專利名稱：控制尤其是汽車的噴射燃料裝置的壓電元件的電路的制作方法
背景技術：
本發明涉及按照權利要求1的前序部分用于控制尤其是汽車的噴射燃料裝置的壓電元件的電路。本發明還涉及用于控制壓電元件的相應方法，以及尤其是用于汽車的噴射燃料裝置的對應計算機程序，對應的電存儲介質和對應的控制設備。
按照權利要求1前序部分的電路由EP 1139422 A1公開。其中多個由壓電元件和晶體管組成的串聯電路相互并聯。第一測量電阻與該并聯電路串聯而且接地。另一方面，該并聯電路通過扼流圈與兩個接地的串聯晶體管的公共連接點連接。該兩個晶體管與由電容器和第二測量電阻組成而且接地的串聯電路并聯。
在EP 1139422 A1中，在充電過程之前或者在放電過程之前、即在電流流過壓電元件之前，檢查該壓電元件是否短路。為此在充電或放電過程之前的預定時間段內檢查電流是否流過測量電阻之一。如果流過，則出現了故障。
因此對這種檢查需要一定的時間，因此這段時間不能用于充電或放電過程。其結果是壓電元件例如只能以較小的精度測量汽車噴射燃料裝置中的小噴射燃料量。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種用于控制壓電元件的電路，利用該電路可以簡單的方式檢查可能的故障，而不會因此帶來涉及噴射燃料的小噴射燃料量的缺點。
按照本發明，該技術問題在開頭所述類型的電路中通過權利要求1特征部分的特征來解決。同樣該技術問題也通過按照權利要求6的方法來解決。
按照本發明，兩個晶體管和第二測量電阻串聯。由此與EP 1139442A1不同，電流在壓電元件之一整個充電或整個放電期間總是流過第二測量電阻。由此可以在整個充電或整個放電期間借助兩個測量電阻監控流過相應壓電元件的電流。
因此，本發明電路的功能可以在壓電元件之一充電或放電期間執行。因此在充電或放電過程之前檢查電路(EP 1139442 A1就是這樣做的)就不再需要了。為此所需要的時間段也取消了。由此本發明對電路的檢查決不會對例如內燃機的噴射燃料裝置中小的燃料量的噴射產生負面影響。
本發明的優選擴展方案在于，設置與兩個測量電阻耦合的控制設備，并且該控制設備可以檢測流過兩個測量電阻的電流。通過兩個晶體管和第二測量電阻組成的串聯電路，可以由該控制設備檢測在壓電元件的整個充電或整個放電期間的電流。由此該控制設備不必在實際充電或放電過程之前進行檢查。上面已經提到，為此所需要的時間段也因此取消。
特別合適的是，流過兩個測量電阻的兩個電流在大小上大致相等，而且所述控制設備在該兩個電流不相等時認為是故障。這是一種非常簡單、但很可靠的對本發明電路的功能的檢查。
在本發明的優選方案中，所述控制設備將流過兩個測量電阻的兩個電流相加，并且當給出的電流超過容限范圍時控制設備認為是故障。
本發明的實施例本發明的其它特征、應用可能和優點將由下面對在附圖中示出的本發明實施例的描述給出。在此所有描述或所示特征本身或以任意組合形成本發明的內容，而與其在權利要求中的概括或者引用無關，并且與其形式或在說明書或附圖中的展示無關。
圖1示出用于尤其是控制汽車的噴射燃料裝置的壓電元件的電路的示意結構圖，圖2a和2b示出給出了電流流向的圖1的電路，圖3a和3b示出圖2a和2b中電路的電流的時序圖。
在圖1中示出電路10，其具有四個壓電元件11、12、13、14。可以理解還可以設置其它數量的壓電元件。壓電元件11、12、13、14尤其是可在汽車的噴射燃料裝置中用于噴射燃油。
每個壓電元件11、12、13、14都與電阻15并聯。此外每個壓電元件11、12、13、14還分別與一個晶體管16、17、18、19串聯。每個晶體管16、17、18、19分別與一個續流二極管(Freilaufdiode)20并聯。
四個壓電元件11、12、13、14相互并聯。由此與壓電元件11、12、13、14串聯的四個晶體管16、17、18、19也相互并聯。在晶體管16、17、18、19的一側，該并聯電路與接地的第一測量電阻連接。
第一測量電阻24用于測量電流。可以理解，除了第一測量電阻24之外，還可以采用其他用于測量電流的裝置來取而代之。
在另一側，也就是在壓電元件11、12、13、14的另一側，該并聯電路與線圈25和保險續流二極管26的陽極連接。保險續流二極管26的陰極通過由兩個晶體管27、28和第二測量電阻29形成的串聯電路接地。
第二測量電阻29用于測量電流。應當理解除了第二測量電阻29之外，還可以采用其他用于測量電流的裝置來取而代之。
兩個晶體管27、28的每一個都與續流二極管30并聯。兩個晶體管27、28的公共連接點與線圈25連接。
目前所解釋的電路10由接地的電池34提供能量。該電池34與接地的平滑電容器35并聯。電池34的正端子與直流變壓器36連接，該直流變壓器由接地的晶體管37控制。直流變壓器36背向電池34的一端與二極管38的陽極連接，其陰極與保險續流二極管26的陰極連接。
兩個二極管26、38的公共連接點與電容39連接，該電容還與第二測量電阻29連接。此外該公共連接點還與接地的分壓器40連接。另一個分壓器41從保險續流二極管26的陽極連接到地。
壓電元件11、12、13、14所屬的晶體管16、17、18、19、兩個晶體管27、28以及對應于直流變壓器36的晶體管37都與所謂的ASIC45(特定用途集成電路)連接，并由該ASIC控制。兩個測量電阻24、29以及兩個分壓器40、41同樣與ASIC 45連接，并向該ASIC提供電流或電壓。
由此電路10由ASIC 45控制。ASIC 45本身由未示出的微處理器控制。ASIC 45因此是形成終端級的電路10和該微處理器之間的接口。
電路10、ASIC 45和微處理器一起形成控制設備。但是壓電元件11、12、13、14設置在該控制設備之外，也設置在電路10或上面所提到的ASIC 45之外，并通過連接導線如電纜束與電路10連接。
該控制設備用于控制和/或調整施加給壓電元件11、12、13、14的電流。為此該控制設備具有按照上述微控制器形式的計算機以及電存儲介質，尤其是閃存。在該存儲介質中存儲了可以在計算機上運行的計算機程序。該機算機程序適用于影響流過壓電元件11、12、13、14的電流，并因此執行期望的控制和/或調節。
電池34具有例如12伏或24伏的直流電壓。通過直流變壓器36將該直流電壓轉換為例如240伏。該升高的直流電壓施加在分壓器40上，從而可以通過ASIC 45確定該分壓器40上的電壓。此外該升高的直流電壓對電容器39充電。施加在電容器39上的電壓也施加在由兩個晶體管27、28組成的串聯電路上。
兩個晶體管27、28中總是只有一個由ASIC 45控制。此外兩個晶體管27、28在受控情況下由時鐘控制地導通。如果晶體管27導通，則可以向壓電元件11、12、13、14之一充電。相反，如果晶體管28導通，則可以對充電后的壓電元件11、12、13、14放電。施加在相應壓電元件11、12、13、14上的電壓可以由ASIC 45借助分壓器41確定。借助線圈25限制在充電或放電時流過的電流的升高。借助晶體管16、17、18、19可以由ASIC 45選擇應當被充電的壓電元件11、12、13、14。
下面借助圖2a、3a解釋壓電元件11、12、13、14之一的充電。
如果例如應當給壓電元件11充電，則首先由ASIC 45將晶體管16、27導通。電流從電容器39流過導通的晶體管27、線圈25、壓電元件11、導通的晶體管16、第一測量電阻24、地、第二測量電阻29并返回電容器39。該電流循環在圖2a中用實線46示出。
此后晶體管27截止。電流從線圈25流過壓電元件11、導通的晶體管16、第一測量電阻24、地、第二測量電阻29和兩個續流二極管30下面的那個而返回線圈25。該電流循環在圖2a中以虛線47示出。
此后晶體管27再次導通，從而又流動按照電流循環46的電流。晶體管27的這種時鐘繼續下去，直到壓電元件11被充電到期望的電壓為止。
在圖3a中，繪制出在時間t期間流過兩個測量電阻24、29的電流。在上面的圖中示出流過測量電阻24的電流I24，在下面的圖中示出流過測量電阻29的電流I29。此外在圖3a中繪制出充電持續時間LT，在此期間由時鐘控制地運行晶體管27，以便以期望的方式對壓電元件11充電。
從圖2a的兩個電流循環46、47中看出，流過測量電阻24的電流始終都要流過測量電阻29。因此電流I24的大小總是等于電流I29。此外還從圖2a的電流循環46、47看出，兩個電流I24、I29的方向總是相反，并因此以相反的符號流過兩個測量電阻24、29。由此得出在圖3a的兩個圖中示出的兩個I24、I29的變化過程。
圖3a的電流I24的上升沿在此對應于圖2a的電流循環46，而電流I24的下降沿對應于電流循環47。反過來，圖3a的電流I29的下降沿對應于圖2a的電流循環46，電流I29的上升沿對應于電流循環47。
如上所述，兩個測量電阻24、29與ASIC 45連接。因此流過測量電阻24、29的兩個電流I24、I29可以由ASIC 45檢測。接著兩個電流I24、I29由ASIC 45累加。由于兩個電流I24、I29的符號相反和絕對值相等，該相加給出電流NS。該電流在圖3a繪制在第三個圖中。
壓電元件11、12、13、14之一的放電原則上對應于所解釋的壓電元件11、12、13、14之一的充電，其中尤其是電流方向發生了變化。下面借助圖2b、3b解釋放電。
如果例如應當給壓電元件11放電，則首先由ASIC45將晶體管28和晶體管16導通。按照在圖2b中用實線48示出的電流循環流過電流。此后晶體管28截止。按照在圖2b中以虛線49示出的電流循環流過電流。此后晶體管28再次導通，從而又有按照電流循環48的電流進行流動。晶體管28的這種時鐘繼續下去，直到壓電元件11按照期望的方式被放電為止。
在圖3b中繪制出在時間t期間流過兩個測量電阻24、29的電流。在上面的圖中示出流過測量電阻24的電流I24，在下面的圖中示出流過測量電阻29的電流I29。此外在圖3b中還繪制出放電持續時間ET，在此期間由時鐘控制地運行晶體管28，以便以期望的方式對壓電元件11放電。
從圖2b的兩個電流循環48、49中看出，流過測量電阻24的電流始終都要流過測量電阻29。因此電流I24的絕對值總是等于電流I29。此外還從圖2b的電流循環48、49看出，兩個電流I24、I29的方向總是相反，并因此以相反的符號流過兩個測量電阻24、29。由此得出在圖3b的兩個圖中示出的兩個I24、I29的變化過程。
圖3b的電流I24的下降沿在此對應于圖2b的電流循環48，而電流I24的上升沿對應于電流循環49。反過來，圖3b的電流I29的上升沿對應于圖2b的電流循環48，電流I29的下降沿對應于電流循環49。
如上所述，兩個測量電阻24、29與ASIC45連接。因此流過測量電阻24、29的兩個電流I24、I29可以由ASIC45檢測。接著兩個電流I24、I29由ASIC45累加。由于兩個電流I24、I29的符號相反和絕對值相等，該相加給出電流NS。該電流在圖3b繪制在第三個圖中。
在兩種情況下，即在壓電元件11的充電和放電時，都由控制設備對電流NS是否保持預定的邊界進行監控。從而在圖3a、3b中預先給出上邊界TO和下邊界TU，它們定義了一個容限范圍T。
該控制設備現在監控電流NS是否位于該容限范圍T內。如果是，則從中推斷出電路10至少就這一點而言正常工作。
但在下面解釋的故障情況中，電流NS超過容限范圍T.這由控制設備識別并從中推斷電路10中出現故障。
如果在壓電元件11、12、13、14之一上形成該壓電元件的兩個連接導線之一與電池34的正端子之間的短路并因此形成與電池34提供的直流電壓之間的短路，則在該短路的壓電元件所屬的晶體管導通之后，電流從短路的壓電元件經過該導通的所屬的晶體管和第一測量電阻24流向地。但是沒有電流流過第二測量電阻29。由此兩個電流I24、I29的累加提供明顯不等于零的電流NS。這導致容限范圍T被超過，因此識別出短路。
如果在壓電元件11、12、13、14之一上形成該壓電元件的兩個連接導線之一與地的短路，則在對該壓電元件充電時有電流經過第二測量電阻29、電容器39、導通的晶體管27和線圈25而流向接地的壓電元件。但是沒有電流流過第一測量電阻24。由此兩個電流I24、I29的累加提供明顯不等于零的電流NS。這導致容限范圍T被超過，因此識別出短路。
如果由控制設備對應于上述解釋而識別出故障，則對晶體管11、12、13、14和晶體管27、28的控制中斷，而且電路10過渡到運行安全狀態。
可以持續執行對電路10的上述故障監控。尤其是僅對于控制晶體管16、17、18、19之一執行上述方法。
權利要求
1.控制尤其是汽車的噴射燃料裝置的壓電元件(11、12、13、14)的電路(10)，具有與該壓電元件(11、12、13、14)串聯連接的第一裝置用于測量電流，尤其是第一測量電阻(24)，具有兩個串聯連接的晶體管(27，28)，其公共連接點與該壓電元件(11、12、13、14)耦合，以及具有用于測量電流的第二裝置，尤其是第二測量電阻(29)，其特征在于，所述兩個晶體管(27，28)與用于測量電流的第二裝置串聯連接。
2.根據權利要求1所述的電路(10)，其特征在于，所述兩個晶體管(27，28)與電容器(39)并聯，而且該電容器(39)和所述用于測量電流的第二裝置構成串聯電路。
3.根據上述權利要求之一所述的電路(10)，具有與所述兩個用于測量電流的裝置耦合的控制設備，并且可由該控制設備檢測流過所述兩個用于測量電流的裝置的電流(I24，I29)，其特征在于，所述電流(I24，I29)在所述壓電元件(11、12、13、14)的整個充電或整個放電期間都可由控制設備檢測。
4.根據權利要求3所述的電路(10)，其特征在于，兩個流過兩個用于測量電流的裝置的電流(I24，I29)的絕對值大致相等；并且在不是上述情況的時候，所述控制設備認為是故障。
5.根據權利要求4所述的電路(10)，其特征在于，所述控制設備將上述兩個流過兩個用于測量電流的裝置的電流(I24，I29)累加；并且當得出的電流(NS)超過容限范圍(T)時，該控制設備認為是故障。
6.用于控制尤其是汽車的噴射燃料裝置的壓電元件(11、12、13、14)的方法，其中用于測量電流的第一裝置，尤其是第一測量電阻(24)與該壓電元件(11、12、13、14)串聯連接，兩個串聯連接的晶體管(27，28)的公共連接點與該壓電元件(11、12、13、14)耦合，以及具有用于測量電流的第二裝置，尤其是第二測量電阻(29)，其特征在于，將兩個流過兩個用于測量電流的裝置的電流(I24，I29)相互比較；并且當這兩個電流(I24，I29)的絕對值不相等時則認為是故障。
7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，將兩個流過兩個用于測量電流的裝置的電流(I24，I29)累加，并且當得出的電流(NS)超過容限范圍(T)時則認為是故障。
8.計算機程序，其特征在于，該計算機程序被編程應用于根據權利要求6或7所述的方法中。
9.用于控制設備的電存儲介質，其特征在于，在該存儲介質上存儲有被編程應用于根據權利要求6或7所述的方法中的計算機程序。
10.控制設備，尤其是用于汽車的噴射燃料裝置的控制設備，其特征在于，該控制設備被應用于根據權利要求6或7所述的方法。
全文摘要
公開了用于控制尤其是汽車的噴射燃料裝置的壓電元件(11、12、13、14)的電路(10)。具有與該壓電元件(11、12、13、14)串聯連接的第一測量電阻(24)。具有兩個串聯連接的晶體管(27，28)，其公共連接點與該壓電元件(11、12、13、14)耦合。此外還具有第二測量電阻(29)。兩個晶體管(27，28)和兩個第二測量電阻(29)串聯連接。
文檔編號G01R19/00GK101072939SQ200580041729
公開日2007年11月14日 申請日期2005年10月20日 優先權日2004年12月6日
發明者M·格拉夫, J·賴內克, M·辛策爾 申請人:羅伯特·博世有限公司