JP4669147B2

JP4669147B2 - 燃料噴射装置および燃料噴射装置の操作方法

Info

Publication number: JP4669147B2
Application number: JP2001103838A
Authority: JP
Inventors: リューガーヨハネス−イェルク; ムロジクマティアス; ピッツァールフォルカー; ズッグベルトラム; ベッキングフリードリヒ; シュルツウド
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2000-04-01
Filing date: 2001-04-02
Publication date: 2011-04-13
Anticipated expiration: 2021-04-02
Also published as: JP2002004926A; EP1138907B1; DE60031092D1; US20020000218A1; US6705291B2; EP1138907A1

Description

【０００１】
本発明は請求項１の上位概念に記載された燃料噴射装置、および請求項１３の上位概念に記載された方法に関する。
【０００２】
まず圧電素子を含む燃料噴射装置を詳細に考察する。圧電素子はアクチュエータとして使用される。なぜなら周知のように、圧電素子は印加される電圧または内部に発生した電圧に依存して収縮または伸長する性質を有するからである。
【０００３】
圧電素子を使用したアクチュエータの実際の構成は特に問題となっているアクチュエータが迅速および／または頻繁に運動しなければならない場合に有利であると判明している。
【０００４】
圧電素子をアクチュエータとして使用することはとりわけ内燃機関の燃料噴射ノズルにおいて有利であると判明している。これについては例えばヨーロッパ特許第０３７１４６９号明細書および同第０３７９１８２号明細書に示されている燃料噴射ノズルにおける圧電素子の利用法を参照されたい。
【０００５】
圧電素子は容量性素子であり、前述したように、特定の電荷状態または内部に発生する電圧または印加電圧に依存して収縮または伸長する。燃料噴射ノズルの例においては、圧電素子の収縮および伸長は噴射ニードルのリニアストロークを操作する制御弁に使用される。複動複座弁を備えた圧電素子を使用すると燃料噴射装置における相応の噴射ニードルを制御でき、このことはドイツ連邦共和国特許出願公開第１９７４２０７３号明細書および同第１９７２９８４４号明細書に示されている。これらの明細書の内容は完全に本発明に組み込まれている。
【０００６】
圧電素子を用いた燃料噴射装置は、まず近似的に圧電素子が印加電圧とリニア方向の伸長との間に比例関係を呈するという事実によって特徴づけられる。燃料噴射ノズル、例えば複動複座弁として構成されたノズルは内燃機関のシリンダ内へ燃料を噴射するためのニードルのリニアストロークを制御するが、ここでは相応のシリンダ内へ噴射される燃料量は弁の開放時間の関数であり、圧電素子が使用される場合には圧電素子に印加される作動電圧の関数となる。
【０００７】
図８には圧電素子２０１０をアクチュエータとして使用した燃料噴射装置の概略図が示されている。図８によれば圧電素子２０１０は電気的にエネルギを供給され、供給された作動電圧に応じて伸長ないし収縮する。圧電素子２０１０はピストン２０１５に結合されている。伸長状態で圧電素子２０１０はピストン２０１５を液圧アダプタ２０２０内へ突入させる。液圧アダプタは液圧流体、例えば燃料を有している。圧電素子が伸長した結果、複動制御弁２０２５は液圧によって液圧アダプタ２０２０から押し出され、バルブプラグ２０３５が第１の閉位置２０４０から離れる。複動制御弁２０２５と中空ボア２０５０との組み合わせはしばしば複動複座弁と称されるが、これは圧電素子２０１０が励起されない状態では複動制御弁２０２５が第１の閉位置２０４０に留まり、これに対して圧電素子２０１０が完全に展長した状態では弁が第２の閉位置２０３０に留まるからである。バルブプラグ２０３５の後者の位置は図８では概略的にゴーストとして一点鎖線で示されている。
【０００８】
燃料噴射装置は噴射ニードル２０７０を有しており、これにより燃料が加圧された燃料供給管路２０６０から（図示されていない）シリンダ内へ噴射される。圧電素子２０１０が励起されていないか、または完全に伸長した状態では、複動制御弁２０２５はそれぞれ第１の閉位置２０４０または第２の閉位置２０３０に係止される。どちらの場合もレール液圧が噴射ニードル２０７０を閉位置で維持する。したがって燃料混合気は（図示していない）シリンダ内へは侵入しない。逆に圧電素子２０１０が励起されて複動制御弁２０２５が中空ボアに対していわゆる中間位置にある場合には、加圧された燃料供給管路２０６０では圧力が低下する。この圧力低下により、加圧された燃料供給管路２０６０では噴射ニードル２０７０の頂部と底部との間で圧力差が生じる。これにより噴射ニードル２０７０は上昇して（図示されていない）シリンダ内へ燃料を噴射する。
【０００９】
本発明の課題は欠陥のある圧電素子を識別することである。
【００１０】
この課題は本発明の請求項１記載の特徴部分および請求項１３記載の特徴部分により解決される。噴射燃料量を制御する圧電素子を備えた本発明の燃料噴射装置は、圧電素子またはこの圧電素子を駆動する電気回路に生じうるフォールトを圧電素子のキャパシタンスに関連する値に基づいて検出する監視ユニットを有している。これによりきわめて効果的な圧電素子および／またはこの圧電素子を駆動する電気回路の診断が可能となる。圧電素子を駆動する回路は特定の圧電素子または電力段を選択するスイッチを有している。本発明は有利にはフォールト、特に所定の圧電素子を選択するスイッチにおけるショートカットを検出するために使用される。シリンダ選択スイッチに欠陥がある場合には特に、相応の圧電素子はいつでも他の圧電素子と並行して充電を行い、シリンダないし欠陥のあるシリンダ選択スイッチに大きな燃料量が充填されたことに相応して機関への重大なダメージが発生しないようにする。電力段と圧電素子との接続にショートカットがある場合にも同様の重大な問題が発生することがある。
【００１１】
本発明の有利な実施形態では、燃料噴射装置は噴射燃料量を制御する少なくとも２つの圧電素子を有しており、監視ユニットは少なくとも１つの圧電素子または圧電素子を駆動する電気回路に生じうるフォールトを、少なくとも２つの圧電素子のキャパシタンスに関連する値に基づいて検出可能である。
【００１２】
本発明の別の有利な実施形態では、圧電素子は第１の電圧から第２の電圧へ充電され、監視ユニットはこの第１の電圧および第２の電圧に基づいて圧電素子のキャパシタンスに関連する値を求める。
【００１３】
本発明の別の有利な実施形態では、圧電素子は第１の電圧から第２の電圧へ所定の充電時間内に充電され、監視ユニットは所定の充電時間および圧電素子の充電電流、特に充電電流の予測値に基づいて圧電素子のキャパシタンスに関連する値を求める。本発明の別の実施形態では、圧電素子のキャパシタンスに関連する値は第１の電圧と第２の電圧との差であるか、または充電時間および充電電流がほぼ一定に維持される場合にはこの差の関数である（所定の時間インスタンスに対してキャパシタンスに関連する値は種々の圧電素子ごとに計算される）。本発明の別の実施形態では、圧電素子のキャパシタンスに関連する値は充電時間であるか、または第１の電圧と第２の電圧との差および圧電素子を充電する電流がほぼ一定に維持される場合には充電時間の関数である（所定の時間インスタンスに対してキャパシタンスに関連する値は種々の圧電素子ごとに計算される）。本発明の別の実施形態では、圧電素子のキャパシタンスに関連する値は圧電素子の充電電流であるか、または第１の電圧と第２の電圧との差および充電時間がほぼ一定に維持される場合には電流の関数である（所定の時間インスタンスに対してキャパシタンスに関連する値は種々の圧電素子ごとに計算される）。
【００１４】
本発明の別の有利な実施形態では、監視ユニットは圧電素子の有する電荷に基づいて圧電素子のキャパシタンスに関連する値を求める。本発明の可能な実施形態では、圧電素子のキャパシタンスに関連する値は圧電素子の有する電荷であるか、または第１の電圧、第２の電圧、第３の電圧がほぼ一定に維持される場合にはこの電荷の関数である（所定の時間インスタンスに対してキャパシタンスに関連する値は種々の圧電素子ごとに計算される）。
【００１５】
本発明の別の有利な実施形態では、監視ユニットは第２の電圧を圧電素子の有する電荷で除算した商、圧電素子の有する電荷を第２の電圧で除算した商、第２の電圧と第１の電圧との差を所定の充電時間および圧電素子の充電電流の積で除算した商、または所定の充電時間および圧電素子の充電電流の積を第２の電圧と第１の電圧との差で除算した商に基づいて圧電素子のキャパシタンスに関連する値を求める。これらの諸量、すなわち圧電素子の充電時間、充電電流、または第２の電圧と第１の電圧との差のうちの１つがほぼ一定に維持される場合（所定の時間インスタンスに対してキャパシタンスに関連する値は種々の圧電素子ごとに計算され）、順次に一定値によって置換することができる。
【００１６】
本発明の別の有利な実施形態では、圧電素子は第２の電圧から第３の電圧へ放電され、監視ユニットは第２の電圧および第３の電圧に基づいて圧電素子のキャパシタンスに関連する値を求める。
【００１７】
本発明の別の有利な実施形態では、圧電素子は第２の電圧から第３の電圧へ所定の放電時間内に放電され、この時間内に監視ユニットは放電時間および圧電素子の放電電流、特に放電電流の予測値に基づいて圧電素子のキャパシタンスに関連する値を求める。本発明の別の実施形態では、圧電素子のキャパシタンスに関連する値は第３の電圧と第２の電圧との差であるか、または時間および電流がほぼ一定に維持される場合にはこの差の関数である（所定の時間インスタンスに対してキャパシタンスに関連する値は種々の圧電素子ごとに計算される）。本発明の別の実施形態では、圧電素子のキャパシタンスに関連する値は放電時間であるか、または第３の電圧と第２の電圧との差および圧電素子を放電する電流がほぼ一定に維持される場合には放電時間の関数である（所定の時間インスタンスに対してキャパシタンスに関連する値は種々の圧電素子ごとに計算される）。本発明の別の実施形態では、圧電素子のキャパシタンスに関連する値は圧電素子の放電電流であるか、または第３の電圧と第２の電圧との差および放電時間がほぼ一定に維持される場合には放電電流の関数である（所定の時間インスタンスに対してキャパシタンスに関連する値は種々の圧電素子ごとに計算される）。
【００１８】
本発明の別の有利な実施形態では、監視ユニットは第３の電圧を圧電素子の有する電荷で除算した商、圧電素子の有する電荷を第３の電圧で除算した商、第２の電圧と第３の電圧との差を所定の放電時間および圧電素子の放電電流の積で除算した商、または所定の放電時間および圧電素子の放電電流の積を第２の電圧と第３の電圧との差で除算した商に基づいて圧電素子のキャパシタンスに関連する値を求める。これらの諸量、すなわち時間、電流、または電圧差のうちの１つがほぼ一定に維持される場合（所定の時間インスタンスに対してキャパシタンスに関連する値は種々の圧電素子ごとに計算され）、順次に一定値によって置換することができる。
【００１９】
本発明の別の実施形態では第３の電圧は第１の電圧に等しい。
【００２０】
本発明の別の有利な実施形態では、監視ユニットは圧電素子のキャパシタンスの計算値、前段の圧電素子のキャパシタンスに関連する値、特に圧電素子のキャパシタンスに関連する値とこの値の先行値との比較結果に基づいて、圧電素子またはこの圧電素子を駆動する電気回路に生じうるフォールトを検出可能である。
【００２１】
本発明の別の有利な実施形態では、請求項１から１２までのいずれか１項記載の燃料噴射装置は圧電素子を放電するスイッチ１１、２１、３１、４１、５１、６１を有しており、監視ユニットは圧電素子のキャパシタンスに関連する値に基づいてスイッチ１１、２１、３１、４１、５１、６１に生じうるショートカットを検出可能である。
【００２２】
本発明を以下詳細に実施例に則して図を参照しながら説明する。
【００２３】
図１には作動電圧Ｕと噴射燃料量Ｍ_Ｅとの関係を予め選択された固定の期間で表すグラフが例えば複動複座弁を作動するために圧電素子を利用する燃料噴射装置の実施例で示されている。ｙ軸は予め選択された固定の期間中にシリンダ内へ噴射される燃料量Ｍ_Ｅを表しており、ｘ軸は相応の圧電素子に印加される作動電圧Ｕ、または圧電素子に蓄積されて複座制御弁のバルブプラグの変位に用いられる電圧Ｕを表している。
【００２４】
ｘ＝０、ｙ＝０かつ作動電圧Ｕ＝０のとき、バルブプラグは第１の閉位置を取り、燃料流が予め選択された固定の期間中に発生するのを阻止する。作動電圧Ｕの値が０からＵ_ｏｐｔで示されているｘ軸のポイントまでの値である場合、作動電圧Ｕを表す値はバルブプラグを第１の位置から第２の位置へ向かって変位させる。これは比較的大きな燃料量Ｍ_Ｅが固定の時間にわたって得られるように行われる。固定の時間とはすなわち作動電圧ＵがＵ_ｏｐｔ、すなわちｙ軸上にＭ_{Ｅ，ｍａｘ}として表されている燃料量値に達するまでの時間である。ポイントＭ_{Ｅ，ｍａｘ}は固定の時間中の噴射燃料量の最大値に相応し、印加される作動電圧の値または圧電素子の充電量を表す。これにより第１のバルブ位置から第２のバルブ位置への最適なバルブプラグの変位運動が達成される。
【００２５】
図１のグラフに示されているように、Ｕ_ｏｐｔよりも大きい作動電圧Ｕの値に対しては、固定の時間内に噴射された燃料量Ｍ_Ｅは０へ達するまで低下する。これはバルブプラグが最適なポイントから複座弁の第２の位置へ変位し、このプラグが第２のバルブ位置を占めることを表している。したがって図１のグラフによれば、燃料噴射の最大量は圧電素子の作動電圧が圧電素子に作用してバルブプラグの最適点への変位によって生じる様子が示されている。
【００２６】
図２には上述の複座制御弁を操作する実施例の弁ストロークのプロフィルを概略的に表す２つのグラフが示されている。図２の上方のグラフにはｘ軸に時間、ｙ軸にバルブプラグの変位（バルブのリフト運動）が表されている。図２の下方のグラフにはｘ軸に時間、ｙ軸に燃料流を生じさせるノズルニードルのリフト運動が表されており、これは上方のグラフのバルブのリフト運動から得られたものである。上方のグラフおよび下方のグラフはそれぞれのｘ軸で表された時間が相互に一致するようにアライメントされている。
【００２７】
噴射サイクル中、圧電素子は充電されてこの圧電素子は伸長し、後に詳述するように相応のバルブプラグを第１の位置から第２の位置へ移動させる。これはプレ噴射ストローク中に行われ、図２の上方のグラフに示されている。図２の下方のグラフには燃料の少量の噴射がバルブプラグの運動として示されており、これは複座弁の２つの位置の中間で発生し、弁は２つの位置間のプラグ運動として開閉される。一般に圧電素子の充電は２つのステップで行われる。第１のステップでは充電のために圧電素子を所定の電圧まで充電してバルブを開放し、第２の圧電素子をさらに充電して弁を再び第２の位置で閉鎖する。これらのステップの間には一般に所定の時間遅延が存在する。
【００２８】
予め選択された時間後、放電動作が行われる。後に詳述するが、これにより圧電素子内の電荷を低減し、圧電素子を収縮させて（これも後に詳述するが）バルブプラグを第２の位置から動かし、２つの位置の間の中間点で保持する。図１に示されているように、圧電素子内の作動電圧はバルブのリフト運動の最適点に相応する値Ｕ_ｏｐｔに達し、これにより最大燃料量Ｍ_{Ｅ，ｍａｘ}がメイン噴射に割り当てられている時間中に得られる。図２の上方のグラフおよび下方のグラフにはこの中間点でのバルブの保持が示されており、これによりメイン燃料噴射が行われる。
【００２９】
メイン噴射に対する時間の終了時に圧電素子は作動電圧０へ向かって放電され、これにより圧電素子はさらに収縮し、バルブプラグは最適位置から第１の位置へ向かって運動する。これにより弁は閉鎖され燃料流は停止し、図２の上方のグラフおよび下方のグラフに示されているようになる。この時点でバルブプラグは再び更なるプレ噴射ないし上述のメイン噴射サイクルを反復する位置に来る。これは実施例であり、もちろん他の噴射サイクルを行ってもよい。
【００３０】
図３には本発明を実施する装置の実施例のブロック図が示されている。
【００３１】
図３には詳細に示されている領域Ａと大まかに示された領域Ｂとがダッシュ線Ｃで分離して示されている。詳細に示されている領域Ａは圧電素子１０、２０、３０、４０、５０、６０の充放電用の回路である。ここで考察している実施例ではこれらの圧電素子１０、２０、３０、４０、５０、６０は内燃機関の燃料噴射ノズル（特にいわゆるコモンレールインジェクタ）のアクチュエータである。圧電素子は周知または前述したようにこの種の目的に使用され、そこに印加される電圧または内部で発生する電圧の関数として収縮または伸長する特性を有する。この実施例で６個の圧電素子１０、２０、３０、４０、５０、６０を使用する理由は、相互に独立に内燃機関内の６個のシリンダを制御するためである。したがって他の目的に適合させるためにこれとは異なる数の圧電素子を使用することもできる。
【００３２】
大まかに示された領域Ｂは制御ユニットＤとアクティベーションＩＣ（Ｅ）とを有しており、これらの２つとも詳細に示されている領域Ａの素子によって制御される。さらにシステム操作特性を測定する測定装置Ｆが設けられている。
【００３３】
システム操作特性は例えば内燃機関の燃料圧および回転速度ｒｐｍであり、本発明によれば制御ユニットＤに入力されて使用される。このことについては後に詳述する。また本発明によれば、制御ユニットＤおよびアクティベーションＩＣ（Ｅ）は圧電素子の作動電圧を個々の圧電素子の操作特性の関数として監視するようにプログラミングされている。
【００３４】
以下ではまず詳細に示されている領域Ａの個々の素子について説明する。その次に圧電素子１０、２０、３０、４０、５０、６０の充放電のプロシージャの全体を説明する。さらに２つのプロシージャを制御ユニットＤおよびアクティベーションＩＣ（Ｅ）を用いて制御ないし監視する本発明の手法を詳細に説明する。
【００３５】
詳細に示されている領域Ａの回路は６個の圧電素子１０、２０、３０、４０、５０、６０を有する。
【００３６】
圧電素子１０、２０、３０、４０、５０、６０は第１のグループＧ１および第２のグループＧ２、すなわちそれぞれ３個の圧電素子のグループに分けられる（すなわち圧電素子１０、２０、３０が第１のグループＧ１であり、圧電素子４０、５０、６０が第２のグループＧ２である）。グループＧ１、Ｇ２は相互に並列接続された回路部の構成要素である。グループ選択スイッチ３１０、３２０が使用され、圧電素子１０、２０、３０；４０、５０、６０のうちグループＧ１またはＧ２のいずれが共通の充放電装置によって放電されるかが定められる。ただしグループ選択スイッチ３１０、３２０は充電プロシージャに対する意義は有さない。このことは後に詳述する。
【００３７】
グループ選択スイッチ３１０、３２０はコイル２４０と相応のグループＧ１、Ｇ２（そのコイル側の端子）との間に配置されており、トランジスタとして構成されている。サイドドライバ３１１、３２１はアクティベーションＩＣ（Ｅ）から受け取った制御信号を電圧に変換するように構成されており、この電圧はスイッチの開閉を要求に応じて行う。
【００３８】
ダイオード３１５、３２５（グループ選択ダイオードと称される）はそれぞれグループ選択スイッチ３１０、３２０に対して並列に設けられる。グループ選択スイッチ３１０、３２０はＭＯＳＦＥＴとして構成されており、例えばこれらのグループ選択ダイオード３１５、３２５は寄生ダイオードそのものによって構成することができる。ダイオード３１５、３２５はグループ選択スイッチ３１０、３２０を充電プロシージャ中バイパスする。したがってグループ選択スイッチ３１０、３２０の機能は圧電素子１０、２０、３０のグループＧ１または４０、５０、６０のグループＧ２を放電プロシージャの期間中に選択することのみに制限されている。
【００３９】
各グループＧ１、Ｇ２内で圧電素子１０、２０、３０；４０、５０、６０は並列接続された圧電分岐１１０、１２０、１３０（グループＧ１）および圧電分岐１４０、１５０、１６０（グループＧ２）の構成要素として配置されている。各圧電分岐は第１の並列回路および第２の並列回路から成る直列回路であり、第１の並列回路は圧電素子１０、２０、３０、４０、５０、６０と相応の抵抗１３、２３、３３、４３、５３、６３（分岐抵抗と称される）とを有しており、第２の並列回路はトランジスタ１１、２１、３１、４１、５１、６１（分岐選択スイッチと称される）として構成された選択スイッチとダイオード１２、２２、３２、４２、５２、６２（分岐ダイオードと称される）とから成る。
【００４０】
分岐抵抗１３、２３、３３、４３、５３、６３はそれぞれ相応の圧電素子１０、２０、３０、４０、５０、６０に対して充電プロシージャ中およびその後ひき続き放電を行わせる。これは抵抗がそれぞれ容量性の圧電素子１０、２０、３０、４０、５０、６０の２つの端子を相互接続することによって行われる。しかし分岐抵抗１３、２３、３３、４３、５３、６３は充分に大きいので、このプロシージャは以下に説明する被制御の充放電プロシージャに比べて緩慢に進行する。したがって圧電素子１０、２０、３０、４０、５０、６０の電荷は充電プロシージャ後の相応の時間内では不変であるとの考えが合理的な仮定となる。しかし分岐抵抗１３、２３、３３、４３、５３、６３を構成するのは圧電素子１０、２０、３０、４０、５０、６０に残留する電荷をシステムのブレークダウンまたは他の例外的状況において回避するためである。すなわち分岐抵抗１３、２３、３３、４３、５３、６３は以下の説明では無視してもよい。
【００４１】
個々の圧電分岐１１０、１２０、１３０、１４０、１５０、１６０における分岐選択スイッチおよび分岐ダイオードのペア、すなわち圧電分岐１１０の選択スイッチ１１およびダイオード１２、圧電分岐１２０の選択スイッチ２１及びダイオード２２などを寄生ダイオードを備えた電子スイッチ（すなわちトランジスタ）を用いて構成することができる。これは例えばＭＯＳＦＥＴまたはＩＧＢＴであり、前述の例ではグループ選択スイッチおよびダイオードのペア３１０、３１５；３２０、３２５である。
【００４２】
分岐選択スイッチ１１、２１、３１、４１、５１、６１は圧電素子１０、２０、３０、４０、５０、６０のうちいずれが共通の充放電装置によって充電されるかを設定するために使用される。いずれの場合にも、充電される圧電素子１０、２０、３０、４０、５０、６０はその分岐選択スイッチ１１、２１、３１、４１、５１、６１が充電プロシージャ中に閉成される全てのスイッチであり、これについては以下で説明する。通常はいずれの場合にも唯一の分岐選択スイッチのみが閉成される。
【００４３】
分岐ダイオード１２、２２、３２、４２、５２、６２は分岐選択スイッチ１１、２１、３１、４１、５１、６１を放電プロシージャ中にバイパスするために用いられる。したがって充電プロシージャに対するこの実施例では個々の圧電素子が選択され、放電プロシージャでは圧電素子１０、２０、３０の第１のグループＧ１または圧電素子４０、５０、６０の第２のグループＧ２のいずれか、ないしその両方が選択される。
【００４４】
圧電素子１０、２０、３０、４０、５０、６０自体に立ち返って考えると、分岐選択用の圧電端子１５、２５、３５、４５、５５、６５は分岐選択スイッチ１１、２１、３１、４１、５１、６１または相応のダイオード１２、２２、３２、４２、５２、６２と付加的な抵抗３００とを介してグラウンドに接続される。
【００４５】
抵抗３００の目的は圧電素子１０、２０、３０、４０、５０、６０の充放電中に分岐選択用の圧電端子１５、２５、３５、４５、５５、６５とグラウンドとの間を流れる電流を測定することである。この電流が既知となることにより、圧電素子１０、２０、３０、４０、５０、６０の被制御の充放電が可能となる。特に充電スイッチ２２０および放電スイッチ２３０を開閉する際に電流量に依存して充電電流および放電電流を所定の平均値に設定したり、および／または所定の最大値および／または最小値を上方超過ないし下方超過しないように設定することができる。このことは後に詳述する。
【００４６】
ここで考察している実施例では、測定自体にさらに、５Ｖの直流電流を給電する電圧源６２１と２つの抵抗６２２、６２３として構成された分圧器とが必要となる。これは測定を実施するアクティベーションＩＣ（Ｅ）に負の電圧が生じるのを阻止するために設けられている。負の電圧は阻止手段が講じられないと測定点６２０に発生することがあり、これはアクティベーションＩＣ（Ｅ）によって処理できない。このような負の電圧は正の電圧設定値との加算により正の電圧へ変換される。この電圧設定値は電圧源６２１および分圧器の抵抗６２２、６２３から供給される。
【００４７】
各圧電素子１０、２０、３０、４０、５０、６０の他方の端子、すなわちグループ選択用の圧電端子１４、２４、３４、４４、５４、６４はグループ選択スイッチ３１０、３２０またはグループ選択ダイオード３１５、３２５とコイル２４０とを介して、また充電スイッチ２２０および充電ダイオード２２１から成る並列回路を介して電圧源の正極へ接続されており、これに代えてまたはこれに加えてグループ選択スイッチ３１０、３２０またはグループ選択ダイオード３１５、３２５とコイル２４０とを介して、また放電スイッチ２３０または放電ダイオード２３１から成る並列回路を介してグラウンドへ接続されている。充電スイッチ２２０および放電スイッチ２３０はトランジスタとして構成されており、例えばサイドドライバ２２２、２３２によって制御される。
【００４８】
電圧源は容量特性を有する素子を含んでおり、ここで考察している実施例では、この素子はバッファキャパシタ２１０である。キャパシタ２１０はバッテリ２００（例えば車両バッテリ）とその下流の直流電圧変換器２０１とによって充電される。直流電圧変換器２０１は例えば１２Ｖのバッテリ電圧を実質的に他の例えば２５０Ｖの電圧に変換し、キャパシタ２１０をその電圧まで充電する。直流電圧変換器２０１はトランジスタスイッチ２０２および抵抗２０３によって制御され、測定点６３０からの電流測定に使用される。
【００４９】
相互チェックの目的で、測定点６５０での別の電流測定を例えばアクティベーションＩＣ（Ｅ）と抵抗６５１、６５２、６５３および５Ｖの直流電圧源６５４とによって行うことができる。さらに測定点６４０での電圧測定をアクティベーションＩＣ（Ｅ）および分圧器の抵抗６４１、６４２によって行うことができる。
【００５０】
さらに抵抗３３０（全放電抵抗と称される）、トランジスタとして構成された停止スイッチ３３１（ストップスイッチと称される）、およびダイオード３３２（全放電ダイオードと称される）は圧電素子１０、２０、３０、４０、５０、６０の放電に利用される。これらの素子が通常の放電動作で放電されない場合については後に説明する。ストップスイッチ３３１は有利には通常の放電プロシージャ後に閉成される（放電スイッチ２３０によるサイクル放電）。スイッチはこれにより圧電素子１０、２０、３０、４０、５０、６０とグラウンドとを抵抗３３０、３００を介して接続し、圧電素子１０、２０、３０、４０、５０、６０内に残っている可能性のある残留電荷を除去する。全放電ダイオード３３２は負の電圧が圧電素子１０、２０、３０、４０、５０、６０に生じてこれにダメージを与えるような状況の発生を回避する。
【００５１】
全ての圧電素子１０、２０、３０、４０、５０、６０または個々の各圧電素子の充放電は１つの充放電装置によって全てのグループの圧電素子に対して共通に行われる。ここで考察している実施例では、共通の充放電装置はバッテリ２００、直流電圧変換器２０１、キャパシタ２１０、充電スイッチ２２０、放電スイッチ２３０、充電ダイオード２２１、放電ダイオード２３１、およびコイル２４０を有している。
【００５２】
各圧電素子の充放電は全て同様に作用するので、以下では第１の圧電素子１０のみについて説明する。
【００５３】
充放電プロシージャ中に発生する状況を図４Ａ〜図４を参照しながら説明する。図４Ａ、図４Ｂには圧電素子１０の充電作用が示されており、図４Ｃ、図４Ｄには圧電素子１０の放電作用が示されている。
【００５４】
個々の圧電素子１０、２０、３０、４０、５０、６０からの充電または放電すべき１つまたは複数の圧電素子の選択と、次に説明する充電プロシージャおよび放電プロシージャとは、アクティベーションＩＣ（Ｅ）および制御ユニットＤによって駆動される。これは上述のスイッチ１１、２１、３１、４１、５１、６１；３１０、３２０；２２０、２３０、３３１のうち１つまたは複数のスイッチを開閉することにより行われる。詳細に示された領域Ａ内の素子とアクティベーションＩＣ（Ｅ）との相互作用、また領域Ａ内の素子と制御ユニットＤとの間の相互作用については後に詳述する。
【００５５】
充電プロシージャについては、まず充電すべき個々の圧電素子１０、２０、３０、４０、５０、６０が選択される。充電すべき第１の圧電素子１０を排他的に選択するためには第１の分岐１１０の分岐選択スイッチ１１が閉成され、これに対して他の分岐選択スイッチ２１、３１、４１、５１、６１は開放されたままとする。他のいずれかの圧電素子２０、３０、４０、５０、６０を排他的に充電する、または同時に複数個の素子を充電するには、相応の分岐選択スイッチ２１、３１、４１、５１および／または６１を閉成することによって素子を選択する。
【００５６】
その後充電プロシージャそのものが行われる。
【００５７】
一般に、ここで考察している実施例では、充電プロシージャはキャパシタ２１０と第１の圧電素子１０のグループ選択圧電端子１４との間に正の電位差を要求する。しかし充電スイッチ２２０および放電スイッチ２３０が開放されている間は圧電素子１０の充放電は発生しない。この状態では図３の回路は定常状態、すなわち圧電素子１０の充電状態が実質的に変化しないまま維持され、電流が流れない状態となっている。
【００５８】
第１の圧電素子１０を充電するために、充電スイッチ２２０が閉成される。理論的には第１の圧電素子１０はこのことのみによって充電することができる。しかしこの措置は大電流を形成し、関連する素子にダメージを与えてしまうことがある。そのために発生する電流を測定点６２０で測定し、検出電流が所定の限界値を超過した場合には直ちにスイッチ２２０を再び開放する。これにより第１の圧電素子１０への所望の充電を達成するには、充電スイッチ２２０の開閉を反復し、放電スイッチ２３０を開放したままにする。
【００５９】
より詳細に言えば、充電スイッチ２２０が閉成されると図４Ａに示された状態が発生し、圧電素子１０、キャパシタ２１０、およびコイル２４０から成る直列回路を含む閉成回路が形成され、この回路内を電流ｉ_ＬＥ（ｔ）が図４Ａに矢印で示されているように流れる。この電流の結果として２つの正の電荷が第１の圧電素子１０のグループ選択圧電端子１４にもたらされ、エネルギがコイル２４０に蓄積される。
【００６０】
充電スイッチ２２０が閉成された後短時間だけ（例えば数μｓだけ）開放されると、図４Ｂに示されている状態が発生する。すなわち圧電素子１０、充電ダイオード２２１、およびコイル２４０から成る直列回路を含む閉成回路が形成され、この回路を電流ｉ_ＬＡ（ｔ）が図４Ｂに矢印で示されているように流れる。この電流の結果、コイル２４０に蓄積されたエネルギが圧電素子１０に流れ込む。この圧電素子１０へのエネルギ輸送に相応して圧電素子に電圧が発生し、その外部寸法が増大する。エネルギ輸送がコイル２４０から圧電素子１０へ向かって発生すると、回路の定常状態が図３について上述したように再び発生する。
【００６１】
その時点かまたはその時点より幾分早いか幾分遅い時点で（これは充電動作の所望の時間プロフィルに依存する）、充電スイッチ２２０は再び開閉され、これにより上述のプロセスが反復される。充電スイッチ２２０の再閉成および再開放の結果として、圧電素子１０に蓄積されるエネルギは増大し（既に圧電素子１０に蓄積されているエネルギと新たに輸送されたエネルギとが加算される）、電圧が圧電素子１０に発生して、その外部寸法が相応に増大する。
【００６２】
前述の充電スイッチ２２０の開閉が数回反復されると、圧電素子１０で電圧が発生し、圧電素子１０の伸長が段階的に発生する。
【００６３】
充電スイッチ２２０が所定の回数だけ開閉され、および／または圧電素子１０が所望の電荷状態を達成すると、圧電素子の充電は充電スイッチ２２０を開放したままにすることにより終了される。
【００６４】
放電プロシージャについて、ここで考察している実施例では、圧電素子１０、２０、３０、４０、５０、６０はグループごとに（Ｇ１および／またはＧ２）次のように放電される。
【００６５】
第１に、１つまたは複数のグループのグループ選択スイッチ３１０および／または３２０、またはグループＧ１および／またはＧ２の放電すべき圧電素子が閉成される。分岐選択スイッチ１１、２１、３１、４１、５１、６１は放電プロシージャ中は圧電素子１０、２０、３０、４０、５０、６０の選択には作用しない。なぜならこの場合これらのスイッチは分岐ダイオード１２、２２、３２、４２、５２、６２によってバイパスされているからである。したがって圧電素子１０を第１のグループＧ１の一部として放電させるために、第１のグループ選択スイッチ３１０が閉成される。
【００６６】
放電スイッチ２３０が閉成されると図４Ｃに示された状態が発生し、圧電素子１０およびコイル２４０から成る直列回路を含む閉成回路が形成され、この回路を電流ｉ_ＥＥ（ｔ）が図４Ｃに矢印で示されているように流れる。この電流の結果として、圧電素子に蓄積されていたエネルギ（またはその一部）がコイル２４０へ輸送される。圧電素子１０からコイル２４０へ輸送されたエネルギに相応して圧電素子１０に電圧が発生し、その外部寸法が収縮する。
【００６７】
放電スイッチ２３０が閉成された後短時間だけ（例えば数μｓだけ）開放されると、図４Ｄに示されている状態が発生する。すなわち圧電素子１０、キャパシタ２１０、放電ダイオード２３０、およびコイル２４０から成る直列回路を含む閉成回路が形成され、この回路を電流ｉ_ＥＡ（ｔ）が図４Ｄに矢印で示されているように流れる。この電流の結果、コイル２４０に蓄積されたエネルギがキャパシタ２１０へフィードバックされる。エネルギ輸送がコイル２４０からキャパシタ２１０へ向かって発生すると、回路の定常状態が図３について上述したように再び発生する。
【００６８】
その時点かまたはその時点より幾分早いか幾分遅い時点で（これは放電動作の所望の時間プロフィルに依存する）、放電スイッチ２３０は再び開閉され、これにより上述のプロセスが反復される。放電スイッチ２３０の再閉成および再開放の結果として、圧電素子１０に蓄積されたエネルギは低下し、電圧が圧電素子１０に発生してその外部寸法が相応に収縮する。
【００６９】
前述の放電スイッチ２３０の開閉が数回反復されると、圧電素子１０で電圧が発生し、圧電素子１０が段階的に収縮する。
【００７０】
放電スイッチ２３０が所定の回数だけ開閉され、および／または圧電素子１０が所望の放電状態を達成すると、圧電素子の放電は放電スイッチ２３０を開放したままにすることにより終了される。
【００７１】
アクティベーションＩＣ（Ｅ）と制御ユニットＤとの相互作用またはアクティベーションＩＣ（Ｅ）と詳細に示された領域Ａ内の素子との相互作用はアクティベーションＩＣ（Ｅ）から詳細に示された領域Ａ内の素子へ、分岐選択制御線路４１０、４２０、４３０、４４０、４５０、４６０、グループ選択制御線路５１０、５２０、ストップスイッチ制御線路５３０、充電スイッチ制御線路５４０、放電スイッチ制御線路５５０、および制御線路５６０を介して送出された制御信号によって行われる。これに対して測定点６００、６１０、６２０、６３０、６４０、６５０で得られたセンサ信号は詳細に示された領域Ａ内に存在し、この信号はアクティベーションＩＣ（Ｅ）へセンサ線路７００、７１０、７２０、７３０、７４０、７５０を介して伝送される。
【００７２】
制御線路は電圧のトランジスタのベースへの印加および非印加に使用される。これにより圧電素子１０、２０、３０、４０、５０、６０が選択され、１つまたは複数の圧電素子１０、２０、３０、４０、５０、６０の充放電プロシージャが上述の相応のスイッチの開閉によって行われる。センサ信号は特に圧電素子１０、２０、３０、４０、５０、６０で発生した電圧を測定点６００、６１０から求めるため、および充放電電流を測定点６２０から求めるために用いられる。コントロールユニットＤおよびアクティベーションＩＣ（Ｅ）は２種類の信号を結合するために用いられ、これにより以下図３〜図５に則して詳細に説明するこれらの信号の相互作用が得られる。
【００７３】
図３に示されているように、制御ユニットＤおよびアクティベーションＩＣ（Ｅ）はパラレルバス８４０および付加的にシリアルバス８５０を介して相互に接続されている。パラレルバス８４０は特に制御信号を制御ユニットＤからアクティベーションＩＣ（Ｅ）へ高速で伝送するために使用され、これに対してシリアルバス８５０は低速のデータ伝送に使用される。
【００７４】
図５にはアクティベーションＩＣ（Ｅ）の有する幾つかのコンポーネントが示されている。すなわち、論理回路８００、ＲＡＭメモリ８１０、ディジタルアナログ変換器８２０、および比較器装置８３０である。さらにここには（制御信号用の）高速のパラレルバス８４０がアクティベーションＩＣ（Ｅ）の論理ユニット８００に接続され、低速のシリアルバス８５０はＲＡＭメモリ８１０に接続されることが示されている。論理回路８００はＲＡＭメモリ８１０、比較器装置８３０、および信号線路４１０〜４６０；５１０、５２０；５４０〜５６０に接続されている。ＲＡＭメモリ８１０は論理回路８００とディジタルアナログ変換器８２０とに接続されている。ディジタルアナログ変換器８２０はさらに比較器装置８３０に接続されている。比較器装置８３０はさらにセンサ線路７００、７１０；７２０；７３０〜７５０と上述のように論理回路８００とに接続されている。
【００７５】
上で列挙したコンポーネントは充電プロシージャでは次のように用いられる。すなわち、制御ユニットＤにより、特定の圧電素子１０、２０、３０、４０、５０、６０が定められ、所定の目標電圧まで充電される。その後まずディジタル数で表された目標電圧値がＲＡＭメモリ８１０へ低速のシリアルバス８５０を介して伝送される。目標電圧は例えばメイン噴射で使用されるＵ_ｏｐｔの値である。その後かまたは同時に、選択される特定の圧電素子１０、２０、３０、４０、５０、６０に相応するコードとＲＡＭメモリ８１０内の所望の電圧のアドレスとがパラレルバス８４０を介して論理回路８００へ伝送される。さらにストローブ信号が論理回路８００へパラレルバス８４０を介して送信され、これにより充電プロシージャの開始信号がトリガされる。
【００７６】
開始信号により、まず論理回路８００が目標電圧のディジタル値をＲＡＭメモリ８１０からピックアップし、この値をディジタルアナログ変換器８２０へ送出する。これにより変換器８２０のアナログ出力側で所望の電圧が発生する。なお前述の（図示されていない）アナログ出力側は比較器装置８３０へ接続されている。これに加えて論理回路８００は第１のグループＧ１の圧電素子１０、２０、３０を測定する測定点６００または第２のグループＧ２の圧電素子４０、５０、６０を測定する測定点６１０を比較器装置８３０に対して選択する。その結果、目標電圧と選択された圧電素子１０、２０、３０、４０、５０、６０での実際電圧とが比較器装置８３０で比較される。比較の結果、すなわち目標電圧と実際電圧との差は論理回路８００へ伝送される。ここで論理回路８００は目標電圧と実際電圧とが相互に等しくなると直ちにこのプロシージャを停止する。
【００７７】
次に論理回路８００は制御信号を選択された圧電素子１０、２０、３０、４０、５０、６０に相応する分岐選択スイッチ１１、２１、３１、４１、５１、６１へ印加し、スイッチを閉成する。これにより全ての分岐選択スイッチ１１、２１、３１、４１、５１、６１は前述の実施例のうち充電プロシージャのオンまでの間は開放状態にあると見なされる。次に論理回路８００は制御信号を充電スイッチ２２０へ印加してスイッチを閉成させる。さらに論理回路８００は測定点６２０に発生する電流の測定を開始または持続する。ここで測定電流は比較器装置８３０によって所定の最大値と比較される。所定の最大値に検出電流が到達すると直ちに論理回路８００は充電スイッチ２２０を再び開放する。
【００７８】
なお測定点６２０に残っている電流も検出され、所定の最大値と比較される。前述の所定の最大値が達成されると直ちに、論理回路８００は充電スイッチ２２０を再び閉成し、プロシージャがもう一度開始される。
【００７９】
充電スイッチ２２０の開閉は、測定点６００または６１０で検出された電圧が目標電圧を下回っている限り反復される。目標電圧が達成されると直ちに論理回路はプロシージャの反復を停止させる。
【００８０】
放電プロシージャは前述の場合に相応するように行われる。すなわち圧電素子１０、２０、３０、４０、５０、６０の選択がグループ選択スイッチ３１０、３２０により行われ、充電スイッチ２２０に代わって放電スイッチ２３０が開閉され、所定の最小目標電圧が達成される。
【００８１】
充放電動作のタイミング、圧電素子１０、２０、３０、４０、５０、６０での電圧レベルの維持、および例えばメイン噴射の時間は、弁のストロークに相応して例えば図２に示されているように定められる。
【００８２】
上述したような充放電プロシージャは実施例として示したに過ぎないことを理解されたい。したがって上述の回路または他の回路を使用する他のプロシージャも所望の目的に応じて可能であり、相応のプロシージャを上述の実施例に代えて使用することができる。
【００８３】
アクチュエータの移動を可能なかぎりの高精度で設定することがきわめて重要である。この点について、アクチュエータの移動による温度依存性はコモンレールインジェクタの機能に決定的な影響を与える。アクチュエータの移動の温度依存性はそのキャパシタンスの温度依存性を既知とすることによって補償される。このプロセスでは圧電素子のキャパシタンスはコントロールユニットで測定され、温度はキャパシタンスと温度との関係を用いて求められる。この関係は実験測定から得られる。動作中キャパシタンスと温度との関係についての情報へアクセスが行われ、圧電素子の測定キャパシタンスに相応する温度が識別される。
【００８４】
有利には全ての圧電素子のキャパシタンスが測定され比較される。圧電素子のそれぞれに対するキャパシタンス値が全ての測定キャパシタンスの平均値から特定量以上に偏差する場合には、当該の圧電素子は欠陥のために温度に依存しなくなっていると識別される。エラー温度補償はこの種の判別がなされた場合にこのようにして回避される。加えて欠陥のある圧電素子が検出されると、ドライバに対する警報信号が形成される。
【００８５】
各圧電素子のキャパシタンスＣ_ｉは特定の時間間隔（例えば４つのシリンダエンジンではｉ＝１〜４）で求められる。平均キャパシタンスＣ_ａｖｇはこれらの値から計算され、キャパシタンス差値Ｃ_ｉ−Ｃ_ａｖｇがさらに計算される。所定の圧電素子に対するキャパシタンス差値の絶対値｜Ｃ_ｉ−Ｃ_ａｖｇ｜が許容可能なキャパシタンス限界値ＣΔを超過する場合には、当該の圧電素子は欠陥を有するとクラシフィケーションされ、この圧電素子は温度補償を行う際には考慮されない。上述したようにキャパシタンス限界値ＣΔが超過されると、警報信号が車両操作者へ伝達される。有利にはどの圧電素子が欠陥を有するかも識別される。
【００８６】
図６にはトレランスを外れた圧電素子を検出する本発明の実施例に相応するフローチャートが示されている。図６によれば、ステップ７０１０は全ての圧電素子のキャパシタンスＣ_ｉの測定を表す。このステップでは圧電素子のキャパシタンスが得られる。個々の圧電素子の値はつぎにステップ７０２０で平均され、平均キャパシタンスＣ_ａｖｇが得られる。ステップ７０２０に続いて判定ブロック７０３０が設けられており、絶対値｜Ｃ_ｉ−Ｃ_ａｖｇ｜が許容可能なキャパシタンス限界値ＣΔを超過するか否かが判別される。許容可能なキャパシタンス限界値ＣΔが超過される場合、圧電素子は操作不能または欠陥を有するとクラシフィケーションされ、相応にステップ７０４０でエラーメッセージが形成され、このエラーがドライバに報知される。ステップ７０４０は任意ではあるが有利な実施例である。絶対値｜Ｃ_ｉ−Ｃ_ａｖｇ｜が所望の範囲内にある場合には、プロシージャ全体がステップ７０５０での所定のインターバル後に反復される。
【００８７】
図７には特に燃料インジェクタの圧電素子を駆動する電圧を供給する電力段またはケーブルの欠陥を検出する本発明の有利な実施例のフローチャートが示されている。プログラム８００１のスタートに続いて、ステップ８００２のイニシャライゼーションによりカウンタｉが０へセットされ、すなわちｉ＝０となる。イニシャライゼーションステップ８００２に続いてステップ８００３でｉは１でインクリメントされ、すなわちｉ＝ｉ＋１となる。ステップ８００３に続いて判定ブロック８００４ではｉ＞ｎであるか否かが判別される。ここでｎはシリンダ数である。この実施例では全てのシリンダに対して１つの圧電素子を含む１つの燃料インジェクタが割り当てられている。
【００８８】
ｉがｎより大きい場合プログラムは終了される。すなわちこのケースでは判定ブロック８００４から終了ブロック８０１２にいたる。この条件が満足されない場合には、判定ブロック８００４に続いて判定ブロック８００５で
Ｃ_ｉ／Ｃ_ｉ＋１≧ｆ_ｍｉｎ１
であるか否かが判別される。ここでＣ_ｉはｉ番目のシリンダへの燃料噴射を制御する圧電素子のキャパシタンスであり、Ｃ_ｉ＋１は（ｉ＋１）番目のシリンダへの燃料噴射を制御する圧電素子のキャパシタンスであり、ｆ_ｍｉｎ１はトレランス値である。ｆ_ｍｉｎ１は有利には０．８〜１の値であり、有利には０．９の範囲にある。条件
Ｃ_ｉ／Ｃ_ｉ＋１≧ｆ_ｍｉｎ１
が満たされない場合、判定ブロック８００５に続いて判定ブロック８００８へ移行する。これに対して条件
Ｃ_ｉ／Ｃ_ｉ＋１≧ｆ_ｍｉｎ１
が相当する場合には、判定ブロック８００５に続いて判定ブロック８００６へ移行する。
【００８９】
判定ブロック８００８により条件
Ｃ_ｉ／Ｃ_ｉ＋１≧ｆ_{ｍｉｎ０．５}
かつＣ_ｉ／Ｃ_ｉ＋１≦ｆ_{ｍａｘ０．５}かつＣ_ｉ／Ｃ_ｉ＋１≦ｆ_ｍａｘ１が相当するか否かが求められる。ここでｆ_ｍａｘ１はトレランス値である。この値は有利には１〜１．２の間であり、特に有利にはほぼ１．１である。
【００９０】
判定ブロック８００６の条件が相当する場合、続いて判定ブロック８００３へ移行する。またこの条件が相当しない場合、判定ブロック８００６に続いて判定ブロック８００７へ移行する。
【００９１】
判定ブロック８００７は条件
Ｃ_ｉ／Ｃ_ｉ＋１≧ｆ_ｍｉｎ２かつＣ_ｉ／Ｃ_ｉ＋１≦ｆ_ｍａｘ２
が相当するか否かを判定する。ここでｆ_ｍｉｎ２はトレランス値である。この圧は有利には１．６〜２．０の範囲にあり、特に有利にはほぼ１．８である。ｆ_ｍａｘ２は同様にトレランス値であり、有利には２．０〜２．４の範囲であり、特に有利にはほぼ２．２である。
【００９２】
条件
Ｃ_ｉ／Ｃ_ｉ＋１≧ｆ_{ｍｉｎ０．５}かつＣ_ｉ／Ｃ_ｉ＋１≦ｆ_{ｍａｘ０．５}
のうち一方が相当する場合、ｆ_{ｍｉｎ０．５}がトレランス値となる。この値は有利には０．３〜０．５の範囲にあり、特に有利にはほぼ０．４である。ｆ_{ｍａｘ０．５}も同様にトレランス値であり、０．５〜０．７の範囲にあり、特に有利にはほぼ０．６である。
【００９３】
条件
Ｃ_ｉ／Ｃ_ｉ＋１≧ｆ_{ｍｉｎ０．５}かつＣ_ｉ／Ｃ_ｉ＋１≦ｆ_{ｍａｘ０．５}
のどちらも相当しない場合、判定ブロック８００８に続いてステップ８００３へ移行する。２つの条件とも相当する場合には、判定ブロック８００８に続いてステップ８００９へ移行する。ステップ８００９はシリンダｉへの燃料噴射を制御する圧電素子に欠陥があると判別する。有利には警報信号が形成されるか、および／またはエラーメッセージがログに記録される。ステップ８００９の後、プログラムは終了される。
【００９４】
判定ブロック８００６の条件が相当しないことが検出されると、判定ブロック８００７に続いてステップ８０１１で不特定のエラーが発生したことが判別される。有利には警報信号が形成されるか、エラーメッセージがログに記録される。
【００９５】
また条件
Ｃ_ｉ／Ｃ_ｉ＋１≧ｆ_ｍｉｎ２かつＣ_ｉ／Ｃ_ｉ＋１≦ｆ_ｍａｘ２
の双方が相当する場合、ブロック８００７に続いてステップ８０１０へ移行する。ステップ８０１０はシリンダｉ＋１への燃料噴射を制御する圧電素子に欠陥があると判別する。有利には警報信号が形成されるか、エラーメッセージがログに記録される。ステップ８０１０の後、プログラムは終了される。
【００９６】
図６、図７は請求項に示されている本発明の実施例を表しているにすぎないことを理解されたい。他の手法で圧電素子のキャパシタンスを所定の値の集合と比較することにより見つけだすことも本発明の範囲内で可能である。図６および図７では圧電素子のキャパシタンスが圧電素子のキャパシタンスに関連する値の例として使用されている。例として圧電素子のキャパシタンスを上述の圧電素子のキャパシタンスに関連する他の値に置換することも有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】固定の時間間隔での作動電圧と体積燃料量との関係を複動式制御弁の実施例に対して示したグラフである。
【図２】制御弁のストロークと相応のノズルニードルのリフト運動とを複動式制御弁の実施例に対して示した概略的な特性図である。
【図３】本発明を実施するのに適した装置の実施例のブロック図である。
【図４Ａ】図３の回路の第１の充電フェーズ中（充電スイッチ２２０が閉じられている期間）に発生する状況を説明する図である。
【図４Ｂ】図３の回路の第２の充電フェーズ中（充電スイッチ２２０が再び開放されている期間）に発生する状況を説明する図である。
【図４Ｃ】図３の回路の第１の放電フェーズ中（放電スイッチ２３０が閉じられている期間）に発生する状況を説明する図である。
【図４Ｄ】図３の回路の第２の放電フェーズ中（放電スイッチ２３０が再び開放されている期間）に発生する状況を説明する図である。
【図５】図３に示されているアクティベーションＩＣ（Ｅ）のコンポーネントのブロック図である。
【図６】圧電アクチュエータのトレランスを検出する本発明の実施例を示すフローチャートである。
【図７】特に燃料インジェクタの圧電素子の駆動電圧を供給する電力段またはケーブルの欠陥を検出する本発明の実施例を示すフローチャートである。
【図８】圧電素子をアクチュエータとして用いる燃料噴射装置の概略図である。

Claims

噴射燃料量を制御する少なくとも２つの圧電素子（１０、２０、３０、４０、５０、６０）を有しており、
いずれかの圧電素子（１０、２０、３０、４０、５０、６０）または該圧電素子（１０、２０、３０、４０、５０、６０）を駆動する電気回路に生じうるフォールトを検出する監視ユニット（Ｄ）を有している、
燃料噴射装置において、
前記監視ユニット（Ｄ）は、いずれかの圧電素子（１０、２０、３０、４０、５０、６０）または該圧電素子（１０、２０、３０、４０、５０、６０）を駆動する電気回路に生じうるフォールトを、該圧電素子のキャパシタンスに関連する第１の値（Ｃ_ｉ）と他の圧電素子のキャパシタンスに関連する第２の値（Ｃ_ｉ＋１）との商に基づいて検出可能である
ことを特徴とする燃料噴射装置。
前記商が０．５〜０．７の範囲の値以下でありかつ前記商が０．３〜０．５の範囲の値以上である場合、前記商の第１の値に関連する第１のシリンダへの燃料噴射に欠陥があると見なされる、
請求項１記載の燃料噴射装置。
前記０．５〜０．７の範囲の値は０．６である、
請求項２記載の燃料噴射装置。
前記０．３〜０．５の範囲の値は０．４である、
請求項２項記載の燃料噴射装置。
前記商が１．６〜２．０の範囲の値以上でありかつ前記商が２．０〜２．４の範囲の値以下である場合、前記商の第２の値に関連する第２のシリンダへの燃料噴射に欠陥があると見なされる、
請求項１から４までのいずれか１項記載の燃料噴射装置。
前記１．６〜２．０の範囲の値は１．８である、
請求項５記載の燃料噴射装置。
前記２．０〜２．４の範囲の値は２．２である、
請求項５記載の燃料噴射装置。
欠陥があると判別された場合、警報信号が形成されるかエラーメッセージがログに記録される、請求項１から７までのいずれか１項記載の燃焼噴射装置。
噴射燃料量を制御する少なくとも２つの圧電素子（１０、２０、３０、４０、５０、６０）と、いずれかの素子（１０、２０、３０、４０、５０、６０）または該圧電素子を駆動する電気回路に生じうるフォールトを検出する監視ユニット（Ｄ）とを含む燃料噴射装置の操作方法において、
いずれかの圧電素子（１０、２０、３０、４０、５０、６０）または該圧電素子（１０、２０、３０、４０、５０、６０）を駆動する電気回路に生じうるフォールトを、該圧電素子のキャパシタンスに関連する第１の値（Ｃ_ｉ）と他の圧電素子のキャパシタンスに関連する第２の値（Ｃ_ｉ＋１）との商に基づいて検出可能である
ことを特徴とする燃料噴射装置の操作方法。