DE19547647A1 - Method and device for monitoring a fuel metering system of an internal combustion engine - Google Patents

Method and device for monitoring a fuel metering system of an internal combustion engine

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DE19547647A1 DE19547647A DE19547647A DE19547647A1 DE 19547647 A1 DE19547647 A1 DE 19547647A1 DE 19547647 A DE19547647 A DE 19547647A DE 19547647 A DE19547647 A DE 19547647A DE 19547647 A1 DE19547647 A1 DE 19547647A1
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Abstract

The description relates to a process and a device for monitoring a fuel metering system of an internal combustion engine. The fuel is conveyed by a pump from a low-pressure to a high-pressure region and from there can be metered into the combustion chambers of the engine by means of injectors controllable in accordance with operative characteristics. A sensor provides a pressure signal characterising the pressure in the high-pressure region. The pressure signal is compared in predetermined operating conditions with an expected value and a faulty pressure signal is recognised depending on the comparison.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überwachung eines Kraftstoffzumeßsystems einer Brennkraftmaschine gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche.The invention relates to a method and a device to monitor a fuel metering system Internal combustion engine according to the generic terms of the independent Expectations.

Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung eines Kraftstoffzumeßsystems einer Brennkraftmaschine sind bekannt. Bei einem Common-Rail-System fördert eine Vorförderpumpe Kraftstoff von einem Niederdruckbereich in einen Hochdruckbereich. Von dort wird der Kraftstoff mittels steuerbarer Injektoren den einzelnen Brennräumen der Brennkraftmaschine zugemessen. Die Ansteuerung der Injektoren erfolgt abhängig vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine. Ein Sensor erfaßt den Druck im Hochdruckbereich, der bei der Steuerung berücksichtigt wird. Eine genaue Kraftstoffzumessung ist nur möglich, wenn der genaue Wert des Druckes im Hochdruckbereich bekannt ist.Method and device for monitoring a Fuel metering system of an internal combustion engine known. In a common rail system, one supports Prefeed pump fuel from a low pressure range in a high pressure area. From there, the fuel is controllable injectors the individual combustion chambers of the Internal combustion engine metered. The control of the Depending on the operating state of the injectors Internal combustion engine. A sensor detects the pressure in the High pressure range, which is taken into account in the control. Accurate fuel metering is only possible if the exact value of the pressure in the high pressure range is known.

Bei üblichen Common-Railsystemen liegt der Druck im Bereich zwischen einigen 100 bis ca. 2000 bar. Innerhalb dieses Bereichs muß der Drucksensor zuverlässig ein Signal bereitstellen. Ein Ausfall des Drucksensors bzw. ein fehlerhaftes Signal des Drucksensors führt zu einer ungenauen Kraftstoffzumessung.With common rail systems, the pressure is in the range between a few 100 to approx. 2000 bar. Within this  The pressure sensor must reliably transmit a signal provide. A failure of the pressure sensor or a faulty signal from the pressure sensor leads to a inaccurate fuel metering.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Verfahren und einer Vorrichtung der eingangs genannten Art die Genauigkeit der Kraftstoffzumessung zu verbessern. Diese Aufgabe wird durch die in den unabhängigen Ansprüchen gekennzeichneten Merkmale gelöst.The invention is based, with one Method and a device of the type mentioned improve the accuracy of fuel metering. This Task is by the in the independent claims marked features solved.

Aus der DE-OS 43 35 700 ist eine Einrichtung und ein Verfahren bekannt, bei der eine Drift des Ausgangssignals eines Positionssensors sicher erkannt wird. Hierzu wird in bestimmten Betriebszuständen, in denen die Position eines Stellers annähernd bekannt ist, die Meßgröße erfaßt und mit dem erwarteten Wert verglichen. Ausgehend von diesem Vergleich läßt sich eine Drift oder ein Fehler des Positionssensors erkennen.From DE-OS 43 35 700 is a device and a Method known in which a drift of the output signal of a position sensor is reliably detected. For this, in certain operating conditions in which the position of a Known approximately, the measured variable is recorded and with compared to the expected value. Starting from this Comparison can be a drift or an error of the Detect position sensor.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Mit der erfindungsgemäßen Vorgehensweise ist eine genaue Kraftstoffzumessung möglich. Drifterscheinungen und Fehler des Drucksensors eines Common-Railsystems können sicher erkannt und ggf. kompensiert werden.With the procedure according to the invention is an exact Fuel metering possible. Drift phenomena and errors the pressure sensor of a common rail system can safely recognized and compensated if necessary.

Vorteilhafte und zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Advantageous and expedient configurations and Further developments of the invention are in the subclaims featured.  

Zeichnungdrawing

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen erläutert. Es zeigen Fig. 1 ein Blockdiagramm eines Common-Railsystems, Fig. 2 ein Flußdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens.The invention is explained below with reference to the embodiments shown in the drawing. In the drawings Fig. 1 is a block diagram of a common rail system, Fig. 2 is a flowchart of the inventive method.

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments

In Fig. 1 ist ein Common-Railsystem als Blockdiagramm dargestellt. Mit 100 ist eine Steuerung bezeichnet. Diese umfaßt u. a. eine Drucksteuerung 101, die ein Schaltmittel 102 ansteuert und mit den Ausgangssignalen eines Strommeßmittels 103 beaufschlagt wird. Die Stromsteuerung 101 verarbeitet ferner das Ausgangssignal eines Drucksensors 110 sowie die Ausgangssignale von weiteren Sensoren 105. Der erste Eingang des Schaltmittels 102 ist über das Strommeßmittel 103 mit Batteriespannung verbunden. Der zweite Anschluß des Schaltmittels 102 steht mit einer Spule 115 in Kontakt, deren zweiter Eingang mit Masse in Verbindung steht.In Fig. 1, a common rail system is shown as a block diagram. A control is designated by 100 . This includes, among other things, a pressure controller 101 which controls a switching means 102 and is acted upon by the output signals of a current measuring means 103 . The current controller 101 also processes the output signal from a pressure sensor 110 and the output signals from further sensors 105 . The first input of the switching means 102 is connected to the battery voltage via the current measuring means 103 . The second connection of the switching means 102 is in contact with a coil 115 , the second input of which is connected to ground.

Bei den weiteren Sensoren 105 handelt es sich um Sensoren, die verschiedene Betriebszustände der Brennkraftmaschine und des von der Brennkraftmaschine angetriebenen Fahrzeugs erfassen. Hierbei handelt es sich beispielsweise um die Drehzahl N der Brennkraftmaschine und die Fahrpedalstellung, die den Fahrerwunsch kennzeichnen.The further sensors 105 are sensors which detect various operating states of the internal combustion engine and of the vehicle driven by the internal combustion engine. These are, for example, the engine speed N and the accelerator pedal position, which characterize the driver's request.

Der Drucksensor 110 erfaßt den Druck in einem Rail 112, das dem Hochdruckbereich des Kraftstoffzumeßsystems zugeordnet ist. Das Rail 112 steht mit verschiedenen Injektoren 111 in Kontakt. Das Rail 112 ist über eine Hochdruckleitung 122 mit einer Hochdruckpumpe 125 verbunden. Die Hochdruckleitung 122 steht ferner über ein Druckregelventil 120 mit einer Rückführleitung 121 in Kontakt. Die Hochdruckpumpe 125 steht mit einer Vorförderpumpe 127 und einem Filter 129 mit einem Tank in Verbindung. Mit dem Tank steht auch die Rückführleitung 121 in Verbindung.The pressure sensor 110 detects the pressure in a rail 112 , which is assigned to the high-pressure region of the fuel metering system. The rail 112 is in contact with various injectors 111 . The rail 112 is connected to a high-pressure pump 125 via a high-pressure line 122 . The high-pressure line 122 is also in contact with a return line 121 via a pressure control valve 120 . The high pressure pump 125 is connected to a prefeed pump 127 and a filter 129 to a tank. The return line 121 is also connected to the tank.

Diese Einrichtung arbeitet nun wie folgt. Die Vorförderpumpe 127 fördert den Kraftstoff über das Filter 129 aus dem Tank zur Hochdruckpumpe 125. Dieser Bereich wird als Niederdruckbereich bezeichnet. Die Hochdruckpumpe 125 fördert den Kraftstoff unter hohem Druck über die Hochdruckleitung 122 in das Rail 112. Der Druck im Rail 112 und damit im Hochdruckbereich wird mittels des Drucksensors 110 erfaßt und der Steuerung 100 zugeleitet.This facility now works as follows. The pre-feed pump 127 conveys the fuel from the tank to the high-pressure pump 125 via the filter 129 . This area is called the low pressure area. The high-pressure pump 125 delivers the fuel under high pressure via the high-pressure line 122 into the rail 112 . The pressure in the rail 112 and thus in the high pressure area is detected by means of the pressure sensor 110 and fed to the controller 100 .

Abhängig von dem Drucksignal P, das der Drucksensor 110 bereitstellt, sowie den Ausgangssignalen der weiteren Sensoren beaufschlagt die Steuerung 100 die Injektoren 111 mit Ansteuersignalen, die die Kraftstoffzumessung steuern.Depending on the pressure signal P, which the pressure sensor 110 provides, and the output signals of the further sensors, the controller 100 applies control signals to the injectors 111 , which control the fuel metering.

Mittels des Druckregelventils 120 kann der Druck in der Hochdruckleitung 122 und damit im Rail 112 auf vorgebbare Werte eingestellt werden. Das Druckregelventil 120 ist so ausgebildet, daß es bei einem vorgebbaren Druck im Hochdruckbereich die Verbindung zur Rückführleitung 121 freigibt und damit der Druck abgebaut wird, bis er unter dem vorgebbaren Druckwert abfällt. Der Druckwert, bei dem das Druckregelventil 120 die Verbindung freigibt, kann mittels der Spule 115 eingestellt werden. Abhängig von dem Strom I, der durch die Spule 115 fließt, stellen sich unterschiedliche Druckwerte im Hochdruckbereich ein.The pressure in the high-pressure line 122 and thus in the rail 112 can be set to predeterminable values by means of the pressure control valve 120 . The pressure control valve 120 is designed in such a way that it releases the connection to the return line 121 at a predeterminable pressure in the high-pressure region and thus the pressure is reduced until it drops below the predeterminable pressure value. The pressure value at which the pressure control valve 120 enables the connection can be set by means of the coil 115 . Depending on the current I flowing through the coil 115 , different pressure values are set in the high pressure range.

Da der Druck P des Kraftstoffes im Rail 112 einen großen Einfluß auf die Genauigkeit der Kraftstoffzumessung hat, ist es wichtig, das Ausgangssignal P des Drucksensors 110 auf Fehler und Drift zu überwachen. Hierzu wird wie in Fig. 2 dargestellt, vorgegangen.Since the pressure P of the fuel in the rail 112 has a great influence on the accuracy of the fuel metering, it is important to monitor the output signal P of the pressure sensor 110 for errors and drift. The procedure is as shown in FIG. 2.

In einem Schritt 200 wird überprüft, ob ein definierter Betriebszustand vorliegt. Liegt dieser vor, so wird in Schritt 210 der tatsächliche Druck PI vom Drucksensor 110 erfaßt. Im Schritt 220 wird ausgehend von verschiedenen Größen, die mittels Sensoren 225 erfaßt werden, ein erwarteter Wert PS für den Druck ermittelt. Der Wert PS wird vorzugsweise abhängig von geeigneten Größen aus einem Kennfeldspeicher ausgelesen. Im anschließenden Schritt 230 werden die beiden Druckwerte PI und PS auf Plausibilität überprüft.In a step 200 it is checked whether there is a defined operating state. If this is present, the actual pressure PI is detected by the pressure sensor 110 in step 210. In step 220, an expected value PS for the pressure is determined on the basis of various quantities, which are detected by sensors 225 . The value PS is preferably read from a map memory depending on suitable sizes. In the subsequent step 230, the two pressure values PI and PS are checked for plausibility.

Zur Prüfung auf Plausibilität wird überprüft, ob der Betrag der Abweichung zwischen dem gemessenen Druck PI und einem erwarteten Druck PS größer als ein Schwellwert S ist.To check for plausibility, it is checked whether the amount the deviation between the measured pressure PI and a expected pressure PS is greater than a threshold value S.

Ist der gemessene Druckwert PI plausibel, so setzt das Programm mit Schritt 200 fort. Erkennt die Abfrage 230, daß die Werte nicht plausibel sind, so werden in Schritt 250 die Meßwerte PI korrigiert bzw. es wird auf Fehler erkannt.If the measured pressure value PI is plausible, the program continues with step 200. If query 230 recognizes that the values are not plausible, the measured values PI are corrected in step 250 or an error is recognized.

Bei einer Ausgestaltung der Erfindung wird bei unplausiblen Druckwerten auf Fehler erkannt. Dieser wird in Schritt 250 angezeigt. Dies kann zum einen mittels einer Anzeigeeinrichtung erfolgen. Andrerseits ist es auch möglich in diesem Fall ein Notfahrbetrieb einzuleiten.In one embodiment of the invention, implausible Pressure values detected for errors. This is in step 250 displayed. This can be done using a Display device take place. On the other hand, it is also possible in this case to initiate an emergency operation.

Bei einer anderen Ausgestaltung wird auf Drift erkannt und diese korrigiert. Hierzu wird in Schritt 250 die Differenz zwischen dem erwarteten Wert PS und dem gemessenen Wert PI bestimmt. Ausgehend von dieser Differenz läßt sich dann ein Korrekturwert für den Meßwert PI bestimmen. Mit diesem Korrekturwert wird der Meßwert laufend korrigiert. In another embodiment, drift is recognized and corrected this. For this purpose, the difference becomes in step 250 between the expected value PS and the measured value PI certainly. Based on this difference, one can then Determine the correction value for the measured value PI. With this Correction value, the measured value is continuously corrected.  

Bei einer ersten Ausgestaltung der Erfindung wird in Schritt 200 überprüft, ob ein Schubbetrieb vorliegt. Im Schubbetrieb wird üblicherweise kein Kraftstoff eingespritzt. Wird der Schubbetrieb erkannt, so wird das Druckregelventil 120 derart angesteuert, daß es in seiner geöffneten Stellung verbleibt. Der sich nun einstellende Druckwert PS weist nur noch eine relativ geringe Streuung auf. Erfindungsgemäß wird der für diesen Betriebszustand erwartete Wert PS abhängig von der Drehzahl N in einem Kennfeld abgelegt. Weicht der gemessene Druck PI von dem drehzahlabhängigen Wert PS um mehr als einen vorgebbaren Schwellwert ab, so wird in Schritt 250 auf Fehler erkannt.In a first embodiment of the invention, it is checked in step 200 whether there is overrun operation. No fuel is usually injected in overrun mode. If the overrun operation is recognized, the pressure control valve 120 is activated in such a way that it remains in its open position. The pressure value PS which now arises has only a relatively small scatter. According to the invention, the value PS expected for this operating state is stored as a function of the speed N in a map. If the measured pressure PI deviates from the speed-dependent value PS by more than a predefinable threshold value, an error is recognized in step 250.

Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Überprüfung vor dem Start der Brennkraftmaschine bzw. nach dem Abstellen der Brennkraftmaschine. Beim Abstellen der Brennkraftmaschine wird üblicherweise das Druckregelventil 120 so angesteuert, daß sich der Druck abbaut. Üblicherweise baut sich der Druck auf Atmosphärendruck ab bzw. er baut sich auf einen vorgegebenen Wert ab. Dieser vorgegebene Wert hängt von der Ausgestaltung des Druckregelventils ab. Erfindungsgemäß wird daher in der Abfrage 200 überprüft, ob die Brennkraftmaschine abgestellt ist, das heißt, ob sie sich vor dem Start bzw. im Nachlauf befindet.In a further embodiment of the invention, the check is carried out before the internal combustion engine starts or after the internal combustion engine is switched off. When the internal combustion engine is switched off, the pressure control valve 120 is usually controlled so that the pressure is reduced. The pressure usually decreases to atmospheric pressure or decreases to a predetermined value. This predetermined value depends on the design of the pressure control valve. According to the invention, it is therefore checked in query 200 whether the internal combustion engine is switched off, that is to say whether it is before the start or after it has started.

Alternativ kann auch vorgesehen sein, daß das Programm ab Schritt 210 jeweils vor dem Start oder nach dem Abstellen automatisch abgearbeitet wird.Alternatively, it can also be provided that the program starts Step 210 before starting or after turning off is processed automatically.

Befindet sich die Brennkraftmaschine vor dem Start bzw. im Nachlauf, so wird der Druck PI erfaßt und mit einem vorgegebenen Wert, der von dem verwendeten Druckregelventil 120 abhängt. Ist das Druckregelventil so ausgestaltet, daß es einen Abbau des Drucks bis auf Atmosphärendruck ermöglicht, so kann ein Ausgangssignal eines Atmosphärendruckfühlers als Vergleichswert PS verwendet werden.If the internal combustion engine is before starting or after-running, the pressure PI is detected and with a predetermined value which depends on the pressure control valve 120 used . If the pressure control valve is designed so that the pressure can be reduced to atmospheric pressure, an output signal from an atmospheric pressure sensor can be used as a comparison value PS.

Weichen der erwartete Wert PS und der gemessene Wert PI um mehr als ein zulässiger Differenzwert voneinander ab, so wird auf Fehler oder Drift erkannt. Bei einem erkannten Fehler kann der Start der Brennkraftmaschine unterbunden werden.Switch the expected value PS and the measured value PI more than one permissible difference value from each other, so is recognized for errors or drift. With a recognized The start of the internal combustion engine can prevent errors will.

Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird der erfaßte Wert PI des Drucks mit einem Wert PS verglichen, der vom Strom I, der durch das Druckregelventil 115 fließt, abhängt. Erfindungsgemäß wurde erkannt, daß es einen definierten Zusammenhang zwischen dem Druck P und dem durch das Druckregelventil I fließenden Strom gibt. Abhängig vom Strom I wird im Schritt 220 ein Sollwert PS für den Sollwert des Druckes vorgegeben. Vorzugsweise ist der erwartete Druckwert als Funktion vom Strom in einem Kennfeld abgelegt. Mittels dieser Vorgehensweise ist die Überprüfung der korrekten Funktion des Drucksensors ohne Verwendung weiterer Sensoren möglich.In a further embodiment of the invention, the detected value PI of the pressure is compared with a value PS which depends on the current I which flows through the pressure control valve 115 . According to the invention, it was recognized that there is a defined relationship between the pressure P and the current flowing through the pressure control valve I. Depending on the current I, a setpoint PS is specified in step 220 for the setpoint value of the pressure. The expected pressure value is preferably stored as a function of the current in a characteristic diagram. This procedure enables the correct functioning of the pressure sensor to be checked without the use of further sensors.

Claims (8)

1. Verfahren zur Überwachung eines Kraftstoffzumeßsystems einer Brennkraftmaschine, bei dem der Kraftstoff mittels einer Pumpe von einem Niederdruckbereich in einen Hochdruckbereich gefördert wird, und von dort mittels betriebskenngrößenabhängig steuerbarer Injektoren den Brennräumen der Brennkraftmaschine zumeßbar ist, wobei ein Sensor ein Drucksignal bereitstellt, das den Druck im Hochdruckbereich charakterisiert, dadurch gekennzeichnet, daß in vorgegebenen Betriebszuständen das Drucksignal mit einem erwarteten Wert verglichen wird und abhängig von dem Vergleich ein fehlerhaftes Drucksignal erkannt wird.1. A method for monitoring a fuel metering system of an internal combustion engine, in which the fuel is conveyed from a low pressure area to a high pressure area by means of a pump, and from there by means of injectors which can be controlled as a function of the operating parameters, the combustion chambers of the internal combustion engine can be measured, a sensor providing a pressure signal which measures the pressure characterized in the high pressure range, characterized in that in predetermined operating states the pressure signal is compared with an expected value and, depending on the comparison, a faulty pressure signal is recognized. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Druckregelventil derart ansteuerbar ist, daß der Druck im Hochdruckbereich auf einen vorgegebenen Wert abfällt, und überprüft wird, ob das Drucksignal auf den erwarteten Wert abfällt.2. The method according to claim 1, characterized in that a pressure control valve can be controlled such that the pressure falls to a predetermined value in the high pressure range, and it is checked whether the pressure signal is at the expected value falls off. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erwartete Wert abhängig von der Drehzahl vorgebbar ist.3. The method according to claim 2, characterized in that the expected value can be specified depending on the speed. 4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erwartet Wert von einem Atmosphärendrucksensor bereitgestellt wird. 4. The method according to claim 2, characterized in that the expected value from an atmospheric pressure sensor provided.   5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, ein Druckregelventil mit einem vorgebbaren Strom beaufschlagbar ist, und überprüft wird, ob das Drucksignal auf den erwarteten Wert abfällt.5. The method according to claim 1, characterized in a Pressure regulating valve can be supplied with a predeterminable current is, and it is checked whether the pressure signal on the expected value drops. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der erwartete Wert abhängig vom Strom, der durch das Druckregelventil fließt, vorgebbar ist.6. The method according to claim 5, characterized in that the expected value depending on the current flowing through the Pressure control valve flows, can be specified. 7. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Überprüfung im Nachlauf, im Schubbetrieb und/oder vor dem Start erfolgt.7. The method according to any one of the preceding claims, characterized characterized in that the review in the wake, in Overrun and / or before the start. 8. Vorrichtung zur Überwachung eines Kraftstoffzumeßsystems einer Brennkraftmaschine, bei dem der Kraftstoff mittels einer Pumpe von einem Niederdruckbereich in einen Hochdruckbereich gefördert wird, und von dort mittels betriebskenngrößenabhängig steuerbarer Injektoren den Brennräumen der Brennkraftmaschine zumeßbar ist, wobei ein Sensor ein Drucksignal bereitstellt, das den Druck im Hochdruckbereich charakterisiert, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, die in vorgegebenen Betriebszuständen das Drucksignal mit einem erwarteten Wert vergleichen und abhängig von dem Vergleich ein fehlerhaftes Drucksignal erkennen.8. Device for monitoring a fuel metering system an internal combustion engine in which the fuel by means of a pump from a low pressure area into one High pressure area is promoted, and from there by means of injectors that can be controlled depending on the operating parameters Combustion chambers of the internal combustion engine is measurable, with a Sensor provides a pressure signal that the pressure in the High pressure area characterized, characterized, that means are provided that are specified in Operating states the pressure signal with an expected value compare and depending on the comparison a faulty one Detect pressure signal.
DE19547647A 1995-12-20 1995-12-20 Method and device for monitoring a fuel metering system of an internal combustion engine Withdrawn DE19547647A1 (en)

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