DE10036772C2 - Verfahren zum Betreiben eines Kraftstoffzumesssystems einer direkteinspritzenden Brennkraftmaschine - Google Patents

Verfahren zum Betreiben eines Kraftstoffzumesssystems einer direkteinspritzenden Brennkraftmaschine

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Description

Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftstoffzumesssystems einer direkteinspritzenden Brennkraftmaschine. Dabei wird Kraftstoff aus einem Kraftstoffvorratsbehälter in einen Niederdruckbereich des Kraftstoffzumesssystems gefördert. Von mindestens einer bedarfsgesteuerten Hochdruckpumpe wird Kraftstoff aus dem Niederdruckbereich in einen Hochdruckspeicher gefördert. Ein in dem Hochdruckspeicher herrschender Einspritzdruck wird durch Variation der Förderrate der oder jeder Hochdruckpumpe geregelt. Schließlich wird Kraftstoff aus dem Hochdruckspeicher in Brennräume der Brennkraftmaschine eingespritzt.
Die Erfindung betrifft außerdem ein Kraftstoffzumesssystem einer direkteinspritzenden Brennkraftmaschine. Das Kraftstoffzumesssystem weist einen Kraftstoffvorratsbehälter und mindestens eine Vorförderpumpe auf. Die mindestens eine Vorförderpumpe dient zum Fördern von Kraftstoff aus dem Kraftstoffvorratsbehälter in einen Niederdruckbereich des Kraftstoffzumesssystems. Das Kraftstoffzumesssystem weist außerdem mindestens eine bedarfsgesteuerte Hochdruckpumpe auf, die Kraftstoff aus dem Niederdruckbereich in einen Hochdruckspeicher fördert. Des Weiteren weist das Kraftstoffzumesssystem ein Steuergerät auf, das einen in dem Hochdruckspeicher herrschenden Einspritzdruck durch Variation der Förderrate der oder jeder Hochdruckpumpe regelt. Schließlich weist das Kraftstoffzumesssystem Kraftstoffeinspritzventile auf, über die Kraftstoff aus dem Hochdruckspeicher in Brennräume der Brennkraftmaschine eingespritzt wird.
Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung eine direkteinspritzende Brennkraftmaschine mit einem Kraftstoffzumesssystem der oben beschriebenen Art.
Die Erfindung betrifft schließlich auch ein Steuergerät für eine direkteinspritzende Brennkraftmaschine der oben beschriebenen Art.
Stand der Technik
Direkteinspritzende Brennkraftmaschinen der eingangs genannten Art mit eingangs erwähnten Kraftstoffzumesssystemen sind aus dem Stand der Technik bspw. in Form von Brennkraftmaschinen mit Benzin-Direkteinspritzung (BDE) bekannt. Ein solches Kraftstoffzumesssystem weist eine üblicherweise als Elektrokraftstoffpumpe ausgebildete Vorförderpumpe auf, die Kraftstoff aus einem Kraftstoffvorratsbehälter in einen Niederdruckbereich des Kraftstoffzumesssystems fördert. Mindestens eine Hochdruckpumpe des Kraftstoffzumesssystems fördert Kraftstoff aus dem Niederdruckbereich mit Hochdruck in einen Hochdruckspeicher. Der Hochdruckspeicher ist bspw. als eine Verteilerleiste eines Common-Rail (CR)- Kraftstoffzumesssystems ausgebildet. Von dem Hochdruckspeicher münden Einspritzventile ab, über die Kraftstoff aus dem Hochdruckspeicher in Brennräume der Brennkraftmaschine eingespritzt werden kann. Die Einspritzventile werden von einem Steuergerät der Brennkraftmaschine angesteuert. Das Steuergerät hat des Weiteren die Aufgabe einen in dem Hochdruckspeicher herrschenden Einspritzdruck durch Variation der Förderraten der Hochdruckpumpen zu regeln. Die Regelung des Einspritzdrucks erfolgt bspw. über einen geschlossenen Regelkreis mit Vorsteuerung. Eine Erhöhung des Einspritzdrucks kann durch geeignetes Ansteuern der Hochdruckpumpen, also durch Erhöhung der Kraftstoffzufuhr in den Hochdruckspeicher, erzielt werden. Eine Reduzierung des Einspritzdrucks kann durch geeignetes Ansteuern eines aus dem Hochdruckspeicher abzweigenden Steuerventils, also durch Erhöhung des Kraftstoffablaufs aus dem Hochdruckspeicher, oder durch Reduktion der Förderleistung der Hochdruckpumpen erzielt werden. Das Steuerventil ist bspw. als ein Mengensteuerventil (bei 1-Zylinder-Kolben-Hochdruckpumpen) oder als ein Drucksteuerventil (bei 3-Zylinder-Radialkolben- Hochdruckpumpen) ausgebildet. Eine derartige direkteinspritzende Brennkraftmaschine mit einem beschriebenen Kraftstoffzumesssystem mit zwei Hochdruckpumpen ist bspw. aus der DE 100 23 033 bekannt, auf die ausdrücklich Bezug genommen wird.
Bei aus dem Stand der Technik bekannten Brennkraftmaschinen beschränkt sich die Diagnose allgemein auf Fehler in dem Kraftstoffzumesssystem. Sobald die Vorsteuerung des Einspritzdrucks durch die Druckregelung über einen bestimmten Grenzwert hinaus korrigiert werden muss, wird ein Fehler des Kraftstoffzumesssystems diagnostiziert. Falls keine Vorsteuerung in der Regelung des Einspritzdrucks vorgesehen ist, kann nicht einmal ein allgemeiner Fehler in dem Kraftstoffzumesssystem erkannt werden, es sei denn der Druckregler läuft gegen seine Anschläge und der Solldruck wird nicht erreicht. Eine Diagnosefunktion, die gezielt Fehler in den Hochdruckpumpen des Kraftstoffzumesssystems, insbesondere einen Abfall der Förderleistung oder einen Ausfall einer Hochdruckpumpe, diagnostiziert ist nicht bekannt.
Aus der US 6,076,504 ist ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftstoffzumesssystems einer direkteinspritzenden Brennkraftmaschine bekannt. Das aus dieser Druckschrift bekannte Kraftstoffzumesssystem weist jedoch lediglich eine Hochdruckpumpe mit zwei Pumpenelementen auf. Insofern geht dieser Stand der Technik nicht über die oben beschriebene 3- Zylinder-Radialkolben-Hochdruckpumpe mit drei Pumpenelementen hinaus. Das in dieser Druckschrift beschriebene Verfahren dient zur Diagnose eines in dem Hochdruckspeicher angeordneten Drucksensors und der Pumpensteuerventile. Von einer Diagnose eines Defekts eines Hochdruckpumpe des Kraftstoffzumesssystems ist in dieser Druckschrift nicht die Rede.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, bei Kraftstoffzumesssystemen mit mindestens zwei Hochdruckpumpen eine Möglichkeit zu schaffen, auf einfache Weise sicher und zuverlässig eine Diagnose der Hochdruckpumpen durchführen zu können.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ausgehend von dem Verfahren der eingangs genannten Art vor, dass
  • - der Kraftstoff aus dem Niederdruckbereich von mindestens zwei Hochdruckpumpen in den Hochdruckspeicher gefördert wird und für jede der Hochdruckpumpen als die Förderkennlinie der Hochdruckpumpe charakterisierende Größe
  • - eine Förderrate der Hochdruckpumpe oder
  • - ein im Anschluss an eine Förderung der Hochdruckpumpe in dem Hochdruckspeicher herrschender Einspritzdruck beobachtet wird oder
  • - falls Förderraten der Hochdruckpumpen mittels Korrekturfaktoren, mit denen Ansteuersignale für Steuerventile der Hochdruckpumpen multipliziert werden, oder mittels Korrekturwerten, mit denen die Ansteuersignale beaufschlagt werden, adaptiert werden, die Korrekturfaktoren oder die Korrekturwerte beobachtet werden;
  • - die charakterisierenden Größen zur Diagnose eines Defekts einer Hochdruckpumpe herangezogen werden; und
  • - ein Defekt einer Hochdruckpumpe diagnostiziert wird, falls die charakterisierende Größe oder eine aus dieser abgeleitete Größe für diese Hochdruckpumpe über mindestens einen vorgebbaren Grenzwert hinaus von einer charakterisierenden Größe für mindestens eine andere Hochdruckpumpe abweicht.
Vorteile der Erfindung
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann nun gezielt ein Defekt einer Hochdruckpumpe des Kraftstoffzumesssystems diagnostiziert werden. Die Diagnose kann nicht nur einen Totalausfall einer Hochdruckpumpe erkennen, sondern bspw. durch den Einsatz mehrerer vorgebbarer Grenzwerte auch Abfälle in der Förderleistung detektieren. Die Diagnosefunktion liefert als Ergebnis, welche Hochdruckpumpe defekt ist und wieviel Prozent an Förderleistung sie verloren hat. An Hand des Ergebnisses der Diagnosefunktion kann in der Werkstatt gezielt die defekte Hochdruckpumpe untersucht und ggf. ausgetauscht werden. Da die Diagnosefunktion bereits Abfälle in der Förderleistung erkennt, bevor es zu einem Totalausfall der Hochdruckpumpe kommt, kann der Austausch der Hochdruckpumpe frühzeitig erfolgen, so dass Folgeschäden des Kraftstoffzumesssystems oder der Brennkraftmaschine vermieden werden.
Die Förderkennlinie der Hochdruckpumpe ist die Funktion der Förderrate der Hochdruckpumpe in Abhängigkeit von einem Ansteuersignal, mit dem die Förderrate variiert werden kann. Bei einer defekten Hochdruckpumpe ändert sich der Verlauf der Förderkennlinie oder verschiebt sich die Kennlinie, so dass trotz eines Ansteuersignals, das einer niedrigen Förderrate entsprechen sollte, eine relativ große Kraftstoffmenge gefördert wird oder trotz eines Ansteuersignals, das einer hohen Förderrate entsprechen sollte, nur eine relativ geringere Kraftstoffmenge gefördert wird. Wenn der Verlauf der Förderkennlinie einer Hochdruckpumpe entweder von seinem ursprünglichen Verlauf oder von dem Verlauf der Förderkennlinie einer anderen Hochdruckpumpe über einen vorgebbaren Grenzwert hinaus abweicht, wird auf einen Defekt der Hochdruckpumpe geschlossen. Es ist denkbar, mehrere Grenzwerte vorzusehen, die einen Förderverlust der Hochdruckpumpe über mehrere Stationen dokumentieren und somit eine vorsorgliche Reparatur ermöglichen.
Vorzugsweise wird die Förderrate einer Hochdruckpumpe als die die Förderkennlinie charakterisierende Größe beobachtet. Aus einer Abweichung der Förderrate einer Hochdruckpumpe über mindestens einen vorgebbaren Grenzwert hinaus auf einen Defekt der Hochdruckpumpe geschlossen werden. Diese Weiterbildung ist insbesondere für solche Kraftstoffzumesssysteme gedacht, die keine Adaption der Förderraten der Hochdruckpumpen aufweisen. Ohne Adaption der Förderraten werden sämtliche Hochdruckpumpen des Kraftstoffzumesssystems mit dem gleichen Ansteuersignal - je nach Nockenlage eines Pumpennockens winkelversetzt zueinander - angesteuert. Die Förderrate einer Hochdruckpumpe, d. h. die von der Hochdruckpumpe pro Zeiteinheit geförderte Kraftstoffmenge, ist eine die Förderkennlinie charakterisierende Größe.
Des weiteren wird vorgeschlagen, dass der im Anschluss an eine Förderung einer der Hochdruckpumpen in dem Hochdruckspeicher herrschende Einspritzdruck als die die Förderkennlinie charakterisierende Größe beobachtet wird. Aus einer Abweichung eines aktuellen Einspritzdrucks über mindestens einen vorgebbaren Grenzwert hinaus kann auf einen Defekt der Hochdruckpumpe geschlossen werden, die zuletzt gefördert hat. Es ist auch denkbar, aus dem in dem Hochdruckspeicher herrschenden Einspritzdruck die Förderrate der Hochdruckpumpe zu ermitteln, die zuletzt gefördert hat. Zwischen dem in dem Hochdruckspeicher herrschenden Einspritzdruck und den Förderraten der Hochdruckpumpen besteht ein bekannter Zusammenhang, so dass - zumindest während des stationären Betriebs der Druckregelung - die Förderraten der Hochdruckpumpen auf einfache Weise aus dem Einspritzdruck ermittelt werden können.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, dass für jede der Hochdruckpumpen fortlaufend ein Mittelwert der die Förderrate der Hochdruckpumpe charakterisierenden Größe gebildet wird. Aus einer Abweichung eines aktuell ermittelten Einspritzdrucks von dem gemittelten Einspritzdruck über mindestens einen vorgebbaren Grenzwert hinaus kann auf einen Defekt der Hochdruckpumpe geschlossen werden, die zuletzt gefördert hat. Die Mittelwertbildung erfolgt bspw. nach der Gleichung
Dabei ergibt sich der Mittelwert des aktuellen Durchlaufs i aus dem Produkt des Mittelwerts des vorangegangenen Durchlaufs pi-1 und der Anzahl an Durchläufen bis zu dem vorangegangenen Durchlauf i - 1, summiert mit dem in dem aktuellen Durchlauf i ermittelten Einspritzdruck pi und die Summe dividiert durch die Anzahl an Durchläufen bis zu dem aktuellen Durchlauf i.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird für jede der Hochdruckpumpen die gemittelte charakterisierende Größe auf den größten Mittelwert aller Hochdruckpumpen normiert. Aus einer Abweichung eines für eine Hochdruckpumpe aktuell ermittelten Einspritzdrucks von dem normierten Einspritzdruck über mindestens einen vorgebbaren Grenzwert hinaus kann auf einen Defekt der Hochdruckpumpe geschlossen werden, die zuletzt gefördert hat. Durch die Mittelwertbildung wird erreicht, dass aus relativ langsamen, langfristigen Änderungen des Einspritzdrucks nicht fälschlicherweise auf einen Defekt einer der Hochdruckpumpen geschlossen wird.
Für Verfahren der eingangs genannten Art, bei denen die Förderraten der Hochdruckpumpen mittels Korrekturfaktoren oder mittels Korrekturwerten adaptiert werden, wird vorgeschlagen, dass die Korrekturfaktoren oder die Korrekturwerte als die die Förderkennlinie charakterisierende Größe beobachtet werden. Aus einer Abweichung der Korrekturfaktoren oder der Korrekturwerte einer der Hochdruckpumpen über mindestens einen vorgebbaren Grenzwert hinaus kann auf einen Defekt der Hochdruckpumpe geschlossen werden. Im Rahmen der Adaption der Förderraten der Hochdruckpumpen werden die Ansteuersignale der Hochdruckpumpen mit den Korrekturfaktoren multipliziert oder mit den Korrekturwerten beaufschlagt, d. h. die Korrekturwerte werden zu den Ansteuersignalen addiert bzw. von diesen subtrahiert. Um Druckschwankungen in dem Hochdruckspeicher auf Grund von unterschiedlichen Förderkennlinien der Hochdruckpumpen zu vermeiden, werden bei der Adaption der Förderraten die Ansteuersignale der Hochdruckpumpen derart korrigiert, dass die Förderraten sämtlicher Hochdruckpumpen denselben Wert aufweisen. Die Förderraten der Hochdruckpumpen können bei einer Adaption der Förderraten also keinen Hinweis auf einen Defekt der Hochdruckpumpen geben, da Förderverluste einer Hochdruckpumpe - zumindest innerhalb eines gewissen Rahmens - kompensiert werden. Aus diesem Grund werden bei Kraftstoffzumesssystemen, die eine Adaption der Förderraten der Hochdruckpumpen aufweisen, die Korrekturfaktoren oder die Korrekturwerte der Adaption beobachtet und zur Fehlerdiagnose herangezogen.
Vorzugsweise wird für jede der Hochdruckpumpen fortlaufend ein Mittelwert der Korrekturfaktoren oder der Korrekturwerte gebildet. Aus einer Abweichung des im Rahmen der Adaption für eine Hochdruckpumpe aktuell berechneten Korrekturfaktors oder Korrekturwertes von dem gemittelten Korrekturfaktor oder dem gemittelten Korrekturwert über mindestens einen vorgebbaren Grenzwert hinaus kann auf einen Defekt der Hochdruckpumpe geschlossen werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Mittelwertbildung synchron mit der Drehzahl der Brennkraftmaschine ausgeführt wird.
Vorteilhafterweise werden für jede der Hochdruckpumpen die gemittelten Korrekturfaktoren oder die gemittelten Korrekturwerte auf den größten Mittelwert aller Hochdruckpumpen normiert. Aus einer Abweichung des im Rahmen der Adaption für eine Hochdruckpumpe aktuell berechneten normierten Korrekturfaktors oder normierten Korrekturwertes von dem normierten und gemittelten Korrekturfaktor oder dem normierten und gemittelten Korrekturwert über mindestens einen vorgebbaren Grenzwert hinaus kann auf einen Defekt der Hochdruckpumpe geschlossen werden.
Vorzugsweise werden die die Förderkennlinien der einzelnen Hochdruckpumpen charakterisierenden Größen nur bei stationärem Solldruck der Regelung des Einspritzdrucks beobachtet. Alternativ wird vorgeschlagen, dass der Solldruck der Regelung des Einspritzdrucks bei der Diagnose der Hochdruckpumpen berücksichtigt wird. Werden bspw. die Beträge der Differenzen zwischen Einspritzdruck-Mittelwerten der einzelnen Hochdruckpumpen und dem Solldruck aufeinander bezogen, kann die Fehlerdiagnose auch bei sich änderndem Solldruck durchgeführt werden.
Vorteilhafterweise werden die die Förderkennlinien der einzelnen Hochdruckpumpen charakterisierenden Größen nur bei einer innerhalb vorgebbarer Grenzen gleichbleibender in die Brennräume einzuspritzender Kraftstoffmenge beobachtet. Alternativ wird vorgeschlagen, dass die in die Brennräume einzuspritzende Kraftstoffmenge bei der Diagnose der Hochdruckpumpen berücksichtigt wird. Die einzuspritzende Kraftstoffmenge ist dem Steuergerät bekannt und kann ohne weiteres bei der Fehlerdiagnose mit eingerechnet werden.
Als eine weitere Lösung der Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird ausgehend von dem Kraftstoffzumesssystem der eingangs genannten Art vorgeschlagen, dass das Kraftstoffzumesssystem
  • - mindestens zwei Hochdruckpumpen und Mittel zum Beobachten von die Förderkennlinie einer jeden der Hochdruckpumpen charakterisierenden Größen, nämlich
  • - eine Förderrate der Hochdruckpumpe oder
  • - ein im Anschluss an eine Förderung der Hochdruckpumpe in dem Hochdruckspeicher herrschender Einspritzdruck oder
  • - falls Förderraten der Hochdruckpumpen mittels Korrekturfaktoren, mit denen Ansteuersignale für Steuerventile der Hochdruckpumpen multipliziert werden, oder mittels Korrekturwerten, mit denen die Ansteuersignale beaufschlagt werden, adaptiert werden, die Korrekturfaktoren oder die Korrekturwerte; und
  • - Mittel zur Diagnose eines Defekts einer Hochdruckpumpe anhand der charakterisierenden Größen aufweist, wobei
  • - die Mittel zur Diagnose einen Defekt einer Hochdruckpumpe diagnostizieren, falls die charakterisierende Größe oder eine aus dieser abgeleitete Größe für diese Hochdruckpumpe über mindestens einen vorgebbaren Grenzwert hinaus von charakterisierenden Größen für mindestens eine andere Hochdruckpumpe abweicht.
Ausgehend von der direkteinspritzenden Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art wird als noch eine weitere Lösung der Aufgabe der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen, dass das Kraftstoffzumesssystem
  • - mindestens zwei Hochdruckpumpen und Mittel zum Beobachten von die Förderkennlinie einer jeden der Hochdruckpumpen charakterisierenden Größen, nämlich
  • - eine Förderrate der Hochdruckpumpe oder
  • - ein im Anschluss an eine Förderung der Hochdruckpumpe in dem Hochdruckspeicher herrschender Einspritzdruck oder
  • - falls Förderraten der Hochdruckpumpen mittels Korrekturfaktoren, mit denen Ansteuersignale für Steuerventile der Hochdruckpumpen multipliziert werden, oder mittels Korrekturwerten, mit denen die Ansteuersignale beaufschlagt werden, adaptiert werden, die Korrekturfaktoren oder die Korrekturwerte; und
  • - Mittel zur Diagnose eines Defekts einer Hochdruckpumpe anhand der charakterisierenden Größen aufweist, wobei
  • - die Mittel zur Diagnose einen Defekt einer Hochdruckpumpe diagnostizieren, falls die charakterisierende Größe oder eine aus dieser abgeleitete Größe für diese Hochdruckpumpe über mindestens einen vorgebbaren Grenzwert hinaus von charakterisierenden Größen für mindestens eine andere Hochdruckpumpe abweicht.
Schließlich wird als noch eine weitere Lösung der Aufgabe der vorliegenden Erfindung ausgehend von dem Steuergerät der eingangs genannten Art vorgeschlagen, dass das Kraftstoffzumesssystem mindestens zwei Hochdruckpumpen und das Steuergerät
  • - Mittel zum Beobachten von die Förderkennlinie einer jeden der Hochdruckpumpen charakterisierenden Größen, nämlich
  • - eine Förderrate der Hochdruckpumpe oder
  • - ein im Anschluss an eine Förderung der Hochdruckpumpe in dem Hochdruckspeicher herrschender Einspritzdruck oder
  • - falls Förderraten der Hochdruckpumpen mittels Korrekturfaktoren, mit denen Ansteuersignale für Steuerventile der Hochdruckpumpen multipliziert werden, oder mittels Korrekturwerten, mit denen die Ansteuersignale beaufschlagt werden, adaptiert werden, die Korrekturfaktoren oder die Korrekturwerte; und
  • - Mittel zur Diagnose eines Defekts einer Hochdruckpumpe anhand der charakterisierenden Größen aufweist, wobei
  • - die Mittel zur Diagnose einen Defekt einer Hochdruckpumpe diagnostizieren, falls die charakterisierende Größe oder eine aus dieser abgeleitete Größe für diese Hochdruckpumpe über mindestens einen vorgebbaren Grenzwert hinaus von charakterisierenden Größen für mindestens eine andere Hochdruckpumpe abweicht.
Von besonderer Bedeutung ist die Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens in der Form eines Steuerelements, das für ein Steuergerät einer direkteinspritzenden Brennkraftmaschine vorgesehen ist. Dabei ist auf dem Steuerelement ein Programm abgespeichert, das auf einem Rechengerät, insbesondere auf einem Mikroprozessor, ablauffähig und zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist. In diesem Fall wird also die Erfindung durch ein auf dem Steuerelement abgespeichertes Programm realisiert, so dass dieses mit dem Programm versehene Steuerelement in gleicher Weise die Erfindung darstellt, wie das Verfahren, zu dessen Ausführung das Programm geeignet ist. Als Steuerelement kann insbesondere ein elektrisches Speichermedium zur Anwendung kommen, bspw. ein Read-Only- Memory oder Flash-Memory.
Zeichnungen
Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in der Zeichnung dargestellt sind. Dabei bilden alle beschriebenen oder dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen oder deren Rückbeziehung sowie unabhängig von ihrer Formulierung bzw. Darstellung in der Beschreibung bzw. in der Zeichnung. Es zeigen:
Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine;
Fig. 2 den Verlauf eines in einem Hochdruckspeicher der Brennkraftmaschine aus Fig. 1 herrschenden Einspritzdrucks ohne Adaption der Förderraten der Hochdruckpumpen;
Fig. 3 den Verlauf eines in einem Hochdruckspeicher der Brennkraftmaschine aus Fig. 1 herrschenden Einspritzdrucks mit Adaption der Förderraten der Hochdruckpumpen;
Fig. 4 ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform; und
Fig. 5 ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
In Fig. 1 ist eine direkteinspritzende Brennkraftmaschine 1 eines Kraftfahrzeugs dargestellt, bei der ein Kolben 2 in einem Zylinder 3 hin- und her bewegbar ist. Der Zylinder 3 ist mit einem Brennraum 4 versehen, der u. a. durch den Kolben 2, ein Einlassventil 5 und ein Auslassventil 6 begrenzt ist. Mit dem Einlassventil 5 ist ein Ansaugrohr 7 und mit dem Auslassventil 6 ein Abgasrohr 8 gekoppelt.
Im Bereich des Einlassventils 5 und des Auslassventils 6 ragen ein Einspritzventil 9 und eine Zündkerze 10 in den Brennraum 4. Über das Einspritzventil 9 kann Kraftstoff in den Brennraum 4 eingespritzt werden. Mit der Zündkerze 10 kann der Kraftstoff in dem Brennraum 4 entzündet werden.
Der Kolben 2 wird durch die Verbrennung des Kraftstoff in dem Brennraum 4 in eine Hin- und Herbewegung versetzt, die auf eine nicht dargestellte Kurbelwelle übertragen wird und auf diese ein Drehmoment ausübt.
Die Brennkraftmaschine 1 weist ein Kraftstoffzumesssystem 11 auf, durch das der über das Einspritzventil 9 in den Brennraum 4 einzuspritzende Kraftstoff zugemessen wird. Das Kraftstoffzumesssystem 11 weist einen Kraftstoffvorratsbehälter 12 auf, aus dem von einer als Elektrokraftstoffpumpe ausgebildeten Vorförderpumpe 13 Kraftstoff in einen Niederdruckbereich ND des Kraftstoffzumesssystems 11 gefördert wird. Zwei Hochdruckpumpen 14, 15 fördern Kraftstoff aus dem Niederdruckbereich ND in einen Hochdruckspeicher 16. Die Hochdruckpumpen 14, 15 sind als 1-Zylinder-Hochdruckpumpen mit jeweils zwei Rückschlagventilen 17 und einem Mengensteuerventil 18 ausgebildet. Durch die Mengensteuerventile 18 kann eine Mengensteuerleitung 19 geöffnet bzw. geschlossen werden. Bei einer geöffneten Mengensteuerleitung 19 wird der angesaugte Kraftstoff wieder in den Niederdruckkreislauf zurückgeschoben, anstatt in den Hochdruckkreislauf gefördert zu werden. Die Mengensteuerventile 18 werden mittels Ansteuersignalen T angesteuert. Alternativ können die Hochdruckpumpen 14, 15 auch als 3-Zylinder-Radialkolbenpumpen mit jeweils einem Drucksteuerventil ausgebildet sein, das mittels des Ansteuersignals T angesteuert wird.
Der Hochdruckspeicher 16 ist als eine Speicherleiste eines Common-Rail(CR)-Kraftstoffzumesssystems ausgebildet. An dem Hochdruckspeicher 16 ist ein Drucksensor 24 angeordnet, der den in dem Hochdruckspeicher 16 herrschenden Einspritzdruck erfasst und ein entsprechendes Ausgangssignal p_r erzeugt. Aus dem Hochdruckspeicher 16 münden mehrere - im vorliegenden Fall vier - Einspritzventile 9, über die Kraftstoff in die Brennräume 4 der Zylinder 3 der Brennkraftmaschine 1 eingespritzt wird. Zum Einspritzen von Kraftstoff werden die Einspritzventile 9 mit einem entsprechenden Ansteuersignal ES angesteuert. Die Zündkerze 10 wird durch ein Ansteuersignal ZW angesteuert.
Um den Druck in dem Niederdruckbereich ND des Kraftstoffzumesssystems 11 auf einem vorgebbaren Wert zu halten, ist in dem Niederdruckbereich ND ein Niederdruckregler 20 angeordnet, über den Kraftstoff aus dem Niederdruckbereich ND zurück in den Kraftstoffvorratsbehälter 12 fließen kann, falls der Druck in dem Niederdruckbereich ND einen vorgebbaren Druckwert übersteigt. Zwischen der Vorförderpumpe 13 und den Hochdruckpumpen 14, 15 ist ein Filter 21 angeordnet.
Ein Steuergerät 22 ist von Eingangssignalen 23 beaufschlagt, die mittels Sensoren gemessene Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine 1 darstellen. Das Steuergerät 22 ist beispielsweise mit einem Luftmassensensor, einem Lambda- Sensor, einem Drehzahlsensor oder dem Drucksensor 24 verbunden. Das Steuergerät 22 erzeugt Ausgangssignale 25, mit denen über Aktoren bzw. Steller das Verhalten der Brennkraftmaschine 1 beeinflusst werden kann. Das Steuergerät 22 ist beispielsweise mit dem Einspritzventil 9 (Ansteuersignal ES), der Zündkerze 10 (Ansteuersignal ZW), den Mengensteuerventilen 18 (Ansteuersignal T) oder einer in dem Ansaugrohr 7 angeordneten Drosselklappe verbunden und erzeugt die zu deren Ansteuerung erforderlichen Signale.
Das Steuergerät 22 ist u. a. dazu vorgesehen, die Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine 1 zu steuern und/oder zu regeln. Das Steuergerät 22 steuert bzw. regelt die von dem Einspritzventil 9 in den Brennraum 4 eingespritzte Kraftstoffmasse insbesondere im Hinblick auf einen geringen Kraftstoffverbrauch und/oder eine geringe Schadstoffemission. Zu diesem Zweck ist das Steuergerät 22 mit einem Mikroprozessor versehen, der in einem Steuerelement, insbesondere einem Read-Only-Memory oder einem Flash-Memory, ein Programm abgespeichert hat, das dazu geeignet ist, die genannte Steuerung bzw. Regelung durchzuführen. In dem Steuerelement ist des Weiteren ein Programm gespeichert, das zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist.
Die Brennkraftmaschine 1 aus Fig. 1 kann in einer Vielzahl von Betriebsarten betrieben werden. So ist es beispielsweise möglich, die Brennkraftmaschine in einem Homogenbetrieb, einem Schichtbetrieb oder einem homogenen Magerbetrieb zu betreiben. Zwischen den genannten Betriebsarten der Brennkraftmaschine 1 kann umgeschaltet werden. Derartige Umschaltungen werden von dem Steuergerät 22 durchgeführt.
Das in Fig. 1 dargestellte Kraftstoffzumesssystem 11 zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass es nur einen Kraftstoffkreislauf zum Zumessen von Kraftstoff in sämtliche Brennräume 4 der Brennkraftmaschine 1 aufweist. In diesem einen Kraftstoffkreislauf sind beide Hochdruckpumpen 14, 15 angeordnet. Beide Hochdruckpumpen 14, 15 werden über einen gemeinsamen Druckregelkreis unabhängig voneinander durch das Steuergerät 22 angesteuert. Ein Anstieg des Einspritzdrucks p_r ergibt sich durch eine Förderung von Kraftstoff der Hochdruckpumpen 14, 15 in den Hochdruckspeicher 16. Ein Druckabfall ist nach der Einspritzung von Kraftstoff in den Brennraum 4 zu verzeichnen. Eine derartige direkteinspritzende Brennkraftmaschine 1 ist beispielsweise aus der DE 100 23 033 bekannt, auf die ausdrücklich Bezug genommen wird.
Die in dem Steuergerät 22 implementierte Regelung des Einspritzdrucks p_r erzeugt während des Betriebs der Brennkraftmaschine 1 zunächst ein - bis auf einen zeitlichen Versatz zueinander - identisches Ansteuersignal T' für die beiden Hochdruckpumpen 14, 15. Beide Hochdruckpumpen 14, 15 werden also mit der gleichen Ansteuerzeit T angesteuert. In der Praxis ist es jedoch häufig der Fall, dass die beiden Hochdruckpumpen 14, 15 unterschiedliche Förderkennlinien aufweisen. Die unterschiedlichen Förderkennlinien sind beispielsweise durch Fertigungstoleranzen, Verschleiß oder Temperaturschwankungen verursacht. Wenn die Hochdruckpumpen 14, 15 mit unterschiedlichen Förderkennlinien mit dem gleichen Ansteuersignal T angesteuert werden, führt das dazu, dass das Druckniveau in dem Hochdruckspeicher nach der Förderung der stärkeren Hochdruckpumpe 14 höher ist als nach der Förderung der schwächeren Hochdruckpumpe 15. Aufgrund der Schwankungen des Druckniveaus werden unterschiedliche Kraftstoffmengen in die Brennräume 4 eingespritzt und zudem kann die Regelung des Einspritzdrucks p_r zu Schwingungen angeregt werden.
In Fig. 2 ist der Verlauf des Einspritzdrucks p_r über der Zeit t eines Kraftstoffzumesssystems 11 ohne Adaption der Förderraten q dargestellt, dessen Hochdruckpumpen 14, 15 unterschiedliche Förderkennlinien aufweisen. Es ist deutlich zu erkennen, dass in dem Hochdruckspeicher 16 nach der Förderung der Hochdruckpumpe 14 ein höheres Druckniveau als nach der Förderung der Hochdruckpumpe 15 herrscht. Diese Schwankungen des Druckniveaus sind in Fig. 2 durch eine mit 26 bezeichnete gestrichelte Linie veranschaulicht.
In Fig. 3 ist der zeitliche Verlauf des Einspritzdrucks p_r eines Kraftstoffzumesssystems 11 mit Adaption der Förderraten q dargestellt. Es ist deutlich zu erkennen, dass sich im Anschluss an die Förderung der Hochdruckpumpen 14, 15 jeweils das gleiche Druckniveau in dem Hochdruckspeicher 16 einstellt. Dadurch wird sichergestellt, dass stets die gleiche Kraftstoffmenge in dem Brennraum 4 eingespritzt wird. Außerdem wird die Druckregelung nicht zu Schwingungen angeregt.
Die vorliegende Erfindung schlägt ein in Fig. 4 dargestelltes Verfahren zur Diagnose des Kraftstoffzumesssystems 11 vor, bei dem ein Defekt einer Hochdruckpumpe 14, 15 gezielt diagnostiziert werden kann. Das erfindungsgemäße Verfahren beginnt bei Funktionsblock 30. Für jede der Hochdruckpumpen 14, 15 wird in Funktionsblock 31 eine die Förderkennlinie der Hochdruckpumpe charakterisierende Größe beobachtet. Aus einer Abweichung der beobachteten Größe oder einer aus ihr abgeleiteten Größe für eine der Hochdruckpumpen über mindestens einen vorgebbaren Grenzwert hinaus kann auf einen Defekt der Hochdruckpumpe geschlossen werden. Die Abweichung kann sich auf zuvor beobachtete Größen derselben Hochdruckpumpe oder auf die Größen anderer Hochdruckpumpen beziehen.
Als die Förderkennlinie charakterisierende Größe wird bei einem Kraftstoffzumesssystem 11 ohne Adaption der Förderraten q der Hochdruckpumpen 14, 15 (vgl. Fig. 2) bspw. der im Anschluss an eine Förderung einer der Hochdruckpumpen 14, 15 in dem Hochdruckspeicher 16 herrschende Einspritzdruck p_r1, p_r2 aufgenommen und analysiert. Alternativ können auch die Förderraten der einzelnen Hochdruckpumpen 14, 15 aufgenommen und analysiert werden.
In Funktionsblock 32 wird dann für jede der Hochdruckpumpen 14, 15 fortlaufend ein Mittelwert p_r1_m, p_r2_m der ermittelten Einspritzdrücke p_r1, p_r2 gebildet. Die Mittelwertbildung erfolgt bspw. nach der Gleichung
Dabei ergibt sich der Mittelwert des aktuellen Durchlaufs i aus dem Produkt des Mittelwerts des vorangegangenen Durchlaufs pi-1 und der Anzahl an Durchläufen bis zu dem vorangegangenen Durchlauf i - 1, summiert mit dem in dem aktuellen Durchlauf i ermittelten Einspritzdruck pi und die Summe dividiert durch die Anzahl an Durchläufen bis zu dem aktuellen Durchlauf i. Die Mittelwertbildung erfolgt vorzugsweise synchron zu der Drehzahl der Brennkraftmaschine 1.
In Funktionsblock 33 wird für jede der Hochdruckpumpen 14, 15 der gemittelte Einspritzdruck p_r1_m, p_r2_m auf den größten Mittelwert p_r1_m aller Hochdruckpumpen 14, 15 normiert. Damit ergeben sich relative Förderraten q_1, q_2 für die einzelnen Hochdruckpumpen.
In Funktionsblock 34 wird überprüft, ob ein stationärer Solldruck p_r_soll der Regelung des Einspritzdrucks p_r in dem Hochdruckspeicher 16 vorliegt. Die die Förderkennlinien der einzelnen Hochdruckpumpen 14, 15 charakterisierenden Größen sollen nämlich nur bei einem stationären Solldruck p_r_soll beobachtet werden, um Auswirkungen des Solldrucks p_r_soll auf die Diagnosefunktion und damit falsche Fehlerdiagnosen zu vermeiden.
Alternativ kann der Solldruck p_r_soll der Regelung des Einspritzdrucks p_r bei der Diagnose der Hochdruckpumpen 14, 15 berücksichtigt werden. Werden bspw. die Beträge der Differenzen zwischen Einspritzdruck-Mittelwerten p_r1_m, p_r2_m der einzelnen Hochdruckpumpen 14, 15 und dem Solldruck p_r_soll aufeinander bezogen, kann die Fehlerdiagnose ohne Beeinträchtigung auch bei sich änderndem Solldruck p_r_soll durchgeführt werden.
In Funktionsblock 35 wird überprüft, ob eine innerhalb vorgebbarer Grenzen gleichbleibende Kraftstoffmenge in die Brennräume 4 eingespritzt wird. Die die Förderkennlinien der einzelnen Hochdruckpumpen 14, 15 charakterisierenden Größen sollen nämlich nur bei einer gleichbleibenden Kraftstoffeinspritzmenge beobachtet werden, um eine Beeinträchtigung der Fehlerdiagnose zu vermeiden.
Alternativ kann die in die Brennräume 4 einzuspritzende Kraftstoffmenge bei der Diagnose der Hochdruckpumpen 14, 15 berücksichtigt werden. Die einzuspritzende Kraftstoffmenge ist dem Steuergerät 22 bekannt und kann ohne weiteres bei der Fehlerdiagnose mit eingerechnet werden.
Schließlich werden die Förderraten q_1, q_2 zu Diagnosezwecken in Abfrageblock 36 herangezogen, wo überprüft wird, ob die relativen Förderraten g_1, q_2 innerhalb bestimmter Bereiche liegen. Die Bereiche sind durch vorgebbare Grenzwerte begrenzt. Falls die Förderraten q_1, q_2 außerhalb der Bereiche liegen, d. h. die Grenzwerte über- bzw. unterschreiten, wird die Hochdruckpumpe 14, 15, der die überprüfte Förderrate q_1, q_2 zugeordnet ist, als defekt diagnostiziert (Funktionsblock 37). Die Blöcke 32 bis 36 umfassen die Analyse der die Förderkennlinie charakterisierenden Größe - im vorliegenden Fall des Einspritzdrucks p_r.
Die charakterisierende Größe kann außer auf die hier beschriebene Weise noch auf eine Vielzahl anderer Arten analysiert werden. So ist es bspw. denkbar, aus einer Abweichung eines für eine Hochdruckpumpe 14, 15 aktuell ermittelten Einspritzdrucks p_r1, p_r2 von dem normierten Einspritzdruck über mindestens einen vorgebbaren Grenzwert hinaus auf einen Defekt der Hochdruckpumpe 14, 15 zu schließen, die zuletzt gefördert hat.
Zum Abschluss des erfindungsgemäßen Verfahrens wird in einem Abfrageblock 38 überprüft, ob die Brennkraftmaschine 1 weiter in Betrieb ist. Falls ja, wird wieder zum Beginn des Verfahrens bei Funktionsblock 30 verzweigt. Falls nein, wird das Verfahren in Funktionsblock 39 beendet.
Eine in Fig. 5 dargestellte zweite bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird bei Kraftstoffsystemen 11 eingesetzt, die eine Adaption der Förderraten g_1, q_2 der Hochdruckpumpen 14, 15 auf den gleichen Wert aufweisen. Um Druckschwankungen in dem Hochdruckspeicher 16 auf Grund von unterschiedlichen Förderkennlinien der Hochdruckpumpen 14, 15 zu vermeiden, werden bei der Adaption der Förderraten q_1, q_2 Ansteuersignale T' der Hochdruckpumpen 14, 15 derart korrigiert, dass die Förderraten q_1, q_2 sämtlicher Hochdruckpumpen 14, 15 den gleichen Wert aufweisen. Die Förderraten q_1, q_2 der Hochdruckpumpen 14, 15 können bei einer Adaption der Förderraten q_1, q_2 also keinen Hinweis auf einen Defekt der Hochdruckpumpen 14, 15 geben, da Förderverluste einer Hochdruckpumpe 14, 15 - zumindest innerhalb eines gewissen Rahmens - kompensiert werden.
Statt der Einspritzdrücke p_r werden bei diesem Verfahren in dem Funktionsblock 31 die im Rahmen der Adaption ermittelten Korrekturfaktoren k_1, k_2 zu Diagnosezwecken herangezogen. Diese Korrekturfaktoren k_1, k_2 charakterisieren die Förderkennlinien der Hochdruckpumpen 14, 15. Anders als bei dem Verfahren aus Fig. 4 (vgl. Funktionsblöcke 32 und 33) findet bei dem Verfahren aus Fig. 5 keine Mittelwertbildung und Normierung der Korrekturfaktoren k_1, k_2 statt. Statt der Korrekturfaktoren k_1, k_2 können auch im Rahmen der Adaption ermittelte Korrekturwerte zur Diagnose herangezogen werden. Aus einer Abweichung der Korrekturfaktoren k_1, k_2 oder der Korrekturwerte einer der Hochdruckpumpen 14, 15 über mindestens einen vorgebbaren Grenzwert hinaus (vgl. Abfrageblock 36) kann auf einen Defekt der Hochdruckpumpe 14, 15 (Funktionsblock 37) geschlossen werden.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann ein Defekt einer Hochdruckpumpe 14, 15 des Kraftstoffzumesssystems 11 gezielt diagnostiziert werden. Die Diagnose kann nicht nur einen Totalausfall einer Hochdruckpumpe 14, 15 erkennen, sondern bspw. durch den Einsatz mehrerer vorgebbarer Grenzwerte auch Abfälle in der Förderleistung detektieren. Die Diagnosefunktion liefert als Ergebnis, welche Hochdruckpumpe 14, 15 defekt ist und wie viel Prozent an Förderleistung sie verloren hat.

Claims (12)

1. Verfahren zum Betreiben eines Kraftstoffzumesssystems (11) einer direkteinspritzenden Brennkraftmaschine (1), wobei Kraftstoff aus einem Kraftstoffvorratsbehälter (12) in einen Niederdruckbereich (ND) des Kraftstoffzumesssystems (11) gefördert wird, Kraftstoff aus dem Niederdruckbereich (ND) von mindestens einer bedarfsgesteuerten Hochdruckpumpe (14, 15) in einen Hochdruckspeicher (16) gefördert wird, ein in dem Hochdruckspeicher (16) herrschender Einspritzdruck (p_r) durch Variation der Förderrate (q_1, q_2) der oder jeder Hochdruckpumpe (14, 15) geregelt wird und Kraftstoff aus dem Hochdruckspeicher (16) in Brennräume (4) der Brennkraftmaschine (1) eingespritzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass
der Kraftstoff aus dem Niederdruckbereich (ND) von mindestens zwei Hochdruckpumpen (14, 15) in den Hochdruckspeicher (16) gefördert wird und für jede der Hochdruckpumpen (14, 15) als die Förderkennlinie der Hochdruckpumpe (14, 15) charakterisierende Größe
eine Förderrate (q_1, q_2) der Hochdruckpumpe (14, 15) oder
ein im Anschluss an eine Förderung der Hochdruckpumpe (14, 15) in dem Hochdruckspeicher (16) herrschender Einspritzdruck (p_r_1, p_r_2) beobachtet wird oder
falls Förderraten (q_1, q_2) der Hochdruckpumpen (14, 15) mittels Korrekturfaktoren (k_1, k_2), mit denen Ansteuersignale (T) für Steuerventile (18) der Hochdruckpumpen (14, 15) multipliziert werden, oder mittels Korrekturwerten, mit denen die Ansteuersignale (T) beaufschlagt werden, adaptiert werden, die Korrekturfaktoren (k_1, k_2) oder die Korrekturwerte beobachtet werden;
die charakterisierenden Größen zur Diagnose eines Defekts einer Hochdruckpumpe (14, 15) herangezogen werden; und
ein Defekt einer Hochdruckpumpe (14; 15) diagnostiziert wird, falls die charakterisierende Größe oder eine aus dieser abgeleitete Größe für diese Hochdruckpumpe (14; 15) über mindestens einen vorgebbaren Grenzwert hinaus von einer charakterisierenden Größe für mindestens eine andere Hochdruckpumpe (15; 14) abweicht.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für jede der Hochdruckpumpen (14, 15) fortlaufend ein Mittelwert der die Förderrate der Hochdruckpumpe (14, 15) charakterisierenden Größe gebildet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass für jede der Hochdruckpumpen (14, 15) die gemittelte charakterisierende Größe auf den größten Mittelwert aller Hochdruckpumpen (14, 15) normiert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittelwertbildung synchron mit der Drehzahl der Brennkraftmaschine (1) ausgeführt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die die Förderkennlinien der einzelnen Hochdruckpumpen (14, 15) charakterisierenden Größen nur bei stationärem Solldruck der Regelung des Einspritzdrucks (p_r) beobachtet werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Solldruck der Regelung des Einspritzdrucks (p_r) bei der Diagnose der Hochdruckpumpen (14, 15) berücksichtigt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die die Förderkennlinien der einzelnen Hochdruckpumpen (14, 15) charakterisierenden Größen nur bei einer innerhalb vorgebbarer Grenzen gleichbleibender in die Brennräume einzuspritzender Kraftstoffmenge beobachtet werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die in die Brennräume einzuspritzende Kraftstoffmenge bei der Diagnose der Hochdruckpumpen (14, 15) berücksichtigt wird.
9. Kraftstoffzumesssystem (11) einer direkteinspritzenden Brennkraftmaschine (1), mit einem Kraftstoffvorratsbehälter (12), mindestens einer Vorförderpumpe (13) zum Fördern von Kraftstoff aus dem Kraftstoffvorratsbehälter (12) in einen Niederdruckbereich (ND) des Kraftstoffzumesssystems (11), mindestens einer bedarfsgesteuerten Hochdruckpumpe (14, 15) zum Fördern von Kraftstoff aus dem Niederdruckbereich (ND) in einen Hochdruckspeicher (16), einem Steuergerät (22) zur Regelung eines in dem Hochdruckspeicher (16) herrschenden Einspritzdrucks (p_r) durch Variation der Förderraten (q_1, q_2) der oder jeder Hochdruckpumpe (14, 15) und mit Kraftstoffeinspritzventilen (9) zum Einspritzen von Kraftstoff aus dem Hochdruckspeicher (16) in Brennräume (4) der Brennkraftmaschine (1), dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftstoffzumesssystem (11)
mindestens zwei Hochdruckpumpen (14, 15) und Mittel zum Beobachten von die Förderkennlinie einer jeden der Hochdruckpumpen (14, 15) charakterisierenden Größen, nämlich
eine Förderrate (q_1, q_2) der Hochdruckpumpe (14, 15) oder
ein im Anschluss an eine Förderung der Hochdruckpumpe (14, 15) in dem Hochdruckspeicher (16) herrschender Einspritzdruck (p_r_1, p_r_2) oder
falls Förderraten (q_1, q_2) der Hochdruckpumpen (14, 15) mittels Korrekturfaktoren (k_1, k_2), mit denen Ansteuersignale (T) für Steuerventile (18) der Hochdruckpumpen (14, 15) multipliziert werden, oder mittels Korrekturwerten, mit denen die Ansteuersignale (T) beaufschlagt werden, adaptiert werden, die Korrekturfaktoren (k_1, k_2) oder die Korrekturwerte; und
Mittel zur Diagnose eines Defekts einer Hochdruckpumpe (14, 15) anhand der charakterisierenden Größen aufweist, wobei
die Mittel zur Diagnose einen Defekt einer Hochdruckpumpe (14; 15) diagnostizieren, falls die charakterisierende Größe oder eine aus dieser abgeleitete Größe für diese Hochdruckpumpe (14; 15) über mindestens einen vorgebbaren Grenzwert hinaus von charakterisierenden Größen für mindestens eine andere Hochdruckpumpe (15; 14) abweicht.
10. Direkteinspritzende Brennkraftmaschine (1) mit einem Kraftstoffzumesssystem (11), das einen Kraftstoffvorratsbehälter (12), mindestens eine Vorförderpumpe (3) zum Fördern von Kraftstoff aus dem Kraftstoffvorratsbehälter (12) in einen Niederdruckbereich (ND) des Kraftstoffzumesssystems (11), mindestens eine bedarfsgesteuerte Hochdruckpumpe (14, 15) zum Fördern von Kraftstoff aus dem Niederdruckbereich (ND) in einen Hochdruckspeicher (16), ein Steuergerät (22) zur Regelung eines in dem Hochdruckspeicher (16) herrschenden Einspritzdrucks (p_r) durch Variation der Förderrate (q_1, q_2) der oder jeder Hochdruckpumpe (14, 15) und Kraftstoffeinspritzventile (9) zum Einspritzen von Kraftstoff aus dem Hochdruckspeicher (16) in Brennräume (4) der Brennkraftmaschine (1) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftstoffzumesssystem (11)
mindestens zwei Hochdruckpumpen (14, 15) und Mittel zum Beobachten von die Förderkennlinie einer jeden der Hochdruckpumpen (14, 15) charakterisierenden Größen, nämlich
eine Förderrate (q_1, q_2) der Hochdruckpumpe (14, 15) oder
ein im Anschluss an eine Förderung der Hochdruckpumpe (14, 15) in dem Hochdruckspeicher (16) herrschender Einspritzdruck (p_r_1, p_r_2) oder
falls Förderraten (q_1, q_2) der Hochdruckpumpen (14, 15) mittels Korrekturfaktoren (k_1, k_2), mit denen Ansteuersignale (T) für Steuerventile (18) der Hochdruckpumpen (14, 15) multipliziert werden, oder mittels Korrekturwerten, mit denen die Ansteuersignale (T) beaufschlagt werden, adaptiert werden, die Korrekturfaktoren (k_1, k_2) oder die Korrekturwerte; und
Mittel zur Diagnose eines Defekts einer Hochdruckpumpe (14, 15) anhand der charakterisierenden Größen aufweist, wobei
die Mittel zur Diagnose einen Defekt einer Hochdruckpumpe (14; 15) diagnostizieren, falls die charakterisierende Größe oder eine aus dieser abgeleitete Größe für diese Hochdruckpumpe (14; 15) über mindestens einen vorgebbaren Grenzwert hinaus von charakterisierenden Größen für mindestens eine andere Hochdruckpumpe (15; 14) abweicht.
11. Steuergerät (22) für eine direkteinspritzende Brennkraftmaschine (1) mit einem Kraftstoffzumesssystem (11), das einen Kraftstoffvorratsbehälter (12), mindestens eine Vorförderpumpe (3) zum Fördern von Kraftstoff aus dem Kraftstoffvorratsbehälter (12) in einen Niederdruckbereich (ND) des Kraftstoffzumesssystems (11), mindestens eine bedarfsgesteuerte Hochdruckpumpe (14, 15) zum Fördern von Kraftstoff aus dem Niederdruckbereich (ND) in einen Hochdruckspeicher (16), das Steuergerät (22) zur Regelung eines in dem Hochdruckspeicher (16) herrschenden Einspritzdrucks (p_r) durch Variation der Förderrate (q_1, q_2) der oder jeder Hochdruckpumpe (14, 15) und Kraftstoffeinspritzventile (9) zum Einspritzen von Kraftstoff aus dem Hochdruckspeicher (16) in Brennräume (4) der Brennkraftmaschine (1) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftstoffzumesssystem (11) mindestens zwei Hochdruckpumpen (14, 15) und das Steuergerät (22)
Mittel zum Beobachten von die Förderkennlinie einer jeden der Hochdruckpumpen (14, 15) charakterisierenden Größen, nämlich
eine Förderrate (q_1, q_2) der Hochdruckpumpe (14, 15) oder
ein im Anschluss an eine Förderung der Hochdruckpumpe (14, 15) in dem Hochdruckspeicher (16) herrschender Einspritzdruck (p_r_1, p_r_2) oder
falls Förderraten (q_1, q_2) der Hochdruckpumpen (14, 15) mittels Korrekturfaktoren (k_1, k_2), mit denen Ansteuersignale (T) für Steuerventile (18) der Hochdruckpumpen (14, 15) multipliziert werden, oder mittels Korrekturwerten, mit denen die Ansteuersignale (T) beaufschlagt werden, adaptiert werden, die Korrekturfaktoren (k_1, k_2) oder die Korrekturwerte; und
Mittel zur Diagnose eines Defekts einer Hochdruckpumpe (14, 15) anhand der charakterisierenden Größen aufweist, wobei
die Mittel zur Diagnose einen Defekt einer Hochdruckpumpe (14; 15) diagnostizieren, falls die charakterisierende Größe oder eine aus dieser abgeleitete Größe für diese Hochdruckpumpe (14; 15) über mindestens einen vorgebbaren Grenzwert hinaus von charakterisierenden Größen für mindestens eine andere Hochdruckpumpe (15; 14) abweicht.
12. Steuerelement, insbesondere Read-Only-Memory (ROM) oder Flash-Memory, für ein Steuergerät (22) einer direkteinspritzenden Brennkraftmaschine (1), auf dem ein Programm abgespeichert ist, das auf einem Rechengerät, insbesondere auf einem Mikroprozessor, ablauffähig und zur Ausführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 geeignet ist.
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IT2001MI001611A ITMI20011611A1 (it) 2000-07-28 2001-07-26 Procedimento atto all'esercizio di un sistema di dosaggio del carburante di un motore a combustione interna ad iniezione diretta
JP2001228535A JP2002106446A (ja) 2000-07-28 2001-07-27 直接噴射型内燃機関の燃料調量システムの駆動方法、直接噴射型内燃機関用の燃料調量システム、直接噴射型内燃機関、直接噴射型内燃機関用の制御装置、および直接噴射型内燃機関用の制御装置の調整素子

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10341788A1 (de) * 2003-09-10 2005-04-21 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zum Überwachen einer Kraftstoffzuführeinrichtung einer Brennkraftmaschine
DE102011082459A1 (de) * 2011-09-09 2013-03-14 Continental Automotive Gmbh Verfahren zur Analyse des Wirkungsgrades der Hochdruckpumpe eines Kraftstoffeinspritzsystems
DE112018005798B4 (de) 2017-12-13 2024-09-05 Scania Cv Ab Verfahren zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit einzelner Pumpelemente einer Hochdruckpumpe in einem Hochdruckspeicher-Kraftstoffeinspritzsystem

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10215021A1 (de) * 2002-04-05 2003-10-23 Bosch Gmbh Robert Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine
DE102004037963A1 (de) * 2004-08-05 2006-03-16 Robert Bosch Gmbh Prüfverfahren
DE102006021306B3 (de) 2006-05-08 2007-11-29 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Diagnose und Steuervorrichtung zur Steuerung eines Kraftfahrzeuges
EP2063093A1 (de) * 2007-11-26 2009-05-27 Delphi Technologies, Inc. Kraftstoffeinspritzsystem
US8375922B2 (en) * 2009-04-15 2013-02-19 GM Global Technology Operations LLC Control of fuel pump by quantifying performance
EP2336533A3 (de) * 2009-12-19 2014-08-06 DEUTZ Aktiengesellschaft Verfahren zur Erkennung und Bestimmung einer defekten Hochdruckpumpe eines Common-Rail-Systems mittels Sensorsignalen und Steuergerät an einer Brennkraftmaschine
CN102192065A (zh) * 2010-03-18 2011-09-21 上海航新航宇机械技术有限公司 民航飞机燃油增压泵功能检测装置
DE102014220932B4 (de) * 2014-10-15 2020-02-06 Continental Automotive Gmbh Verfahren zum Betreiben eines Kraftstoffversorgungssystems für eine Brennkraftmaschine
CN106762310B (zh) * 2017-03-14 2023-07-25 北京科领动力科技有限公司 可连续调节压力和温度的燃油喷射模拟实验系统

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6076504A (en) * 1998-03-02 2000-06-20 Cummins Engine Company, Inc. Apparatus for diagnosing failures and fault conditions in a fuel system of an internal combustion engine

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6076504A (en) * 1998-03-02 2000-06-20 Cummins Engine Company, Inc. Apparatus for diagnosing failures and fault conditions in a fuel system of an internal combustion engine

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10341788A1 (de) * 2003-09-10 2005-04-21 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zum Überwachen einer Kraftstoffzuführeinrichtung einer Brennkraftmaschine
DE10341788B4 (de) * 2003-09-10 2005-08-11 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zum Überwachen einer Kraftstoffzuführeinrichtung einer Brennkraftmaschine
DE102011082459A1 (de) * 2011-09-09 2013-03-14 Continental Automotive Gmbh Verfahren zur Analyse des Wirkungsgrades der Hochdruckpumpe eines Kraftstoffeinspritzsystems
DE102011082459B4 (de) * 2011-09-09 2013-11-07 Continental Automotive Gmbh Verfahren zur Analyse des Wirkungsgrades der Hochdruckpumpe eines Kraftstoffeinspritzsystems
US9309829B2 (en) 2011-09-09 2016-04-12 Continental Automotive Gmbh Method for analyzing the efficiency of the high-pressure pump of a fuel injection system
DE112018005798B4 (de) 2017-12-13 2024-09-05 Scania Cv Ab Verfahren zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit einzelner Pumpelemente einer Hochdruckpumpe in einem Hochdruckspeicher-Kraftstoffeinspritzsystem

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