CN102985670A - 用于运行燃料喷射系统的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于运行燃料喷射系统（130）的方法，所述燃料喷射系统特别是用于机动车的内燃机（1），其中评估配属于蓄压器（13）的压力传感器（14）的、表征蓄压器（13）中燃料压力（prail）的输出信号（Sprail）。根据本发明，当输出信号（Sprail）在至少一个可预定的观察时段（Tb）呈现为最大可能值（Smax）时，则推断出：蓄压器（13）中存在不期望的高燃料压力和/或燃料喷射系统（130）中出现故障。

Description

用于运行燃料喷射系统的方法和装置

技术领域

本发明涉及一种用于运行燃料喷射系统的方法，所述燃料喷射系统尤其用于机动车的内燃机，其中评估配属于蓄压器的压力传感器的、表征蓄压器中燃料压力的输出信号。

本发明还涉及一种相应的装置。

背景技术

已经由EP 1 310 655 B1已知了这种类型的方法和装置。已知的方法和装置的缺点在于，仅能随着显著的延迟来可靠地识别出蓄压器中不期望的高燃料压力，从而可能会不及时地识别出蓄压器中瞬时的临界的压力升高。

发明内容

因此，本发明的目的在于，以下述方式改进开头所述类型的方法和装置，即能够尽可能快速地识别压力升高。

所述目的利用开头所述类型的方法根据本发明以下述方式来实现，即当压力传感器的输出信号在至少一个可预定的观察时段内呈现为最大可能值时，则推断出：蓄压器中存在不期望的高燃料压力和/或燃料喷射系统中出现故障。

本发明基于：虽然压力传感器在其工作范围内通常发出与待检测的燃料压力成比例的输出信号，然而该压力传感器超出该工作范围作为限制器起作用，因此如果燃料压力达到可预定的极限值、例如压力传感器的工作范围的上部极限值，则输出信号被限定为用于该输出信号的最大可能值。例如，该极限值为在燃料系统的额定-工作压力之上约200bar，其中例如燃料系统的额定-工作压力可以约为直至2000bar。

如果由压力传感器监控的燃料压力超出了极限值，则压力传感器的输出信号不再变化或仅仍不显著地变化。换句话说，在燃料压力的这种处于极限值之上的值范围中，燃料压力和压力传感器的输出信号之间不再存在比例。仅在极限值之下存在比例。

压力传感器的特征的这种变化也可以解释为压力传感器的传递功能（压力至输出信号）或特征曲线的“转折”，根据本发明这种变化被用于：几乎无延迟地确定达到压力极限值。在该评估策略中，尤其可以完全放弃滤波算法，该滤波算法例如对输出信号进行低通滤波，且该滤波算法相应地对输出信号的增高的反应迟缓。如果已识别出在可预定的观察时段内对输出信号的限制，则例如可以推断出故障。观察时段优选选择为明显小于传统滤波算法的时间常数。

在一种优选的发明变型中，压力传感器发出电输出信号，例如电压，其在压力传感器的正常工作范围内通常与检测的燃料压力成比例。如果检测的燃料压力达到或超出可预定的极限值，则压力传感器将它的代表输出信号的电输出电压限定为相应的电压极限值，也就是说，压力传感器的最大可能的输出电压。当达到该电压极限值时，对压力传感器的输出信号进行评估的控制单元可以相应地推断出达到燃料压力极限值。

根据本发明的另一种变型，在下述情况下能实现更可靠地识别出蓄压器中的不期望的高燃料压力或通常来说更可靠地识别出故障：在达到用于输出信号的最大可能值之前，只有当输出信号的时间上的变化已经超出可预定的最大值时，才推断出蓄压器中存在不期望的高燃料压力或故障。这意味着，在发明变型中除了用于识别过压（限制传感器的输出信号）的第一标准外还实现了另一个标准，即评估输出信号的梯度。根据本发明，除了第一标准外，只有当超出用于输出信号的时间梯度的可预定的最大值时，亦即当压力传感器的输出信号随时间特别强烈地变化时，才推断出不期望的高燃料压力。

根据另一种有利的实施方案，当识别出蓄压器中存在不期望的高压和/或燃料喷射系统中出现故障时，可以采取降低蓄压器中的压力的至少一种对应措施。例如，该对应措施可以包括使得为蓄压器供给处于压力之下的燃料的输入单元去激活，例如燃料高压泵或者在入口侧向燃料高压泵供给燃料的计量单元。此外，该对应措施还可以包括激活压力调节阀，以便可以使燃料从蓄压器排出。

根据本发明的运行方法以特别适合的方式适用于在设计为双调节器系统的燃料喷射系统中的应用，其中因此借助于两个调节部件（低压侧上用于燃料高压泵的计量单元和高压侧上的压力调节阀）可以影响蓄压器中存在的燃料压力。

根据另一种有利的实施方案，通过下述方式来核查所述输出信号：考虑所述燃料喷射系统的至少另一个运行参量。在此，所述核查尤其可以借助于影响燃料压力的调节部件（高压泵的计量单元、压力调节阀）的电诊断来实现。

根据权利要求9所述的装置给出本发明的任务的另一个解决方案。

附图说明

由下面对本发明的在附图中示出的实施例的描述得到本发明的其它特征、应用可能性和优点。所有描述的或示出的特征本身或以任意组合的方式、与其在权利要求中的组合或者其引用关系无关地以及与其在说明书中或在附图中的表述方式或图示无关地形成本发明的主题。在附图中示出了：

图1示出了具有根据本发明运行的燃料喷射系统的内燃机的示意性框图；和

图2示意性示出了燃料喷射系统的运行参量的时间走向。

具体实施方式

在图1中示出了机动车的内燃机1，其中活塞2可在气缸3中来回运动。气缸3具有燃烧室4，该燃烧室此外通过活塞2、进气阀5和排气阀6限定。进气管7与进气阀5联接，且排气管8与排气阀6联接。内燃机1的燃料系统以附图标记130表示。

在进气阀5和排气阀6的区域中，喷射阀9和火花塞10突出到燃烧室4中。可以通过喷射阀9将燃料喷射到燃烧室4中。可以借助于火花塞10点燃燃烧室4中的燃料。虽然在此描述了外部点火的内燃机1，然而本发明也可以用于自点火的内燃机或其燃料系统。

在进气管7中安装可旋转的节流阀11，空气可通过节流阀输送至进气管7。输入空气量取决于节流阀11的角度调节或者说角度位置（Winkelstellung）。在排气管8中安置催化器12，该催化器用于净化由于燃料燃烧产生的废气。

喷射阀9通过压力管路与也称为共轨的燃料存储器13连接。内燃机1的其它此处未描绘的气缸的喷射阀也以相应的方式与燃料存储器13连接。通过输入管路13a为燃料存储器13供给燃料。为此设置了燃料高压泵14a，其适合用于在燃料存储器13中建立期望的压力。在入口侧为燃料高压泵14a配设了计量单元14b，该计量单元设计用于控制在抽吸侧输送给燃料高压泵14a的燃料量。

此外，在燃料存储器13上布置了压力传感器14，可利用该压力传感器测量燃料存储器13中的压力。该压力是施加在燃料上的那种压力，且因此利用该压力通过喷射阀9将燃料喷射到内燃机1的燃烧室3中。

在内燃机1运行时，燃料输送到燃料存储器13中。该燃料通过各个气缸3的喷射阀9喷射到所属的燃烧室4中。借助于火花塞10在燃烧室3中产生燃烧，活塞2以来回运动的方式移动通过燃烧室。这种运动可传递至未示出的曲轴并将转矩施加到曲轴上。

向控制器15加载输入信号16，该输入信号为内燃机1的借助于传感器测得的运行参量。例如，控制器15与压力传感器14、空气量传感器、λ传感器、转速传感器和类似器件连接。此外，控制器15与加速踏板传感器连接，该加速踏板传感器产生一种信号，该信号表明可由驾驶员操纵的加速踏板的位置并进而表明要求的转矩。控制器15产生输出信号17，借助于输出信号通过执行器或调节器可以影响内燃机1的性能或者说行为（Verhalten）。例如，控制器15与喷射阀9、火花塞10和节流阀11等类似器件连接并产生对其触发来说必要的信号。

控制器15尤其也设计用于，评估压力传感器14的、表征蓄压器13中燃料压力的输出信号Sprail。有利地，当在至少一个可预定的观察时段中输出信号Sprail为最大可能的值时，则推断出蓄压器13中存在不期望的高燃料压力和/或燃料喷射系统130中存在故障。

在此，图2示出了蓄压器13（图1）中燃料压力prail的时间走向以及压力传感器14的相应的输出信号Sprail，其例如可以是输出电压。在图2中左侧的纵坐标上标明轨压力prail，而在图2中右侧的纵坐标上标明输出信号Sprail。

从图2看出，在示出的工作情况中，燃料压力prail连续提高，例如情况可能是压力调节器或计量单元14b（图1）失灵或者说故障。在时刻t=t0时，燃料压力prail已达到对压力传感器14的按规定的运行来说可预定的极限值pgrenz。直至该极限值pgrenz，压力传感器14的输出信号Sprail基本上与实际的压力prail成比例。然而当轨压力prail在极限值pgrenz之上时，压力传感器14不再发出与燃料压力prail成比例的输出信号Sprail，而是发出具有最大可能值的恒定输出信号Smax，该值与压力极限值pgrenz相应。就此而言，压力传感器14或其提供输出信号Sprail的电子元件起到与限制器一样的作用。

因此在根据图2的情况中，虽然轨压力prail进一步提高，参见t>t0时压力曲线的虚线部分，然而压力传感器14从时刻t0开始仅发出限定为值Smax的、因此恒定的输出信号。

根据本发明，这种效果充分用于确定蓄压器13中不期望的高燃料压力的出现或者与此相关的燃料喷射系统130中的故障。

根据特别优选的实施方案，即从达到极限值pgrenz的时刻t0开始在可预定的观察时段Tb中继续观察输出信号Sprail。只要在该观察时段Tb内输出信号Sprail不再次降低至最大值Smax之下，也就是说当输出信号Sprail在可预定的观察时段Tb内为最大可能值Smax时，则推断出：燃料压力prail可能继续提高，且因此呈现为不期望的高值，或者在燃料喷射系统130中存在故障。

根据本发明，观察时段Tb有利地选择为如此之短，使得该观察时段明显比由传统评估算法已知的滤波时间更短，该传统评估算法基于轨压力或者说油轨压力或者说蓄压管压力（Raildruck）prail的低通滤波。由此有利地得到下述可能性，即在极短的时间Tb之后已经识别出故障或不期望的高燃料压力，而传统的方法由于滤波而已经不能提供相应的评估结果。

在另一种有利的实施方案中，除了识别出输出信号Sprail的最大可能值Smax之外，还能在达到用于输出信号Sprail的最大可能值Smax之前观察输出信号Sprail的时间上的梯度。

例如可以设计为，为了识别出故障或在蓄压器13中不期望的高燃料压力，在达到最大可能值Smax的时刻t0之前必然存在输出信号Sprail的斜率特别大的升高，也就是说特别大的时间上的梯度，以便识别出燃料喷射系统130的故障。图2中通过直线部段表示的边界S1、S2示例性地定义了用于输出信号Sprail的时间上的梯度的可能范围。如果输出信号Sprail的梯度位于由边界S1、S2定义的范围内，且如果随后输出信号Sprail在可预定的观察时段Tb中为最大可能值Smax，则有利地推断出蓄压器13中存在不期望的高燃料压力或者燃料喷射系统130（图1）中出现故障。

根据另一种有利的实施方案，当识别出蓄压器13中存在不期望的高燃料压力和/或燃料喷射系统130中出现故障时，可以采取至少一个减小蓄压器13中的燃料压力prail的对应措施。在此，例如可以去激活高压泵14a（图1），该高压泵向蓄压器13加载处于高压下的燃料。对于常见的共轨系统来说，其中在燃料高压泵14a和共轨13之间设置了固定的机械耦合，可选地也可以触发对燃料输入蓄压器13中产生影响的计量单元14b，以便应对压力升高。

作为另一种对应措施，可以操纵燃料喷射系统130的压力调节阀14c，以便能以受控的方式使燃料从蓄压器13离开。

在根据本发明方法的另一种特别有利的实施方案中，为了提高评估的精确度，可以通过下述方式核查（plausibilisieren）压力传感器14的输出信号Sprail：考虑燃料喷射系统130的至少另一个运行参量，例如这种参量，即该参量在计量单元14b或压力调节阀14c的电诊断中获得。

根据本发明的原理的使用有利地实现了：蓄压器13中燃料压力的提早限制。例如，可以在计量单元14b故障时几乎无延迟地、即在时间Tb（图2）之后激活蓄压器13的压力调节阀14c。可选地或补充地，也可以去激活电动燃料泵，该电动燃料泵通过计量单元14b以本身已知的方式向高压泵14a供给燃料。类似于此，在压力调节阀14c故障时，可以几乎无延迟地关闭或去激活高压泵14a的计量单元14b。

可选地或补充地，可以使得包含燃料喷射系统130的内燃机1去激活。必要时也可以在识别出燃料喷射系统130的故障后禁止内燃机1重新起动。

Claims (10)

1.用于运行燃料喷射系统（130）的方法，所述燃料喷射系统特别是用于机动车的内燃机（1），其中评估配属于蓄压器（13）的压力传感器（14）的、表征所述蓄压器（13）中燃料压力（prail）的输出信号（Sprail），其特征在于，当所述输出信号（Sprail）在至少一个能预定的观察时段（Tb）内呈现为最大可能值（Smax）时，则推断出：所述蓄压器（13）中存在不期望的高燃料压力和/或所述燃料喷射系统（130）中出现故障。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述压力传感器（14）发出电输出信号（Sprail）、特别是输出电压。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，如果所述燃料压力（prail）超过能预定的极限值，则所述压力传感器（14）将所述输出信号（Sprail）限制为最大可能值（Smax）。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在达到用于所述输出信号（Sprail）的所述最大可能值（Smax）之前，只有当所述输出信号（Sprail）的时间上的变化已经超出能预定的最大值时，才推断出所述蓄压器（13）中存在不期望的高燃料压力和/或所述燃料喷射系统（130）中出现故障。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，当识别出所述蓄压器（13）中存在不期望的高压和/或所述燃料喷射系统（130）中出现故障时，采取降低所述蓄压器（13）中的压力（prail）的至少一种对应措施。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述对应措施包括使得为所述蓄压器（13）供给处于压力之下的燃料的输入单元（14a、14b）去激活。

7.根据权利要求5或6所述的方法，其中，所述对应措施包括激活压力调节阀（14c），以便能够使燃料从所述蓄压器（13）排出。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，通过下述方式来核查所述输出信号（Sprail）：考虑所述燃料喷射系统（130）的至少另一个运行参量。

9.用于运行燃料喷射系统（130）的装置（15），所述燃料喷射系统特别是用于机动车的内燃机（1），其中所述装置（15）设计用于，评估配属于蓄压器（13）的压力传感器（14）的、表征所述蓄压器（13）中燃料压力（prail）的输出信号（Sprail），其特征在于，所述装置（15）设计用于，当所述输出信号（Sprail）在至少一个能预定的观察时段（Tb）内呈现为最大可能值（Smax）时，则推断出：所述蓄压器（13）中存在不期望的高燃料压力和/或所述燃料喷射系统（130）中出现故障。

10.根据权利要求9所述的装置（15），其特征在于，所述装置（15）设计用于执行根据权利要求2至8中任一项所述的方法。

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