JP2007292067A - インジェクタ構成装置のための駆動回路及び診断方法 - Google Patents

Abstract

【課題】インジェクタ構成装置及び連係する駆動回路の、重大な故障モード又は故障応答特性を検出することができる診断手段、及び、診断手段を作動する方法を提供する。
【解決手段】燃料インジェクタ１２ａ、１２ｂを備えるインジェクタ構成装置のための駆動回路２０ａ内の故障を検出する方法に関する。駆動回路２０ａは、インジェクタ１２ａ、１２ｂと既知の電圧レベルとの間で測定電圧を検出するように作動可能である診断手段を備える。測定電圧は、駆動回路が故障を持っていない場合には、既知の電圧に対して、予測された電圧へと偏倚されている。予測電圧とは異なる測定電圧を検出したとき故障信号が提供される。駆動手段２０ａは、検出電流を検知し、検出電流が閾値電流と不一致であるとき故障検出に関する故障信号を提供するように作動可能である。
【選択図】図１

Description

本発明は、故障を検出するための診断手段を有するインジェクタ構成装置のための駆動回路並びにインジェクタ構成装置の駆動回路のための診断方法に関する。駆動回路は、内燃エンジンにおけるインジェクタ構成装置であって、該インジェクタ構成装置はインジェクタバルブニードル運動を制御するための圧電アクチュエータを有する種類のインジェクタを備える、インジェクタ構成装置のためのものであるが、これに限定されるものではない。

自動車のエンジンには、一般に、燃料（例えば、ガソリン又はディーゼル燃料）を個々のシリンダーに噴射するための燃料インジェクタ、又は、エンジンの吸気マニホルドが備え付けられている。エンジン燃料インジェクタは、燃料分配システムを経由して分配される高圧燃料を含む燃料レールに連結されている。ディーゼルエンジンでは、従来の燃料インジェクタは、典型的には、燃料レールから計量され且つ対応するエンジンシリンダー又は吸気マニホルド内に噴射される流体燃料の量を制御するため開閉するように作動されるバルブを用いている。

燃料の正確な計量を提供する１種類の燃料インジェクタは、圧電燃料インジェクタである。圧電燃料インジェクタは、エンジン内に噴射される燃料を計量するため噴射バルブを開閉するため機械的に直列に配置された圧電要素のスタックから作られた圧電アクチュエータを用いている。圧電燃料電池インジェクタは、自動車で使用するために周知されている。

圧電燃料インジェクタでの燃料の計量は、一般に、圧電要素の伸縮の量を変化させるため圧電要素に適用される電位差を制御することによって達成される。圧電要素の伸縮の量は、バルブピストンの移動距離を変化させ、よって、燃料インジェクタを通過する燃料の量を変化させる。圧電燃料インジェクタは、少量の燃料を正確に計量する能力を提供する。

典型的には、燃料インジェクタは、１つ以上のインジェクタのバンクで一緒にグループ分けされている。ＥＰ１４００６７６で説明されているように、インジェクタの各バンクは、インジェクタの作動を制御するためそれ自身の駆動回路を有する。当該回路は、電源により発生された電圧Ｖｓを段階的に変化させ、即ち１２ボルトからより高い電圧まで段階的に変化させる例えば変圧器等のパワー供給源と、電荷、よってエネルギーを蓄えるための蓄電キャパシタと、を備えている。より高い電圧は、各噴射事象に対して圧電燃料インジェクタの充電及び放電をパワー供給するため使用される蓄電キャパシタに印加される。専用の電源、例えば変圧器等を必要としない駆動回路が、ＷＯ２００５／０２８８３６Ａ１に説明されたように、開発された。

これらの駆動回路の使用は、蓄電キャパシタ、よって圧電燃料インジェクタに亘って印加された電圧を動的に制御することを可能にしている。これは、インジェクタ構成装置に交互に接続された２つの蓄電キャパシタを使用することによって達成される。蓄電キャパシタの一つが、放電電流がインジェクタ構成装置を通って流れて噴射事象を開始するときの放電位相の間にインジェクタ構成装置に接続されている。他の蓄電キャパシタが、噴射事象を終了する放電位相の間にインジェクタ構成装置に接続されている。再生スイッチが、蓄電キャパシタを補充するため、後の放電位相の前に、充電位相の終了時に使用される。

任意の回路と同様に、故障が駆動回路で発生し得る。ディーゼルエンジン燃料噴射システム等の安全臨界システムでは、駆動回路内の故障は、噴射システムの故障へとつながりかねず、その結果、エンジンのカタストロフィー的故障を生じさせ得る。従って、特に駆動回路が使用中の間、ロバストな診断システムが圧電アクチュエータ及び連係する駆動回路の重大な故障モードを検出することが要求されている。

以上に鑑みて、本発明の目的は、インジェクタ構成装置及び連係する駆動回路の、重大な故障モード又は故障応答特性を検出することができる診断手段、及び、該診断手段を作動する方法を提供することである。

本発明の第１の態様によれば、燃料インジェクタを備えるインジェクタ構成装置のための駆動回路が提供され、該駆動回路は、診断手段を備え、該診断手段は、（ａ） 前記インジェクタと既知の電圧レベルとの間で測定電圧を検出し、該測定電圧は、前記駆動回路が故障を持っていない場合には、既知の電圧に対して、予測された電圧へと偏倚されており、
（ｂ） 前記予測電圧とは異なる測定電圧を検出したとき故障信号を提供するように作動可能である。

前記駆動回路は、該駆動回路の重大な故障モードを検出して、該駆動回路及び該駆動回路に接続されているインジェクタ構成装置の故障を防止することができるロバストな診断システムを備えるという利点を奏する。診断手段は、故障を検出し故障の種類を同定するため燃料インジェクタと関連する電圧を使用する。

前記駆動回路はセレクタースイッチ手段を更に備え、該セレクタースイッチ手段は、前記燃料インジェクタを前記駆動回路（２０ａ）内に配置されるように選択したり、前記燃料インジェクタを前記駆動回路から選択除去するように作動可能である。有利には燃料インジェクタは、セレクタースイッチ手段の作動により駆動回路に接続することができ、該駆動回路から除去することができる。

前記予測された電圧は、前記燃料インジェクタが前記駆動回路から選択除去されたとき、前記燃料インジェクタと前記既知の電圧レベルとの間の電圧である。有利には、診断手段は、燃料インジェクタと関係する短絡故障を検出することができる。かくして、インジェクタを選択する必要無しに（及びよって駆動回路にインジェクタを接続する必要無しに）短絡故障を検出することが可能となり、短絡故障によりインジェクタ及び駆動回路の残りの部分に引き起こされる損傷を制限することができる。

診断手段は、好ましくは、燃料インジェクタと関係する開回路故障を検出することができる。この場合には、前記予測された電圧は、前記既知の電圧レベルと、前記燃料インジェクタが前記駆動回路内で選択されたときの前記燃料インジェクタに亘る電圧との総和に実質的に等しい。

前記セレクタースイッチ手段は、故障の検出を可能とするように作動可能である。好ましくは、前記セレクタースイッチ手段は、故障の検出前に作動可能である。有利には、燃料インジェクタと関係する開回路故障を、電圧が検知されているときに検出することができる。

前記信号は、前記測定電圧が前記予測電圧の許容電圧の範囲外である場合に提供されてもよい。これは、診断手段が、燃料インジェクタが満足に機能することができない場合にのみ信号を提供するという利点を奏する。

前記測定電圧は、前記インジェクタに接続された電位分割手段の一部及び前記既知の電圧に亘って検出されてもよい。電位分割手段は、高電圧レールに接続されていてもよい。インジェクタは、ハイ側を持ち、診断手段は、燃料インジェクタのハイ側と、既知の電圧との間で測定された電圧を検知するように作動可能であってもよい。インジェクタのロー側は、低電圧レールに接続されていてもよい。低電圧レールは、使用中には、高電圧レールよりも低い電圧であってもよい。分割手段は、少なくとも２つの抵抗要素から構成されていてもよい。抵抗要素は、高い抵抗を各々持っていてもよい。

診断手段が、駆動回路のグラウンド電位への接続部に配置されていてもよい。診断手段は、検出電流を検知するように作動可能であってもよい。診断手段は、故障の検出時に信号を提供するため電流を検出することによって作動可能であってもよい。好ましくは、該信号は、前記検出電流が閾値電流と不一致であるとき提供される。有利には、診断手段は、故障を検出するため、燃料インジェクタと関係する電流を使用する。短絡故障の種類は、故障の存在を決定するため使用される検知電流によって決定することができる。

上記信号は、検出電流が閾値電流よりも大きいときに提供することができる。診断手段は、抵抗要素を備えていてもよく、該抵抗要素を通って、検出電流が検知される。駆動回路のグラウンド電位への接続は、電荷貯蔵手段に接続することができる。駆動回路のグラウンド電位への接続部分は、放電スイッチに接続されてもよい。

駆動回路は、充電位相の間に前記燃料インジェクタを介して充電電流を流れさせるように前記燃料インジェクタと作動的に接続される第１の電荷貯蔵手段（例えば、キャパシタを備える）を備えることができる。駆動回路は、放電位相の間に前記燃料インジェクタを介して放電電流が流れることを可能とするように前記燃料インジェクタと作動的に接続される第２の電荷貯蔵手段（例えば、キャパシタを備える）を備えることができる。駆動回路は、前記第１の電荷貯蔵手段又は前記第２の電荷貯蔵手段への前記燃料インジェクタの接続を作動的に制御するスイッチ手段を備えることができる。放電位相は、噴射事象を開始させ、充電位相は、噴射事象を終了させる。また、その逆も成立する。別の実施態様では、一つだけの電荷貯蔵手段を設けてもよい。

前記スイッチ手段は、前記充電位相を動作させるため閉じるように作動可能である充電スイッチを備えていてもよい。有利には、故障を検出するため電流を検知するとき、ハイ側短絡故障を検出することができる。また、燃料インジェクタ上に電荷が存在しないか又は無視し得る電荷しかない場合には、ロー側の短絡故障を検出することができる。

前記スイッチ手段は、前記放電位相を動作させるため閉じるように作動可能である放電スイッチを備えることができる。好ましくは、故障を検出するため電流を検知するとき、燃料インジェクタ上に残余の電荷が存在する場合にはロー側からグラウンド電位にかけての短絡故障を始動時に検出することができる。

駆動回路は、電源手段を備えることができる。駆動回路は、再生スイッチ手段を備えることができる。再生スイッチを作動させることは、故障の検出が可能となる利点を奏する。好ましくは、差正スイッチは、故障の検出前に作動される。再生スイッチは、電荷を輸送するため前記充電位相の終了時に作動可能である。再生スイッチの作動によって、次の放電位相の前に、前記電源手段から前記第１の電荷貯蔵手段に電荷を輸送することができる。一つの作動モードでは、駆動回路は、ハイ側及びロー側からグラウンドにかけての短絡故障を除外して故障を検出するため電流を検出するとき始動時に故意にトリップすることができる。なお、この作動モードでは、ロー側からグラウンドにかけての短絡故障を、燃料インジェクタ上に電荷が存在しない場合にのみ、再生スイッチ手段を使用することによって検出することができる。別の作動モードでは、再生スイッチは、故障を検出するため通常の運転条件の間に作動される。

エネルギー貯蔵装置を介して第１の電荷貯蔵手段から第２の電荷貯蔵手段へと電荷を輸送することができる。駆動回路は、特に、圧電アクチュエータを備える燃料インジェクタで使用するのに適しているが、他の燃料インジェクタの型式も考えられる（例えば、ソレノイド作動式）。

本発明の第２の態様によれば、燃料インジェクタを備えるインジェクタ構成装置のための駆動回路が提供され、該駆動回路は、該駆動回路のグラウンド電位への接続部において診断手段を備え、該診断手段は、（ａ）検出電流を検知し、（ｂ）故障の検出時に信号を提供し、該信号は、前記検出電流が閾値電流と不一致であるとき提供されるように作動可能である。本発明のこの態様は、駆動回路の重大な故障モードを検出するためロバストな診断システムを提供し、駆動回路及び該駆動回路が接続されているインジェクタ構成装置の故障を防止する。診断手段は、故障を検出するため、燃料インジェクタと連係する電流を使用する。この種の短絡故障は、検出された電流から決定することができる。

前記信号は、前記検出電流が前記閾値電流より大きいとき提供される。前記駆動回路の前記グラウンド電位への接続部分は、電荷貯蔵手段に接続されていてもよい。

前記電荷貯蔵手段は、充電位相の間に前記燃料インジェクタを介して充電電流を流れさせるように前記燃料インジェクタと作動的に接続される第１の電荷貯蔵手段を備えることができる。更に、前記電荷貯蔵手段は、放電位相の間に前記燃料インジェクタを介して放電電流が流れることを可能とするように前記燃料インジェクタと作動的に接続される第２の電荷貯蔵手段を備えることができる。

前記駆動回路の前記グラウンド電位への接続部分は、前記第１の電荷貯蔵手段又は前記第２の電荷貯蔵手段への前記燃料インジェクタの接続を作動的に制御するスイッチ手段に接続されていてもよい。

前記スイッチ手段は、典型的には、前記充電位相を動作させるため閉じるように作動可能である充電スイッチと、前記放電位相を動作させるため閉じるように作動可能である放電スイッチとのうち１つ以上を備えていてもよい。前記駆動回路の前記グラウンド電位への接続部分は、前記放電スイッチに接続されていてもよい。

前記駆動回路は、電源手段を備えていてもよい。前記駆動回路は、再生スイッチ手段を備えていてもよい。該再生スイッチ手段は、次の放電位相の前に、前記電源手段から前記第１の電荷貯蔵手段に電荷を輸送するため前記充電位相の終了時に作動可能である。

別の実施態様では、一つの電荷貯蔵手段だけが提供される。

前記駆動回路はセレクタースイッチ手段を更に備えていてもよい。該セレクタースイッチ手段は、ハイ側からグラウンド電位の短絡故障を検出することを可能にするように前記燃料インジェクタを前記駆動回路内に配置されるように選択するように作動可能である点で有利となる。

更には、本発明の第２の態様は、本発明の第１の態様の任意のオプションの特徴を採用することができる。

本発明の第３の態様によれば、燃料インジェクタを備えるインジェクタ構成装置のための駆動回路が提供され、該駆動回路は、（i）充電位相の間に前記燃料インジェクタを介して充電電流を流れさせるように前記燃料インジェクタと作動的に接続される第１の電荷貯蔵手段と、（ii）放電位相の間に前記燃料インジェクタを介して放電電流が流れることを可能とするように前記燃料インジェクタと作動的に接続される第２の電荷貯蔵手段と、（iii）前記第１の電荷貯蔵手段又は前記第２の電荷貯蔵手段への前記燃料インジェクタの接続を作動的に制御するスイッチ手段と、（iv）故障の検出時に信号を提供するように作動可能な診断手段と、を備える。好ましくは、スイッチ手段は故障の検出前に作動可能である。

従って、本発明の第２の態様は、本発明の第１又は第２の態様の任意のオプションの特徴を採用することができる。

本発明の第４の態様によれば、自動車エンジンのためのインジェクタバンクが提供され、該インジェクタバンクは、燃料インジェクタと、本発明の第１、第２又は第３の態様のうちいずれか１つに係る駆動回路とを備え、前記燃料インジェクタは前記駆動回路によって作動可能である。

本発明の第５の態様によれば、エンジンの作動を制御するためのエンジン制御モジュールが提供され、前記エンジンは、該エンジンの作動を制御するためのマイクロプロセッサと、データを記録するためのメモリと、本発明の第１、第２又は第３の態様のうちいずれか１つに係る駆動回路と、を備え、該駆動回路は前記マイクロプロセッサにより制御可能である。

本発明の第６の態様によれば、燃料インジェクタを備えるインジェクタ構成装置のための駆動回路の故障を検出する方法が提供され、該方法は、（ａ）前記インジェクタと既知の電圧レベルとの間で測定電圧を検出し、該測定電圧は、前記駆動回路が故障を持っていない場合には、既知の電圧に対して、予測された電圧へと偏倚されており、（ｂ）前記予測電圧とは異なる測定電圧を検出したとき故障信号を提供する、各工程を備える。

前記方法は、前記燃料インジェクタを前記駆動回路内に配置されるように選択するためのセレクタースイッチ手段を作動させる工程を更に備える。セレクタースイッチ手段は、前記燃料インジェクタを前記駆動回路から選択除去するように作動することもできる。好ましくは、セレクタースイッチは、故障の検出を可能にするように作動される。有利には、セレクタースイッチ手段は、故障の検出前に作動することができる。燃料インジェクタを駆動回路から選択除去することにより、予測電圧は、燃料インジェクタと既知の電圧レベルとの間の電圧となり得る。燃料インジェクタを駆動回路内に配置選択することにより、予測電圧は、既知の電圧と燃料インジェクタに亘る電圧との総和に実質的に等しくなり得る。一実施態様では、本方法は、駆動回路の始動時にセレクタースイッチを作動させる工程を備えていてもよい。別の実施態様では、セレクタースイッチは、駆動回路の作動の間に作動させることができる。

本方法は、測定電圧が、予測電圧の許容電圧の範囲外にある場合に信号を提供する工程を備えていてもよい。

検出電流は、駆動回路のグラウンド電位への接続部分を通して検知することができる。本方法は、検出された電流が閾値電流と不一致であるとき信号を提供する工程を更に備えている。有利には、信号は、検出された電流が閾値電流より大きいときの示度として提供される。検出電流は、抵抗要素を通して検知されるのが好ましい。

前記駆動回路のグラウンド電位への接続部分は、電荷貯蔵手段に接続されていてもよい。前記駆動回路のグラウンド電位への接続部分は、放電スイッチに接続されてもよい。

好ましい実施態様では、スイッチ手段は、充電位相を作動させるための充電スイッチを備えることができる。本方法は、駆動回路と関係する故障の検出を可能にするため充電スイッチを作動させる工程を備えることができる。好ましくは、充電スイッチは、故障の検出前に作動される。例えば、一実施態様では、本方法は、電荷がインジェクタ上に実質的に存在しない場合に故障を検出する工程を備えることができる。別の実施態様では、充電スイッチは、故障を検出するため診断手段を動作させる前に所定の期間に亘って作動することができる。しかし、充電スイッチは、充電位相を動作させるように閉じられるのが好ましい。

好ましい実施態様では、スイッチ手段は、放電位相を作動させるための放電スイッチを備えることができる。本方法は、放電位相を動作させるように放電スイッチを閉じる工程を備えることができる。放電スイッチを閉じることにより、駆動回路と関係する故障を検出することが可能にされる。好ましくは、放電スイッチは、故障の検出前に作動される。本方法は、電荷がインジェクタ上に実質的に存在しない場合に故障を検出することを可能にするため所定の期間に亘って放電スイッチを作動させる工程を備えることができる。

前記駆動回路は、電源手段を備えることができる。駆動回路は、該電源手段から第１の電荷貯蔵手段に電荷を輸送するための再生スイッチ手段を更に備えることができる。本方法は、故障の検出を可能にするため再生スイッチ手段を作動させる工程を備えることができる。好ましくは、再生スイッチ手段は、故障の検出前に作動可能にされる。本方法は、電荷がインジェクタ上に実質的に存在しない場合に再生スイッチを作動させる工程を備えることができる。

本方法は、電源から第１の電荷貯蔵手段へと電荷を輸送するように充電位相の終了時に再生スイッチ手段を作動させる工程を備えることができる。電荷の輸送は、引き続く放電位相の前に発生し得る。電源手段から第１の電荷貯蔵手段への電荷の輸送は、エネルギー貯蔵装置を介して実施することができる。

インジェクタ構成装置は、１つより多い燃料インジェクタを備えることができ、この場合には、本方法は、各燃料インジェクタを順次選択する工程を備えることができる。

前記駆動回路は、各々が異なる燃料インジェクタと関係する複数の駆動回路の一つであってもよい。本方法は、故障を検出するため各駆動回路を順次作動させる工程を備えることができる。

故障を検出するため駆動回路を作動させる前に駆動回路と関係する燃料インジェクタ上で全ての活動を停止することができる。例えば、本方法は、故障を検出するため駆動回路を作動させる前に駆動回路の全てのスイッチを開放する工程を備えていてもよい。

駆動回路の故障が検出されない場合には、燃料インジェクタは動作可能化される。

本発明の第７の実施態様によれば、燃料インジェクタを備えるインジェクタ構成装置のための駆動回路の故障を検出する方法が提供され、該方法は、（ａ）前記駆動回路のグラウンド電位への接続部において検出電流を検知し、（ｂ）前記検出電流が閾値電流と不一致であるとき信号を提供する、各工程を備える。

好ましくは、信号は、検出電流が閾値電流よりも大きいとき故障を示すように提供される。

スイッチ手段は、充電位相を作動させるための充電スイッチを備えることができる。一実施態様では、充電スイッチの作動は、駆動回路と関係する故障の検出を可能にする。充電スイッチの作動は、故障の検出前であるのが好ましい。

スイッチ手段は、放電位相を作動させるための充電スイッチを備えることができる。一実施態様では、放電スイッチの作動は、駆動回路と関係する故障の検出を可能にする。放電スイッチの作動は、故障の検出前であるのが好ましい。

駆動回路は、電源手段を備えることができる。駆動回路は、電源手段から第１の電荷貯蔵手段へと電荷を輸送するための再生スイッチ手段を備えることができる。好ましくは、本方法は、故障の検出を可能にするため再生スイッチ手段を作動させる工程を備える。再生スイッチ手段の作動は、故障の検出前とすることができる。

前記駆動回路は、前記燃料インジェクタを前記駆動回路内に配置されるように選択したり、前記燃料インジェクタを前記駆動回路から選択除去するためのセレクタースイッチ手段を更に備える。前記方法は、故障の検出を可能にするためセレクタースイッチ手段を作動させる工程を備えることができる。好ましくは、セレクタースイッチ手段の作動は、故障の検出前であるのがよい。

従って、本発明の第７の態様は、本発明の第６の態様に係る方法のステップの任意のステップを採用することができる。

本発明の第８の態様によれば、本発明の第３の態様に係る駆動回路を作動させる方法が提供される。本発明の第８の態様は、本発明の第６の態様又は第７の態様に係る方法のステップの任意のステップをオプションで採用することができる。

本発明の第９の態様によれば、少なくとも１つのコンピュータプログラムソフトウェア部分を備えるコンピュータプログラム製品が提供され、前記コンピュータプログラムソフトウェア部分は、実行環境で実行されたとき、本発明の第６、第７又は第８の態様に係る方法のステップのうち１つ以上を実施するように作動可能である。

本発明の第１０の態様によれば、本発明の第９の態様に係る前記コンピュータプログラムソフトウェア部分又は該コンピュータプログラムソフトウェア部分の各々を有する、データ格納媒体が提供される。

本発明の第１１の態様によれば、本発明の態様に係るデータ格納媒体が提供されたマイクロコンピュータが提供される。

「閉じる」及び「作動する」という用語は、スイッチと関連付けられて使用されるとき交換可能であり、スイッチに亘って電気的接続を形成するため任意の適切なスイッチング手段の作動を含むことが意図されている。逆に、「開放する」及び「停止する」という用語は、スイッチと関連付けられて使用されるとき交換可能であり、スイッチに亘って電気的接続を断絶するため任意の適切なスイッチング手段の作動を含むことが意図されている。

以下、本発明の好ましい実施例を、添付図面を参照して、例を用いて説明する。

図１を参照すると、第１の燃料インジェクタ１２ａと第２の燃料インジェクタ１２ｂとを備えるインジェクタ構成装置を有する例えば自動車エンジン等のエンジン８が概略示されている。燃料インジェクタ１２ａ、１２ｂは、インジェクタバルブ１３と圧電アクチュエータ１１とを各々有する。圧電アクチュエータ１１は、エンジン８の連係するシリンダーへの燃料の噴射を制御するためインジェクタバルブ１３を開閉させるように作動可能である。燃料インジェクタ１２ａ、１２ｂは、ディーゼル燃料をエンジン８内に噴射するためディーゼルエンジン内で用いることができるか、又は、燃焼可能なガソリンをエンジン８内に噴射するためスパーク点火式内燃エンジン内で用いることができる。

燃料インジェクタ１２ａ、１２ｂは、エンジン８の燃料インジェクタの第１のバンク１０を形成し、駆動回路２０ａを用いて制御される。駆動回路２０ａは、インジェクタを開閉するように第１及び第２の燃料インジェクタ１２ａ、１２ｂの作動を各々制御するため、インジェクタのハイ側電圧Ｖ_I1HI、Ｖ_I2HIとインジェクタのロー側電圧Ｖ_I1LO、Ｖ_I2LOとを監視し、制御するように配置されている。電圧Ｖ_I1HI、Ｖ_I2HIは、各々、インジェクタ１２ａ、１２ｂのハイ側電圧を表し、電圧Ｖ_I1LO、Ｖ_I2LOは、各々、インジェクタ１２ａ、１２ｂのロー側電圧を表している。

実際に、エンジン８は、２つ以上のバンクが備え付けられていてもよく、各バンクは１つ以上の燃料インジェクタを備え、それ自身の駆動回路２０ｂから２０_Ｎまで有する。以下では、明瞭にするという理由のため、可能な場合には１つだけのバンクに関連して説明がなされる。以下に述べる本発明の好ましい実施例では、燃料インジェクタ１２ａ、１２ｂは、負電荷変位式である。従って燃料インジェクタ１２ａ、１２ｂは、放電位相の間にエンジンシリンダー内に燃料を噴射するように開放され、充電位相の間に燃料の噴射を終了するため閉鎖される。

エンジン８は、エンジン制御モジュール（ＥＣＭ）１４によって制御され、該モジュールの駆動回路２０ａは一体部分を形成する。ＥＣＭ１４は、燃料インジェクタ構成装置の制御を始めとする、エンジン８の作動を制御するため様々なルーチンを実行するように構成された、マイクロプロセッサ１６及びメモリ２４を備える。ＥＣＭ１４は、エンジン速度及び負荷を監視するように配置されている。ＥＣＭは、更に、燃料インジェクタ１２ａ、１２ｂに供給される燃料の量及び燃料インジェクタの作動のタイミングを制御する。ＥＣＭ１４は、約１２ボルトのバッテリ電圧Ｖ_ＢＡＴを有するエンジンバッテリ（図示せず）に接続されている。ＥＣＭ１４は、バッテリ電圧Ｖ_ＢＡＴからエンジン８の他の構成部品によって要求された電圧を発生する。

ＥＣＭ１４の作動及びエンジン８を作動させる上でのその機能の更なる詳細、特に、インジェクタ構成装置の噴射サイクルは、ＷＯ２００５／０２８８３６号に詳細に記載されている。信号は、マイクロプロセッサ１６と、駆動回路２０ａとの間で伝達され、駆動回路２０ａから受け取った信号内に含まれるデータは、メモリ２４に記録される。

駆動回路２０ａは、３つの主要な位相、即ち充電位相、放電位相及び再生位相で作動する。放電位相の間、駆動回路２０ａは、燃料を噴射するためインジェクタバルブ１３を開放するように燃料インジェクタ１２ａ、１２ｂの一つを放電するように作動する。充電位相の間、駆動回路２０ａは、燃料の噴射を終了するためインジェクタバルブ１３を閉じるように燃料インジェクタ１２ａ、１２ｂを充電するように作動する。再生位相の間、電荷の形態のエネルギーは、専用の電源が必要でなくなるように引き続く噴射サイクルで使用するため、第１の蓄積キャパシタＣ_１及び第２の蓄積キャパシタＣ_２（図１には示されていない）に補給される。以下、これらの作動の位相の各々を説明する。

図２を参照すると、駆動回路２０ａは、第１の電圧レールＶ_０と、第２の電圧レールＶ_１とを備えている。第１の電圧レールＶ_０は、第２の電圧レールＶ_１より高い電圧である。駆動回路２０ａは、二方向性の電流経路として機能する中央の電流経路３２を有する半Ｈブリッジ回路を更に備えている。中央電流経路３２は、燃料インジェクタ１２ａ、１２ｂのバンク１０と直列に連結されたインダクタＬ_１を有する。燃料電池インジェクタ１２ａ、１２ｂ並びにそれらの連係するスイッチング回路は、互いに並列に接続されている。

各々の燃料インジェクタ１２ａ、１２ｂは、その圧電アクチュエータ１１が、該圧電アクチュエータ１１のロー側（＋）ターミナル及びハイ側（−）ターミナルの間の電位差である電圧を保持するように充電可能である状態で、キャパシタの電気的特性を有する。

駆動回路２０ａは、第１の蓄電キャパシタＣ_１と、第２の蓄電キャパシタＣ_２と、を更に備えている。蓄電キャパシタＣ_１、Ｃ_２の各々は、ハイ側及びロー側を持ち、ハイ側はキャパシタの正のターミナル上にあり、ロー側は負のターミナル上にある。第１の蓄電キャパシタＣ_１は、第１の電圧レールＶ_０と第２の電圧レールＶ_１との間で接続されている。第２の蓄電キャパシタＣ_２は、第２の電圧レールＶ_１とグラウンド電位Ｖ_GNDとの間で接続されている。

更に加えて、駆動回路２０ａは、電圧源Ｖｓ、又は、ＥＣＵ１４によって供給される電源２２を有する。電圧源Ｖｓは、第２の電圧レールＶ_１とグラウンド電位Ｖ_GNDとの間で接続され、よって、エネルギーを第２の蓄電キャパシタＣ_２に供給するように配置されている。典型的には、電圧源Ｖｓは、５０から６０ボルトの間である。駆動回路２０ａは、第１及び第２の蓄電キャパシタＣ_１、Ｃ_２に電荷を供給するため専用の電源を持っていない。しかし、第２の蓄電キャパシタＣ_２は電源２２に接続されているが、第１の蓄電キャパシタＣ_１は、再生位相の間の該キャパシタへの電荷の再生に頼っている。

駆動回路２０ａでは、第１及び第２の燃料インジェクタ１２ａ、１２ｂの充電及び放電作動を各々制御するため、充電スイッチＱ_１及び放電スイッチＱ_２が設けられている。充電スイッチＱ_１及び放電スイッチＱ_２は、マイクロプロセッサ１６によって作動可能である。充電スイッチＱ_１及び放電スイッチＱ_２の各々は、閉じたとき、スイッチを通した単一方向の電流の流れを可能にし、開放したとき電流の流れを防止する。充電スイッチＱ_１は、該スイッチに亘って接続された第１の再循環ダイオードＲＤ_１を有する。同様に、放電スイッチＱ_２は、該スイッチに亘って接続された第２の再循環ダイオードＲＤ_２を有する。これらの再循環ダイオードＲＤ_１、ＲＤ_２は、エネルギーが燃料インジェクタ１２ａ、１２ｂの少なくとも１つから取り戻される駆動回路２０ａの作動のエネルギー再循環位相の間に、再循環電流が、第１の蓄電キャパシタＣ_１及び第２の蓄電キャパシタＣ_２に電荷を戻すことを可能にしている。

第１の燃料インジェクタ１２ａは、連係する第１のセレクタースイッチＳＱ_１と直列に接続され、第２の燃料インジェクタ１２ｂは、連係する第２のセレクタースイッチＳＱ_２と直列に接続されている。セレクタースイッチＳＱ_１、ＳＱ_２の各々は、マイクロプロセッサ１６によって作動可能である。第１のダイオードＤ_１は、第１のセレクタースイッチＳＱ_１と並列に接続され、第２のダイオードＤ_２は、第１のセレクタースイッチＳＱ_２と並列に接続されている。第１のセレクタースイッチＳＱ１（第１の燃料インジェクタ１２ａと連係する）が作動されたとき、例えば、電流Ｉ_DISCHARGEは、選択された燃料インジェクタ１２ａを介した放電方向に流れることを可能にされている。第１及び第２のダイオードＤ_１、Ｄ_２は、各々、電流Ｉ_CHARGEが、第１及び第２の燃料インジェクタ１２ａ、１２ｂに亘って、回路の作動の充電位相の間に充電方向に流れることを可能にする。

再生スイッチ回路は、再生位相を実行するためインジェクタ１２ａ、１２ｂと並列に駆動回路２０ａに備えられている。再生スイッチ回路は、第２の蓄電キャパシタＣ_２をインダクタＬ_１に接続するように機能する。再生スイッチ回路は、マイクロプロセッサ１６により作動可能である再生スイッチＲＳＱを備えている。第１の再生スイッチダイオードＲＳＤ_１は、再生スイッチＲＳＱと並列に接続されている。第２の再生スイッチダイオードＲＳＤ_２は、第１の再生スイッチダイオードＲＳＤ_１及び再生スイッチＲＳＱに直列に連結され、保護ダイオードとして機能する。第１及び第２の再生スイッチダイオードＲＳＤ_１、ＲＳＤ_２は、再生スイッチＲＳＱが閉じられず電流が第２の電圧レールＶ_１から流れないならば、電流が再生スイッチ回路を通っては流れないように互いに対向している。よって、電流は、充電位相の間に再生スイッチ回路を通過して流れることができない。

中央電流経路３２は、マイクロプロセッサ１６と連通するように配置された電流検出及び制御手段３４を備えている。電流検出制御手段３４は、第２の電流を所定の電流閾値と比較し、検出された電流が所定の電流閾値と実質的に等しいとき出力信号を発生するように、中央電流経路３２内の電流を検知するように配置されている。

電圧検出手段Ｖ_{ＳＥＮＳＥ}（図示せず）は、噴射のため選択された燃料インジェクタ１２ａ、１２ｂに亘って電圧を検知するようにも提供されている。電圧検出手段は、第１及び第２の蓄電キャパシタＣ_１、Ｃ_２と電源２２とに亘る電圧Ｖ_Ｃ１、Ｖ_Ｃ２を検出するためにも使用される。再生位相は、第１及び第２の蓄電キャパシタＣ_１、Ｃ_２に亘って検出された電圧レベルＶ_Ｃ１、Ｖ_Ｃ２が所定の電圧レベルと実質的に同じであるとき終了される。

駆動回路２０ａは、電流検出制御手段３４の出力、燃料インジェクタ１２ａ及び１２ｂのアクチュエータ１１の正のターミナル（＋）から検出された電圧Ｖ_sense、並びに、マイクロプロセッサ１６及びそのメモリ２４からの様々な出力信号を受信するための制御論理部３０を更に備えている。制御論理部３０は、充電スイッチＱ_１及び放電スイッチＱ_２、第１及び第２のセレクタースイッチＳＱ_１、ＳＱ_２、及び、再生スイッチＲＳＱの各々のための制御信号を発生するために様々な入力を処理するマイクロプロセッサ１６によって実行可能なソフトウェアを備えている。

駆動回路２０ａの作動中には、駆動パルス（又は電圧波形）は、インジェクタ１２ａ、１２ｂの各々、例えば第１の燃料インジェクタ１２ａの圧電アクチュエータ１１に印加される。駆動パルスは、充電電圧Ｖ_CHARGEと放電電圧Ｖ_DISCHARGEとの間で変動する。第１の燃料インジェクタ１２ａが非噴射状態にあるとき、噴射前に、駆動パルスは、比較的高い電圧が圧電アクチュエータ１１に印加されるようにＶ_CHARGEとなる。典型的には、Ｖ_CHARGEは約２００乃至約３００Ｖである。噴射事象を開始することが要求されたとき、駆動パルスは、典型的には約１００ＶであるＶ_DISCHARGEにまで低下される。噴射を終了するため、駆動パルスの電圧は、その充電電圧レベル、即ちＶ_CHARGEにまでもう一度昇圧される。

一般には、バンク１０上で選択された燃料インジェクタ（例えば、第１の燃料インジェクタ１２ａ）を作動させる際には、連係する駆動回路２０ａは、次の態様で作動される。第１に、第１の燃料インジェクタ１２ａの放電スイッチＱ_２及び第１のセレクタースイッチＳＱ_１が、閉じられる。次に続く放電位相の間には、放電スイッチＱ_２は、選択された燃料インジェクタ１２ａにかかる電圧が噴射を開始するため適切な電圧放電レベル（即ちＶ_DISCHARGE）まで減少されるまで、自動的に開閉される。噴射が要求される所定の時間後、燃料インジェクタ１２ａの閉鎖が、充電スイッチＱ１を閉じることによって達成され、充電電流が、第１及び第２の燃料インジェクタ１２ａ及び１２ｂを介して流れさせられる。引き続く充電位相の間、充電スイッチＱ_１は、適切な充電電圧レベル（即ち、Ｖ_CHARGE）が達成されるまで連続的に開閉される。再生位相の間、再生スイッチＲＳＱが作動され、第１の蓄電キャパシタＣ_１上のエネルギーが所定レベルに達するまで、放電スイッチＱ_２がマイクロプロセッサ１６により発せられた信号の制御の下で周期的に開閉される。

以下、再生位相の間の駆動回路２０ａの作動を更に詳細に説明する。

再生位相は、噴射事象の終了時に充電位相に続いて実行される。再生位相の間、再生スイッチＲＳＱ（充電位相及び放電位相の間には作動停止されたままである）が作動され、第１の蓄電キャパシタＣ_１上のエネルギーが所定レベルに達するまで、放電スイッチＱ_２が、マイクロプロセッサ１６からの変調信号の制御下で、開閉される。

再生スイッチＲＳＱが閉じられた状態で、放電スイッチＱ_２が閉じられる間、電源２２から電流が引き出され、該電流は、再生スイッチＲＳＱ、第２の再生スイッチダイオードＲＳＤ_２、インダクタＬ_１、放電スイッチＱ_２を通って、第２の蓄電キャパシタＣ_２に至り、第２の蓄電キャパシタＣ_２上のエネルギーを減少させる。放電スイッチＱ_２が開放されるとき、電流が第１の蓄電キャパシタＣ_１から、第２の再生スイッチダイオードＲＳＤ_２、再生スイッチＲＳＱ、電流検出制御手段３４、インダクタＬ_１、及び、充電スイッチＱ_１と連係する第１の再生ダイオードＲＤ_１を通って、第１の蓄電キャパシタＣ_１の正のターミナルへと至り、第１の蓄電キャパシタＣ_１上のエネルギーを増大させる。かくして、再生位相の間、インダクタＬ_１は、第２の蓄電キャパシタＣ_２から第１の蓄電キャパシタＣ_１へとエネルギーを転移させ、電源２２がＣ_２にかかる電圧を維持する。よって、再生位相は、第１の蓄電キャパシタＣ_１にかかる電圧を増大するように電源２２の電圧Ｖｓを第２の電圧レールＶ_１へと転移させる。

充電位相、放電位相及び再生位相における駆動回路２０ａの様々な作動モードは、ＷＯ２００５／０２８８３６Ａ１において詳細に記載されている。

駆動回路２０ａにおける燃料インジェクタ１２ａ、１２ｂと連係する例えば短絡回路、開回路等の故障は、検出可能な故障応答特性を有する。これらの故障応答特性は、駆動回路及びその連係するバンクの重大な故障モードである。駆動回路２０ａに存在するそのような故障は、インジェクタ構成装置の性能に影響を及ぼし、究極的には、エンジン８の性能にとって重大となり得る。前記駆動回路２０ａとその連係するインジェクタ１２ａ、１２ｂが既に開発されたが、これらの故障応答特性を検出するための適切な診断手段及び適切な診断方法は、今日に至るまで、知られていなかった。

図３を参照すると、駆動回路２０ａには、一体型診断手段が備え付けられている。参照を容易にするため、図２と共通の全ての特徴は、図３の参照番号と同じ番号が付与されている。診断手段は、駆動回路２０ａと該駆動回路と連係する圧電燃料インジェクタ１２ａ、１２ｂの重大な故障モードを検出するため特定の診断方法に従って作動し、これによって、駆動回路２０ａ及び燃料インジェクタ１２ａ、１２ｂの完全な故障を防止する、ロバストな診断システムを提供する。

診断手段は、一般に、２つの異なる形態で具現化することができる。該２つの形態の両方が図３に示されている。

診断手段の第１の実施例は、第１の抵抗器Ｒ_Ｈと第２の抵抗器Ｒ_Ｌとを備える抵抗バイアスネットワークである。第１の抵抗器Ｒ_Ｈは、第１の電圧レールＶ_０と、インダクタＬ_１に接続されているバイアスポイントＰ_Ｂにおける燃料インジェクタ１２ａ、１２ｂのハイ側と、の間に接続されている。第２の抵抗器Ｒ_Ｌは、バイアスポイントＰ_Ｂにおける燃料インジェクタ１２ａ、１２ｂのハイ側と、グラウンド電位Ｖ_GNDとに接続されている。第１の抵抗器Ｒ_Ｌ及び第２の抵抗器Ｒ_Ｈは、高いオーダーの大きさの既知の抵抗を各々有している。ボルトセンサ２５は、第２の抵抗器Ｒ_Ｌに亘って接続され、マイクロプロセッサ１６に出力を提供する。マイクロプロセッサ１６は、ボルトセンサ２５を作動させるように構成され、第２の抵抗器Ｒ_Ｌにかかるバイアス電圧を示すボルトセンサ２５からの信号を受け取る。

故障トリップ回路と称される診断手段の第２の実施例では、グラウンド電位Ｖ_GNDへの駆動回路２０ａの接続部分に、故障トリップ抵抗器Ｒ_Ｆが配置されている。電流センサ２７が、故障トリップ抵抗器Ｒ_Ｆを通過した電流を検出するため故障トリップ抵抗器Ｒ_Ｆと直列に接続されている。故障トリップ抵抗器Ｒ_Ｆは、ミリオームの大きさのオーダーの非常に低い抵抗を有する。マイクロプロセッサ１６は、電流センサ２７に制御信号を送信するように配置され、電流センサ２７は、故障トリップ抵抗器Ｒ_Ｆを通過した電流を示す電流センサ２７からの信号を受け取る。

なお、故障トリップ抵抗器Ｒ_Ｆは、インジェクタ構成装置のバンクの全てに接続されたグラウンド電位Ｖ_GNDと直列に接続されているので、一つの故障トリップ抵抗器Ｒ_Ｆのみが、必要となる。かくして、故障トリップ回路を使用する際には、駆動回路２０ａ又はバンク１０の故障が検出されたならば、幾つかの状況では、単にインジェクタ構成装置に故障が存在すると決定することが可能となる。その故障が燃料インジェクタ１２ａ、１２ｂのいずれに関係するかを決定することは可能ではない。実際、インジェクタ構成装置が、１つより多いバンク１０を有している場合には、幾つかの状況では、当該故障がどのバンク１０に関係しているかを決定することは可能とはなり得ない。

通常の運転条件下で、バンク１０と該バンクと連係する駆動回路２０ａが作動しているとき、バンク１０の連係する燃料インジェクタ１２ａ、１２ｂの圧電アクチュエータ１１の電荷は、噴射サイクルの間の任意の時点で正確に予測可能である。従って、駆動回路２０ａが作動している間に発生した駆動回路２０ａの故障に対しては、燃料インジェクタ１２ａ、１２ｂの圧電アクチュエータ１１の電荷は、一般に、知られている。しかし、始動時には、圧電アクチュエータ１１の電荷は、一般に、知られていない。従って、バンク１０が作動しているとき使用されるものとは異なる方法を使用して、始動時における故障に対してテストすることが必要となる。診断手段の２つの実施例（即ち、抵抗器Ｒ_Ｈ、Ｒ_Ｌを備える抵抗バイアスネットワーク、並びに、故障トリップ抵抗器Ｒ_Ｆを備える故障トリップ回路）は、両方の種類の故障を検出することを可能にする。即ち、一方の実施例は、駆動回路２０ａ及びその連係するバンク１０が作動している間に使用され、他方の実施例は、駆動回路２０ａ及びその連係するバンク１０が始動するときに使用される。

図３における抵抗バイアスネットワークの特徴を参照すると、全てのスイッチ（Ｑ１、Ｑ２、ＳＱ１、ＳＱ２及びＲＳＱ）が開放され、インジェクタ１２ａ、１２ｂの両方の圧電アクチュエータ１１が完全に充電された状態では、バイアスポイントＰＢにおいて検出された、グラウンド電位Ｖ_GNDに対する第２の抵抗器Ｒ_Ｌにかかる電圧は、測定されたバイアス電圧Ｖ_BIASに等しい。第１の抵抗器Ｒ_Ｈ及び第２の抵抗器Ｒ_Ｌの抵抗並びに第１の電圧レールＶ_０を知ることによって、所定のバイアス電圧Ｖ_Bcalcが計算される。駆動回路２０ａ又は燃料インジェクタ１２ａ、１２ｂに故障が存在しない場合、測定されたバイアス電圧Ｖ_BIASは所定のバイアス電圧Ｖ_Bcalcに実質的に等しい。特定のバンク１０の燃料インジェクタ１２ａ、１２ｂのいずれかに関連して短絡故障が存在している場合、バイアスポイントＰＢにおいて測定されたバイアス電圧Ｖ_BIASは所定のバイアス電圧Ｖ_Bcalcに等しくはならない。

測定されたバイアス電圧Ｖ_BIASの値は短絡故障の性質を決定するために使用される。３つの種類の短絡故障が存在する。
・ 所定のバイアス電圧Ｖ_Bcalcよりも高い測定バイアス電圧Ｖ_BIASは、そのロー側からグラウンド電位Ｖ_GNDにかけて短絡を有する完全に充電された燃料インジェクタ１２ａ、１２ｂを示している。
・ 第２の電圧レールＶ_１の電圧と所定のバイアス電圧Ｖ_Bcalcとの間にある測定バイアス電圧Ｖ_BIASは、燃料インジェクタ１２ａ、１２ｂのいずれか一方のアクチュエータ１１のターミナルの間に短絡が存在することを示している。しかし、測定バイアス電圧Ｖ_BIASが所定のバイアス電圧Ｖ_Bcalcから許容電圧内にある場合には短絡故障は存在していないとみなされる。なお、測定バイアス電圧Ｖ_BIASは、短絡の抵抗の増大と共に増大する。
・ 第２の電圧レールＶ_１の電圧とグラウンド電位Ｖ_GNDとの間にある測定バイアス電圧Ｖ_BIASは、ハイ側からグラウンド電位Ｖ_GNDにかけて短絡故障が存在することを示している。この種の短絡に関する測定バイアス電圧Ｖ_BIASは、燃料インジェクタ１２ａ、１２ｂに加えられた残留電圧に依らずに検出され、測定バイアス電圧Ｖ_BIASは、短絡の有効抵抗の増大と共に増大する。

なお、測定バイアス電圧Ｖ_BIASが第２の電圧レールＶ_１の電圧付近である場合には、短絡故障が燃料インジェクタ１２ａ、１２ｂの一つのアクチュエータ１１のターミナルの間の短絡であるか又はアクチュエータ１１のハイ側からグラウンド電位Ｖ_GNDにかけての短絡であるか正確に決定することができない場合がある。

前述したように、許容電圧Ｖ_Btol内にある測定バイアス電圧Ｖ_BIASの範囲は、所定バイアス電圧Ｖ_Bcalcのいずれの側の範囲であろうとも、短絡故障を示すとはみなされない。これらの測定バイアスＶ_BIASの各々では、圧電アクチュエータ１１は、それと連係する燃料インジェクタ１２ａ、１２ｂを作動させるのに十分に充電されているからである。典型的には、許容電圧Ｖ_Btolは、所定バイアス電圧Ｖ_Bcalcの１０ボルト内にある。

燃料インジェクタ１２ａ、１２ｂのいずれか、例えば第１の燃料インジェクタ１２ａがその連係するセレクタースイッチＳＱ_１を閉じることによって選択されたとき、測定バイアスＶ_BIASは、第２の電圧レールＶ_１の電圧と、選択されたインジェクタにかかるＶ_injNとの総和に実質的に等しい、予測された選択インジェクタの電圧Ｖ_PinjNまで増大する。燃料インジェクタ１２ａが選択から除かれたとき、連係するセレクタースイッチＳＱ１は、開放され、測定バイアス電圧Ｖ_BIASは、抵抗バイアスネットワーク（即ち、第１及び第２の抵抗器Ｒ_Ｈ、Ｒ_Ｌ）により設定された電圧レベルへと指数関数的に減衰する。測定バイアス電圧Ｖ_BIASの減衰が急激に達成された場合、当該回路は、指数関数的な減衰を最小にする時定数を持つように配置される。

測定バイアス電圧Ｖ_BIASが、第１の燃料インジェクタ１２ａの選択除去の後、短時間に読み取られたとき、測定バイアス電圧Ｖ_BIASは、この指数関数的減衰を含んでいるはずである。かくして、第１の燃料インジェクタ１２ａの選択除去の後の所定期間の間、測定バイアス電圧Ｖ_BIASは通常予想された電圧よりも大きくなる。また、選択された燃料インジェクタ１２ａと連係するセレクタースイッチＳＱ_１を開放した後、短時間で測定がなされた場合、測定バイアス電圧Ｖ_BIASは減少する。駆動回路２０ａに短絡が存在しない場合、測定バイアス電圧Ｖ_BIASは所定バイアス電圧Ｖ_Bcalcに向かって減少する。測定バイアス電圧Ｖ_BIASのばらつきを回避するため、所定の期間後に測定がなされる。代替例として、測定バイアス電圧Ｖ_BIASの指数関数的減衰の時定数が知られている場合、これは、時間依存性の所定バイアス電圧Ｖ_Bcalcを有することによって、予測された選択インジェクタ電圧Ｖ_PinjNからの減少の原因となっている。

短絡故障が検出されず、測定バイアス電圧Ｖ_BIASが所定バイアス電圧Ｖ_Bcalcの受容された許容電圧Ｖ_Btol内にある場合、開回路故障に関して燃料インジェクタ１２ａ、１２ｂをテストするため抵抗バイアスネットワークを使用することが可能となる。図４は、第２の燃料インジェクタ１２ｂを選択した開回路故障をテストしたときの駆動回路２０ａの構成を示している。測定バイアス電圧Ｖ_BIASは、選択された第２の燃料インジェクタ１２ｂと連係する第２のセレクタースイッチＳＱ_２を除いて駆動回路２０ａにおける全てのスイッチ（Ｑ_１、Ｑ_２、ＳＱ_１及びＲＳＱ）が開放された状態で再び、決定される。

故障が無い燃料インジェクタに対しては、測定バイアス電圧Ｖ_BIASは、予測された選択インジェクタ電圧Ｖ_PinjNに実質的に等しい。選択された燃料インジェクタ１２ｂが開回路故障を有している場合には、測定されたバイアス電圧Ｖ_BIASは、第１の電圧レールＶ_０が第１及び第２の抵抗器Ｒ_Ｈ、Ｒ_Ｌに亘って直列に印加されたときに第２の抵抗器Ｒ_Ｌに亘って配分されたときの第１の電圧レールＶ_０の電圧となる。測定されたバイアス電圧Ｖ_BIASは、予測された選択インジェクタ電圧Ｖ_PinjNの許容電圧Ｖ_Btol内にあるときに許容される。

図５を参照すると、抵抗バイアスネットワークを使用した短絡及び開回路故障に対する、診断テスト又は方法が、噴射サイクルの間の離散ポイントで通常の運転条件の間に実行されている。噴射の完了時には、駆動パルス（燃料インジェクタにかかる電圧）は、第１の周期７０で示されるように、充電電圧レベルＶ_CHARGEにまで増大される。バンクは、第２の周期７２内の再生位相を経験する。抵抗バイアスネットワークを使用した短絡回路故障及び開回路短絡故障に対するテストの診断方法を実行するため、再生位相を始めとするバンク１０上の他の全ての動作が、第３の周期７４の開始時のポイントＡにおいて停止される。バンク１０と連係するスイッチの全て、第１及び第２のセレクタースイッチＳＱ_１、ＳＱ_２、並びに、再生スイッチＲＳＱは、開放される。テストする診断方法が実行される。短絡故障が検出されない場合には、適切なスイッチが閉じられ、再生位相が、第４の周期７６の開始時のポイントＢで再開始される。引き続いて、放電位相が発生し、駆動バルスが、第５の周期７８において放電電圧レベルＶ_DISCHARGEまで減少され、噴射事象が発生する。

図６を参照すると、バンク１０が作動中に抵抗バイアスネットワークを使用したテストの好ましい診断方法は、噴射サイクルの第３の周期７４の間に実行される多数のステップを有する。以下、抵抗バイアスネットワークを作動する診断方法をより詳しく説明する。

第１のステップ８０では、バンク１０上の全ての動作が終了され、全てのスイッチ（Ｑ_１、Ｑ_２、ＳＱ_１、ＳＱ_２及びＲＳＱ）が開放される。

第２のステップ８２では、セレクタースイッチＳＱ_１、ＳＱ_２のいずれを閉じること無く、バイアスポイントＰＢにおける電圧が測定される。よって、燃料インジェクタ１２ａ、１２ｂのいずれも選択されていない。

第３のステップ８４では、測定されたバイアス電圧Ｖ_BIASは、それが所定のバイアス電圧Ｖ_Bcalcの許容電圧Ｖ_Btol内にある否かを決定するため、評価される。第４のステップ８６では、測定されたバイアス電圧Ｖ_BIASが所定のバイアス電圧Ｖ_Bcalcの許容電圧Ｖ_Btol外にある場合には、短絡がバンク１０に存在しており、短絡故障応答が開始される。代替例として、測定されたバイアス電圧Ｖ_BIASが所定のバイアス電圧Ｖ_Bcalcの許容電圧Ｖ_Btol内にある場合には、噴射サイクルにおいてバンク１０内で噴射するため次に用意された燃料インジェクタは、開回路故障に関してテストされる。噴射するため次に用意された燃料インジェクタは、前述されるように、燃料インジェクタと連係するセレクタースイッチＳＱ_１、ＳＱ_２を閉じることによって選択される。

測定されたバイアス電圧Ｖ_BIASは、第５のステップ８８において、予測された選択されたインジェクタ電圧Ｖ_PinjNの許容電圧Ｖ_Btol内にある否かを決定するため、評価される。

第６のステップ９０では、測定されたバイアス電圧Ｖ_BIASと予測された選択されたインジェクタ電圧Ｖ_PinjNとの間の差異が、許容電圧Ｖ_Btolより大きい場合には、バンク内の開回路故障が検出され、開回路故障応答が開始される。第７のステップ９２では、故障がバンク１０上で検出されない場合に、噴射が可能化される。

マイクロプロセッサ１６は、駆動回路２０ａ及びバンク１０が作動している間に図６を参照して上述された方法を実行するように構成されている。典型的には、本方法は、マイクロコンピュータ１６のメモリ２４内に格納され、本方法を実行するためマイクロプロセッサ１６によって実行されるコンピュータプログラム又は一連のコンピュータプログラムで具現化される。

図７を参照すると、バンクが作動している間に抵抗バイアスネットワークを使用するテスト診断方法が始動時に使用するため適合される。第１のステップ１００では、充電スイッチＱ１が所定の時間の間に閉じられる。

第２のステップ１０２では、全てのスイッチ（Ｑ_１、Ｑ_２、ＳＱ_１、ＳＱ_２及びＲＳＱ）が開放され、バイアスポイントＰ_Ｂにおける電圧が、駆動回路２０ａ内の短絡故障を検出するため測定される。

第３のステップ１０４では、測定されたバイアス電圧Ｖ_BIASは、それが所定のバイアス電圧Ｖ_Bcalcの許容電圧Ｖ_Btol内にある否かを決定するため評価される。

第４のステップ１０６では、測定されたバイアス電圧Ｖ_BIASは、所定のバイアス電圧Ｖ_Bcalcの許容電圧Ｖ_Btol外にある場合、駆動回路２０ａにおいて短絡故障が検出され、短絡故障応答が開始される。なお、測定されたバイアス電圧Ｖ_BIASが、所定のバイアス電圧Ｖ_Bcalcの許容電圧Ｖ_Btol内にある場合、短絡は検出されない。

第５のステップ１０８では、充電スイッチＱ_１が、駆動回路２０ａにおいて開回路故障を検出するため較正時間に亘って再接続される。

第６のステップ１１０では、セレクタースイッチの一つが閉じられた状態で、例えば、第１の燃料インジェクタ１２ａを選択するため第１のセレクタースイッチＳＱ１が閉じられた状態で、バイアスポイントＰ_Ｂにおける電圧が測定される。

第７のステップ１１２では、測定されたバイアス電圧Ｖ_BIASは、それが、予測された選択されたインジェクタ電圧Ｖ_PinjNの許容電圧Ｖ_Btol内にある否かを決定するため、評価される。

第８のステップ１１４では、バイアスポイントＰ_Ｂにおける測定バイアス電圧Ｖ_BIASが予測された選択されたインジェクタ電圧Ｖ_PinjNの許容電圧Ｖ_Btol内にない場合に、選択された燃料インジェクタ１２ａ、１２ｂと連係する開回路故障が検出され、開回路故障応答が開始される。他の条件では、開回路故障は検出されない。

第８のステップ１１４の後、本方法は、第９のステップ１１９へと移行する。第９のステップでは、本方法は、バンク１０上の燃料インジェクタ１２ａ、１２ｂの別の一つ、例えば第２の燃料インジェクタ１２ｂをテストするため第６のステップ１１０へと戻る。第６乃至第９のステップ１１０、１１２，１１４、１１６は、バンク１０上の燃料インジェクタ１２ａ、１２ｂの全てが開回路故障に対してテストされるまで繰り返される。一旦、バンク１０の燃料インジェクタ１２ａ、１２ｂの全てが個別にテストされたならば、本方法は、第１０のステップ１１８へと移行し、該ステップでは、他の動作がバンク１０上で可能にされる。

マイクロプロセッサ１６は、図７を参照して上述された抵抗バイアスネットワークを使用して、駆動回路２０ａの始動時に本方法を実行するように構成されている。典型的には、本方法は、マイクロプロセッサ１６のメモリ２４に格納され本方法を実行するようにマイクロプロセッサ１６により実施される、コンピュータプログラム又は一連のコンピュータアルゴリズムで具現化されている。

故障トリップ回路では、故障トリップ抵抗器Ｒ_Ｆを通る電流が、マイクロプロセッサ１６により作動可能な電流センサ２７によって監視される。使用中には、検出された電流Ｉ_dectが所定の閾値電流Ｉ_tripを超えた場合には、回路がトリップするように配置され、マイクロプロセッサ１６は、信号を発するように構成されている。

駆動回路２０ａは、燃料インジェクタ２０ａ、２０ｂのいずれかがロー側又はハイ側を有する場合に、スイッチ（Ｑ_１、Ｑ_２、ＳＱ_１、ＳＱ_２及びＲＳＱ）のうち任意のスイッチが閉じられる任意の時刻で、グラウンド電位Ｖ_GNDにかけての短絡故障をトリップするように構成されている。駆動回路２０ａにおける多数のスイッチ（Ｑ_１、Ｑ_２、ＳＱ_１、ＳＱ_２及びＲＳＱ）配列を図８乃至図１１を参照して詳細に説明する。これらの配列の全てにおいて、特に言及されていなければ、スイッチ（Ｑ_１、Ｑ_２、ＳＱ_１、ＳＱ_２及びＲＳＱ）の全ては、開放されている。なお、これらの図面の各々は太線を有しており、該太線は、短絡電流により占められた駆動回路２０ａ内の経路を表している。

これらの配列の全てでは、対応する図面は、第２の燃料インジェクタ１２ｂに影響を及ぼす短絡を示している。短絡は、第１の燃料インジェクタ１２ａ、又は、バンク１０内に存在する他の任意の燃料インジェクタ内に等しく位置してもよい。

故障トリップ電流を作動させることによっては、バンク１０のいずれの燃料インジェクタが故障に関係しているかを決定することは可能ではない。駆動回路２０ａには、ただ一つだけの故障トリップ抵抗器Ｒ_Ｆのみが存在しているからである。一つより多いバンク１０を備える別のインジェクタ構成装置では、故障トリップ回路は、インジェクタ構成装置内の短絡故障の存在を検出することができるが、燃料インジェクタ１２ａ、１２ｂ、又は、故障と関係する特定のバンクでさえも、同定するために使用することはできない。

図８を参照すると、放電スイッチＱ_２が閉じられ、駆動回路２０ａの他の全てのスイッチ（Ｑ_１、ＲＳＱ、ＳＱ_１及びＳＱ_２）が開放されるとき、選択された第２の燃料インジェクタ１２ｂと連係するロー側からグラウンド電位Ｖ_GNDにかけての短絡故障が検出可能となる。なお、図８に示された短絡は、第２の燃料インジェクタ１２ｂ上に残留電荷が存在している場合にのみ、検出可能となる。

図９を参照すると、第２のセレクタースイッチＳＱ_２が閉じられ、駆動回路２０ａの他の全てのスイッチ（Ｑ_１、Ｑ_２、ＳＱ_１及びＲＳＱ）が開放されるとき、第２の燃料インジェクタ１２ｂと関係するハイ側からグラウンド電位Ｖ_GNDにかけての短絡故障が検出可能となる。

図１０及び図１１を参照すると、充電スイッチＱ_１を閉じた状態で、駆動回路２０ａの他の全てのスイッチ（ＲＳＱ、Ｑ_２、ＳＱ_１及びＳＱ_２）が開放されるとき、２つの可能な短絡故障が検出可能となる。図１０に示された駆動回路２０ａでは、第２の燃料インジェクタ１２ｂと関係するハイ側からグラウンド電位Ｖ_GNDにかけての短絡故障が存在している。図１１に示された駆動回路２０ａでは、第２の燃料インジェクタ１２ｂと関係するロー側からグラウンド電位Ｖ_GNDにかけての短絡故障が存在している。なお、図１１に示された短絡は、第２の燃料インジェクタ１２ｂ上に残留電荷が、たとえあったとしてもほとんど存在しない場合にのみ検出可能となる。

図１２及び図１３の各々において、再生スイッチＲＳＱが閉じられ、駆動回路２０ａの他の全てのスイッチ（Ｑ_１、Ｑ_２、ＳＱ_１及びＳＱ_２）が開放されている。図１２に示された駆動回路２０ａでは、第２の燃料インジェクタ１２ｂと関係するハイ側からグラウンド電位Ｖ_GNDにかけての短絡故障が検出可能となる。図１３に示された駆動回路２０ａでは、第２の燃料インジェクタ１２ｂと関係するロー側からグラウンド電位Ｖ_GNDにかけての短絡故障が検出可能となる。しかし、図１３に示された短絡故障は、選択された第２の燃料インジェクタ１２ｂ上に電荷が存在しないか又は無視し得る電荷しかない場合にのみ検出可能となる。

駆動回路２０ａが通常の運転条件下で作動している間に与えられた燃料インジェクタ１２ａ、１２ｂの一つの噴射サイクルの間、駆動回路２０ａは、図９乃至図１３に示された作動状態を経て作動される。かくして、図９乃至図１３を参照して上述された様々に異なる種類の短絡故障の全てが検出可能となる。図８に示された配列は、噴射サイクルで発生しないことが認められよう。

前述されたように、１つより多いバンクを備えるインジェクタ構成装置では、故障トリップ回路を使用したとき通常の運転条件の間に、いずれのバンクが短絡故障と関係しているかを決定することが可能ではない。加えて、バンクの１つが１つより多い燃料インジェクタ１２ａ、１２ｂを備える場合、通常の運転条件の間、この故障トリップ回路を使用することによって、バンク上のいずれの燃料インジェクタ１２ａ、１２ｂが故障と関係しているかを同定することも可能ではない。いずれのバンクが故障と関係するかを決定するために、故障トリップ回路を、始動時において故意にトリップすることができる。

故障トリップ回路の回路構成は、図８、図１２及び図１３に示されるように、バンク１０の再生スイッチＲＳＱ、又は、関係する駆動回路２０ａの放電スイッチＱ_２を作動させることによって、始動時に故意にトリップされる。故障トリップ回路は、始動時に抵抗バイアスネットワークに優先して使用される。抵抗バイアスネットワークは、燃料インジェクタ１２ａ、１２ｂに亘って未知の電圧が存在する可能性に起因して、故障トリップよりも始動時に信頼性がより少なくなるからである。

図１４は、流れ図の形態で、少なくとも２つのバンク、即ち第１のバンク１０と第２のバンク１０ｂとを備えるインジェクタ構成装置に印加されたとき故意に故障トリップ回路をトリップするため使用される方法の各ステップを示している。インジェクタ構成装置が２つより多いバンクを備えている場合には、第１の２つのバンク１０、１０ｂの各々に適用されるのと同じステップが、第３のバンク１０ｃ乃至更なるバンク１０_Ｎに適用される。

第１のステップ１２０で開始するとき、インジェクタ構成装置の第１のバンク１０の再生スイッチＲＳＱが所定の期間に亘って閉じられる。

第２のステップ１２２では、故障トリップ抵抗器Ｒ_Ｆを通って流れる電流が、検出された電流Ｉ_dectを測定するため監視される。

検出された電流Ｉ_dectが閾値電流Ｉ_tripを超えた場合には、第３のステップ１２４では、短絡故障応答が開始される。第１のバンク１０のテストは完了し、本方法は、第６のステップ１３０へ直接移行する。なお、測定された電流が、閾値電流Ｉ_trip以下である場合には、第１のバンク１０の放電スイッチＱ_２が、所定の時間に亘って閉じられる。

第４のステップ１２６では、故障トリップ抵抗器Ｒ_Ｆを通過する電流は、検出電流Ｉ_DECTを測定するため監視される。

第５のステップ１２８では、検出電流Ｉ_dectが閾値電流_tripを超えた場合、短絡故障応答が開始される。

第１のバンク１０のテストが完了している。本方法は、第２のバンク１０ｂをテストすることによって続行される。第６のステップ１３０では、第２のバンク１０ｂの再生スイッチＲＳＱは、所定の時間に亘って閉じられている。

第７のステップ１３２では、故障トリップ抵抗器Ｒ_Ｆを通過する電流が、検出電流Ｉ_dect
を測定するため監視される。

第８のステップ１３４では、検出電流Ｉ_dectが閾値電流Ｉ_tripを超えた場合、短絡故障応答が開始され、第２のバンク１０ｂのテストが完了する。インジェクタ構成装置は、始動準備完了となる。なお、測定された電流が、閾値電流Ｉ_trip以下である場合には、第２のバンク１０ｂの放電スイッチＱ_２が、所定の時間に亘って閉じられる。

第９のステップ１３６では、故障トリップ抵抗器Ｒ_Ｆを通過する電流が検出電流Ｉ_dectを測定するため監視される。

第１０のステップ１３８では、測定された電流が閾値電流Ｉ_tripを超えた場合、短絡故障応答が開始される。

始動時にこの診断方法を使用するとき、一つだけのバンクが一度に動作される。インジェクタ構成装置上の他の全ての動作は、テストのこの診断方法が進行している間に不能にされる。かくして、短絡回路故障が存在するバンク１０、１０ｂが同定可能となる。

マイクロプロセッサ１６は、始動時に故障トリップ回路を使用して、駆動回路２０ａの通常の運転条件の間、駆動回路２０ａをテストする診断方法を実施するように構成される。典型的には、本方法は、マイクロプロセッサ１６のメモリ２４に格納され、これらの方法を実行するようにマイクロプロセッサ１６により実施される、コンピュータプログラム又は一連のコンピュータアルゴリズムで具現化されている。

好ましい実施例では、故障トリップ回路及びバイアスネットワークの両方が駆動回路２０ａ内に存在している。それらは、短絡を検出するため独立に使用されるが、開回路故障を検出するためにはバイアスネットワークのみを使用することができる。かくして、これらの２つの診断手段は、相補的である。

前述されたように、故障トリップ回路が少なくとも２つのバンク１０、１０ｂを有するインジェクタ構成装置の通常の運転条件の間に使用される場合には、短絡故障がいずれのバンクと関係するかを決定することは可能ではない。始動時には、故障トリップ回路を故意にトリップする代わりとして、抵抗バイアスネットワークを、短絡がいずれのバンク１０、１０ｂと関係するかを同定するため使用することができる。各々の駆動回路２０ａ、２０ｂ内に一体化されたバイアスネットワークが存在しているからである。バンク１０、１０ｂは、駆動回路２０ａ、２０ｂの各々に、バイアスネットワークが使用される診断方法を適用することによって同定される。

抵抗バイアスネットワークが開回路故障を検出するため使用される診断方法のステップを故障トリップ回路が使用される診断方法と組み合わせることができる。従って、組み合わせられた診断方法は、始動時に短絡回路故障及び開回路故障の両方を高い信頼性で検出することができる。

少なくとも２つのバンク１０、１０ｂ（各々が連係する駆動回路２０ａ、２０ｂを有する）を有するインジェクタ構成装置の始動時には、故障トリップ回路が使用される診断方法を、バイアスネットワークの代わりに適用することが好ましい。これは、バイアスネットワークが使用される診断方法が、燃料インジェクタ１２ａ、１２ｂの各々に亘る未知の電圧の存在によってその性能が制限されるからである。しかし、故障トリップ回路を使用して開回路故障を検出することは可能ではないので、抵抗バイアスネットワークが使用される診断方法が、故障トリップ回路を使用した診断方法が適用された後にインジェクタ構成装置の駆動回路２０ａ、２０ｂの各々に適用される。

本発明の好ましい実施例を説明したが、問題とする実施例は単なる例示にしか過ぎず、当業者が想到するような様々な変更及び変形が、添付した請求の範囲に記載された本発明の範囲から逸脱すること無くなし得ることが認められるべきである。

抵抗バイアスネットワークが使用される診断方法は、短絡故障及び開回路故障の両方を検出することができる。これらの方法は、好ましい実施例について説明される代わりに、２種類の故障を別々に検出するために使用することができる。かくして、抵抗バイアスネットワークは、短絡故障のためだけのテスト又は開回路故障のためだけのテストに適合させるようにしてもよい。

２つの前述した診断手段、即ち抵抗バイアスネットワーク及び故障トリップ回路のうち一つだけを、駆動回路２０ａに備えるようにしてもよい。

本明細書で説明した駆動回路２０ａは、一般的な駆動回路である。抵抗バイアスネットワーク及び故障トリップ回路は、専用の電源の必要性を無くした類似の駆動回路、例えば、ＷＯ２００５／０２８８３６に記載された駆動回路を用いて使用するように適合することができる。

他の種類の駆動回路を診断手段の各々で使用することができる。例えば、駆動回路は、１ボルトレールのみを有するか、又は、再生位相で使用される回路を持っていなくてもよい。

前記した説明では、駆動回路２０ａは、ＥＣＭ１４内に一体化されている。しかし、別の実施例では、駆動回路２０ａは、ＥＣＭ１４の残りの部分から分離されているが、該部分に接続されている。

前記した説明では、燃料インジェクタ１２ａ、１２ｂは、負電荷変位式である。しかし、別の実施例では、燃料インジェクタ１２ａ、１２ｂは、正電荷変位式であり、この場合には、駆動回路２０ａは、燃料インジェクタ１２ａ、１２ｂが、充電位相の間に燃料を噴射するため開放され、放電位相の間に燃料噴射を終了するため閉じられるような燃料インジェクタ１２ａ、１２ｂを備えて構成される。

２つより多いバンクを有するインジェクタ構成装置では、始動時に故障トリップ回路を作動する方法が、インジェクタ構成装置のバンクの各々に適用される。最初の２つのバンク１０、１０ｂがテストされた後、本方法は、含まれている第３のバンク及び更なるバンク１０ｃ乃至１０_Ｎの各々に対して、第６のステップ１３０から第１０のステップ１３８にかけて繰り返される。

好ましい実施例の更なる変形において、故障トリップ抵抗器Ｒ_Ｆは、電流センサ２７として作動する。

グラウンド電位Ｖ_GNDにかけての短絡故障に対して駆動回路２０ａをテストする診断方法は、エンジンバッテリの電圧Ｖ_BATへの等価な短絡も検出することもできる。

好ましい実施例の変形例では、許容電圧は、測定されたバイアス電圧が問題とする燃料インジェクタ１２ａ、１２ｂを作動させるのに十分となるような範囲の任意の値であってもよい。例えば、許容電圧は、５乃至２０ボルトの間であってもよい。

なお、単一開回路の燃料インジェクタの場合には必ずしもバンクを停止させる必要はない。バンク中の他の燃料インジェクタが通常通り機能することができるからである。そのようなバンクでは、バンク中の燃料インジェクタの任意の他方を噴射することがなおも可能であり、再生を実行することがなおも可能である。

好ましい実施例の変形例では、各バンクは、電流センサ２７を有する。そのような駆動回路では、いずれのバンクが検出された短絡故障と関係しているかを決定するため複数の電流センサ２７を使用することが可能となる。当該故障は、当該故障と関係するバンクの電流センサ２７によってのみ検出可能となるからである。

好ましい実施例は、バンク１０上の２つのインジェクタ１２ａ、１２ｂのみに言及しているが、変形例では、バンクが、複数のインジェクタ１２ａ乃至１２_Ｎを、対応する数のセレクタースイッチＳＱ_１乃至ＳＱ_Ｎと共に有することができる。

図１は、エンジン内の圧電燃料インジェクタ構成装置を制御するための駆動回路を示すブロック図である。 図２は、図１の圧電駆動回路を示す回路図である。 図３は、本発明の第１の実施例に係る第１の診断道具（抵抗バイアスネットワーク）と、本発明の第２の実施例に係る第２の診断道具（故障トリップ回路）と、を有する、図２に示された回路図である。 図４は、抵抗バイアスネットワークを使用して開回路故障のインジェクタを検出するように構成された図３の回路図である。 図５は、図３に示された抵抗バイアスネットワークの噴射サイクルにおける使用のタイミングを示す、インジェクタのバンクに亘る電圧波形の概略表現である。 図６は、駆動回路が作動中である間の図３に示された抵抗バイアスネットワークを使用する診断方法の流れ図である。 図７は、インジェクタ構成装置が始動時であるとき図３に示された抵抗バイアスネットワークを使用する診断方法の流れ図である。 図８は、ロー側からグラウンド電位にかけての短絡故障を検出するため、放電スイッチを閉じさせた、燃料インジェクタ上に残留電荷を有する故障トリップ回路を備える図３に示された駆動回路を示す回路図である。 図９は、ハイ側からグラウンド電位にかけての短絡故障を検出するため、インジェクタセレクタースイッチを閉じさせた故障トリップ回路を備える図３に示された駆動回路を示す回路図である。 図１０は、ハイ側からグラウンド電位にかけての短絡故障を検出するため、充電スイッチを閉じさせた故障トリップ回路を備える図３に示された駆動回路を示す回路図である。 図１１は、ロー側からグラウンド電位にかけての短絡故障を検出するため、充電スイッチを閉じさせた故障トリップ回路を備える図３に示された駆動回路を示す回路図である。 図１２は、ハイ側からグラウンド電位にかけての短絡故障を検出するため、再生スイッチを閉じさせた故障トリップ回路を備える図３に示された駆動回路を示す回路図である。 図１３は、ロー側からグラウンド電位にかけての短絡故障を検出するため、再生スイッチを閉じさせた、インジェクタ上に電荷を有さないか又は無視し得る電荷しか有さない故障トリップ回路を備える図３に示された駆動回路を示す回路図である。 図１４は、インジェクタ構成装置が始動するとき使用される、図８乃至図１３に示された故障トリップ回路を使用する診断方法の流れ図である。

Claims (38)

1. 燃料インジェクタ（１２ａ、１２ｂ）を備えるインジェクタ構成装置のための駆動回路（２０ａ）であって、該駆動回路（２０ａ）は、診断手段（Ｒ_Ｈ、Ｒ_Ｌ）を備え、該診断手段は、
   （ａ） 前記インジェクタ（１２ａ、１２ｂ）と既知の電圧レベル（Ｖ_BAT、Ｖ_GND）との間で測定電圧（Ｖ_BIAS）を検出し、該測定電圧（Ｖ_BIAS）は、前記駆動回路が故障を持っていない場合には、既知の電圧（Ｖ_BAT、Ｖ_GND）に対して、予測された電圧（Ｖ_PinjN、Ｖ_Bcalc）へと偏倚されており、
   （ｂ） 前記予測電圧（Ｖ_PinjN、Ｖ_Bcalc）とは異なる測定電圧（Ｖ_BIAS）を検出したとき故障信号を提供するように作動可能である、駆動回路。
2. 前記駆動回路はセレクタースイッチ手段（ＳＱ_１、ＳＱ_２）を更に備え、該セレクタースイッチ手段は、前記燃料インジェクタ（１２ａ、１２ｂ）を前記駆動回路（２０ａ）内に配置されるように選択したり、前記燃料インジェクタ（１２ａ、１２ｂ）を前記駆動回路（２０ａ）から選択除去するように作動可能である、請求項１に記載の駆動回路。
3. 前記予測された電圧（Ｖ_Bcalc）は、前記燃料インジェクタ（１２ａ、１２ｂ）が前記駆動回路（２０ａ）から選択除去されたとき、前記燃料インジェクタ（１２ａ、１２ｂ）と前記既知の電圧レベル（Ｖ_BAT、Ｖ_GND）との間の電圧である、請求項２に記載の駆動回路。
4. 前記予測された電圧（Ｖ_PinjN）は、前記既知の電圧レベル（Ｖ_BAT、Ｖ_GND）と、前記燃料インジェクタ（１２ａ、１２ｂ）が前記駆動回路（２０ａ）内で選択されたときの前記燃料インジェクタ（１２ａ、１２ｂ）に亘る電圧（Ｖ_injN）との総和に実質的に等しい、請求項２に記載の駆動回路。
5. 前記セレクタースイッチ手段（ＳＱ_１、ＳＱ_２）は、故障の検出前に作動可能である、請求項２乃至４のいずれか１項に記載の駆動回路（２０ａ）。
6. 前記信号は、前記測定電圧（Ｖ_BIAS）が前記予測電圧（Ｖ_Bcalc、Ｖ_PinjN）の許容電圧（Ｖ_Btol）の範囲外である場合に提供される、上記請求項のうちいずれか１項に記載の駆動回路（２０ａ）。
7. 前記測定電圧（Ｖ_BIAS）は、前記インジェクタ（１２ａ、１２ｂ）に接続された電位分割手段の一部及び前記既知の電圧（Ｖ_BAT、Ｖ_GND）に亘って検出される、上記請求項のうちいずれか１項に記載の駆動回路（２０ａ）。
8. 前記駆動回路（２０ａ）は、該駆動回路のグラウンド電位（Ｖ_GND）への接続部において更なる診断手段（Ｒ_Ｆ）を備え、該更なる診断手段（Ｒ_Ｆ）は、
   （ａ） 検出電流（Ｉ_dect）を検知し、
   （ｂ） 故障の検出時に信号を提供し、該信号は、前記検出電流（Ｉ_dect）が閾値電流（Ｉ_trip）と不一致であるとき提供される、
   ように作動可能である、上記請求項のうちいずれか１項に記載の駆動回路（２０ａ）。
9. （i） 充電位相の間に前記燃料インジェクタを介して充電電流を流れさせるように前記燃料インジェクタ（１２ａ、１２ｂ）と作動的に接続される第１の電荷貯蔵手段（Ｃ_１）と、
   （ii） 放電位相の間に前記燃料インジェクタを介して放電電流が流れることを可能とするように前記燃料インジェクタ（１２ａ、１２ｂ）と作動的に接続される第２の電荷貯蔵手段（Ｃ_２）と、
   （iii） 前記第１の電荷貯蔵手段（Ｃ_１）又は前記第２の電荷貯蔵手段（Ｃ_２）への前記燃料インジェクタ（１２ａ、１２ｂ）の接続を作動的に制御するスイッチ手段（Ｑ_１、Ｑ_２）と、
   を備える、上記請求項のうちいずれか１項に記載の駆動回路（２０ａ）。
10. 前記スイッチ手段は、前記充電位相を動作させるため閉じるように作動可能である充電スイッチ（Ｑ_１）を備える、請求項９に記載の駆動回路（２０ａ）。
11. 前記スイッチ手段は、前記放電位相を動作させるため閉じるように作動可能である放電スイッチ（Ｑ_２）を備える、請求項９又は１０に記載の駆動回路（２０ａ）。
12. 電源手段（２２）と、再生スイッチ手段（ＲＳＱ）とを更に備え、該再生スイッチ手段は、次の放電位相の前に、前記電源手段（２２）から前記第１の電荷貯蔵手段（Ｃ_１）に電荷を輸送するため前記充電位相の終了時に作動可能である、請求項９乃至１１のいずれか１項に記載の駆動回路（２０ａ）。
13. 燃料インジェクタ（１２ａ、１２ｂ）を備えるインジェクタ構成装置のための駆動回路（２０ａ）であって、該駆動回路（２０ａ）は、該駆動回路のグラウンド電位（Ｖ_GND）への接続部において診断手段（Ｒ_Ｆ）を備え、該診断手段（Ｒ_Ｆ）は、
    （ａ） 検出電流（Ｉ_dect）を検知し、
    （ｂ） 故障の検出時に信号を提供し、該信号は、前記検出電流（Ｉ_dect）が閾値電流（Ｉ_trip）と不一致であるとき提供される、
    ように作動可能である、駆動回路。
14. 前記信号は、前記検出電流（Ｉ_dect）が前記閾値電流（Ｉ_trip）より大きいとき提供される、請求項１３に記載の駆動回路（２０ａ）。
15. 前記駆動回路（２０ａ）の前記グラウンド電位（Ｖ_GND）への接続部分は、電荷貯蔵手段（Ｃ_１、Ｃ_２）に接続されている、請求項１３又は１４に記載の駆動回路（２０ａ）。
16. 前記電荷貯蔵手段は、
    （i） 充電位相の間に前記燃料インジェクタを介して充電電流を流れさせるように前記燃料インジェクタ（１２ａ、１２ｂ）と作動的に接続される第１の電荷貯蔵手段（Ｃ_１）と、
    （ii） 放電位相の間に前記燃料インジェクタを介して放電電流が流れることを可能とするように前記燃料インジェクタ（１２ａ、１２ｂ）と作動的に接続される第２の電荷貯蔵手段（Ｃ_２）と、
    を備える、請求項１５に記載の駆動回路（２０ａ）。
17. 前記駆動回路（２０ａ）の前記グラウンド電位（Ｖ_GND）への接続部分は、前記第１の電荷貯蔵手段（Ｃ_１）又は前記第２の電荷貯蔵手段（Ｃ_２）への前記燃料インジェクタ（１２ａ、１２ｂ）の接続を作動的に制御するスイッチ手段（Ｑ_１、Ｑ_２）に接続されている、請求項１６に記載の駆動回路（２０ａ）。
18. 前記スイッチ手段は、前記充電位相を動作させるため閉じるように作動可能である充電スイッチ（Ｑ_１）を備える、請求項１７に記載の駆動回路（２０ａ）。
19. 前記スイッチ手段は、前記放電位相を動作させるため閉じるように作動可能である放電スイッチ（Ｑ_２）を備える、請求項１７又は１８に記載の駆動回路（２０ａ）。
20. 前記駆動回路（２０ａ）の前記グラウンド電位（Ｖ_GND）への接続部分は、前記放電スイッチ（Ｑ_２）に接続されている、請求項１９に記載の駆動回路（２０ａ）。
21. 電源手段（２２）と、再生スイッチ手段（ＲＳＱ）とを更に備え、該再生スイッチ手段は、次の放電位相の前に、前記電源手段（２２）から前記第１の電荷貯蔵手段（Ｃ_１）に電荷を輸送するため前記充電位相の終了時に作動可能である、請求項１６乃至２０のいずれか１項に記載の駆動回路（２０ａ）。
22. 前記駆動回路はセレクタースイッチ手段（ＳＱ_１、ＳＱ_２）を更に備え、該セレクタースイッチ手段は、前記燃料インジェクタ（１２ａ、１２ｂ）を前記駆動回路（２０ａ）内に配置されるように選択したり、前記燃料インジェクタ（１２ａ、１２ｂ）を前記駆動回路（２０ａ）から選択除去するように作動可能である、請求項１３乃至２１のいずれか１項に記載の駆動回路（２０ａ）。
23. 燃料インジェクタ（１２ａ、１２ｂ）を備えるインジェクタ構成装置のための駆動回路（２０ａ）であって、該駆動回路（２０ａ）は、
    （i） 充電位相の間に前記燃料インジェクタを介して充電電流を流れさせるように前記燃料インジェクタ（１２ａ、１２ｂ）と作動的に接続される第１の電荷貯蔵手段（Ｃ_１）と、
    （ii） 放電位相の間に前記燃料インジェクタを介して放電電流が流れることを可能とするように前記燃料インジェクタ（１２ａ、１２ｂ）と作動的に接続される第２の電荷貯蔵手段（Ｃ_２）と、
    （iii） 前記第１の電荷貯蔵手段（Ｃ_１）又は前記第２の電荷貯蔵手段（Ｃ_２）への前記燃料インジェクタ（１２ａ、１２ｂ）の接続を作動的に制御するスイッチ手段（Ｑ_１、Ｑ_２）と、
    （iv） 故障の検出時に信号を提供するように作動可能な診断手段（Ｒ_Ｈ、Ｒ_Ｌ；Ｒ_Ｆ）と、
    を備える、駆動回路（２０ａ）。
24. 自動車エンジン（８）のためのインジェクタバンク（１０；１０ｂ）であって、該インジェクタバンクは、燃料インジェクタ（１２ａ、１２ｂ）と、請求項１乃至２３のいずれか１項に記載の駆動回路（２０ａ）を備え、前記燃料インジェクタ（１２ａ、１２ｂ）は前記駆動回路（２０ａ）によって作動可能である、インジェクタバンク。
25. エンジン（８）の作動を制御するためのエンジン制御モジュール（１４）であって、
    前記エンジン（８）は、該エンジン（８）の作動を制御するためのマイクロプロセッサ（１６）と、データを記録するためのメモリ（２４）と、請求項１乃至２３のいずれか１項に記載の駆動回路（２０ａ）と、を備え、該駆動回路（２０ａ）は前記マイクロプロセッサ（１６）により制御可能である、エンジン制御モジュール（１４）。
26. 燃料インジェクタ（１２ａ、１２ｂ）を備えるインジェクタ構成装置のための駆動回路（２０ａ）の故障を検出する方法であって、
    （ａ） 前記インジェクタ（１２ａ、１２ｂ）と既知の電圧レベル（Ｖ_BAT、Ｖ_GND）との間で測定電圧（Ｖ_BIAS）を検出し、該測定電圧（Ｖ_BIAS）は、前記駆動回路が故障を持っていない場合には、既知の電圧（Ｖ_BAT、Ｖ_GND）に対して、予測された電圧（Ｖ_PinjN、Ｖ_Bcalc）へと偏倚されており、
    （ｂ） 前記予測電圧（Ｖ_PinjN、Ｖ_Bcalc）とは異なる測定電圧（Ｖ_BIAS）を検出したとき故障信号を提供する、各工程を備える方法。
27. 前記方法は、前記燃料インジェクタ（１２ａ、１２ｂ）を前記駆動回路（２０ａ）内に配置されるように選択したり、前記燃料インジェクタ（１２ａ、１２ｂ）を前記駆動回路（２０ａ）から選択除去するため、セレクタースイッチ手段（ＳＱ_１、ＳＱ_２）を作動させる工程を更に備える、請求項２６に記載の方法。
28. （i） 前記駆動回路（２０ａ）のグラウンド電位（Ｖ_GND）への接続部において検出電流（Ｉ_dect）を検知し、
    （ii） 前記検出電流（Ｉ_dect）が閾値電流（Ｉ_trip）と不一致であるとき信号を提供する、
    各工程を更に備える、請求項２６又は２７に記載の方法。
29. 前記インジェクタ構成装置は、１つより多い燃料インジェクタ（１２ａ、１２ｂ）を備え、
    前記方法は、前記燃料インジェクタ（１２ａ、１２ｂ）の各々を順次選択する工程を更に備える、請求項２６乃至２８のいずれか１項に記載の方法。
30. 燃料インジェクタ（１２ａ、１２ｂ）を備えるインジェクタ構成装置のための駆動回路（２０ａ）の故障を検出する方法であって、
    （ａ） 前記駆動回路（２０ａ）のグラウンド電位（Ｖ_GND）への接続部において検出電流（Ｉ_dect）を検知し、
    （ｂ） 前記検出電流（Ｉ_dect）が閾値電流（Ｉ_trip）と不一致であるとき信号を提供する、
    各工程を備える、方法。
31. 前記検出電流（Ｉ_dect）が前記閾値電流（Ｉ_trip）より大きいとき前記信号を提供する工程を更に備える、請求項３０に記載の方法。
32. 前記駆動回路（２０ａ）は、充電スイッチ（Ｑ_１）が充電位相を動作させるように作動可能であるスイッチ手段を更に備え、前記方法は、前記駆動回路（２０ａ）と関係する故障を検出する前に前記充電スイッチ（Ｑ_１）を作動させる工程を更に備える、請求項３０又は３１に記載の方法。
33. 前記スイッチ手段は、前記放電位相を動作させるように作動可能である放電スイッチ（Ｑ_２）を更に備え、前記方法は、前記駆動回路（２０ａ）と関係する故障を検出する前に前記放電スイッチ（Ｑ_２）を作動させる工程を更に備える、請求項３０乃至３２のいずれか１項に記載の方法。
34. 前記駆動回路（２０ａ）は、電源手段（２２）と、該電源手段（２２）から第１の電荷貯蔵手段（Ｃ_１）に電荷を輸送するための再生スイッチ手段（ＲＳＱ）とを更に備え、前記方法は、故障の検出前に前記再生スイッチ手段（ＲＳＱ）を作動させる工程を更に備える、請求項３０乃至３３のいずれか１項に記載の方法。
35. 前記駆動回路（２０ａ）は、前記燃料インジェクタ（１２ａ、１２ｂ）を前記駆動回路（２０ａ）内に配置されるように選択したり、前記燃料インジェクタ（１２ａ、１２ｂ）を前記駆動回路（２０ａ）から選択除去するためのセレクタースイッチ手段（ＳＱ_１、ＳＱ_２）を更に備え、前記方法は、故障の検出前に前記セレクタースイッチ手段（ＳＱ_１、ＳＱ_２）を作動させる工程を更に備える、請求項３０乃至３４のいずれか１項に記載の方法。
36. 少なくとも１つのコンピュータプログラムソフトウェア部分を備えるコンピュータプログラム製品であって、前記コンピュータプログラムソフトウェア部分は、実行環境で実行されたとき、請求項２６乃至３５のいずれか１項に記載の方法のステップのうち１つ以上を実施するように作動可能である、コンピュータプログラム製品。
37. 請求項３６に記載の前記コンピュータプログラムソフトウェア部分又は該コンピュータプログラムソフトウェア部分の各々を有する、データ格納媒体。
38. 請求項３７に記載のデータ格納媒体が提供されたマイクロコンピュータ。

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