gesamt-Spannung unterhalb der Spannungsschwelle während des Einspritzvorgangs gemessen. Ein derartiges Absinken und somit Erreichen, üblicherweise Unterschreiten, der Spannungsschwelle kann als Signal zur Messung des Spannungs-Verlaufs zur Diagnose des möglicherweise vorhandenen Widerstands des Kabelbaums verwendet werden, allerdings kann der Gesamt-Spannungsverlauf auch während des gesamten Einspritzvorgangs und danach gemessenen werden. Somit wird das Erreichen und/oder Unterschreiten der Spannungsschwelle als Hinweis für eine mögliche vollständige Entladung des Piezostellers benutzt. Ob der Piezosteller aber wirklich entladen ist, wird durch Messen der Gesamt-Spannung zu einem Zeitpunkt nach Erreichen und/oder Unterschreiten der Spannungsschwelle nachgewiesen. Das Messen der Gesamt-Spannung erfolgt üblicherweise durch die Spannungsmessbrücke.
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In weiterer Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Anordnung und somit das Steuergerät zur Bereitstellung elektrischer Energie für den Piezosteller ausgebildet ist, so dass der Piezosteller zur Beaufschlagung und somit zur Betätigung einer Injektorleitung und/oder eines Einspritzventils der Einspritzanordnung ausgebildet ist.
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Mit der Erfindung ist es möglich, auch bei niedrigeren Widerständen von ca. R = 10 bis 50 Ohm eine Diagnose des erhöhten Widerstands des Kabelbaums zur Verfügung zu stellen.
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Die Diagnose erfolgt über die Messung der Spannung zwischen einem Hochspannungsseiten-Anschluss (Aktor-High Side) oder alternativ einem Niederspannungsseiten-Anschluss (Aktor-Low-Side) des Piezostellers und der Masse über die Spannungsmessbrücke. Ein möglicher Zeitpunkt der Messung ist, nachdem der Endstufenbaustein das Unterschreiten der konfigurierbaren Spannungsschwelle detektiert hat.
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Durch mindestens eine vorgesehene Umsetzung der Erfindung ist die Unabhängigkeit von injektorspezifischen Eigenschaften bei der Diagnose gegeben.
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Die beschriebene Anordnung ist dazu ausgebildet, sämtliche Schritte des vorgestellten Verfahrens durchzuführen. Dabei können einzelne Schritte dieses Verfahrens auch von einzelnen Komponenten der Anordnung durchgeführt werden. Weiterhin können Funktionen der Anordnung oder Funktionen von einzelnen Komponenten der Anordnung als Schritte des Verfahrens umgesetzt werden.
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Die Erfindung betrifft weiterhin ein Computerprogramm mit Programmcodemitteln, um alle Schritte eines beschriebenen Verfahrens durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder einer entsprechenden Recheneinheit, insbesondere in einer erfindungsgemäßen Anordnung, ausgeführt wird.
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Das erfindungsgemäße Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln, die auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert sind, ist zum Durchführen aller Schritte eines beschriebenen Verfahrens ausgebildet, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder einer entsprechenden Recheneinheit, insbesondere in einer erfindungsgemäßen Anordnung, ausgeführt wird.
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Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
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Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Figurenliste
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- 1 zeigt in schematischer Darstellung eine Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Anordnung.
- 2 zeigt in schematischer Darstellung zwei Diagramme für Spannungsverläufe.
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Ausführungsformen der Erfindung
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Die Erfindung ist anhand von Ausführungsformen in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben.
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Die Figuren werden zusammenhängend und übergreifend beschrieben, gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Komponenten.
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Die in 1 in einer Ausführungsform schematisch dargestellte erfindungsgemäße Anordnung 8 umfasst eine Einspritzschaltungsanordnung 2, die einen Piezosteller 4 sowie einen Widerstand 6 eines Kabelbaums umfasst, die innerhalb der Spannungsschaltungsanordnung 2 hintereinander in Reihe geschaltet sind. Außerdem umfasst die Anordnung 8 eine erste Steuergerätekomponente 10 eines Steuergeräts 12. Der Piezosteller 4 und der Widerstand 6 des Kabelbaums sind mit einem ersten Hochspannungsseiten-Anschluss 14 (Pluspol) und einem zweiten Niederspannungsseiten-Anschluss 16 (Minuspol) der Steuergerätkomponente 10 und somit des Steuergeräts 12 verbunden.
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Der Piezosteller 4 als eine Komponente der Einspritzschaltungsanordnung 2 und daher einer Einspritzanordnung ist zum Beaufschlagen eines Einspritzventils der Einspritzanordnung ausgebildet. Dadurch wird ein Öffnen eines Einspritzventils der Einspritzanordnung bewirkt, so dass über das geöffnete Einspritzventil Brennstoff in eine Brennkammer eines Verbrennungsmotors gefördert wird. Zum Öffnen des Einspritzventils wird während eines Ladevorgangs durch den Piezosteller 4 ausgehend von dem Steuergerät 12 ein Ladestrom geleitet und somit elektrische Energie bereitgestellt, so dass an dem Piezosteller 4 eine Ladespannung anliegt. Aufgrund des Anliegens dieser Ladespannung verändert sich eine räumliche Ausdehnung des Piezostellers 4 in mindestens einer Raumrichtung, so dass dadurch das Einspritzventil bewegt wird.
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Während eines Einspritzvorgangs kann es dazu kommen, dass der Widerstand 6 des Kabelbaums einen erhöhten Widerstand R > 0 Ohm aufweist. Bei einem fehlerfreien Betrieb der Einspritzschaltungsanordnung sollte der Widerstand 6 des Kabelbaums 0 Ohm betragen. Das Vorliegen eines erhöhten Widerstands 6 wird bei der vorliegenden Ausführungsform der Anordnung mit einer Spannungsmessbrücke 18, die als weitere Komponente des Steuergeräts 12 und somit der Anordnung 8 ausgebildet ist, gemessen, wobei die Spannungsmessbrücke 18 die an der Spannungsschaltungsanordnung 2 und somit an dem Piezosteller 4 und dem Widerstand 6 des Kabelbaums anliegende Gesamt-Spannung misst.
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In der vorliegenden 1 ist dargestellt, dass die Spannungsmessbrücke 18 einerseits an dem ersten Anschluss 14 des Steuergeräts und andererseits an Masse 20 angeschlossen ist. In Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Masse 20 auf demselben Potential wie der zweiten Anschluss 16 des Steuergeräts 12 liegt. In einer alternativen Konstellation können der erste Anschluss 14 und der zweite Anschluss 16 auch miteinander vertauscht sein.
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2 zeigt oben ein erstes Diagramm 30 und darunter ein zweites Diagramm 32. Beide Diagramme 30, 32 umfassen eine vertikal orientierte Achse 34 für eine anliegende Spannung und jeweils eine horizontal orientierte Achse 36 für die Zeit.
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Dabei ist in dem ersten Diagramm 30 mit der durchgezogenen Linie ein fehlerfreier Gesamt-Spannungsverlauf 38 eingetragen, der sich während eines Einspritzvorgangs für die in 1 vorgestellte Einspritzschaltungsanordnung 2 ergibt, wenn der Widerstand 6 des Kabelbaums 0 Ohm ist. In diesem Fall entspricht der gezeigte fehlerfreie Gesamt-Spannungsverlauf 38 einem Soll-Spannungsverlauf einer Spannung, die während des Einspritzvorgangs an dem Piezosteller 4 der Einspritzschaltungsanordnung 2 anliegt.
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Bei der fehlerfreien Einspritzschaltungsanordnung weist der Kabelbaum keinen elektrischen Widerstand 6 (R = 0) auf. Dies ist in dem ersten Diagramm 30 aus 2 durch den ersten, fehlerfreien Gesamt-Spannungsverlauf 38 dargestellt. Außerdem zeigt das Diagramm 30 den erwarteten, zweiten Gesamt-Spannungsverlauf 40 bei einem erhöhtem Widerstand 6, in diesem Fall einem erhöhten Übergangswiderstand, an dem Kabelbaum mit R > 0 Ohm.
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Das zweite Diagramm 32 aus 2 zeigt einen Spannungsverlauf 42 bei Anliegen eines erhöhten Widerstands 6 des Kabelbaums der Spannungsschaltungsanordnung. Dieser gezeigte Spannungsverlauf 42 für den Widerstand 6 ergibt sich aus einer Differenz des zweiten Gesamt-Spannungsverlaufs 40 und des ersten Gesamt-Spannungsverlaufs 38 aus dem ersten Diagramm 30 nur während des Lade- bzw. Entladevorgangs. In dieser Variante wird ein konstanter Lade- bzw. Entladestrom angenommen. Die an der Spannungsmessbrücke 18 gemessene Spannung im Fehlerzustand ist also gleich der Summe der erwarteten Piezosteller- bzw. Piezoaktorspannung und der Spannung, die am Widerstand 6 abfällt.
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Ein fehlerfreier Einspritzvorgang, bei dem kein erhöhter Widerstand 6 des Kabelbaums anliegt, ist durch vier Zeitpunkte 44, 46, 48, 50 charakterisiert. Dabei erfolgt zwischen einem ersten Zeitpunkt 44 und einem zweiten Zeitpunkt 46 ein Ladevorgang für den Piezosteller 4, während dem durch den Piezosteller 4 ein von dem Steuergerät bereitgestellter Ladestrom fließt. Nach Beendigung des Ladevorgangs ist zum zweiten Zeitpunkt 46 vorgesehen, dass an dem Piezosteller 4 die Ladespannung 52 und somit eine Soll-Spannung anliegt, wie durch den ersten Gesamt-Spannungsverlauf 38 in dem ersten Diagramm 30 dargestellt. Nach Beendigung einer durch den zweiten Zeitpunkt 46 und den dritten Zeitpunkt 48 begrenzten bestromungsfreien Phase, während der durch den Piezosteller kein Strom fließt, folgt ein Entladevorgang, der mit dem dritten Zeitpunkt 48 beginnt und mit dem vierten Zeitpunkt 50 abgeschlossen wird. Während dieses Entladevorgangs fließt durch den Piezosteller 4 ein dem Ladestrom entgegengesetzter Entladestrom.
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Dabei ist in der vorliegenden Ausgestaltung vorgesehen, dass der erste, fehlerfreie Gesamt-Spannungsvorlauf 38 ein weitgehend trapezförmiges Profil aufweist. Dies bedeutet, dass der erste Gesamt-Spannungsverlauf 38 bis zum ersten Zeitpunkt 44 einen Wert von 0 Volt aufweist und während durch Bereitstellung des Ladestroms des Ladevorgangs zwischen dem ersten Zeitpunkt 44 und dem zweiten Zeitpunkt 46 einen maximalen Wert, nämlich die Ladespannung 52, erreicht. In dem Zeitintervall zwischen dem zweiten Zeitpunkt 46 und dem dritten Zeitpunkt 48 erfolgt eine bestromungsfreie Phase, während der diese Ladespannung 52 konstant aufrechterhalten wird. Ab dem dritten Zeitpunkt 52 bis zu dem vierten Zeitpunkt 50 erfolgt der Entladevorgang unter Bereitstellung des Entladestroms, in dem der erste ideale Gesamt-Spannungsverlauf 38 bis zum vierten Zeitpunkt 50 die Spannungsschwelle erreicht und auf den Wert der Spannungsschwelle verbleibt.
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Der zweite Gesamt-Spannungsverlauf 40, der sich bei Vorliegen des erhöhten Widerstands 6 im Kabelbaum ergibt, unterscheidet sich zum ersten Zeitpunkt 40 durch eine erste Abweichung 56 von dem ersten Gesamt-Spannungsverlauf 38 und zum zweiten Zeitpunkt durch eine zweite Abweichung 58 von dem ersten Gesamt-Spannungsverlauf 38. Dabei ist jeweils eine Abweichung 56, 58 durch einen stufenförmigen Sprung charakterisiert, der durch das Vorliegen des Widerstands 6 bedingt ist, so dass an dem Widerstand 6 eine zusätzliche Spannung abfällt.
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Dass zum zweiten Zeitpunkt 46 die beiden Gesamt-Spannungsverläufe 38, 40 nicht auf derselben Spannung liegen, hängt mit den Abläufen des Ladevorgangs zusammen, bei dem der Strom eben nicht konstant ist sondern über eine Transferinduktivität gepulst wird. In einer Endstufe wird der Piezosteller 4 während der konstanten Zeitspanne geladen, so dass trotz des Widerstands 6 im Kabelbaum in etwa die gleiche Ladung auf den Piezosteller 4 fließt und sich damit während der bestromungsfreien Phase auch etwa dieselbe Spannung am Piezosteller 4 einstellt.
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Der Entladevorgang erfolgt nach einem anderen Prinzip. Über das Schließen eines Entladeschalters und des damit verbunden Stromflusses fällt am ohmschen Widerstand 6 des Kabelbaums erneut eine Spannung ab. An der Spannungsmessbrücke 18 wird die Summe beider Spannungen gemessen. Unterschreitet diese Spannung eine konfigurierbare Spannungsschwelle, endet der Entladevorgang. Die entsprechenden Schalter in der Endstufe werden dazu geöffnet.
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Hierbei ist zu berücksichtigen, dass das Absinken der Spannung auf die Spannungsschwelle, typischerweise das Unterschreiten der Spannungsschwelle als Ende des Entladevorgangs definiert.
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Falls an dem Kabelbaum kein Widerstand anliegt, ist der Entladevorgang des Piezostellers in der Tat beendet. Dies ist dadurch nachweisbar, indem eine zum sechsten Zeitpunkt 54 gemessene Gesamt-Spannung dem Wert der Spannungsschwelle, hier 0 Volt, entspricht.
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Falls der Widerstand 6 des Kabelbaums endlich sein sollte, ist der Piezosteller 4 zu dem sechsten Zeitpunkt 54 noch nicht vollständig entladen, was sich durch eine dritte Abweichung 60 des zweiten Gesamt-Spannungsverlaufs 40 offenbart. An dem Widerstand 6 fällt keine Spannung mehr ab. An der Spannungsmessbrücke 16 liegt in diesem Fall zum sechsten Zeitpunkt 54 eine Spannung, die größer als die Spannungsschwelle ist.
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Bei fehlerhaftem Betrieb erfolgt erst nach dem fünften Zeitpunkt 52, nachdem die Gesamt-Spannung auf einen Wert angestiegen ist, der der Spannung des Piezostellers entspricht, die eigentliche Entladung des Piezostellers. Diese nun messbare Gesamt-Spannung wird nur langsam abgebaut.
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Für den Fall, dass ein erhöhter Widerstand 6 des Kabelbaums vorliegt, bedeutet das, wie das zweite Diagramm 32 zeigt, dass an dem Widerstand 6 zwischen dem ersten Zeitpunkt 44 und dem zweiten Zeitpunkt 46 ein erhöhter Widerstand 6 größer 0 Ohm anliegt. Dieser erhöhte Widerstand 6 liegt weiterhin zwischen dem dritten Zeitpunkt 48 und dem fünften Zeitpunkt 53 an. Der Spannungsverlauf 42 an dem Widerstand 6 ist in dem zweiten Diagramm 32 aus 2 zwischen dem dritten Zeitpunkt 48 und dem fünften Zeitpunkt 53 aufgrund eines geänderten Vorzeichens des fließenden Stroms negativ.
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Über einen Analog-Digital-Converter (ADC) des Steuergeräts 18 wird die Spannung weiterhin zu einem sechsten Zeitpunkt 54 gemessen. Liegt sie über der applizierbaren Spannungs-schwelle, kann ein Fehlerpfad gesetzt werden bzw. kann die Spannung über den Diagnose-Tester ausgelesen werden und mit einem Schwellwert in einem Tester oder außerhalb des Testers des Steuergeräts 12 verglichen werden.
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In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann der zweite Gesamt-Spannungsverlauf 40, der üblicherweise einem realen Spannungsverlauf entspricht, daraufhin untersucht werden, ob dieser Gesamt-Spannungsverlauf 40 mindestens eine Abweichung 56, 58, 60 aufweist. Diese Abweichungen 56, 58, 60 stellen nicht nur quantitative sondern auch qualitative Abweichungen 56, 58, 60 des zweiten Spannungsverlaufs 40 von dem ersten, fehlerfreien Gesamt-Spannungsverlauf 38 dar.
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Falls der Widerstand 6 des Kabelbaums endlich sein sollte, wird die Spannungsschwelle bereits zum fünften Zeitpunkt 54 vor dem vierten Zeitpunkt 50 erreicht. Das Erreichen der Spannungsschwelle, unabhängig davon, ob das bei dem ersten Spannungsverlauf 38 zu den vierten Zeitpunkt 50 oder bei dem zweiten Spannungsverlauf 40 zu dem fünften Zeitpunkt 53 erfolgt, gilt als Signal für eine mögliche Durchführung des Verfahrens.
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Falls der Widerstand 6 endlich ist, kann dies als dritte Abweichung 60 bereits ab dem fünften Zeitpunkt 53 nachgewiesen werden. Üblicherweise wird diese dritte Abweichung aber erst zu dem sechsten Zeitpunkt 54 nach Abschluss des Einspritzvorgangs gemessen. Falls nach Ende des Vorgangs von dem ersten Gesamt-Spannungsverlauf 38 abweichend der zweite real gemessene Gesamt-Spannungsverlauf 40 einen Wert größer der Spannungsschwelle aufweist, ist die dritte Abweichung 60 vorhanden. Das bedeutet, dass der Widerstand 6 des Kabelbaums erhöht ist.
