(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の圧電式噴射器（１２ａ、１２ｂ）を備える噴射器構成の故障を検出する方法であって、
前記圧電式噴射器（１２ａ、１２ｂ）は噴射器駆動回路（３０ａ）に備えられた噴射器列回路（３３）の並列分岐（３３ａ、３３ｂ）に位置し、
前記噴射器列回路（３３）の各分岐（３３ａ、３３ｂ）は高側分離スイッチ（ＱＨＳ１、ＱＨＳ２）を各々含み、該高側分離スイッチ（ＱＨＳ１、ＱＨＳ２）は、閉じているときは前記噴射器列回路（３３）中の関連する圧電式噴射器（１２ａ、１２ｂ）を通って電流が流れることを可能にし、開いているときは前記噴射器列回路（３３）中の前記関連する圧電式噴射器（１２ａ、１２ｂ）を通って電流が流れないように動作可能であり、該圧電式噴射器（１２ａ、１２ｂ）で噴射が実行されるとき、前記高側分離スイッチ（ＱＨＳ１、ＱＨＳ２）の各々は閉じたままであり、
前記方法は、
前記圧電式噴射器（１２ａ、１２ｂ）のうち第1の圧電式噴射器を通って電流が流れることを可能にし、他の１つまたは複数の前記圧電式噴射器（１２ａ、１２ｂ）を通って電流が流れないように前記高側分離スイッチ（ＱＨＳ１、ＱＨＳ２）を動作させるステップと、
前記第1の圧電式噴射器（１２ａ、１２ｂ）の故障の有無を検出する診断を実行するステップと、
を含む方法。
【請求項２】
前記第1の圧電式噴射器（１２ａ、１２ｂ）において故障が決定された際に、前記第1の圧電式噴射器（１２ａ、１２ｂ）を通って電流が流れないように前記関連する高側分離スイッチ（ＱＨＳ１、ＱＨＳ２）を動作させるステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
噴射器駆動回路（３０ａ）中の高電圧レール（ＶＨ）と接地レール（ＶＧＮＤ）との間の電位分割手段（３６）のバイアス点（ＰＢ）におけるバイアス電圧（ＶＢ、ＶＢ１、ＶＢ２）を決定するステップと、前記バイアス電圧（ＶＢ、ＶＢ１、ＶＢ２）が予測バイアス電圧（ＶＢｐｒｅｄ）の所定の許容範囲内でない場合に前記第1の圧電式噴射器（１２ａ、１２ｂ）について高側から接地への短絡または低側から接地への短絡故障の存在を決定するステップとをさらに含む、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記バイアス電圧（ＶＢ、ＶＢ１、ＶＢ２）が前記予測バイアス電圧（ＶＢｐｒｅｄ）より第１の所定の許容値を超えて低い際に高側から接地への短絡故障の存在を決定するステップをさらに含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記バイアス電圧（ＶＢ、ＶＢ１、ＶＢ２）が前記予測バイアス電圧（ＶＢｐｒｅｄ）より第２の所定の許容値を超えて高い際に低側から接地への短絡故障の存在を決定するステップをさらに含む、請求項３または４に記載の方法。
【請求項６】
前記第1の圧電式噴射器（１２ａ、１２ｂ）の電圧を示す電圧（ＶＳ）を測定するステップと、前記測定された電圧（ＶＳ）を所定の閾電圧レベルと比較するステップと、前記測定された電圧（ＶＳ）が前記所定の閾電圧レベル未満である場合にスタック端子短絡故障の存在を決定するステップとをさらに含む、請求項１から５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
前記動作させるステップが、前記第1の圧電式噴射器（１２ａ、１２ｂ）を通って電流が流れることを可能にするように高側分離スイッチ（ＱＨＳ１、ＱＨＳ２）を閉じるステップを含む、請求項１から６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
前記動作させるステップが、前記第1の圧電式噴射器（１２ａ、１２ｂ）が位置する前記噴射器列回路（３３）の分岐における高側分離スイッチ（ＱＨＳ１、ＱＨＳ２）を閉じたままにするように、少なくとも１つの高側分離スイッチ（ＱＨＳ１、ＱＨＳ２）を開くステップを含む、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
請求項１の動作させるステップを実行する前に前記噴射器構成の故障の存在を決定するために、前記高側分離スイッチ（ＱＨＳ１、ＱＨＳ２）の全てを閉じた状態で前記噴射器構成に対して初期診断を実施するステップをさらに含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
故障している圧電式噴射器（１２ａ、１２ｂ）の位置またはアドレスをメモリデバイス（２８）に記録するステップをさらに含む、請求項１から９のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
実行環境で実行されたときに請求項１から１０のいずれかに記載の方法を実施するように動作可能な少なくとも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。
【請求項１２】
請求項１１の前記または各コンピュータソフトウェア部分が格納されている、データ記憶媒体。
【請求項１３】
請求項１２の前記データ記憶媒体を備える、マイクロコンピュータ。
【請求項１４】
複数の圧電式噴射器（１２ａ、１２ｂ）を備える噴射器構成の故障を検出する装置であって、
前記圧電式噴射器（１２ａ、１２ｂ）は噴射器駆動回路（３０ａ）に備えられた噴射器列回路（３３）の並列分岐（３３ａ、３３ｂ）に位置し、
前記噴射器列回路（３３）の各分岐（３３ａ、３３ｂ）は高側分離スイッチ（ＱＨＳ１、ＱＨＳ２）を各々含み、該高側分離スイッチ（ＱＨＳ１、ＱＨＳ２）は、閉じているときは前記噴射器列回路（３３）中の関連する圧電式噴射器（１２ａ、１２ｂ）を通って電流が流れることを可能にし、開いているときは前記噴射器列回路（３３）中の前記関連する圧電式噴射器（１２ａ、１２ｂ）を通って電流が流れないように動作可能であり、該圧電式噴射器（１２ａ、１２ｂ）で噴射が実行されるとき、前記高側分離スイッチ（ＱＨＳ１、ＱＨＳ２）の各々は閉じたままであり、
前記装置は、閉じられた高側分離スイッチ（ＱＨＳ１、ＱＨＳ２）を備える噴射器列回路（３３）の分岐（３３ａ、３３ｂ）に位置する第1の圧電式噴射器（１２ａ、１２ｂ）の故障を決定する診断手段（３５、３６）をさらに備える装置。
【請求項１５】
前記噴射器駆動回路（３０ａ）は、前記圧電式噴射器（１２ａ、１２ｂ）を充電するため前記噴射器列回路（３３）を第１の電圧源（Ｃ１）に選択的に接続し、前記圧電式噴射器（１２ａ、１２ｂ）を放電するため前記噴射器列回路（３３）を第２の電圧源（Ｃ２）に選択的に接続するよう動作可能であり、前記第１の電圧源（Ｃ１）が前記第２の電圧源（Ｃ２）より高い電圧を有する、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記圧電式噴射器（１２ａ、１２ｂ）が放電により噴射する噴射器（１２ａ、１２ｂ）である、請求項１４または１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記噴射器列回路（３３）が複数の噴射器選択スイッチ（ＳＱ１、ＳＱ２）をさらに備え、各噴射器選択スイッチ（ＳＱ１、ＳＱ２）が、それぞれの圧電式噴射器（１２ａ、１２ｂ）に関連付けられ、かつ、前記圧電式噴射器（１２ａ、１２ｂ）と前記第２の電圧源（Ｃ２）の間で前記噴射器列回路（３３）のそれぞれの分岐（３３ａ、３３ｂ）に接続されている、請求項１５または１６に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は燃料噴射器構成の故障を検出する方法および装置に関し、詳細には圧電式燃料噴射器の短絡故障を検出する方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
直噴式内燃エンジンには、点火前に燃焼室に１回分の燃料を送出するための燃料噴射器が備わっている。通常、燃料噴射器は、燃焼室に対して、１回分の燃料を燃焼室内に送出するために先端がわずかに室内に突出するようにシリンダヘッドに装着されている。
【０００３】
直噴式エンジンでの使用に特に適した燃料噴射器の一種に、いわゆる圧電式噴射器がある。圧電式噴射器１２およびその関連制御システム１４を図１に概略的に示す。
【０００４】
圧電式噴射器１２は、バルブニードルシート１８に関する噴射器バルブニードル１７の位置を制御するように動作可能な圧電式アクチュエータ１６を含む。圧電式アクチュエータ１６は、キャパシタの電気特性を有する圧電素子のスタック１９を含む。スタック１９は、アクチュエータ１６の正極および負極端子に対する差動電圧の印加により充電され、または放電されることが可能であり、これにより圧電素子のスタックは膨張または収縮する。圧電素子の膨張または収縮は、バルブニードルシート１８に関するバルブニードル１７の軸方向の位置すなわち「リフト」を変化させるために使用される。
【０００５】
圧電式噴射器１２は、エンジン制御ユニット２４（ＥＣＵ）の不可分の一部を形成する噴射器制御ユニット２２（ＩＣＵ）によって制御される。ＩＣＵ２２は通常、マイクロプロセッサ２６およびメモリ２８を備える。ＥＣＵ２４はまた、噴射器駆動回路３０を備え、これに圧電式噴射器１２が第１および第２の電源リード線３１、３２によって接続されている。いわゆる「放電により噴射する」噴射器では、噴射イベントを開始するために、噴射器駆動回路３０は噴射器１２に差動電圧を印加し、高い電圧（燃料送出が行われない）（通常２００Ｖ）から比較的低い電圧（バルブニードル１７をリフトさせてバルブニードルシート１８から離れさせる）（通常５５Ｖまで）に移行させるようにする。
【０００６】
あらゆる回路と同様に、駆動回路にも故障が発生することがある。ディーゼルエンジン燃料噴射系のように安全が重大な結果にかかわるシステムでは、駆動回路中の故障は噴射システムの障害に至ることがあり、このことはひいてはエンジンの壊滅的な障害を招きかねない。圧電式噴射器の圧電式アクチュエータの短絡故障を検出する診断システムが、出願人の同時係属の特許出願ＥＰ１８４３０２７、ＥＰ１８６０３０６、ＥＰ１９２７７４３、ＥＰ０７２５２５３４.８、ＥＰ０７２５４０３６.２に開示されており、各文献の内容を参照により、本明細書に組み込む。
【０００７】
本出願に特に関係があるのは、同時係属の出願のＥＰ０７２５２５３４.８であり、こ
れは以下の主要な３種類の短絡故障を検出する診断方法を記載している。
ｉ）圧電式アクチュエータの端子間の短絡。別に「スタック端子」短絡とも呼ばれる。
ｉｉ）圧電式アクチュエータの正極端子から接地電位への短絡。正極端子はまた「高」端子とも呼ばれ、この種類の短絡は一般的に「高側から接地への」短絡と呼ばれる。
ｉｉｉ）圧電式アクチュエータの負極端子から接地電位への短絡。負極端子はまた「低」端子とも呼ばれ、この種類の短絡は一般的に「低側から接地への」短絡と呼ばれる。
【０００８】
図２に参照すると、図はＥＰ０７２５２５３４.８に記載の噴射器駆動回路３０を示す
。噴射器駆動回路３０は、一対の圧電式噴射器１２ａ、１２ｂが接続されている噴射器列回路３３を備える。図２においてそれぞれの噴射器１２ａ、１２ｂは噴射器列回路３３と不可分の一部をなすように示されているが、実際には噴射器列回路３３は噴射器１２ａ、１２ｂから離れており、それに電源リード線を経由して接続されているであろうことが理解されるべきである。
【０００９】
駆動回路３０は、３つの電圧レールを含む。高電圧レールＶＨ（通常２５５Ｖ）、中間電圧レールＶＭ（通常５５Ｖ）、および接地電圧レールＶＧＮＤ（すなわち０Ｖ）である。駆動回路３０は、中間電圧レールＶＭが双方向中間電流路３４として機能するハーフＨブリッジとして通常構成される。噴射器列回路３３は、駆動回路３０の中間電流路３４に位置し、噴射器１２ａ、１２ｂの圧電式アクチュエータ１６ａ、１６ｂ（以後単に「アクチュエータ」と呼ぶ）がそれぞれ接続されている一対の並列分岐３３ａ、３３ｂを備える。噴射器列回路３３は、噴射器列回路３３中のそれぞれの分岐３３ａ、３３ｂのそれぞれの噴射器１２ａ、１２ｂに直列で接続された一対の噴射器選択スイッチＳＱ１、ＳＱ２をさらに備える。各噴射器選択スイッチＳＱ１、ＳＱ２は、スイッチの両端間にそれぞれ接続されたダイオードＤ１、Ｄ２を有する。噴射器列回路３３は、インダクタＬ１と電流検知制御手段３５の間に位置し、直列で結合されている。
【００１０】
電圧源ＶＳは、駆動回路３０の中間電圧レールＶＭと接地レールＶＧＮＤの間に接続されている。電圧源ＶＳは、車両電池（図示せず）から、電池からの電圧を中間電圧レールＶＭが必要とする電圧まで上げるための昇圧器（図示せず）または他の適切な電源と共に与えられることができる。
【００１１】
第１のエネルギー蓄積キャパシタＣ１は高電圧レールと中間電圧レールＶＨ、ＶＭの間に接続され、第２のエネルギー蓄積キャパシタＣ２は中間電圧レールと接地電圧レールＶＭ、ＶＧＮＤの間に接続される。第１のキャパシタＣ１は、満充電されたときは両端間で約２００ボルトの電位差を有する一方、第２キャパシタＣ２の両端間の電位差は約５５ボルトに保たれる。充電スイッチＱ１は、高電圧レールと中間電圧レールＶＨ、ＶＭの間に位置し、放電スイッチＱ２は、中間電圧レールと接地レールＶＭ、ＶＧＮＤの間に位置する。
【００１２】
本質的に駆動回路３０は、充電回路と放電回路とを備える。充電回路は、高電圧レールおよび中間電圧レールＶＨ、ＶＭと、第１キャパシタＣ１と、充電スイッチＱ１とを備え、放電回路は中間および接地レールＶＭ、ＶＧＮＤと、第２キャパシタＣ２と、放電スイッチＱ２とを備える。充電スイッチＱ１は、噴射器１２ａ、１２ｂを第１キャパシタＣ１に接続し、電流を充電回路内に矢印「Ｉ−充電」の方向に流すようにし、アクチュエータ１６ａ、１６ｂを既知の電圧まで充電するように動作可能である。噴射器選択スイッチＳＱ１、ＳＱ２の両端間に接続されたダイオードＤＩ、Ｄ２は、充電スイッチＱ１が閉じているときに噴射器１２ａ、１２ｂが並列で充電されるままにする。選択された噴射器１２ａまたは１２ｂからの噴射イベントを開始するために、電流を放電回路中の矢印「Ｉ−放電」の方向に流れさせる。これは、放電スイッチＱ２と噴射器選択スイッチＳＱ１、ＳＱ２を共に閉じ、選択された噴射器１２ａまたは１２ｂを第２キャパシタＣ２に接続することによって達成される。
【００１３】
駆動回路３０は、高電圧レールＶＨと接地レールＶＧＮＤの間に接続されておりバイアス点ＰＢで中間回路分岐３４と交差する抵抗バイアスネットワーク３６をさらに含む。抵抗バイアスネットワーク３６は、噴射器１２ａ、１２ｂの短絡故障を検出するためにバイアス点ＰＢの電圧ＶＢを決定するために使用される。
【００１４】
抵抗バイアスネットワーク３６は、直列で接続された第１、第２、第３の抵抗器Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３を含む。第１の抵抗器Ｒ１は高電圧レールＶＨとバイアス点ＰＢの間に接続さ
れ、第２と第３の抵抗器Ｒ２、Ｒ３はバイアス点ＰＢと接地レールＶＧＮＤの間に直列で接続されている。第１、第２、第３の抵抗器Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３はそれぞれ高いオーダの、通常数１００キロオームのオーダの、既知の抵抗を有する。便宜上本明細書において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は、抵抗器および抵抗器Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３の抵抗の両方を意味する。
【００１５】
バイアス点ＰＢの電圧ＶＢを決定するには、電圧ＶＳを抵抗バイアスネットワーク３６中の第２と第３の抵抗器Ｒ２、Ｒ３の間で、マイクロプロセッサ２６（図１）のアナログからデジタル（Ａ２Ｄ）モジュールを使用してサンプル抽出する。抵抗器Ｒ２とＲ３は分圧器を形成し、そのためバイアス点ＰＢの電圧ＶＢは、下記の数式１に従って算出される。
【００１６】
【数１】
0004864958.tif 000002
噴射器１２ａ、１２ｂの高側から接地への短絡故障および低側から接地への短絡故障を検出するには、いわゆる「非選択電圧読取り」技術が使用できる。非選択電圧読取り技術は、バイアス点ＰＢの電圧ＶＢを噴射器１２ａ、１２ｂのどちらも選択されていない状態で、すなわち両方の噴射器選択スイッチＳＱ１、ＳＱ２が開いた状態で決定することを伴う。両方の噴射器選択スイッチＳＱ１、ＳＱ２が開いているときには、バイアス点ＰＢの電圧ＶＢｐｒｅｄは高レール電圧ＶＨおよび抵抗バイアスネットワーク３６中の抵抗器Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３の値から下記の数式２に従って予測できる。
【００１７】
【数２】
0004864958.tif 000003
噴射器１２ａまたは１２ｂのどちらも高側から接地への短絡がある場合は、この短絡は、抵抗バイアスネットワーク３６中の抵抗器Ｒ２およびＲ３に並列で接続された抵抗器としてふるまう。高側から接地への短絡があるときに電圧ＶＢがバイアス点ＰＢで測定される場合は、測定された電圧は上記の数式２に従う予測電圧ＶＢｐｒｅｄより低いであろう。しかし噴射器１２ａ、１２ｂの１つに低側から接地への短絡がある場合は、バイアス点ＰＢで測定される電圧は数式２に従う予測電圧ＶＢｐｒｅｄより高いであろうし、低側から接地への短絡に固有の抵抗に依存するであろう。したがってバイアス点ＰＢの電圧を測定しそれを上記の数式２に従う予測電圧ＶＢｐｒｅｄと比較することによって、噴射器列回路３３の高側から接地への短絡故障および低側から接地への短絡故障を検出することができる。
【００１８】
スタック端子短絡は、抵抗バイアスネットワーク３６を使用しても検出できる。噴射器１２ａ、１２ｂにスタック端子短絡がある場合は、噴射器列回路３３の充電イベント後に電荷を保持しないだろう。そのかわりに噴射器１２ａ、１２ｂはスタック端子短絡固有の抵抗に決定される速度でスタック端子短路によって放電するだろう。適度に高い抵抗のスタック端子短絡はシステムの通常の動作に対して有害ではないだろうから、放電の最大受入可能速度をスタック端子短絡の受入可能最小抵抗に応じて予め決定することができる。
【００１９】
スタック端子短絡を検出するには、いわゆる「選択電圧読取り」技術を使用することができる。選択電圧読取り技術は、バイアス点ＰＢの電圧ＶＢを噴射器１２ａまたは１２ｂの１つを選択した状態で、すなわち噴射器選択スイッチＳＱ１またはＳＱ２の１つを閉じ
た状態で決定することを伴う。すなわち噴射器選択スイッチＳＱ１またはＳＱ２の１つが閉じているときに、バイアス点ＰＢで測定された電圧ＶＢは選択された噴射器１２ａまたは１２ｂの電圧と相関する。選択された噴射器１２ａまたは１２ｂの電圧は、バイアス点ＰＢの電圧ＶＢから中間電圧レールＶＭ（この例では５５Ｖ）の電圧を差し引くことにより求めることができる。
【００２０】
選択電圧読取り技術においては、電圧測定が噴射器列回路３３の充電イベント後の所定の時間の経過後に実施される。充電イベント終了時の噴射器１２ａ、１２ｂの電圧は知られている。バイアス点ＰＢの電圧ＶＢが所定の電圧レベル未満の場合は、それは抵抗が所定の最小受入可能値未満であるスタック端子短絡が噴射器１２ａ、１２ｂの両方または一方にあることを示す。「噴射器の電圧」との表現は便宜上使用されており、噴射器アクチュエータ１６ａ、１６ｂの圧電式スタックの電圧を意味することが理解されるべきである。
【００２１】
噴射器１２ａ、１２ｂのスタック端子短絡を決定するために上述した選択電圧読取りを使用する欠点は、本技術がスタック端子故障の際に噴射器１２ａと１２ｂの間に電荷共有を伴う可能性があることである。電荷共有は、故障していない噴射器１２ａ、１２ｂが選択されたときに発生し、それが故障している噴射器１２ａ、１２ｂに対して放電するようにする。
【００２２】
たとえば図２を参照し、第２の噴射器１２ｂにスタック端子短絡がある場合は、第１の噴射器選択スイッチＳＱ１を閉じることにより第１の噴射器１２ａを選択すると、噴射器列回路３３に閉ループを引き起こす。閉ループは、第２の噴射器選択スイッチＳＱ２の両端間に接続されたダイオードＤ２と閉じた第１の噴射器選択スイッチＳＱ１を含む。無制御の電流が故障していない第１の噴射器１２ａから閉ループを回って流れ、放電した故障している第２の噴射器１２ｂを充電する一方で、故障していない第１の噴射器１２ａには放電をもたらす。電荷共有は、関連噴射器選択スイッチＳＱ１またはＳＱ２を閉じて噴射器１２ａまたは１２ｂが放電用に選択されたときに噴射器１２ａ、１２ｂの１つにスタック端子短絡がある場合にも発生する可能性がある。選択電圧読取り技術は噴射器列回路３３のスタック端子短絡故障を決定することができるが、電荷共有のために、この技術は個々の噴射器１２ａ、１２ｂのどちらが故障しているのかを判別できない。
【００２３】
スタック端子故障を検出する別の診断技術はいわゆるＥＰ０６２５６１４０.２および
ＥＰ０７２５２５３４.８に記載されるような「電荷パルス」技術である。電荷パルス技
術は、充電スイッチＱ１を短時間閉じることによって噴射器１２ａおよび１２ｂに第１の「電荷パルス」を行うことと、充電スイッチＱ１を開いて所定の時間を経過させることと、その後短時間再び充電スイッチＱ１を閉じて噴射器１２ａ、１２ｂに第２の電荷パルスを行うことを含む。噴射器１２ａ、１２ｂのどちらかにスタック端子短絡がある場合は、第２の電荷パルスが行われる前の所定の時間の間にある程度放電する。したがって第２の電荷パルスが行われると、電流が充電回路内を流れて、放電した故障している噴射器１２ａまたは１２ｂを再び充電する。
【００２４】
噴射器１２ａ、１２ｂのどちらにもスタック端子短絡がなければ、両方の噴射器１２ａ、１２ｂは第２の電荷パルスが行われる前の所定の時間の間に電荷を実質的に保持するはずであり、その場合は第２の電荷パルスが実施されているときに電流は充電回路内を実質的に全く流れないであろう。電流検知制御手段３５は、第２の電荷パルス中の電流フローを監視するように構成されている。第２の電荷パルス中の閾電流レベルを超える電流の存在は、噴射器列回路３３の噴射器１２ａ、１２ｂの一方または両方におけるスタック端子短絡を示唆する。所定の閾電流レベルは、スタック端子短絡の最小受入可能抵抗および第２の電荷パルスが実施される前の所定の時間の長さに基づく。
【００２５】
上述した電荷パルス技術は、（両方の噴射器選択スイッチＳＱ１、ＳＱ２が開かれたままのため）上述の他の診断技術に共通の選択電圧読取り技術における電荷共有問題の影響を受けないが、その一方で電荷パルス技術は噴射器１２ａ、１２ｂのどちらが故障しているかを判別することができない。
【００２６】
上述したように、上述の診断技術のそれぞれにおいて、故障は噴射器列回路３３まで追尾できるが、故障している噴射器１２ａ、１２ｂを識別することができない。そのような環境では、故障検出時の回復動作は全ての噴射器を停止させることである。４気筒エンジンの場合は、これは故障が噴射器列の噴射器１２ａ、１２ｂの１つに関係しているだけであろうとも、エンジンが２気筒だけで走行する結果を招くだろう。故障している噴射器１２ａ、１２ｂを識別するためにさらなる検査を実行しなければならないために、これはエンジン点検での付随する問題をもたらす可能性がある。
【特許文献１】ＥＰ１８４３０２７
【特許文献２】ＥＰ１８６０３０６
【特許文献３】ＥＰ１９２７７４３
【特許文献４】ＥＰ０７２５２５３４.８
【特許文献５】ＥＰ０７２５４０３６.２
【特許文献６】ＥＰ０６２５６１４０.２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２７】
上記事実に鑑み、本発明は、噴射器列に備えられる複数の圧電式噴射器の各々の故障を検出することを可能にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２８】
上記課題を背景に本発明は、第１の態様において、噴射器構成の故障を検出する方法であって、前記噴射器構成は、噴射器駆動回路の噴射器列回路の並列分岐に位置する複数の圧電式噴射器を備え、前記噴射器列回路の各分岐は高側分離スイッチを含み、該高側分離スイッチは、閉じているときは前記噴射器列回路中の関連する圧電式噴射器をイネーブルし（該圧電式噴射器を通って電流が流れることを可能にすること）、開いているときは前記噴射器列回路中の前記関連する圧電式噴射器をディスエーブルする（該圧電式噴射器を通って電流が流れないようにすること）ように動作可能であり、圧電式噴射器で噴射が実行されるとき、高側分離スイッチの各々は閉じたままであり、前記方法は、前記圧電式噴射器の１つをイネーブルし、他の１つまたは複数の前記圧電式噴射器をディスエーブルするように前記高側分離スイッチを動作させるステップと、前記イネーブルされた圧電式噴射器の故障の有無を検出する診断を実行するステップと、を含む方法を提供する。
噴射器駆動回路は、圧電式噴射器を充電するため噴射器列回路を第１の電圧源に選択的に接続し、圧電式噴射器を放電するため噴射器列回路を第２の電圧源に選択的に接続するよう動作可能であり、第１の電圧源が第２の電圧源より高い電圧を有する。各高側分離スイッチは噴射器列回路のそれぞれの分岐中の圧電式噴射器と第１の電圧源の間に接続されている。
【００２９】
高側分離スイッチの使用は、噴射器列の短絡診断の改善をもたらす。これは、噴射器が個々に故障に関して１つずつ検査できるために、ただ１つの故障している噴射器を認識することができるためである。これは列のどの噴射器が故障しているかを認識するために必要なさらなる検査なしで故障している噴射器を直ちに交換できるためにエンジンを点検しているときに利点をもたらす。そのために、本方式は故障している噴射器の位置またはアドレスをメモリデバイスに記録することを可能にする。メモリデバイスは、エンジン点検で読み取ることができるため、サービスエンジニアはすぐに場所を特定して故障している噴射器を交換できる。
【００３０】
故障している噴射器が診断により認識されれば、故障している噴射器を噴射器列からディスエーブルするように関連高側分離スイッチを開かせることができ、これによってエンジンはその他の列の故障していない噴射器によって引き続き動作できる。したがって本方式は、イネーブルされた噴射器に故障が決定された際に、イネーブルされた噴射器をディスエーブルするように、関連高側分離スイッチを動作させる追加のステップを与えることができる。故障している噴射器をディスエーブルする結果、故障している噴射器は噴射器列から電気的に分離され、故障している噴射器は列のその他の故障していない噴射器の正常な動作に干渉しない。高側分離スイッチの著しい利点は、これらが高側から接地への故障を電気的に分離するようにイネーブルすることであり、このことは従来技術の噴射器駆動回路で共通に見出される、噴射器の低側に位置するスイッチを使用するそれ以外の手段では不可能である。
【００３１】
診断は、イネーブルされた噴射器を高側から接地への短絡故障および低側から接地への短絡故障について検査することを含むことができる。これは噴射器駆動回路中のバイアス点のバイアス電圧を決定することと、バイアス電圧が予測バイアス電圧の所定の許容範囲内でない場合に、イネーブルされた圧電式噴射器について高側から接地への短絡または低側から接地への短絡の存在を決定することによって達成できる。バイアス電圧が予測バイアス電圧より第１の所定の許容値を超えて低い場合に、高側から接地への短絡を決定することができる。バイアス電圧が予測バイアス電圧より第２の所定の許容値を超えて高い場合に低側から接地への短絡を決定することができる。非選択電圧読取り技術は、本発明の背景として上述したように、イネーブルされた噴射器について高側から接地への短絡および低側から接地への短絡を決定するために実施することができる。
【００３２】
これとは別にまたは追加して、診断は、イネーブルされた噴射器をスタック端子短絡故障について検査することを含むことができる。イネーブルされた噴射器をスタック端子短絡故障について検査するために、本方式は、イネーブルされた噴射器の電圧を示す電圧を測定することと、測定された電圧を所定の閾電圧レベルと比較することと、測定された電圧が所定の閾電圧レベル未満である場合にスタック端子短絡の存在を決定することとを含むことができる。選択電圧読取り技術は、本発明の背景として上述したように、イネーブルされた噴射器についてスタック端子短絡を決定するため実施することができる。選択電圧読取り技術を使用する代替として、これも本発明の背景として上述した電荷パルス技術も、イネーブルされた噴射器について実施することができる。
【００３３】
本発明の一実施形態において、高側分離スイッチが主として開かれた状態であるので、動作させるステップが、関連圧電式噴射器をイネーブルするように高側分離スイッチを閉じることを含むようになされている。高側分離スイッチが主として開かれた状態にあるため、圧電式噴射器は常に互いに電気的に分離されている。これは、故障している噴射器と故障していない噴射器の間の電荷共有の発生の可能性を除去する。さらにこの技術により、噴射器列に故障が検出された場合に故障している噴射器に認識するために必要な処理後のステップをなんら必要とせずに、故障している噴射器が直ちに認識されディスエーブルされることができる。この実施形態には比較的高速の高側分離スイッチが必要である。
【００３４】
しかし本発明の別の実施形態では、高側分離スイッチが主として閉じていて、動作させるステップが、ただ１つの高側分離スイッチを閉じたままにするために少なくとも１つの高側分離スイッチを開き、そのために関連圧電式噴射器がイネーブルされるようにすることを含むようになされている。高側分離スイッチが主として閉じた状態であるので、噴射器が常に互いに電気的に分離されているとは限らないために故障している噴射器と故障していない噴射器の間に生じる電荷共有のリスクが残る。しかし本技術では比較的低速の高
側分離スイッチを使用でき、これは費用上の利点である可能性がある。
【００３５】
高側分離スイッチが主として閉じている場合は、本方式は噴射器の全てをイネーブルした状態で、すなわち全ての高側分離スイッチを閉じた状態で噴射器の１組の初期診断を実施することを含むことができる。初期診断は噴射器列の故障の有無を決定することを可能にするが、故障している噴射器の位置を特定しない。噴射器列に故障が検出された場合は、高側分離スイッチの１つが閉ざされたままである一方で他の高側分離スイッチが開かれて、列でただ１つの噴射器がイネーブルされたままであるようになされる。上述したようにイネーブルされた噴射器は、その後故障について検査される。
【００３６】
イネーブルされた噴射器が故障していると判明した場合は、関連高側分離スイッチが開かれて、噴射器列回路から故障している噴射器をディスエーブルする。しかしイネーブルされた噴射器が故障していると判明しない場合は、噴射器列に噴射器が２つだけある場合には、初期診断で決定された故障はもう１つの噴射器にあるとされる。別に、噴射器列が３つ以上の噴射器を備える場合には、高側分離スイッチを適切な組み合わせで開閉することによりその他の噴射器が個々に１つずつ検査される。どちらの場合でも、故障している噴射器が決定されると、故障している噴射器の関連高側分離スイッチが開かれて故障している噴射器をディスエーブルする一方で、故障していないと判明した噴射器の関連高側分離スイッチは閉じられて故障していない噴射器をイネーブルし、エンジンが全ての故障していない噴射器によって運転できるようにする。２つ以上の噴射器が故障していることが判明するというありそうもない場合には、故障している各噴射器がディスエーブルされる。
【００３７】
初期診断は、技術本発明の背景として上述された電荷パルス技術を使用して噴射器構成をスタック端子故障について検査することを含むことができる。当初は、噴射器の全てについて電荷パルス技術を実施することができ、すなわち各噴射器がイネーブルされるように各高側分離スイッチが閉じた状態で実施する。スタック端子短絡が検出された場合は、本方式は電荷パルス技術を個々にイネーブルされた噴射器に行って故障している噴射器の位置を特定することを含むことができる。しかしスタック端子故障が全体として噴射器列に検出され、噴射器が電気的に互いに分離された場合は、どちらの噴射器が故障しているかを決定するには本発明の背景として上述したように選択電圧読取り技術を使用することが好ましい。これは、選択電圧読取り技術が電荷パルス技術より高位の解決法であり、噴射器が互いに電気的に分離されるときは電荷共有のリスクが除去されているためである。
【００３８】
追加してまたは代替として、初期診断はこれも本発明の背景として上述した非選択電圧読取り技術を使用して噴射器構成を高側から接地への短絡および低側から接地への短絡について検査することを含むことができる。高側から接地への短絡または低側から接地への短絡が検出された場合には、本方式は、非選択電圧読取り技術を個々にイネーブルされた噴射器に行って故障している噴射器の位置を特定することを含むことができる。
【００３９】
本発明の第２の態様によれば、噴射器構成の故障を検出する装置であって、該噴射器構成は、噴射器駆動回路の噴射器列回路の並列分岐に位置する複数の圧電式噴射器を備え、噴射器列回路の各分岐は高側分離スイッチを含み、該高側分離スイッチは、閉じているときは噴射器列回路中の関連する圧電式噴射器をイネーブルし、開いているときは噴射器列回路中の関連する圧電式噴射器をディスエーブルするように動作可能であり、圧電式噴射器で噴射が実行されるとき、高側分離スイッチの各々は閉じたままであり、当該装置は、前記イネーブルされた圧電式噴射器の故障を決定する診断手段をさらに備える。
【００４０】
噴射器駆動回路は、噴射器列回路を第１の電圧源とは圧電式噴射器を充電するよう
に第２の電圧源とは圧電式噴射器を放電するように選択的に接続するよう動作可能であることが好ましく、第１の電圧源は第２の電圧源より電圧が高いようなされている。噴射器は、放電により噴射する噴射器であるのが好ましい。
【００４１】
噴射器列回路は、それぞれの噴射器に個々に関連付けられた噴射器の低側に接続されている複数の噴射器選択スイッチを備えるのが好ましい。噴射器選択スイッチは、噴射イベントを行うために個々の圧電式噴射器を選択するように動作することができる。本構成においては、圧電式噴射器が一対のスイッチの間にそれぞれ接続されていて、噴射器選択スイッチが低側、高側分離スイッチが高側に接続されている。
【００４２】
本発明の方法の態様の任意選択の特性は、装置の態様に等しく適用可能であり、その逆もまた該当することが理解されるべきである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４３】
図１と２は本発明の技術背景としてすでに参照されている。
【００４４】
より分かりやすく理解されるために、これより本発明を図３〜図６を参照しつつ説明する。
【００４５】
図３を参照すると、これは図２の駆動回路３０と同様だが、修正された噴射器列回路３３を備える噴射器駆動回路３０ａを示す。修正された噴射器列回路３３は図２の噴射器列回路３３と同様だが、それぞれの噴射器１２ａ、１２ｂの高側で、噴射器列回路３３のそれぞれの分岐３３ａ、３３ｂに接続された一対の高側分離スイッチＱＨＳ１、ＱＨＳ２をも含む。したがって各噴射器１２ａ、１２ｂは低側の噴射器選択スイッチＳＱ１、ＳＱ２と高側の高側分離スイッチＱＨＳ１、ＱＨＳ２の間に接続されている。
【００４６】
これより高側分離スイッチＱＨＳ１、ＱＨＳ２がどちらの噴射器１２ａ、１２ｂが故障しているかを決定し故障している噴射器１２ａ、１２ｂをディスエーブルするために使用される、噴射器１２ａ、１２ｂの短絡を検出する２つの異なる診断手順を説明する。以下により詳細に説明するように、第１の診断手順では図４に示すように高側分離スイッチＱＨＳ１、ＱＨＳ２の初期状態が閉じており、一方、第２の診断手順では図３に示すように高側分離スイッチＱＨＳ１、ＱＨＳ２の初期状態が開いている。
【００４７】
図４を参照すると、これは図３の駆動回路３０ａで高側分離スイッチＱＨＳ１、ＱＨＳ２の両方が閉じた状態を示す。下により詳細に述べるように、高側分離スイッチＱＨＳ１、ＱＨＳ２が閉じた状態で噴射器列で短絡故障が検出された場合は、高側分離スイッチＱＨＳ１、ＱＨＳ２が順番に開かれ、噴射器１２ａ、１２ｂのどちらが故障しているかを決定するためにさらなる検査が行われる。
【００４８】
図５は、高側分離スイッチＱＨＳ１、ＱＨＳ２の初期状態が図４に示すように閉じている第１の診断手順のステップを示す流れ図である。図５および図４を参照する。
【００４９】
［ステップＡｌ］  高側分離スイッチＱＨＳ１、ＱＨＳ２が閉じ、両方の噴射器１２ａ、１２ｂが選択されていない状態で、すなわち両方の噴射器選択スイッチＳＱ１、ＳＱ２が開かれた状態で、抵抗バイアスネットワーク３６中の第２と第３の抵抗器Ｒ２、Ｒ３の間の電圧ＶＳをサンプル抽出し、上述した数式１に従ってＶＢ１を算定して、バイアス点ＰＢの電圧ＶＢ１が決定される。
【００５０】
［ステップＡ２］  バイアス点ＰＢの電圧ＶＢ１は１組の所定の電圧許容限度と比較される。先に述べたように、噴射器１２ａ、１２ｂの一方または両方に高側から接地への短
絡がある場合は、バイアス点ＰＢの電圧ＶＢ１は、数式２に従う予測電圧ＶＢｐｒｅｄより低いだろう。逆に、噴射器１２ａ、１２ｂの一方または両方に低側から接地への短絡がある場合は、バイアス点ＰＢの電圧ＶＢ１は、数式２に従う予測電圧ＶＢｐｒｅｄより高いだろう。このために予測電圧ＶＢｐｒｅｄの上と下にそれぞれ適切な電圧許容限度を設けることができる。
【００５１】
［ステップＡ３］  バイアス点ＰＢの電圧ＶＢ１が所定の電圧許容限度内にある場合は、噴射器列には高側から接地への短絡も低側から接地への短絡もない。そこで後に述べるさらなる検査を実施して、噴射器１２ａ、１２ｂの一方または両方にスタック端子短絡故障があるかを決定する。
【００５２】
［ステップＡ４］  バイアス点ＰＢの電圧ＶＢ１が所定の電圧許容限度内にない場合は、噴射器列には高側から接地への短絡または低側から接地への短絡がある。高側から接地への短絡または低側から接地への短絡が噴射器列で検出されるとき、噴射器列の両方の噴射器１２ａ、１２ｂのその後の噴射は差し止めてさらなるテストを行い［ステップＡ５〜Ａ９］  噴射器１２ａ、１２ｂのどちらが故障しているかを決定する。
【００５３】
［ステップＡ５］  第２の高側分離スイッチＱＨＳ２が開かれて第２の噴射器１２ｂを噴射器列回路３３から切り離す、すなわち電気的に分離する。
【００５４】
［ステップＡ６］  バイアス点ＰＢの電圧ＶＢ２が第２の噴射器１２ｂを噴射器列回路３３から切り離した状態で決定される。この時点で第１の高側分離スイッチＱＨＳ１が閉じられ、第２の高側分離スイッチＱＨＳ２が開かれ、両方の噴射器選択スイッチＳＱ１、ＳＱ２が開かれる。
【００５５】
［ステップＡ７］  上のステップＡ６で決定されたバイアス点ＰＢの電圧ＶＢ２がステップＡ２で述べた電圧許容限度と比較される。
【００５６】
［ステップＡ８］  バイアス点ＰＢの電圧ＶＢ２が許容限度外の場合は、これは第１の噴射器１２ａに短絡故障があることを示し、そのためステップＡ４で検出された故障は、少なくとも一部が第１の噴射器１２ａに起因する可能性がある。この場合第１の高側分離スイッチＱＨＳ１を開いて第１の噴射器１２ａを噴射器列回路３３から電気的に分離し/
切り離して、第１の噴射器１２ａのさらなる充電と放電および第１の噴射器１２ａからのさらなる噴射をディスエーブルする。第１の噴射器１２ａが故障していると判明した場合は、第２の噴射器１２ｂは故障していないと推定され、そのために第２の高側分離スイッチＱＨＳ２が再び閉じられて第２の噴射器１２ｂを噴射器列回路３３に再び接続し、第２の噴射器１２ｂによる噴射が再びイネーブルされる。噴射器１２ａおよび１２ｂの両方が故障しているというありそうもない場合には、第２の噴射器１２ｂの故障が、第２の噴射器１２ｂがイネーブルされた状態で、すなわちＱＨＳ２が閉じＱＨＳ１が開かれた状態で、噴射器列回路３３に実施されるさらなる診断によって検出される。
【００５７】
［ステップＡ９］  バイアス点ＰＢの電圧ＶＢ２が許容限度内の場合は、第１の噴射器１２ｂが故障していないことを示し、したがってステップＡ４で検出された短絡故障は第２の噴射器１２ｂにある。この場合第２の高側分離スイッチＱＨＳ２は開かれたままにされ、故障している第２の噴射器１２ｂによる噴射がディスエーブルされる一方で、故障していない第１の噴射器１２ａによる噴射は再びイネーブルされる。
【００５８】
上のステップＡ３で述べたように、バイアス点ＰＢの電圧ＶＢ１が所定の電圧許容限度内であれば、噴射器１２ａ、１２ｂのどちらかにスタック端子短絡故障があるかを決定す
るためにさらなる検査が実施される。高側分離スイッチＱＨＳ１、ＱＨＳ２が初期状態で閉じている状態で、スタック端子短絡が噴射器１２ａ、１２ｂの一方にある際は電荷共有が噴射器１２ａと１２ｂの間に発生する可能性があるために、本発明の背景として図２を参照して上に述べた選択電圧読取り技術は当初使用されない。そのかわりに、これも本発明の背景として図２を参照して上に述べた電荷パルス技術が、両方の高側分離スイッチＱＨＳ１、ＱＨＳ２が閉じた状態で当初使用される。第２の電荷パルスを実施したときに電流が図３と４に電流検知抵抗器３５として示される電流検知制御手段によって検出され、この電流が所定の閾レベルを超えた場合は、スタック端子短絡が噴射器列回路３３の噴射器１２ａ、１２ｂの一方または両方にあることを示す。
【００５９】
噴射器１２ａまたは１２ｂのどちらが故障しているかを決定するために、本発明の背景として上述したように選択電圧読取り技術が使われる。選択電圧読取り技術を使用して第１の噴射器１２ａをスタック端子短絡について検査するために、第２の高側分離スイッチＱＨＳ２が開かれて第２の噴射器１２ｂをディスエーブルし、第１の噴射器１２ａのみがイネーブルされたままにする。第１の噴射器選択スイッチＳＱ１を閉じることにより第１の噴射器１２ａが選択され、バイアス点ＰＢの電圧ＶＢが決定される。バイアス点ＰＢの電圧ＶＢが所定の電圧レベル未満であれば、これはスタック端子短絡が選択された第１の噴射器１２ａにあることを示す。しかし、電圧ＶＢが所定の電圧レベル以上であれば、第２の噴射器１２ｂにスタック端子故障があると推測することができる。
【００６０】
これより第２の診断手順について述べる。上述したように、第２の診断手順では高側分離スイッチＱＨＳ１、ＱＨＳ２が初期状態で、図３に示すように開いている。高側分離スイッチＱＨＳ１、ＱＨＳ２は、噴射または診断イベントが噴射器列で実施されるときにだけ閉じられる。高側分離スイッチＱＨＳ１、ＱＨＳ２は、ただ１つの噴射器１２ａまたは１２ｂをイネーブルし、イネーブルされたただ１つの噴射器１２ａまたは１２ｂについて診断を実施することができるように順番に閉じられる。
【００６１】
図６は、故障が第１の噴射器１２ａに存在するかを決定する第２の診断手順のステップを示す流れ図である。故障が第２の噴射器１２ｂに存在するかを決定するために同様の検査を実施することができる。図３に示すように両方の高側分離スイッチＱＨＳ１、ＱＨＳ２は当初開いている。これより図６および図３について参照する。
【００６２】
［ステップＢ１］  第１の高側分離スイッチＱＨＳ１は閉じられて噴射器列回路３３の第１の噴射器１２をイネーブルする。第２の高側分離スイッチＱＨＳ２は第２の噴射器１２ｂが噴射器列回路３３からディスエーブルされるように開かれたままにされる。両方の噴射器選択スイッチＳＱ１、ＳＱ２は開いている。
【００６３】
［ステップＢ２］  バイアス点ＰＢの電圧ＶＢが決定される。
【００６４】
［ステップＢ３］  バイアス点ＰＢの電圧ＶＢが、第１の噴射器１２ａを高側から接地への短絡故障または低側から接地への短絡故障について検査するために、第１の診断手順のステップＡ２について上述したのと同じやり方で１組の所定の電圧許容限度と比較される。
【００６５】
［ステップＢ４］  バイアス点ＰＢの電圧ＶＢが所定の電圧許容限度内にない場合は、これは第１の噴射器１２ａに高側から接地への短絡または低側から接地への短絡があることを示す。高側から接地への短絡または低側から接地への短絡が第１の噴射器１２ａに検出された場合は、第１の高側分離スイッチＱＨＳ１が開いて、第１の噴射器１２ａを噴射器列回路３３からディスエーブルする。
【００６６】
［ステップＢ５］  バイアス点ＰＢの電圧ＶＢが所定の電圧許容限度内の場合は、高側から接地への短絡または低側から接地への短絡は第１の噴射器１２ａにはない。そこで、これは第１の噴射器選択スイッチＳＱ１を閉じて第１の噴射器１２ａを選択し、これも本発明の背景として図３を参照しつつ上に述べた選択電圧読取り技術の［ステップＢ６〜Ｂ９］を使用してスタック端子短絡について検査される。
【００６７】
［ステップＢ６］  第１の高側分離スイッチＱＨＳ１と第１の噴射器選択スイッチＱＳ１の両方が閉じた状態で、バイアス点ＰＢの電圧ＶＢが決定される。
【００６８】
［ステップＢ７］  Ｔｈｅバイアス点ＰＢの電圧ＶＢが所定の閾レベルと比較される。
【００６９】
［ステップＢ８］  バイアス点ＰＢの電圧ＶＢが所定の閾レベル未満の場合は、これはスタック端子短絡が第１の噴射器１２ａにあることを示す。スタック端子短絡が第１の噴射器１２ａにあると決定された場合は、第１の高側分離スイッチＱＨＳ１が開かれて故障している第１の噴射器１２ａを噴射器列回路３３からディスエーブルする。故障している第１の噴射器１２ａによるさらなる噴射は実施されない。
【００７０】
［ステップＢ９］  バイアス点ＰＢの電圧ＶＢが所定の閾レベルを超える場合は、スタック端子短絡故障は第１の噴射器１２ａにはない。この場合は、正常な運転が第１の噴射器１２ａによって継続される。第２の噴射器１２ｂは、第１の高側分離スイッチＱＨＳ１を開き第２の高側分離スイッチＱＨＳ２を閉じステップＢ１〜Ｂ９を第２の噴射器１２ｂに実施することによって検査される。
【００７１】
第２の診断手順（図３と６）のように高側分離スイッチＱＨＳ１、ＱＨＳ２が主として開かれた状態であると、噴射器１２ａ、１２ｂは常に互いに電気的に分離されている。これにより噴射器１２ａと１２ｂの間に電荷共有が発生するリスクなしで故障している噴射器１２ａ、１２ｂが直ちに認識され、スイッチを切ることができる。これはまた、他の噴射器１２ａ、１２ｂとの電荷共有のリスクなしで噴射器１２ａ、１２ｂの電圧が測定されることを可能にし、それによって診断にさらなる柔軟性を与える。第２の診断手順（図６）には比較的高速の高側分離スイッチＱＨＳ１、ＱＨＳ２が必要である。
【００７２】
第１の診断手順（図４と５）のように高側分離スイッチＱＨＳ１、ＱＨＳ２が主として閉じた状態であると、電荷共有発生のリスクが存在し、噴射器列回路３３に故障の存在が決定された場合は噴射器１２ａ、１２ｂが故障しているかを決定するために追加の診断ステップが実施されなくてはならない。これらの追加の診断ステップ（別に「処理後段」とも呼ばれる）は、両方の噴射器１２ａ、１２ｂが故障している噴射器１２ａ、１２ｂが認識されるまで停止されることを必要とする。しかし、この技術では低速の高側分離スイッチＱＨＳ１、ＱＨＳ２が使用でき、これは費用上の利点をもたらすことができる。
【００７３】
それぞれ図５と６を参照しつつ上に述べた第１と第２の診断手順の両方において、高側分離スイッチＱＨＳ１、ＱＨＳ２の使用によって、故障している噴射器１２ａ、１２ｂが診断され噴射器列回路３３からディスエーブルされることが可能になる。故障している噴射器１２ａ、１２ｂをディスエーブルすると、故障噴射器１２ａ、１２ｂは噴射器列回路３３の他の噴射器１２ａ、１２ｂから電気的に分離する。ディスエーブルされると、故障噴射器１２ａ、１２ｂに付随する短絡故障が、噴射器列回路３３の残りの故障していない噴射器１２ａ、１２ｂの正常な動作に影響することはない。
【００７４】
上述した利点に加えて、分離スイッチＱＨＳ１、ＱＨＳ２を噴射器１２ａ、１２ｂの高側に備えることによって、噴射器１２ａ、１２ｂの高側から接地への故障を電気的に分離することが可能になる。これはこれまで可能ではなく、その理由はスイッチが従来は噴射
器１２ａ、１２ｂの低側に位置していたためで、これはこれらのスイッチが開いている場合でも高側から接地への短絡は電気的に分離されず噴射器列回路３３の故障していない噴射器１２ａ、１２ｂの正常な動作に支障を与える可能性があることを意味する。
【００７５】
様々なスイッチの動作を述べるために使用される「開く」および「閉じる」の用語が、本明細書で便宜上使用される。これらの用語は、本発明を限定することを意図するものではなく、そのようなものとして、「閉じる」との用語は電流が流れるようにスイッチを動作することを意味し、「開く」との用語は電流が流れることを実質的に阻止するようにスイッチを動作することを意味することが意図されている。
【００７６】
上述した方法はＥＣＵ２４（図１）のマイクロプロセッサ２６の制御の下に自動化されていることが理解されよう。２つの噴射器１２ａ、１２ｂが図３と４の噴射器列回路３３に示されているが、本発明の他の実施形態では噴射器列回路３３は３つ以上の並列で接続された噴射器を含むことができることもまた理解されよう。さらに本明細書ではただ１つの噴射器列回路３３が記載されているが、ＥＣＵ２４は２つ以上の噴射器列回路３３を制御するように構成することが可能であり、その場合は各噴射器列回路３３が図３と４の駆動回路３０ａと同様の専用の駆動回路を備える。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】既知の圧電式噴射器と噴射器駆動回路を備える関連制御システムの概略図である。
【図２】図１の噴射器駆動回路の回路図である。
【図３】一対の圧電式噴射器のための噴射器駆動回路図であって、両方開かれた一対の高側分離スイッチを含む噴射器駆動回路の回路図である。
【図４】高側分離スイッチが両方閉じている図３の噴射器駆動回路の回路図である。
【図５】図４に示すような高側分離スイッチの初期状態が閉じた状態である図３および図４の噴射器駆動回路に接続されている圧電式噴射器の故障を検出する第１の診断手順の流れ図である。
【図６】図３に示すような高側分離スイッチの初期状態が開いた状態である図３および図４の噴射器駆動回路に接続されている圧電式噴射器の故障を検出する第２の診断手順の流れ図である。
【符号の説明】
【００７８】
１２  圧電式噴射器
１２ａ  圧電式噴射器
１２ｂ  圧電式噴射器
１４  制御システム
１６  圧電式アクチュエータ
１７  噴射器バルブニードル
１８  バルブニードルシート
１９  スタック
２２  噴射器制御ユニット（ＩＣＵ）
２４  エンジン制御ユニット（ＥＣＵ）
２６  マイクロプロセッサ
２８  メモリデバイス
３０  噴射器駆動回路
３０ａ  噴射器駆動回路
３１  第１電源リード線
３２  第２電源リード線
３３  噴射器列回路
３３ａ  並列分岐
３３ｂ  並列分岐
３４  中間電流路
３５  診断手段、電流検知制御手段、電流検知抵抗器
３６  診断手段、抵抗バイアスネットワーク
Ｃ１  第１電圧源、第１エネルギー蓄積キャパシタ
Ｃ２  第２電圧源、第２エネルギー蓄積キャパシタ
Ｄ１  ダイオード
Ｄ２  ダイオード
Ｌ１  インダクタ
ＰＢ  バイアス点
Ｑ１  充電スイッチ
Ｑ２  放電スイッチ
ＱＨＳ１  高側分離スイッチ
ＱＨＳ２  高側分離スイッチ
Ｒ１  第１抵抗器
Ｒ２  第２抵抗器
Ｒ３  第３抵抗器
ＳＱ１  第１噴射器選択スイッチ
ＳＱ２  第２噴射器選択スイッチ
ＶＢ  バイアス電圧
ＶＢ１  バイアス電圧
ＶＢ２  バイアス電圧
ＶＢｐｒｅｄ  予想バイアス電圧
ＶＧＮＤ  接地電圧レール
ＶＨ  高電圧レール
ＶＭ  中間電圧レール
ＶＳ  電圧源
【図１】
0004864958.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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