JPH11327637A - 容量性のアクチュエ―タの制御方法および装置 - Google Patents

容量性のアクチュエ―タの制御方法および装置

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JPH11327637A
JPH11327637A JP6388599A JP6388599A JPH11327637A JP H11327637 A JPH11327637 A JP H11327637A JP 6388599 A JP6388599 A JP 6388599A JP 6388599 A JP6388599 A JP 6388599A JP H11327637 A JPH11327637 A JP H11327637A
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ホフマン クリスティアン
Hellmut Freudenberg
フロイデンベルク ヘルムート
Hartmut Gerken
ゲルケン ハルトムート
Martin Hecker
ヘッカー マーティン
Richard Pirkl
ピルクル リヒャルト
Walter Schrod
シュロート ヴァルター
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 制御回路ＳＴの制御信号ｓｔ１〜ｓｔ４を用
いて内燃機関の燃料噴射弁を操作するために、アクチュ
エータ電圧ＵＥを用いて容量アクチュエータＰ１〜Ｐ４
を制御する方法を、アクチュエータの低抵抗または高抵
抗の短絡を識別できるようにする。 【解決手段】 アクチュエータの制御開始後少なくとも
１つの前以て決められた時点において、アクチュエータ
と該アクチュエータに配属されている選択スイッチＴ１
〜Ｔ４との間の電位ＵＡ〜ＵＤまたは電位ＵＡ〜ＵＤの
うちその都度２つの電位の差ＵＡ−ＵＢ，ＵＢ−ＵＣ，
ＵＣ−ＵＤを前以て決められたしきい値Ｓと比較し、制
御回路ＳＴは、実際比較結果のプロフィールが前以て決
められた、その都度アクティブな制御信号に配属されて
いる、目標比較結果のプロフィールに相応していないと
き、エラー信号Ｆを送出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、請求項１の上位概
念に記載の、例えば内燃機関の燃料噴射弁を操作するた
めに、容量性のアクチュエータを制御するための方法に
関する。本発明はまた、この方法を実施するための装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＷＯ９８／０７１９７号から、複数のア
ームの並列回路を有する容量性のアクチュエータを制御
するための装置が公知であり、ここではアームはそれぞ
れ、１つの容量性のアクチュエータと、アース側に接続
されている１つのスイッチとを直列に有している。
【０００３】この形式の回路は、米国特許第５６９１５
９２号明細書から公知であり、その際スイッチは給電電
圧の側に接続されている。
【０００４】内燃機関の燃料噴射弁を操作するために容
量式アクチュエータを使用する場合、これらのアクチュ
エータに（ローサイド・スイッチを負のアクチュエータ
接続端子からアースに対して使用する場合ないしハイサ
イド・スイッチを正のアクチュエータ接続端子から制御
電圧に対して使用する場合）、短絡が生じる可能性があ
ることがわかっている。
【０００５】この形式の障害のために、それぞれの別の
アクチュエータを選択する場合に、このアクチュエータ
も、短絡されたアクチュエータないしそれに配属されて
いる燃料噴射弁も制御されるということになる。これに
より、制御回路はこれに対して、２倍の容量を有するア
クチュエータのように作用する。しかしアクチュエータ
容量は許容温度領域にわたって同様に係数２だけ変動す
る可能性がありかつ診断は敏感でありすぎることは許さ
れないので、この障害はすべてのアクチュエータのアク
チュエータ電圧（ＤＥ→ＧＮＤ）の簡単な監視による作
動では検出されない可能性がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、１つ
または複数のアクチュエータの低抵抗または高抵抗の短
絡を確実に検出することができる、容量式のアクチュエ
ータの制御方法を提供することである。本発明の課題は
また、この方法を実施するための装置を提供することで
ある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この課題は本発明によれ
ば、請求項１の特徴部分に記載の構成によって解決され
る。またこの方法を実施するための装置は、請求項５お
よび６に記載されている。本発明の有利な形態は従属請
求項に記載されている。
【０００８】
【実施例】次に本発明を図示の実施例につき図面を用い
て詳細に説明する。
【０００９】図１には、４シリンダ内燃機関の燃料噴射
弁を制御するための４つの容量式アクチュエータＰ１な
いしＰ４を備えた実施例が示されている。これらアクチ
ュエータのそれぞれは、各アクチュエータに属してい
る、ＭＯＳ−ＦＥＴスイッチとして実現されているロー
サイド選択スイッチＴ１ないしＴ４に直列に接続されて
いるが、ハイサイドスイッチによっても問題なく実現可
能である。４つすべての直列回路は並列接続されており
かつ回路点Ｅとアース点ＧＮＤとの間に配置されてい
る。アクチュエータに接続されている制御点Ｅには、制
御回路ＳＴからアクチュエータＰ１ないしＰ４に対する
制御電圧ＵＥが、例えば図示されていない充電ないし再
充電コイルを介して供給される。
【００１０】差動増幅器Ｖ１ないしＶ３もしくはコンパ
レータＫ１ないしＫ４（図２）を破壊するおそれがあ
る、高い制御電圧ＵＥ（例えば１６０Ｖ）によって生じ
る高い電位ＵＡないしＵＤでは、これらはそのタップが
増幅器または差動増幅器の入力側に接続される分圧器に
よって低減されるべきである。
【００１１】制御回路ＳＴは、この実施例において、マ
イクロプロセッサμｐを有しており、それは充電、保持
および放電のための図示されていない制御回路のために
制御信号を送出しかつアクチュエータの選択のために選
択スイッチＴ１ないしＴ４を周期的に制御するための制
御信号ｓｔ１ないしｓｔ４を送出する。しかし制御回路
ＳＴはディスクレートなアナログスイッチによって実現
されていてもよい。
【００１２】制御回路ＳＴに、４つの（一般にｎ個の）
アクチュエータに対する３つの（一般にｎ−１個の）差
動増幅器Ｖ１ないしＶ３が設けられており、これらはそ
れぞれ２つの入力側がアクチュエータＰ１ないしＰ４間
の接続点ＡないしＤおよび所属の選択スイッチＴ１ない
しＴ４に、Ｖ１がＡおよびＢに接続されており、Ｖ２が
ＢおよびＣに接続されておりかつＶ３がＣおよびＤに接
続されているように接続されている。
【００１３】この実施例において、差動増幅器Ｖ１ない
しＶ３にはっきりと図示されていないウィンドウコンパ
レータが後置接続されている。これらウィンドウコンパ
レータは、基準電位（ＧＮＤ）を中心としたウィンドウ
を有しており、その幅（しきい値±Ｓ）はマイクロプロ
セッサμｐによって前以て決めることができる。例えば
電位ＵＡ−ＵＢないしＵＢ−ＵＡの差が（極性を考慮せ
ずに）このウィンドウ内にあれば、差動増幅器ないしウ
ィンドウコンパレータの出力側には、ロー信号Ｌが生じ
るようになっており、その他の場合にはハイ信号Ｈが生
じるようになっている。
【００１４】次に、図１の図示の回路に対する本発明の
方法を図３のシーケンスダイヤグラムおよび図４の表に
基づいて詳細に説明する。
【００１５】例えばアクチュエータＰ１に配属されてい
るシリンダにおける燃料噴射の場合、アクチュエータ
は、制御電圧ＵＥ（図１における点Ｅ）に接続される。
この制御電圧は非導通状態において選択スイッチＴ１な
いしＴ４にかかっている。
【００１６】制御信号ｓｔ１の始めによって、アクチュ
エータＰ１に配属されている選択スイッチｔ１が導通制
御され、これによりＰ１およびＴ１に電流が流れ始め、
この電流は図示されていない充電コイルのインダクタン
スに応じて比較的急峻にまたは比較的平坦に上昇する。
上述したように、制御信号ｓｔ１の始めには選択スイッ
チＴ１の非道通状態において電位ＵＥに相応する、点Ａ
における電位ＵＡは電流の上昇に従って、即ちアクチュ
エータの充電の増加に従って、ほぼアース電位ＵＧＮＤ
に引っ張られる。低抵抗の短絡ではこのことはアクチュ
エータに障害のない場合より比較的迅速に行われ、高抵
抗の短絡では、比較的緩慢に行われる。
【００１７】制御信号ｓｔ１の始めから前以て決めるこ
とができる遅延時間ｔｖ後に今や、本発明によれば、点
ＡないしＤの電位ＵＡないしＵＤがサンプリングされか
つ差動増幅器Ｖ１ないしＶ３に供給される。即ちその都
度、電位ＵＡおよびＵＢは差動増幅器Ｖ１に供給され、
電位ＵＢおよびＵＣは差動増幅器Ｖ２に供給されかつ電
位ＵＣおよびＵＤは差動増幅器Ｖ３に供給される。これ
ら差動増幅器の出力側にはこれらの電位の差が現れる
（これらは負または正である可能性がある）。これらの
電位は、後続のウィンドウコンパレータにおいて前以て
決めることができるしきい値±Ｓと比較される。差が、
しきい値によって決められるウィンドウ内にあれば、既
に上述したように、Ｖ１の出力側には、デジタルロー信
号Ｌ（Ｌ信号）が現れる。その他の場合にはハイ信号
（Ｈ信号）が現れる。Ｐ１の制御に障害のない場合に
は、Ｖ１の出力側にはＨ信号が現れる。その理由は、電
位差ＵＡ−ＵＢはウィンドウの外にあるからである。こ
れに対してＶ２およびＶ３の出力側にはＬ信号が現れ
る。その理由は電位差ＵＢ−ＵＣおよびＵＣ−ＵＤはウ
ィンドウ内にあるからである。
【００１８】図４には、行２ないし５、列ｂないしｄ
に、これらの列に配属されている差動増幅器Ｖ１ないし
Ｖ３に対する障害のない、短絡されていないアクチュエ
ータＰ１ないしＰ４に対する目標比較結果（Ｖ１，Ｖ２
およびＶ３の出力信号）の太字で際出たされているプロ
フィールが示されている。
【００１９】行６ないし１７、列ｂないしｄには、実際
比較結果の生じうるプロフィールが示されている。これ
らは、列ａに示されている点に属している電位が（制御
または短絡のために）電位ＵＧＮＤにあるときに生じ
る。
【００２０】行１２ないし１５に示されている、比較結
果のプロフィールは、行２ないし５の目標比較結果のプ
ロフィールに一致しているが、制御信号によって相互に
区別される。例えば行１５の実際比較結果「ハイ」のプ
ロフィールを行２の目標比較結果のプロフィールと比較
すると、これら２つのプロフィールは、行２では制御信
号ｓｔ１が存在しているはずであり、一方行１５では制
御信号ｓｔ１は存在していない点によってのみ区別する
ことができる。短絡の生じているアクチュエータはその
制御の際にエラーとして検出することができないが、次
のアクチュエータの制御の際に、即ちそれに続く噴射過
程において即刻気付かれる。
【００２１】シリンダＩにおける燃料噴射から始まって
（図３のＩ）、所属の制御信号ｓｔ１の開始が待たれ
（II）かつこの制御信号に属する、目標比較結果のプロ
フィール（図４の行２、列ｂ、ｃ、ｄ）が選択される
（III）。
【００２２】制御信号ｓｔ１の開始から経過する遅延時
間ｔｖの終了時に（IV）、接続点ＡないしＤの電位がサ
ンプリングされ、かつ既述ように、評価される。その際
求められた、実際比較結果のプロフィール（しきい値比
較による差動増幅器Ｖ１ないしＶ３の出力信号）は、目
標比較結果の選択されたプロフィールと比較される
（Ｖ）。両方のプロフィールが一致すると（VI）、同じ
プロシージャが次のアクチュエータによって繰り返さ
れ、以下同様であり（VII，VIII）、そうでない場合に
はエラー信号Ｆが送出されかつ引き続いて当該アクチュ
エータは直ちに放電されるもしくは以後もはや制御され
ない。
【００２３】図２の第２の実施例の回路は、図１の実施
例の回路とは、３つの差動増幅器に代わって、４つのし
きい値コンパレータＫ１ないしＫ４が設けられている点
で異なっている。これらコンパレータのしきい値Ｓは同
様に、マイクロプロセッサμｐによって決定することが
できる。これらのしきい値コンパレータにおいて、接続
点ＡないしＤの電位は遅延時間ｔｖの経過後前以て決め
ることができるしきい値Ｓと比較されかつ相応の出力信
号が実際比較結果のプロフィールとして出力される（電
位がしきい値より小さいとき、Ｌ信号；電位がしきい値
より大きいとき、Ｈ信号）。目標比較結果のプロフィー
ルは図４に太字際立って、列ｅないしｈ、行２ないし５
に示されている。障害のあるアクチュエータの実際比較
結果は行６ないし１７に図示されている。これら実際結
果は一義的であるので、ここでは制御信号の考慮を実施
する必要はない。
【００２４】その他、第２の実施例のシーケンスは、図
３の第１実施例のシーケンスに対応している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の装置の第１実施例の回路略図である
【図２】第２の実施例の回路略図である。
【図３】本発明の方法のシーケンスダイヤグラムであ
る。
【図４】比較結果が示されている表図である。
【符号の説明】
Ｐ１〜Ｐ４ アクチュエータ、 Ｔ１〜Ｔ４ 選択スイ
ッチ、 Ａ〜Ｄ 回路点、 Ｅ 制御点、 ＳＴ制御回
路、 Ｖ１〜Ｖ３ 差動増幅器、 Ｋ１〜Ｋ４しきい値
コンパレータ、 ｓｔ 制御信号、 μｐ マイクロプ
ロセッサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ハルトムート ゲルケン ドイツ連邦共和国 ニッテンドルフ ヨー ゼフ−ゲラー−シュトラーセ １ (72)発明者 マーティン ヘッカー ドイツ連邦共和国 ライマーシュタット レーマーシュトラーセ ３ (72)発明者 リヒャルト ピルクル ドイツ連邦共和国 レーゲンスブルク ブ ルンフーバーシュトラーセ 27 (72)発明者 ヴァルター シュロート ドイツ連邦共和国 レーゲンスブルク ヴ ッツルホーフェン 27

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 例えば、制御回路（ＳＴ）の制御信号
    （ｓｔ１ないしｓｔ４）を用いて内燃機関の燃料噴射弁
    を操作するために、アクチュエータ電圧（ＵＥ）を用い
    て容量性のアクチュエータ（Ｐ１ないしＰ４）を制御す
    るための方法において、１つのアクチュエータ（Ｐ１な
    いしＰ４）の制御開始後の少なくとも１つの前以て決め
    られた時点において、前記アクチュエータ（Ｐ１ないし
    Ｐ４）と該アクチュエータに対応付けられている選択ス
    イッチ（Ｔ１ないしＴ４）との間の電位（ＵＡないしＵ
    Ｄ）または前記電位（ＵＡないしＵＤ）のうちその都度
    ２つの電位の差（ＵＡ−ＵＢ，ＵＢ−ＵＣ，ＵＣ−
    ＵＤ）を前以て決められたしきい値（Ｓ）と比較し、か
    つ前記制御回路（ＳＴ）は、前記実際比較結果のプロフ
    ィールが前以て決められた、その都度アクティブな制御
    信号（ｓｔ１ないしｓｔ４）に配属されている、目標比
    較結果のプロフィールに相応していないとき、エラー信
    号（Ｆ）を送出することを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 前記制御回路（ＳＴ）はエラー信号
    （Ｆ）の出現の際、前記アクチュエータ（Ｐ１ないしＰ
    ４）の充電を中断する請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 前記制御回路（ＳＴ）はエラー信号
    （Ｆ）の出現の際、前記アクチュエータ（Ｐ１ないしＰ
    ４）を直ちに放電する請求項１記載の方法。
  4. 【請求項４】 前記制御回路（ＳＴ）はエラー信号
    （Ｆ）の出現の際、前記アクチュエータ（Ｐ１ないしＰ
    ４）をその後もはや充電しない請求項１記載の方法。
  5. 【請求項５】 それぞれ１つの容量性のアクチュエータ
    （Ｐ１ないしＰ４）と該アクチュエータに後置接続され
    ていて、制御回路（ＳＴ）に接続されている１つの選択
    スイッチ（Ｔ１ないしＴ４）とから成る、相互に並列に
    配置されている直列回路を備えた、請求項１に記載の方
    法を実施するための装置において、電位（ＵＡ，ＵＢ，
    ＵＣ，ＵＤ）の比較のために、前記制御回路（ＳＴ）は
    ｎ個のアクチュエータ（Ｐ１ないしＰ４）に対してｎ個
    のコンパレータ（Ｋ１ないしＫ４）を有しており、該コ
    ンパレータの一方の入力側は配属されている接続点（Ａ
    ないしＤ）に接続されておりかつ他方の入力側にはしき
    い値（Ｓ）が供給され、かつ前記制御回路（ＳＴ）は、
    シーケンスプログラムに従って、ｎ個のコンパレータ
    （Ｋ１ないしＫ４）の出力信号のサンプリングを前以っ
    て決められたサンプリング時点（ｔｖ）において行いか
    つその実際値と前記しきい値（Ｓ）との比較を行い、そ
    の都度アクティブな制御信号（ｓｔ１ないしｓｔ４）に
    対応付けられている、目標比較結果の記憶されているプ
    ロフィールを選択し実際比較結果のプロフィールをこの
    目標結果のプロフィールと比較し、かつ２つのプロフィ
    ールの不一致の際エラー信号（Ｆ）を出力することを特
    徴とする装置。
  6. 【請求項６】 それぞれ１つの容量性のアクチュエータ
    （Ｐ１ないしＰ４）と該アクチュエータに後置接続され
    ていて、制御回路（ＳＴ）に接続されている１つの選択
    スイッチ（Ｔ１ないしＴ４）とから成る、相互に並列に
    配置されている直列回路を備えた、請求項１に記載の方
    法を実施するための装置において、電位差（ＵＡ−
    ＵＢ，ＵＢ−ＵＣ，ＵＣ−ＵＤ）の比較のために、前記
    制御回路（ＳＴ）はｎ個のアクチュエータ（Ｐ１ないし
    Ｐ４）に対して、それぞれ１つのウィンドウコンパレー
    タを有するｎ−１個の差動増幅器回路（Ｖ１ないしＶ
    ３）を有しており、該コンパレータの入力側は配属され
    ている接続点（ＡないしＤ）に接続されておりかつ他方
    の入力側には前記しきい値（Ｓ）が供給され、かつ前記
    制御回路（ＳＴ）は、シーケンスプログラムに従って、
    ｎ個のコンパレータ（Ｋ１ないしＫ４）の出力信号のサ
    ンプリングを前以って決められたサンプリング時点（ｔ
    ｖ）において行いかつその実際値と前記しきい値（Ｓ）
    との比較を行い、記憶されている、その都度アクティブ
    な制御信号（ｓｔ１ないしｓｔ４）に対応付けられてい
    る、目標比較結果のプロフィールを選択し実際比較結果
    のプロフィールをこの目標結果のプロフィールと比較
    し、かつ２つのプロフィールの不一致の際エラー信号
    （Ｆ）を出力することを特徴とする装置。
  7. 【請求項７】 前記制御回路（ＳＴ）はマイクロプロセ
    ッサ（μｐ）を有しており、該マイクロプロセッサが前
    記シーケンスプログラムを制御する請求項５または６記
    載の装置。
JP6388599A 1998-03-11 1999-03-10 容量性のアクチュエ―タの制御方法および装置 Withdrawn JPH11327637A (ja)

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