EP1745203B1 - Method of diagnosis for control circuits - Google Patents

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EP1745203B1
EP1745203B1 EP05729778A EP05729778A EP1745203B1 EP 1745203 B1 EP1745203 B1 EP 1745203B1 EP 05729778 A EP05729778 A EP 05729778A EP 05729778 A EP05729778 A EP 05729778A EP 1745203 B1 EP1745203 B1 EP 1745203B1
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EP
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drive circuit
hsl
short
circuit
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    • F02D41/06Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up
    • F02D41/062Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up for starting

Definitions

  • the invention is based on a method for the diagnosis of drive circuits with at least one actuator, in particular a capacitive actuator of a fuel injection device, according to the preamble of the independent claim.
  • the present invention also relates to a device for driving drive circuits, in particular a control device of an internal combustion engine, and a computer program product for carrying out the method according to the invention on a computer or control device.
  • Such actuators operated capacitively or inductively, are used in fuel injection devices of internal combustion engines, in particular in those with direct fuel injection.
  • piezo actuators as capacitive actuators a valve element of the fuel injection device is moved from an open to a closed position and vice versa by a change in length of the piezoelectric actuator.
  • a proper control of the piezoelectric actuator is no longer possible.
  • a plurality of piezoelectric actuators is impaired in their function. In the best case this can lead to a loss of comfort, in an unfavorable case to a deterioration of the fuel consumption and the emission behavior of the engine Internal combustion engine, and in extreme cases lead to a risk to the user of the internal combustion engine.
  • the inventive method with the features of the independent claim has the advantage that before each operation of a respective drive circuit for driving at least one actuator, this drive circuit and the at least one actuator is checked for short circuits, and that occurs in the presence of a short circuit, an error response.
  • This has the particular advantage that before each operation of the Control circuit is ensured that the respectively driven drive circuit is without a short circuit.
  • the drive circuit in which a short circuit has been detected is blocked as a fault reaction.
  • this procedure and in particular a rapid error reaction after detection of a short circuit, it is advantageously possible to dispense with a continuous short circuit strength of the drive output stage.
  • it is sufficient to build the output stage, although short-circuit-proof but not necessarily permanently short circuit-proof and thus makes it possible to cost-effective components or To use mechanical components.
  • the dissipated power loss is reduced.
  • a device for driving control circuit which have at least one actuator, is provided, wherein the device is designed for example as a control unit of an internal combustion engine and is programmed to use at least one inventive method.
  • the diagnosis for short circuit can be taken over centrally by a control device and, for example, in addition to the fault realizations, further measures can be initiated.
  • the invention is based on the consideration that an output stage for the control of actuators does not necessarily have to be permanently short-circuit-proof if it is ensured that the output stage does not drive a control circuit with a permanent short circuit. According to the invention, it is now provided to check the respective drive circuit and the actuators themselves for a short circuit before operating an actuator. If a short circuit is detected, preferably the respective drive circuit for further operation, in particular an output stage control, is disabled.
  • actuators that are intended for operation in a Brennläftmaschine summarized into groups in a common drive circuit. These groups of actuators are commonly referred to as a bank or as a bank system for a six-cylinder internal combustion engine, for example, three bank systems can be provided with two actuators.
  • FIG. 1 schematically shows a drive circuit for two capacitive actuators.
  • First and second actuators are in FIG. 1 marked with actuator 1 and actuator 2.
  • Both actuators are each connected to a connection on the so-called high side via a common supply line with a throttle, wherein the inductor either via a high-side switching element HSL on a supply line or a low-side switching element LSE on a ground line can be switched.
  • the electrical connection of the actuators (actuator 1, 2) via the common feed line, the throttle and the high-side switching element to the supply line is also referred to as a high-side power stage path.
  • the so-called Lowside the connection of the first actuator actuator 1 with a first lowside switching element GLS1 and the connection of the second actuator actuator 2 is connected to a second lowside switching element GLS2 wherein the two switching elements GLS1, GLS2, the two actuators actuator 1, 2 switch to a common Lowside supply line.
  • the common low-side supply line is connected to the ground line via a measuring resistor R meas.
  • the electrical path from the connection of a respective actuator actuator 1, 2 via the associated Lowside switching element GLS1,2, the Lowside supply line and the measuring resistor R measurement to the ground line is also referred to as Lowside Endworknpfad 1, 2
  • a bridging switching element GSTOP is provided, which connects the high side of the actuators via a shunt resistor Rshunt with the lowside supply line. All switches and switching elements are in the embodiment of FIG. 3 open.
  • the voltage drop across the actuators is referred to as the so-called bank voltage UBANK.
  • the voltage drop across the measuring resistor Rmess is proportional to the piezoelectric current IPIEZO.
  • the bypass switching element is opened and then the high-side switching element HSL closed after a waiting time T_TRDLY. If the bank voltage UBANK reaches or exceeds an operating threshold value U_HSL after a pre-test time T_HSL, starting from closed high-side switching element HSL, it can be assumed that there is no short circuit in the drive circuit and the drive circuit is enabled and changes to the usual operating mode.
  • the check of the bank voltage UBANK at the start of operation of the drive circuit serves as a kind of pre-test S0 for a short circuit in the drive circuit to be operated.
  • the first step S1 of the incoming short circuit check is initiated, wherein the highside switching element HSL remains closed and an additional waiting time T_TRDLY follows directly on the pretest time T_HSL of the pretest SO. If the bank voltage UBANK remains below a minimum threshold value ULOW in this additional waiting time T_TRDLY, then there is a "short to ground on highside output stage path" KSMHS and an error reaction is initiated. Without initiating an error reaction, the high-side shadow element HSL is opened again at the end of the waiting time T_TDRLY and the bypass switching element GSTOP is closed after a further subsequent waiting time T_TRDLY.
  • a diagnostic waiting time T_DIAGKSUB follows. Since the high side switching element HSL is open during this time, no current should flow from the high side via the bypass switching element GSTOP, the shunt resistor Rshunt and the measuring resistor Rmess. However, if the piezoelectric current IPIEZO measured across the measuring resistor Rmess exceeds a current threshold IPSEL, a so-called "short circuit to Ubat (battery or supply voltage) on the high-side output stage path" KSUBHS is detected and an error reaction is initiated. Without an error reaction, the bypass switching element GSTOP is opened at the end of the diagnostic waiting time T_DIAGKSUB.
  • a third step S3 the first low-side switching element GLS1 is closed for a time T_IPSEL. If the current threshold IPSEL is exceeded during this time T_IPSEL, there is a so-called “short circuit against Ubat (battery or supply voltage) on the low-side power stage path 1" KSUBLS1 and an error reaction is initiated.
  • Ubat battery or supply voltage
  • step S4 the first low-side switching element GLS1 is opened again and second low-side switching element GLS2 is closed.
  • Analogous to The third step S3 is a "short circuit against Ubat (battery or supply voltage) on the low-side power amplifier stage 2" KSUBLS2 before when the piezoelectric current IPIEZO the current threshold exceeds IPES.
  • the high-side switching element HSL is closed in addition to the second low-side switching element GLS2. If the piezoelectric current exceeds IPIEZO after a Piezc drive time T_PIEZO not the current threshold IPSEL, so there is a so-called "short circuit to ground on the low-side power amplifier path 2" KSMLS2 and an error reaction is initiated.
  • bypass switching element GSTOP is closed in a sixth step S6, and the second low-side switching element GLS2 and the high-side switching element HSL are opened.
  • a seventh step S7 starts and the bypass switching element GSTOP is opened again.
  • the first low-side switching element GLSI and the high-side switching element HSL are closed for a piezo drive time T PIEZO. If the piezoelectric current does not exceed the current threshold value IPSEL after a piezo activation time T_PIEZO, then there is a so-called "short circuit to ground on the low-side output stage path 1" KSMLS1 and an error reaction is initiated.
  • Step S0 essentially corresponds to a preliminary test in which it is decided on the basis of a test criterion whether or not the drive circuit to be operated has a short circuit. Only if the result of the pretest indicates a short circuit in the drive circuit, the further method steps S1 to S7 are performed. In steps S1 to S5 and S7 is then determined by specific settings of the switching elements and corresponding introabw both a present short circuit and determines the exact location of the fault.
  • a renewed load on the output stage by a short circuit is thus avoided in an advantageous manner. It is therefore sufficient to design the output stage in such a way that short-circuiting short circuits are withstood. Additional reserves and generous dimensioning of the components or mechanical components in order to maintain a permanent short-circuit strength are not necessary. In particular, more cost-effective components or mechanical components in the output stage can be used by this procedure, and the output stage can also be made more compact, which additionally reduces the dissipated power dissipation.

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Abstract

The invention relates to a method of diagnosis for control circuits comprising at least one actuator, especially a fuel injection device. According to the invention, the control circuit, before it is used, and the at least one actuator are examined for short circuits. If such a short circuit is detected, an error response is carried out.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Diagnose von Ansteuerschaltungen mit mindestens einem Stellglied, insbesondere eines kapazitiven Stellglieds einer Kraftstoff-Einspritzvorrichtung, nach der Gattung des unabhängigen Anspruchs.The invention is based on a method for the diagnosis of drive circuits with at least one actuator, in particular a capacitive actuator of a fuel injection device, according to the preamble of the independent claim.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind auch eine Vorrichtung zum Ansteuern von Ansteuerschaltungen, insbesondere ein Steuergerät einer Brennkraftmaschine, sowie ein Computerprogramm-Produkt zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf einem Computer oder Steuergerät.The present invention also relates to a device for driving drive circuits, in particular a control device of an internal combustion engine, and a computer program product for carrying out the method according to the invention on a computer or control device.

Derartige Stellglieder, kapazitiv oder induktiv betrieben, kommen bei Kraftstoff-Einspritzvorrichtungen von Brennkraftmaschinen zum Einsatz, insbesondere bei solchen mit Kraftstoff-Direkteinspritzung. Bei Verwendung von Piezoaktoren als kapazitiver Stellglieder 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, in einer Ansteuerschaltung 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 ungünstigen Fall zu einer Verschlechterung des Kraftstoffverbrauchs und des Emissionsverhaltens der Brennkraftmaschine, und im Extremfall zu einer Gefährdung des Benutzers der Brennkraftmaschine führen.Such actuators, operated capacitively or inductively, are used in fuel injection devices of internal combustion engines, in particular in those with direct fuel injection. When using piezo actuators as capacitive actuators a valve element of the fuel injection device is moved from an open to a closed position and vice versa by a change in length of the piezoelectric actuator. However, if it comes to a short circuit in a supply line to a piezoelectric actuator or in the piezoelectric actuator itself, in a drive circuit or in a control unit which controls the piezoelectric actuator, a proper control of the piezoelectric actuator is no longer possible. In addition, it is also possible that in this way a plurality of piezoelectric actuators is impaired in their function. In the best case this can lead to a loss of comfort, in an unfavorable case to a deterioration of the fuel consumption and the emission behavior of the engine Internal combustion engine, and in extreme cases lead to a risk to the user of the internal combustion engine.

Aus der EP 1138 907 A1 list bereits ein Verfahren bekannt, bei dem 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.From the EP 1138 907 A1 List already known a method in which the voltage with which a capacitive element of a piezoelectric actuator is charged or discharged, detected and from this the capacitance of the capacitive element is determined. By means of this determined capacity can now be concluded whether there is a short circuit in the investigated piezoelectric actuator.

Aus der DE 37 01 795 A1 ist ein Verfahren zum Detektieren einer Abnormalität in einem Luft/Kraftstoffverhältnis-Regelsystem bei Brennkraftmaschinen bekannt, bei dem ein Proportionalregelventil vorgesehen ist, das in Abhängigkeit von einem Abgabesignal eines Sensors zum Ermitteln der Sauerstoffkonzentration in den Abgasen zur Regelung einer der Brennkraftmaschine zuzuführenden Sekundärluftmenge geregelt wird. Kurzschlüsse in einer Ansteuerschaltung für das Ventil können erkannt werden.From the DE 37 01 795 A1 For example, there is known a method for detecting an abnormality in an air-fuel ratio control system in internal combustion engines, in which a proportional control valve is provided which is controlled in response to a sensor output signal for detecting the concentration of oxygen in the exhaust gases for controlling a secondary air amount to be supplied to the engine. Short circuits in a drive circuit for the valve can be detected.

Aus der DE 40 12 109 A1 ist eine Vorrichtung zur Funktionsüberwachung eines elektrischen/elektronischen Schaltmittels, seines angeschlossenen Verbrauchers, seiner Ansteuerung und seiner Verbindungsleitung bekannt, bei der Kurzschlüsse erkannt werden können.From the DE 40 12 109 A1 a device for monitoring the function of an electrical / electronic switching means, its connected load, its control and its connection line is known, can be detected in the short circuits.

Das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs hat demgegenüber den Vorteil, dass vor jedem Betreiben einer jeweiligen Ansteuerschaltung zur Ansteuerung mindestens eines Stellglieds, diese Ansteuerschaltung und das mindestens eine Stellglied auf Kurzschlüsse überprüft wird, und dass bei Vorliegen eines Kurzschlusses eine Fehlerreaktion erfolgt. Dies hat in den besonderen Vorteil, dass vor jedem Betreiben der Ansteuerschaltung sichergestellt ist, dass die jeweils angesteuerte Ansteuerschaltung ohne Kurzschluss ist.The inventive method with the features of the independent claim has the advantage that before each operation of a respective drive circuit for driving at least one actuator, this drive circuit and the at least one actuator is checked for short circuits, and that occurs in the presence of a short circuit, an error response. This has the particular advantage that before each operation of the Control circuit is ensured that the respectively driven drive circuit is without a short circuit.

Erfindungsgemäß wird ein Highside-Endstufenpfad der Ansteuerschaltung auf Kurzschlüsse gegen Masse und Batterie geprüft und in einem Lowside-Endstufenpfad der Ansteuerschaltung jedes einzelne Stellglied auf Kurzschlüsse gegen Masse und Batterie geprüft. Dies hat den besonderen Vorteil, dass ein Kurzschluss nicht nur einer bestimmten Ansteuerschaltung zugeordnet, sondern auch noch der Fehlerpfad bezüglich High- oder Lowside zuverlässig identifiziert werden kann.According to the invention, a high-side output stage path of the drive circuit is checked for short circuits to ground and battery, and in a low-side output stage path of the drive circuit, each individual actuator is checked for short circuits to ground and battery. This has the particular advantage that a short circuit not only assigned to a specific drive circuit, but also the error path with respect to high or low side can be reliably identified.

Erfindungsgemäß ist ferner vorgesehen, dass, bevor die jeweilige Ansteuerschaltung auf Kurzschlüsse überprüft wird, ein Vortest durchgeführt wird, bei dem zunächst ein Highside- Schaltelement geschlossen wird und hiernach überprüft wird, ob eine Bankspannung nach einer Vortestzeit einen Schwellenwert überschreitet. Überschreitet die Bankspannung den Betriebs-Schwellenwert bis zum Ende der Vortestzeit, so ist davon auszugehen dass kein Kurzschluss vorliegt und eine weitere Überprüfung auf einen Kurzschluss ist prinzipiell nicht notwendig. Hat die Bankspannung den Schwellenwert nach der Vortestzeit jedoch nicht überschritten, liegt wahrscheinlich ein Kurzschluss in der Ansteuerschaltung vor und eine weitere detailliertere Überprüfung der Ansteuerschaltung auf Kurzschluss ist einzuleiten. Dieses Vorgehen hat den besonderen Vorteil, dass eine eingehende Überprüfung auf Kurzschluss nur dann erfolgt, wenn es im Vorfeld Anzeichen gab; die , auf einen Kurzschluss hinwiesen.According to the invention, it is further provided that before the respective drive circuit is checked for short circuits, a preliminary test is carried out in which first a high-side switching element is closed and thereafter it is checked whether a bank voltage exceeds a threshold value after a pre-test time. If the bank voltage exceeds the operating threshold value until the end of the pre-test time, then it can be assumed that there is no short circuit and further checking for a short circuit is not necessary in principle. However, if the bank voltage has reached the threshold after the pre-test time is not exceeded, there is probably a short circuit in the drive circuit and a more detailed check of the drive circuit for short circuit is to be initiated. This approach has the particular advantage that a thorough short-circuit check is only made if there were any signs in advance; which pointed to a short circuit.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im unabhängigen Anspruch angegebenen Verfahrens möglich.The measures listed in the dependent claims advantageous refinements and improvements of the independent claim method are possible.

Gemäß einer weiteren vorteilhafte Ausführungsfonn wird als Fehlerreaktion die Ansteuerschaltung, bei der ein Kurzschluss festgestellt wurde, gesperrt. Durch dieses Vorgehen und insbesondere einer schnellen Fehlerreaktion nach Feststellen eines Kurzschlusses ist es in vorteilhafter Weise möglich, auf eine Dauerkurzschlussfestigkeit der Ansteuerungs-Endstufe zu verzichten. Somit ist es ausreichend, die Endstufe zwar kurzschlussfest aber nicht zwingend dauerkurzschlussfest aufzubauen und ermöglicht es so, kostengünstige Bauelemente bzw.
Mechanikkomponenten zu verwenden. Weiterhin wird durch den Verzicht zusätzlicher Bauelemente, die für eine Dauerkurzschlussfestigkeit notwendig wären, die abzuführende Verlustleistung reduziert.
According to a further advantageous embodiment, the drive circuit in which a short circuit has been detected is blocked as a fault reaction. By means of this procedure, and in particular a rapid error reaction after detection of a short circuit, it is advantageously possible to dispense with a continuous short circuit strength of the drive output stage. Thus, it is sufficient to build the output stage, although short-circuit-proof but not necessarily permanently short circuit-proof and thus makes it possible to cost-effective components or
To use mechanical components. Furthermore, by eliminating additional components that would be necessary for a permanent short-circuit strength, the dissipated power loss is reduced.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist eine Vorrichtung zum Ansteuern von Ansteuerschaltung, die mindestens ein Stellglied aufweisen, vorgesehen, wobei die Vorrichtung beispielsweise als Steuergerät einer Brennkraftmaschine ausgebildet ist und zur Anwendung mindestens eines erfindungsgemäßen Verfahrens programmiert ist. So kann in vorteilhafter Weise die Diagnose auf Kurzschluss zentral von einem Steuergerät übernommen werden und bspw. zusätzlich zu den Fehlerrealctionen auch weitere Maßnahmen eingeleitet werden.According to a further advantageous embodiment, a device for driving control circuit, which have at least one actuator, is provided, wherein the device is designed for example as a control unit of an internal combustion engine and is programmed to use at least one inventive method. Thus, in an advantageous manner, the diagnosis for short circuit can be taken over centrally by a control device and, for example, in addition to the fault realizations, further measures can be initiated.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist das erfindungsgemäße Verfahren als Computerprogranm-Produkt mit Programnacode hinterlegt und auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert, so dass das Verfahren in vorteilhafter Weise ausgeführt wird, wenn das Programm auf einem Computer oder Steuergerät ausgeführt wird.According to a further advantageous embodiment, the inventive method is stored as a computer program product with program code and stored on a machine-readable carrier, so that the method is carried out in an advantageous manner when the program is executed on a computer or controller.

Zeichnungendrawings

Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Zeichnungen dargestellt sind. Dabei bilden alle beschriebenen oder dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen oder deren Rückbeziehung sowie unabhängig von ihrer Formulierung bzw. Darstellung in der Beschreibung bzw. in den Zeichnungen.Other features, applications and advantages of the invention will become apparent from the following description of embodiments of the invention, in the drawings are shown. All described or illustrated features, alone or in any combination form the subject of the invention, regardless of their combination in the claims or their dependency and regardless of their formulation or representation in the description or in the drawings.

Es zeigen:

  • Figur 1 zeigt schematisch eine Ansteuerschaltung für zwei kapazitiven Stellglieder,
  • Figur 2 zeigt ein Ansteuerungsschema für eine erfindungsgemäße Überprüfung auf Kurzschluss;
  • Figur 3 zeigt schematisch einen erfindungsgemäßen Verfahrensablauf;
Show it:
  • FIG. 1 shows schematically a drive circuit for two capacitive actuators,
  • FIG. 2 shows a driving scheme for a short-circuit verification according to the invention;
  • FIG. 3 schematically shows a method sequence according to the invention;

Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass eine Endstufe zur Ansteuerung von Stellgliedern nicht zwangsläufig dauerkurzschlussfest sein muss, wenn sichergestellt ist, dass die Endstufe keine Ansteuerschaltung mit einem dauerhaften Kurzschluss ansteuert. Erfindungsgemäß ist es nun vorgesehen, vor dem Betreiben eines Stellglieds die jeweilige Ansteuerschaltung und die Stellglieder selbst auf Kurzschluss hin zu überprüfen. Wird ein Kurzschluss festgestellt, wird vorzugsweise die jeweilige Ansteuerschaltung für den weiteren Betrieb, insbesondere einer Endstufen-Ansteuerung, gesperrt.The invention is based on the consideration that an output stage for the control of actuators does not necessarily have to be permanently short-circuit-proof if it is ensured that the output stage does not drive a control circuit with a permanent short circuit. According to the invention, it is now provided to check the respective drive circuit and the actuators themselves for a short circuit before operating an actuator. If a short circuit is detected, preferably the respective drive circuit for further operation, in particular an output stage control, is disabled.

Typischer Weise werden Stellglieder, die für einen Betrieb in einer Brennlasftmaschine vorgesehen sind, zu Gruppen in einer gemeinsamen Ansteuerschaltung zusammengefasst. Diese Gruppen von Stellgliedern werden gemeinhin auch als Bank oder auch als Bank-System bezeichnet Für eine 6-Zylinder-Brennkraftmaschine können beispielsweise drei Bank-Systeme mit jeweils zwei Stellgliedern vorgesehen sein.Typically, actuators that are intended for operation in a Brennläftmaschine summarized into groups in a common drive circuit. These groups of actuators are commonly referred to as a bank or as a bank system for a six-cylinder internal combustion engine, for example, three bank systems can be provided with two actuators.

Figur 1 zeigt schematisch eine Ansteuerschaltung für zwei kapazitiven Stellglieder. Ein erstes und zweites Stellglied sind in Figur 1 mit Aktor 1 und Aktor 2 gekennzeichnet. Beide Stellglieder (Aktor 1, 2) sind mit jeweils einem Anschluss auf der sogenannten Highside über eine gemeinsame Zuleitung mit einer Drossel verbunden, wobei sich die Drossel entweder über ein Highside-Schaltelement HSL auf eine Versorgungsleitung oder über ein Lowside-Schaltelement LSE auf eine Masseleitung schalten lässt. Die elektrische Verbindung der Stellglieder (Aktor 1, 2) über die gemeinsame Zuleitung, der Drossel und dem Highside-Schaltelement zur Versorgungsleitung wird auch als Highside-Endstufenpfad bezeichnet. FIG. 1 schematically shows a drive circuit for two capacitive actuators. First and second actuators are in FIG. 1 marked with actuator 1 and actuator 2. Both actuators (actuator 1, 2) are each connected to a connection on the so-called high side via a common supply line with a throttle, wherein the inductor either via a high-side switching element HSL on a supply line or a low-side switching element LSE on a ground line can be switched. The electrical connection of the actuators (actuator 1, 2) via the common feed line, the throttle and the high-side switching element to the supply line is also referred to as a high-side power stage path.

Auf der anderen Anschluss-Seite der Stellglieder (Aktor 1, 2), der sogenannten Lowside ist der Anschluss des ersten Stellglieds Aktor 1 mit einem ersten Lowside-Schaltelement GLS1 und der Anschluss des zweiten Stellglieds Aktor 2 mit einem zweiten Lowside-Schaltelement GLS2 verbunden, wobei die beiden Schaltelemente GLS1, GLS2 die beiden Stellglieder Aktor 1, 2 auf eine gemeinsame Lowside-Zuleitung schalten. Die gemeinsame Lowside-Zuleitung ist über einen Messwiderstand Rmess mit der Masseleitung verbunden. Die elektrische Strecke vom Anschluss eines jeweiligen Stellglieds Aktor 1, 2 über das zugehörige Lowside-Schaltelement GLS1,2, der Lowside-Zuleitung und dem Messwiderstand Rmess zur Masseleitung wird auch als Lowside-Endstufenpfad 1, 2 bezeichnetOn the other connection side of the actuators (actuator 1, 2), the so-called Lowside the connection of the first actuator actuator 1 with a first lowside switching element GLS1 and the connection of the second actuator actuator 2 is connected to a second lowside switching element GLS2 wherein the two switching elements GLS1, GLS2, the two actuators actuator 1, 2 switch to a common Lowside supply line. The common low-side supply line is connected to the ground line via a measuring resistor R meas. The electrical path from the connection of a respective actuator actuator 1, 2 via the associated Lowside switching element GLS1,2, the Lowside supply line and the measuring resistor R measurement to the ground line is also referred to as Lowside Endstufenpfad 1, 2

Parallel zu den Stellgliedern ist ein Überbrückungs-Schaltelement GSTOP vorgesehen, der die Highside der Stellglieder über einen Shunt-Widerstand Rshunt mit der Lowside-Zuleitung verbindet. Alle Schalter und Schaltelemente sind im Ausführungsbeispiel der Figur 3 geöffnet. Der Spannungsabfall über die Stellglieder wird als sogenannte Bankspannung UBANK bezeichnet. Der Spannungsabfall über den Messwiderstand Rmess ist proportional zum Piezostrom IPIEZO.Parallel to the actuators a bridging switching element GSTOP is provided, which connects the high side of the actuators via a shunt resistor Rshunt with the lowside supply line. All switches and switching elements are in the embodiment of FIG. 3 open. The voltage drop across the actuators is referred to as the so-called bank voltage UBANK. The voltage drop across the measuring resistor Rmess is proportional to the piezoelectric current IPIEZO.

In Figur 2 ist der zeitliche Verlauf der Ansteuerung der verschiedenen Schaltelemente der Ansteuerschaltung zur Überprüfung auf einen Kurzschluss dargestellt Wird die Ansteuerschaltung nicht betrieben, sind alle Schaltelemente bis auf das Überbrückungs-Schaltelement GSTOP geöffnet.In FIG. 2 If the drive circuit is not operated, all the switching elements are open except for the bypass switching element GSTOP.

Ist ein Betrieb der Ansteuerschaltung vorgesehen, wird das Überbrückungs-Schaltelement geöffnet und dann das Highside-Schaltelement HSL nach einer Wartezeit T_TRDLY geschlossen. Erreicht oder überschreitet die Bankspannung UBANK nach einer Vortestzeit T_HSL, beginnend ab geschlossenem Highside-Schaltelement HSL, einen Betriebs-Schwellenwert U_HSL, ist davon auszugehen, dass kein Kurzschluss in der Ansteuerschaltung vorliegt und die Ansteuerschaltung wird freigegeben und geht in den üblichen Betriebsmodus über. Die Überprüfung der Bankspannung UBANK beim Betriebsbeginn der Ansteuerschaltung dient quasi als Vortest S0 auf Kurzschluss in der zu betreibenden Ansteuerschaltung.If an operation of the drive circuit is provided, the bypass switching element is opened and then the high-side switching element HSL closed after a waiting time T_TRDLY. If the bank voltage UBANK reaches or exceeds an operating threshold value U_HSL after a pre-test time T_HSL, starting from closed high-side switching element HSL, it can be assumed that there is no short circuit in the drive circuit and the drive circuit is enabled and changes to the usual operating mode. The check of the bank voltage UBANK at the start of operation of the drive circuit serves as a kind of pre-test S0 for a short circuit in the drive circuit to be operated.

Wurde im Vortest S0 der Betriebs-Schuvellenwert U_HSL nicht überschritten, wird der erste Schritt S1 der eingehenden Kurzschlussüberprüfung eingeleitet, wobei das Highside-Schaltelement HSL weiterhin geschlossen bleibt und sich unmittelbar an die Vortestzeit T_HSL des Vortest SO eine weitere Wartezeit T_TRDLY anschließt. Bleibt die Bankspannung UBANK in dieser zusätzlichen Wartezeit T_TRDLY unter einen Mindest-Schwellewert ULOW, so liegt ein "Kurzschluss gegen Masse auf Highside- Endstufenpfad" KSMHS vor und eine Fehlerreaktion wird eingeleitet. Ohne Einleitung einer Fehlerreaktion wird am Ende der Wartezeit T_TDRLY das Highside-Schattetement HSL wieder geöffnet und nach einer weiteren nachfolgenden Wartezeit T_TRDLY das Überbrückungs-Schaltelement GSTOP geschlossen.If the operating voltage value U_HSL was not exceeded in the pretest S0, the first step S1 of the incoming short circuit check is initiated, wherein the highside switching element HSL remains closed and an additional waiting time T_TRDLY follows directly on the pretest time T_HSL of the pretest SO. If the bank voltage UBANK remains below a minimum threshold value ULOW in this additional waiting time T_TRDLY, then there is a "short to ground on highside output stage path" KSMHS and an error reaction is initiated. Without initiating an error reaction, the high-side shadow element HSL is opened again at the end of the waiting time T_TDRLY and the bypass switching element GSTOP is closed after a further subsequent waiting time T_TRDLY.

Hiernach schließt sich in einem zweiten Schritt S2 eine Diagnose-Wartezeit T_DIAGKSUB an. Da das Highside-Schaltelement HSL während dieser Zeit geöffnet ist, sollte von der Highside über das Überbrückungs-Schaltelement GSTOP, den Shunt-Widerstand Rshunt und den Messwiderstand Rmess kein Strom fließen. Überschreitet jedoch der über den Messwiderstand Rmess gemessene Piezostrom IPIEZO eine Stromschwelle IPSEL, wird ein sogenannter "Kurzschluss gegen Ubat (Batterie- bzw. Versorgungsspannung) auf dem Highside-Endstufenpfad" KSUBHS festgestellt und eine Fehlerreaktion eingeleitet. Ohne Fehlerreaktion wird das Überbrückungs-Schaltelement GSTOP zum Ende der Diagnose-Wartezeit T_DIAGKSUB geöffnet.After that, in a second step S2, a diagnostic waiting time T_DIAGKSUB follows. Since the high side switching element HSL is open during this time, no current should flow from the high side via the bypass switching element GSTOP, the shunt resistor Rshunt and the measuring resistor Rmess. However, if the piezoelectric current IPIEZO measured across the measuring resistor Rmess exceeds a current threshold IPSEL, a so-called "short circuit to Ubat (battery or supply voltage) on the high-side output stage path" KSUBHS is detected and an error reaction is initiated. Without an error reaction, the bypass switching element GSTOP is opened at the end of the diagnostic waiting time T_DIAGKSUB.

Im weiteren wird in einem dritten Schritt S3 das erste Lowside-Schaltelement GLS1 für eine Zeit T_IPSEL geschlossen. Wird in dieser Zeit T_IPSEL die Stromschwelle IPSEL überschritten, liegt ein sogenannter "Kurzschluss gegen Ubat (Batterie- bzw. Versorgungsspannung) auf dem Lowside-Endstufenpfad 1" KSUBLS1 vor und eine Fehlerreaktion wird eingeleitet.Furthermore, in a third step S3, the first low-side switching element GLS1 is closed for a time T_IPSEL. If the current threshold IPSEL is exceeded during this time T_IPSEL, there is a so-called "short circuit against Ubat (battery or supply voltage) on the low-side power stage path 1" KSUBLS1 and an error reaction is initiated.

Zu Beginn des nachfolgenden vierten Schritts S4 wird das erste Lowside-Schaltelement GLS1 wieder geöffnet und zweite Lowside-Schaltelement GLS2 geschlossen. Analog zum dritten Schritt S3 liegt ein "Kurzschluss gegen Ubat (Batterie- bzw. Versorgungsspannung) auf dem Lowside-Endstufenpfad 2" KSUBLS2 vor, wenn der Piezostrom IPIEZO die Stromschwelle IPES überscheitet.At the beginning of the following fourth step S4, the first low-side switching element GLS1 is opened again and second low-side switching element GLS2 is closed. Analogous to The third step S3 is a "short circuit against Ubat (battery or supply voltage) on the low-side power amplifier stage 2" KSUBLS2 before when the piezoelectric current IPIEZO the current threshold exceeds IPES.

Im fünften Schritt S5 wird zusätzlich zum zweiten Lowside-Schaltelement GLS2 auch das Highside-Schaltelement HSL geschlossen. Überschreitet der Piezostrom IPIEZO nach einer Piezc-Ansteuerzeit T_PIEZO den Strom-Schwellenwert IPSEL nicht, so liegt ein so genannter "Kurzschluss gegen Masse auf dem Lowside-Endstufenpfad 2" KSMLS2 vor und eine Fehlerreaktion wird eingeleitet.In the fifth step S5, the high-side switching element HSL is closed in addition to the second low-side switching element GLS2. If the piezoelectric current exceeds IPIEZO after a Piezc drive time T_PIEZO not the current threshold IPSEL, so there is a so-called "short circuit to ground on the low-side power amplifier path 2" KSMLS2 and an error reaction is initiated.

Um für die nachfolgende Messung definierte Zustände einzustellen, wird in einem sechsten Schritt S6 das Überbrückungs-Schaltelement GSTOP geschlossen sowie das zweite Lowside-Schaltelement GLS2 und das Highside-Schaltelement HSL geöffnet.In order to set states defined for the subsequent measurement, the bypass switching element GSTOP is closed in a sixth step S6, and the second low-side switching element GLS2 and the high-side switching element HSL are opened.

Nach einer Entladungs-Wartezeit T_DIAGWT1 beginnt ein siebter Schritt S7 und das Überbrückungs-Schaltelement GSTOP wird wieder geöffnet. Nach einer zusätzlichen Wartezeit T_TRDLY werden das erste Lowside-Schaltelement GLSI und das Highside-Schaltelement HSL für eine Piezo-Ansteuerzeit T PIEZO geschlossen. Überschreitet der Piezostrom nach einer Piezo-Ansteuerzeit T_PIEZO den Strom-Schwellenwert IPSEL nicht, so liegt ein so genannter "Kurzschluss gegen Masse auf dem Lowside- Endstufenpfad 1" KSMLS1 vor und eine Fehlerreaktion wird eingeleitet.After a discharge waiting time T_DIAGWT1, a seventh step S7 starts and the bypass switching element GSTOP is opened again. After an additional waiting time T_TRDLY, the first low-side switching element GLSI and the high-side switching element HSL are closed for a piezo drive time T PIEZO. If the piezoelectric current does not exceed the current threshold value IPSEL after a piezo activation time T_PIEZO, then there is a so-called "short circuit to ground on the low-side output stage path 1" KSMLS1 and an error reaction is initiated.

Nach der Piezo-Ansteuerzeit T PIEZO werden in einem achten Schritt S8 das erste Lowside- und das Highside-Schaltelement GLS1, HSL geöffnet und nach einer weiteren Wartezeit T_TRDLY wird das Überbrückungs-Schaltelement GSTOP geschlossen, so dass nach Beendigung des achten Schritts S8 die Schaltelemente einen Zustand wie vor Beginn des ersten Schritts S1 einnehmen.After the piezo drive time T PIEZO, the first low-side and the high-side switching element GLS1, HSL are opened in an eighth step S8 and after a further waiting time T_TRDLY the bypass switching element GSTOP is closed, so that after completion of the eighth step S8 the switching elements assume a state as before the beginning of the first step S1.

In Figur 3 ist schematisch das Ablaufschema einer erfindungsgemäßen KurzschlussÜberprüfung dargestellt. Wobei die Schritte S0 bis S7 den in Figur 2 dargestellten und beschriebenen Schritten mit den entsprechenden Stellungen der Schaltelemente entsprechen.In FIG. 3 schematically shows the flowchart of a short-circuit verification according to the invention. Where the steps S0 to S7 the in FIG. 2 represented and described steps correspond to the corresponding positions of the switching elements.

Schritt S0 entspricht im Wesentlichen einem Vortest, in dem anhand eines Prüfkriteriums entschieden wird, ob die zu betreibende Ansteuerschaltung einen Kurzschluss aufweist oder nicht. Nur wenn das Ergebnis des Vortests auf einen Kurzschluss in der Ansteuerschaltung hinweist, werden die weiteren Verfahrensschritte S1 bis S7 durchgeführt. In den Schritten S1 bis S5 und S7 wird dann durch gezielte Einstellungen der Schaltelemente und entsprechende Prüfabfragen sowohl ein vorliegender Kurzschluss festgestellt als auch der genaue Fehlerort bestimmt.Step S0 essentially corresponds to a preliminary test in which it is decided on the basis of a test criterion whether or not the drive circuit to be operated has a short circuit. Only if the result of the pretest indicates a short circuit in the drive circuit, the further method steps S1 to S7 are performed. In steps S1 to S5 and S7 is then determined by specific settings of the switching elements and corresponding Prüfabfragen both a present short circuit and determines the exact location of the fault.

Im Schritt S0 wird überprüft, ob die Bankspannung UBANK bis zum Ende der Vortestzeit T_HSL einen Betriebs-Schwellenwert U_HSL überschreitet. Bei einem positiven Ergebnis der Überprüfung wird die Ansteuerschaltung im Schritt 100 freigegeben. Nur bei Vorliegen eines negativen Ergebnisses wird eine eingehende Kurzschluss-ÜberprMng mit einem ersten Schritt S1 eingeleitet.In step S0, it is checked whether the bank voltage UBANK exceeds an operating threshold value U_HSL until the end of the pre-test time T_HSL. If the result of the check is positive, the drive circuit is enabled in step 100. Only if a negative result is present, an incoming short-circuit check is initiated with a first step S1.

Im Schritt S1 wird überprüft, ob die Bankspannung UBANK nach einer zusätzlichen Wartezeit unterhalb eines Mindest-Schwellenwerts ULOW bleibt. Wird der Mindest-Schwellenwert ULOW nicht überschritten, liegt ein Kurzschluss gegen Masse auf dem Highside-Endstufenpfad KSMHS vor und es wird zum Schritt 200, der eine Fehlerreaktion einleitet, verzweigk.In step S1, it is checked whether the bank voltage UBANK remains below a minimum threshold value ULOW after an additional waiting time. If the minimum threshold ULOW is not exceeded, there is a short circuit to ground on the highside power stage path KSMHS and a branch is made to step 200, which initiates an error response.

Im zweiten Schritt S2 wird die Fehlerreaktion im Schritt 200 eingeleitet, falls der Piezostrom IPIEZO die Stromschwelle IPSEL überschreitet und so ein Kurzschluss gegen Ubat (Batterie- bzw. Versorgungsspannung)auf dem Highside-Endstufenpfad KSUBHS vorliegt.In the second step S2, the error reaction is initiated in step 200, if the piezoelectric current IPIEZO exceeds the current threshold IPSEL and thus there is a short circuit to Ubat (battery or supply voltage) on the high-side output stage path KSUBHS.

Im dritten Schritt S3 wird ein Kurzschluss gegen Ubat (Batterie- bzw. Versorgungsspannung) auf dem Lowside-Endstufenpfad 1 KSUBLS 1 festgestellt und die Fehlerreaktion im Schritt 200 eingeleitet, falls der Piezostrom IPIEZO die Stromschwelle IPSEL überschreitet.In the third step S3, a short circuit to Ubat (battery or supply voltage) is detected on the low-side power stage path 1 KSUBLS 1 and initiated the error response in step 200, if the piezoelectric current IPIEZO exceeds the current threshold IPSEL.

Im vierten Schritt S4 wird ein Kurzschluss gegen Ubat (Batterie- bzw. Versorgungsspannung) auf dem Lowside-Endstufenpfad 2 KSUBLS2 festgestellt und die Fehlerreaktion im Schritte 200 eingeleitet, falls der Piezostrom IPIEZO die Stromschwelle IPSEL überschreitet.In the fourth step S4, a short circuit to Ubat (battery or supply voltage) is detected on the low-side output stage path 2 KSUBLS2 and the error reaction is initiated in steps 200 if the piezoelectric current IPIEZO exceeds the current threshold IPSEL.

Im fünften Schritt S5 wird ein Kurzschluss gegen Masse auf dem Lowside-Endstufenpfad 2 KSMLS2 festgestellt und die Fehlerreaktion mit Schritt 200 eingeleitet, falls der Piezostrom IPIEZO unterhalb der Stromschwelle IPSEL bleibt.In the fifth step S5, a short circuit to ground is detected on the low-side output stage path 2 KSMLS2 and the error reaction is initiated with step 200 if the piezoelectric current IPIEZO remains below the current threshold IPSEL.

Im sechsten Schritt S6 wird der nächste Schritt vorbereitet, ohne dass eine Überprüfung von Messergebnissen erfolgt.In the sixth step S6, the next step is prepared without checking measurement results.

Im siebten Schritt S7 wird ein Kurzschluss gegen Masse auf dem Lowside-Endstufenpfad KSMLS1 festgestellt und die Fehlerreaktion im Schritt 200 eingeleitet, falls der Piezostrom IPIEZO unterhalb der Stromschwelle IPSEL bleibt. Sollte auch in der letzten Überprüfung im siebten Schritt S7 kein Kurzschluss festzustellen sein, so werden im nachfolgenden achten Schritt S8 die Schaltelemente auf ihren Zustand, der vor Beginn des ersten Schritts S1 vorlag, zurückgeschaltet. Hiernach erfolgt die Freigabe der Ansteuerungsschaltung im nachfolgenden Schritt 100.In the seventh step S7, a short circuit to ground is detected on the low-side output stage path KSMLS1 and the error reaction is initiated in step 200 if the piezoelectric current IPIEZO remains below the current threshold IPSEL. If no short circuit should also be detected in the last check in the seventh step S7, then in the following eighth step S8 the switching elements are switched back to their state which existed before the start of the first step S1. After that, the release of the drive circuit takes place in the following step 100.

Das Vorgehen hat insbesondere in den Schritten S2 bis S5 und S7 den Vorteil, dass die Überprüfung auf Kurzschlüsse anhand von Strommessungen erfolgt.The procedure has the advantage in particular in steps S2 to S5 and S7 that the check for short circuits is based on current measurements.

Dieses Vorgehen hat den besonderen Vorteil im Wesentlichen unabhängig von Kabellängen oder auch elektrischen Kapazitäten der Stellglieder zu sein. Somit spielen insbesondere auch Alterungseffekte, wie sie bei den Piezoeinspritzventilen vorhanden sind, nur eine untergeordnete Rolle bei der Diagnose auf Kurzschlüsse.This approach has the particular advantage of being essentially independent of cable lengths or electrical capacities of the actuators. Thus, especially aging effects, as they are present in the piezo injectors play only a minor role in the diagnosis of short circuits.

Weiterhin ist es vorgesehen, dass bei Erkennen eines Kurzschlusses als Fehlerreaktion die Ansteuerschaltung gesperrt wird, und somit für alle weiteren Ansteuerungen nicht mehr zur Verfügung steht. Im Falle einer 6-Zylinder-Brennkraftmaschine mit drei Ansteuerschaltungen/Bänken mit je 2 Stellgliedern würde bei einem Kurzschluss in einer Ansteuerschaltung diese Schaltung außer Betrieb gesetzt, so dass die Brennkraftmaschine mit den verbleibenden zwei Ansteuerschaltungen, d. h. also mit 4 angesteuerten Zylindern, zu betreiben wäre.Furthermore, it is provided that when detecting a short circuit as a fault reaction, the drive circuit is disabled, and thus is no longer available for all other controls. In the case of a six-cylinder internal combustion engine with three drive circuits / banks each having two actuators, this circuit would be put out of action in the event of a short circuit in a drive circuit, so that the internal combustion engine would be connected to the remaining two drive circuits, ie. H. So with 4 controlled cylinders to operate.

Ohne Kurzschluss-Erkennung besteht die Gefahr, dass die Endstufe zur Ansteuerung der Stellglieder bei wiederholtem Ansteuern einer kurzschlussbehafteten Ansteuerschaltung überlastet und zerstört wird, was zum einem Totalausfall der Stellglied-Ansteuerung führen würde. Ein Betrieb der Brennkraftmaschine wäre so nicht mehr möglich und je nach Situation in der sich das Fahrzeug befindet wäre ggf. auch der Fahrer selbst gefährdet bzw. unzumutbaren Gefahren ausgesetzt.Without short-circuit detection, there is the danger that the output stage for controlling the actuators will be overloaded and destroyed in the case of repeated activation of a short-circuited control circuit, which would lead to total failure of the actuator control. Operation of the internal combustion engine would no longer be possible and, depending on the situation in which the vehicle is located, the driver himself might also be endangered or exposed to unreasonable dangers.

Mit dem erfindungsgemäßen Vorgehen wird sichergestellt, dass auch bei Vorliegen eines Kurzschlusses in den Ansteuerschaltungen der Stellglieder zumindest ein eingeschränkter Betrieb der Brennkraftmaschine möglich ist, und eine Gefährdung des Fahrers vermieden wird.With the procedure according to the invention, it is ensured that even in the presence of a short circuit in the control circuits of the actuators at least a limited operation of the internal combustion engine is possible, and a risk to the driver is avoided.

Darüber hinaus wird durch das erfindungsgemäße Vorgehen die Art des Kurzschlusses ermittelt, so dass bei einer Reparatur die entsprechenden Informationen abgerufen werden können und sich der Fehler schnell eingrenzen lässt und eine zuverlässige Reparatur erlaubt.In addition, the type of short circuit is determined by the procedure according to the invention, so that in a repair the corresponding information can be retrieved and the error can be quickly limited and allows a reliable repair.

Ferner ist es für das erfindungsgemäße Vorgehen nicht zwingend notwendig die ansteuernde Endstufe dauerkurzschlussfest auszuführen, da vor jedem Betrieb die Ansteuerschaltung auf Kurzschluss überprüft und gegebenenfalls gesperrt wird. So ist sichergestellt, dass die Endstufe nicht in einem dauerhaften Kurzschluss-Zustand betrieben wird. Es kann jedoch vorkommen, dass während der Ansteuerung eines Stellglieds in der entsprechenden Ansteuerschaltung bzw. durch das Stellglied selbst ein Kurzschluss zur Masse oder zur Versorgungsspannung auftritt. Um auch für einen solchen Fall die Betriebssicherheit der gesamten Ansteuerung zu garantieren, wird die Endstufe in vorteilhafter Weise so ausgelegt, dass kurzzeitige Kurzschlüsse von der Endstufe unbeschadet überstanden werden. Wird die kurzschlussbehaftete Ansteuerschaltung im nächsten Zyklus angesteuert, so wird durch das erfindungsgemäße Verfahren der Kurzschluss erkannt und die Ansteuerschaltung gesperrt. Eine erneute Belastung der Endstufe durch einen Kurzschluss wird so in vorteilhafter Weise vermieden. Es reicht daher aus die Endstufe so auszulegen, dass kurzzeitigen Kurzschlüssen standgehalten wird. Weiteren Reserven und großzügige Dimensionierung der Bauelemente bzw. Mechanikkomponenten, um eine dauerhafte Kurzschlussfestigkeit vorzuhalten, sind nicht notwendig. Durch dieses Vorgehen können insbesondere auch kostengünstigere Bauelemente bzw. Mechanikkomponenten in der Endstufe eingesetzt werden und die Endstufe darüber hinaus kompakter aufgebaut werden, wodurch zusätzlich auch noch die abzuführende Verlustleistung verringert wird.Furthermore, it is not absolutely necessary for the procedure according to the invention to carry out the activating output stage with short-circuit protection, since before each operation the drive circuit is checked for a short-circuit and possibly locked. This ensures that the power amplifier is not operated in a permanent short-circuit condition. However, it may happen that a short circuit to ground or to the supply voltage occurs during the control of an actuator in the corresponding drive circuit or by the actuator itself. In order to guarantee the reliability of the entire control for such a case, the power amplifier is designed in an advantageous manner so that short-term short circuits are survived unscathed by the power amplifier. If the short-circuited drive circuit is activated in the next cycle, then the method according to the invention detects the short circuit and blocks the drive circuit. A renewed load on the output stage by a short circuit is thus avoided in an advantageous manner. It is therefore sufficient to design the output stage in such a way that short-circuiting short circuits are withstood. Additional reserves and generous dimensioning of the components or mechanical components in order to maintain a permanent short-circuit strength are not necessary. In particular, more cost-effective components or mechanical components in the output stage can be used by this procedure, and the output stage can also be made more compact, which additionally reduces the dissipated power dissipation.

Gemäß eines weiteren Ausführungsbeispiels ist es auch denkbar anstelle, der Piezoaktoren induktive Stellglieder oder insbesondere auch elektromechanische Stellglieder vorzusehen. Das erfindungsgemäße Vorgehen ist hier analog anzuwenden.According to a further embodiment, it is also conceivable to provide the piezoelectric actuators inductive actuators or in particular also electromechanical actuators. The procedure according to the invention is to be applied analogously here.

Des weiteren ist es vorteilhaft, eine Vorrichtung zum Ansteuern von Ansteuerschaltungen vorzusehen, insbesondere ein Steuergerät einer Brennkraftmaschine, mit Mitteln zur Erkennung von Kurzschlüssen, wobei die Vorrichtung zur Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens programmiert ist. Das Programm kann hierbei beispielsweise als Computerprogramm-Produkt mit Programmcode auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert sein.Furthermore, it is advantageous to provide a device for driving drive circuits, in particular a control unit of an internal combustion engine, with means for Detection of short circuits, wherein the device is programmed for the application of the method according to the invention. In this case, the program can be stored, for example, as a computer program product with program code on a machine-readable carrier.

Des weiteren kann es vorgesehen sein, alle Stellungen der Schalterelemente, die Wartezeiten, Messzeiten, Schwellenwerte und weitere Daten in einem Kennfeld abzulegen.Furthermore, it may be provided to store all positions of the switch elements, the waiting times, measurement times, threshold values and other data in a map.

Weiterhin ist es denkbar, die Schwellenwerte und auch die Wartezeiten/Messzeiten in Abhängigkeit von Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine und/oder den mechanischen/elektrischen Eigenschaften der Stellglieder festzulegen. Insbesondere ist es denkbar für jede Ansteuerungsschältung und auch jedem Stellglied diese Größen individuell zuzuordnen und zu berücksichtigen.Furthermore, it is conceivable to set the threshold values and also the waiting times / measuring times as a function of operating conditions of the internal combustion engine and / or the mechanical / electrical properties of the actuators. In particular, it is conceivable for each Ansteuerungsschältung and each actuator to assign these variables individually and take into account.

Des weiteren kann es vorgesehen sein, das erfindungsgemäße Verfahren als Programm bzw. als Funktionalität auf einem elektronischen Bauelement, beispielsweise einem EPROM, ASIC oder ähnlichen vorzuhalten und in einem Steuergerät oder insbesondere auch direkt in einer Endstufe zu betreiben.Furthermore, it can be provided to maintain the method according to the invention as a program or as a functionality on an electronic component, for example an EPROM, ASIC or the like, and to operate it in a control unit or, in particular, directly in an output stage.

Weiterhin können auch die Ansteuerschaltungen selbst als Teil der Endstufe aufgefasst werden, so dass Funktionalitäten der Ansteuerung bzw. der Stromversorgung auch in einer anderen Form als dargestellt denkbar sind. Insbesondere muss die Versorgungsleitung nicht zwingend auf Batteriepotential liegen und die Masseleitung nicht unbedingt auf dem Massepotential. Es sind auch Endstufenlösungen denkbar, bei denen die Stellglieder über pulsweitenmodulierten Strom oder pulsweitenmodulierte Spannung angesteuert werden.Furthermore, the drive circuits themselves can be regarded as part of the output stage, so that functionalities of the control or the power supply in another form than imagined are conceivable. In particular, the supply line does not necessarily have to be at battery potential and the ground line is not necessarily at the ground potential. There are also power amplifier solutions are conceivable in which the actuators are controlled by pulse width modulated current or pulse width modulated voltage.

Claims (5)

  1. Method for diagnosing drive circuits having at least one actuating element, in particular a fuel injection apparatus, with a respective drive circuit and the at least one actuating element being checked for short circuits before the said drive circuit is operated, and with an error response being made when a short circuit is present, characterized in that a high-side output stage path of the drive circuit is checked for short circuits to earth and the battery, in that each individual actuating element is checked for short circuits to earth and the battery in a low-side output stage path of the drive circuit, in that a high-side switching element HSL is first closed before the respective drive circuit is checked for short circuits, and a check is then made to determine whether a bank voltage (UBANK) exceeds an operating threshold value (U_HSL) after a pretest time (T_HSL), and in that the drive circuit is checked for short circuits only when the bank voltage (UBANK) does not exceed the operating threshold value (U_HSL) after the pretest time (T_HSL).
  2. Method according to Claim 1, characterized in that, in order to check for a short circuit to earth, a high-side switching element (HSL) is first closed in the respective drive circuit on the high-side output stage path, and in that a check is then made to determine whether the bank voltage (UBANK) has exceeded a minimum threshold value (ULOW) after the pretest time (T_HSL) and an additional waiting time (T_TRDLY), and in that an error response is made when the minimum threshold value ULOW is not exceeded.
  3. Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the drive circuit in which the short circuit was detected is blocked as an error response.
  4. Apparatus for driving drive circuits having at least one actuating element, in particular a control device of an internal combustion engine, comprising means for identifying short circuits, characterized in that means for carrying out all the steps of one of the methods according to one of Claims 1 to 3 are present.
  5. Computer program product having a program code which is stored in a machine-readable storage medium, in order to carry out all the steps of the method according to one of Claims 1 to 3 when the program is run on a computer or on a control device.
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