DE102008060260A1

DE102008060260A1 - Diagnosesysteme und -verfahren für die Hochdruckseite von Kraftstoffsystemen bei Maschinen mit gemeinsamem Kraftstoffverteilerrohr

Info

Publication number: DE102008060260A1
Application number: DE200810060260
Authority: DE
Inventors: Omar Ann Arbor Elkolaly
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2008-08-19
Filing date: 2008-12-03
Publication date: 2010-02-25
Anticipated expiration: 2028-12-04
Also published as: CN101655040A; DE102008060260B4; CN101655040B

Abstract

Ein Kraftstoffsystem-Diagnosemodul umfasst ein Druckmodul und ein Fehlerdiagnosemodul. Das Druckmodul bestimmt einen ersten und einen zweiten Druck eines Kraftstoffverteilerrohrs eines Kraftstoffsystems zu einem ersten bzw. einem zweiten Zeitpunkt. Der zweite Zeitpunkt liegt nach dem Abschalten einer Maschine. Das Fehlerdiagnosemodul diagnostiziert wahlweise einen Fehler im Kraftstoffsystem auf Grundlage eines Vergleichs einer vorgegebenen Periode mit einer Periode zwischen dem Maschinenabschalten und dem zweiten Zeitpunkt.

Description

GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf Brennkraftmaschinen und insbesondere auf Diagnosesysteme für die Hochdruckseite eines Kraftstoffsystems bei einer Maschine mit gemeinsamem Kraftstoffverteilerrohr (common fuel rail engine).
HINTERGRUND
Die hier gegebene Beschreibung des Hintergrunds bezweckt eine allgemeine Darstellung des Kontexts der Offenbarung. Die Arbeit der genannten Erfinder, soweit sie in diesem Hintergrundabschnitt beschrieben wird, sowie Aspekte der Beschreibung, die nicht anderweitig als Stand der Technik zur Zeit der Anmeldung in Frage kommen, werden weder explizit noch implizit als Stand der Technik gegenüber der vorliegenden Offenbarung anerkannt.
In 1 ist zunächst ein funktionaler Blockschaltplan eines Maschinensystems 100 dargestellt. Durch einen Ansaugkrümmer 104 wird Luft in eine Maschine 102 angesaugt. Um das in die Maschine 102 angesaugte Luftvolumen zu verändern, wird durch einen Motor 108 für elektronische Drosselklappensteuerung (ETC) eine Drosselklappe 106 betätigt. Die Luft vermischt sich mit Kraftstoff von einer oder mehreren Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 110, so dass ein Luft/Kraftstoff-Gemisch gebildet wird. Das Luft/Kraftstoff-Gemisch wird in einem oder mehreren Zylindern 112 der Maschine 102 verbrannt. Sich ergebendes Abgas wird von den Zylindern an ein Abgassystem 113 abgegeben.
Durch ein Kraftstoffsystem wird der Maschine 102 Kraftstoff zugeführt. Lediglich als Beispiel kann das Kraftstoffsystem die Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 110, einen Kraftstofftank 114, eine Niederdruckpumpe 115, eine Hochdruckpumpe 116 und ein Kraftstoffverteilerrohr 118 umfassen. Im Kraftstofftank 114 ist Kraftstoff gelagert. Eine Niederdruckpumpe 115 saugt Kraftstoff aus dem Kraftstofftank 114 und beliefert die Hochdruckpumpe 116 mit Kraftstoff. Die Hochdruckpumpe 116 liefert über das Kraftstoffverteilerrohr 118 mit Druck beaufschlagten Kraftstoff an die Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 110. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 110, die Hochdruckpumpe 116 und das Kraftstoffverteilerrohr 118 werden gemeinsam als Hochdruckseite des Kraftstoffsystems bezeichnet.
Ein Maschinensteuermodul (engine control module, ECM) 120 empfängt von einem Verteilerrohrdrucksensor 122 ein Verteilerrohrdrucksignal. Das Verteilerrohrdrucksignal gibt den Druck des Kraftstoffs im Kraftstoffverteilerrohr 118 (d. h. den Verteilerrohrdruck) an. Das ECM 120 steuert die Menge und den Zeitpunkt des von den Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 110 eingespritzten Kraftstoffs. Immer dann, wenn von einer oder mehreren der Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 110 Kraftstoff eingespritzt wird, nimmt der Verteilerrohrdruck ab. Das ECM 120 hält den Verteilerrohrdruck über die Hochdruckpumpe 116 aufrecht.
ZUSAMMENFASSUNG
Ein Kraftstoffsystem-Diagnosemodul umfasst ein Druckmodul und ein Fehlerdiagnosemodul. Das Druckmodul bestimmt einen ersten und einen zweiten Druck eines Kraftstoffverteilerrohrs eines Kraftstoffsystems zu einem ersten bzw. einem zweiten Zeitpunkt. Der zweite Zeitpunkt liegt nach dem Abschalten einer Maschine. Das Fehlerdiagnosemodul diagnostiziert wahlweise einen Fehler im Kraftstoffsystem auf Grundlage eines Vergleichs einer vorgegebenen Periode mit einer Periode zwischen dem Maschinenabschalten und dem zweiten Zeitpunkt.
Gemäß weiteren Merkmalen umfasst das Kraftstoffsystem-Diagnosemodul ferner ein Abfallberechnungsmodul, das auf Grundlage des ersten Verteilerrohrdrucks, des zweiten Verteilerrohrdrucks und der Periode eine Abfallrate bestimmt. Das Fehlerdiagnosemodul diagnostiziert den Fehler, wenn die Abfallrate größer als ein vorgegebener Wert ist.
Gemäß nochmals weiteren Merkmalen tritt der erste Zeitpunkt beim Maschinenabschalten ein. Gemäß weiteren Merkmalen tritt der erste Zeitpunkt vor dem Maschinenabschalten ein. Der zweite Zeitpunkt tritt ein, wenn der zweite Verteilerrohrdruck gleich einem vorgegebenen Druck ist. Das Fehlerdiagnosemodul diagnostiziert den Fehler, wenn die Periode kürzer als die vorgegebene Periode ist. Das Kraftstoffsystem umfasst das Kraftstoffverteilerrohr, eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung und eine Kraftstoffpumpe.
Ein Kraftstoffsystem-Diagnosemodul umfasst ein Druckmodul und ein Fehlerdiagnosemodul. Das Druckmodul bestimmt einen ersten und einen zweiten Druck eines Kraftstoffverteilerrohrs eines Kraftstoffsystems zu einem ersten bzw. einem zweiten Zeitpunkt. Der zweite Zeitpunkt liegt nach dem Abschalten einer Maschine. Das Fehlerdiagnosemodul diagnostiziert wahlweise einen Fehler im Kraftstoffsystem auf Grundlage eines Vergleichs des zweiten Drucks mit einem vorgegebenen Druck.
Gemäß weiteren Merkmalen umfasst das Kraftstoffsystem-Diagnosemodul ferner ein Abfallberechnungsmodul, das auf Grundlage des ersten Verteilerrohrdrucks, des zweiten Verteilerrohrdrucks und einer Periode zwischen dem Maschinenabschalten und dem zweiten Zeitpunkt eine Abfallrate bestimmt. Das Fehlerdiagnosemodul diagnostiziert den Fehler, wenn die Abfallrate größer als ein vorgegebener Wert ist.
Gemäß nochmals weiteren Merkmalen wird der erste Verteilerrohrdruck beim Maschinenabschalten bestimmt. Gemäß weiteren Merkmalen wird der erste Verteilerrohrdruck vor dem Maschinenabschalten bestimmt. Der zweite Verteilerrohrdruck wird zu einem vorgegebenen Zeitpunkt nach dem Maschinenabschalten bestimmt. Das Kraftstoffsystem umfasst das Kraftstoffverteilerrohr, eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung und eine Kraftstoffpumpe.
Ein Verfahren umfasst das Bestimmen eines ersten und eines zweiten Drucks eines Kraftstoffverteilerrohrs eines Kraftstoffsystems zu einem ersten bzw. einem zweiten Zeitpunkt, das Vergleichen einer vorgegebenen Periode mit einer Periode zwischen dem Maschinenabschalten und dem zweiten Zeitpunkt und das wahlweise Diagnostizieren eines Fehlers im Kraftstoffsystem auf Grundlage des Vergleichs. Der zweite Zeitpunkt liegt nach dem Abschalten einer Maschine.
Gemäß weiteren Merkmalen umfasst das Verfahren ferner das Bestimmen einer Abfallrate auf Grundlage des ersten Verteilerrohrdrucks, des zweiten Verteilerrohrdrucks und der Periode und das Diagnostizieren des Fehlers, wenn die Abfallrate größer als ein vorgegebener Wert ist.
Gemäß nochmals weiteren Merkmalen tritt der ersten Zeitpunkt beim Maschinenabschalten ein. Gemäß weiteren Merkmalen tritt der erste Zeit punkt vor dem Maschinenabschalten ein. Der zweite Zeitpunkt tritt ein, wenn der zweite Verteilerrohrdruck gleich einem vorgegebenen Druck ist. Das Verfahren umfasst ferner das Diagnostizieren des Fehlers, wenn die Periode kürzer als die vorgegebene Periode ist. Das Kraftstoffsystem umfasst das Kraftstoffverteilerrohr, eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung und eine Kraftstoffpumpe.
Ein Verfahren umfasst das Bestimmen eines ersten und eines zweiten Drucks eines Kraftstoffverteilerrohrs eines Kraftstoffsystems zu einem ersten bzw. einem zweiten Zeitpunkt, das Vergleichen des zweiten Drucks mit einem vorgegebenen Druck und das wahlweise Diagnostizieren eines Fehlers im Kraftstoffsystem auf Grundlage des Vergleichs. Der zweite Zeitpunkt liegt nach dem Abschalten einer Maschine.
Gemäß weiteren Merkmalen umfasst das Verfahren ferner das Bestimmen einer Abfallrate auf Grundlage des ersten Verteilerrohrdrucks, des zweiten Verteilerrohrdrucks und einer Periode zwischen dem Maschinenabschalten und dem zweiten Zeitpunkt und das Diagnostizieren des Fehlers, wenn die Abfallrate größer als ein vorgegebener Wert ist.
Gemäß nochmals weiteren Merkmalen wird der erste Verteilerrohrdruck beim Maschinenabschalten bestimmt. Gemäß weiteren Merkmalen wird der erste Verteilerrohrdruck vor dem Maschinenabschalten bestimmt. Der zweite Verteilerrohrdruck wird zu einem vorgegebenen Zeitpunkt nach dem Maschinenabschalten bestimmt. Das Kraftstoffsystem umfasst das Kraftstoffverteilerrohr, eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung und eine Kraftstoffpumpe.
Weitere Anwendungsgebiete der vorliegenden Offenbarung werden aus der hier gegebenen genauen Beschreibung deutlich. Selbstverständlich sind die genaue Beschreibung und die spezifischen Beispiele lediglich zum Zweck der Veranschaulichung gedacht und nicht dazu gedacht, den Umfang der Offenbarung zu begrenzen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Offenbarung wird vollständiger verstanden anhand der genauen Beschreibung und der begleitenden Zeichnungen. In den Zeichnungen sind:
1 ein funktionaler Blockschaltplan eines Maschinensystems gemäß dem Stand der Technik;
2 ein funktionaler Blockschaltplan eines beispielhaften Maschinensystem nach den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung;
3 ein funktionaler Blockschaltplan einer beispielhaften Implementierung eines hochdruckseitigen Diagnosemoduls nach den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung;
4 ein beispielhaftes Diagramm des Verteilerrohrdrucks über der Zeit nach dem Maschinenabschalten;
5 ein beispielhafter Graph, der gemessene Abfallraten der Hochdruckseite verschiedener Kraftstoffsysteme nach den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung zeigt; und
6A–6D Ablaufpläne, die beispielhafte Schritte schildern, die von hochdruckseitigen Diagnosemodulen nach den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung ausgeführt werden.
GENAUE BESCHREIBUNG
Die folgende Beschreibung ist dem Wesen nach rein beispielhaft, wobei keineswegs beabsichtigt ist, die Offenbarung, ihre Anwendung oder ihre Verwendungen zu beschränken. Der Klarheit halber werden in den Zeichnungen dieselben Bezugszeichen zum Kennzeichnen ähnlicher Elemente verwendet. Der Ausdruck ”wenigstens eines von A, B und C” soll hier als logisches ”A oder B oder C” unter Verwendung eines nicht-exklusiven logischen ODER interpretiert werden. Wohlgemerkt können Schritte in einem Verfahren in einer anderen Reihenfolge ausgeführt werden, ohne die Prinzipien der vorliegenden Offenbarung zu verändern.
Der Begriff ”Modul”, wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), eine elektronische Schaltung, einen Prozessor (gemeinsam genutzt, eigens zugewiesen oder für eine Gruppe) mit Speicher, der ein oder mehrere Software- oder Firmwareprogramme ausführt, eine kombinatorische Logikschaltung und/oder andere geeignete Komponenten, die die beschriebene Funktionalität verschaffen.
Fehlerhafte Kraftstoffeinspritzvorrichtungen können eine häufige Ursache von Kraftstoffsystemproblemen bei einem Fahrzeug sein. Ein Wartungstechniker, der ein Kraftstoffsystemproblem vermutet, kann versuchen, das vermutete Problem dadurch zu lösen, dass er zunächst die Kraftstoffeinspritzvorrichtungen austauscht, ohne zu wissen, ob diese fehlerhaft sind. Dies kann zur Ersetzung von funktionstüchtigen Kraftstoffeinspritzvor richtungen führen. Falls die Hochdruckseite des Kraftstoffsystems getestet werden könnte, würde ein positives Testergebnis die Hochdruckseite als Quelle des Problems ausräumen. Als Teil der Hochdruckseite sind die Kraftstoffeinspritzvorrichtungen dann wahrscheinlich zuverlässig, womit der Wartungstechniker deren Austausch vermeiden kann.
Wenn eine Maschine abschaltet, schaltet auch die Hochdruckpumpe ab. Beispielsweise kann die Hochdruckpumpe von einer Kurbelwelle oder einer Nockenwelle angetrieben sein, weshalb sie langsamer wird, wenn die Maschine zum Halten kommt. Kraftstoff bei hohem Druck im Kraftstoffverteilerrohr kann dann durch die inaktive Pumpe entweichen. Außerdem können ein oder mehrere Ventile geöffnet werden, um den Druck des Hochdruckkraftstoffs zu verringern. Eine fehlerhafte Kraftstoffeinspritzvorrichtung kann zulassen, dass Kraftstoff beispielsweise in den Zylinder austritt, weshalb der Verteilerrohrdruck mit einer schnelleren Rate als normal abnimmt. Ein Fehler in der Hochdruckseite des Kraftstoffsystems kann auf Grundlage der Rate, mit der der Verteilerrohrdruck nach dem Maschinenabschalten abnimmt, erfasst werden. Demgemäß kann ein Fehler in den Kraftstoffeinspritzvorrichtungen als Teil der Hochdruckseite des Kraftstoffsystems ausgeschlossen werden, wenn in der Hochdruckseite kein Fehler erfasst worden ist.
In 2 ist ein funktionaler Blockschaltplan eines beispielhaften Maschinensystems 200 dargestellt. Die Maschine 102 kann irgendeine Art von Brennkraftmaschine wie etwa eine Maschine des Funkenzündungstyps oder eine Maschine des Kompressionszündungstyps sein. Obwohl drei Kraftstoffeinspritzvorrichtungen und Zylinder gezeigt sind, kann die Maschine 102 mehr oder weniger Kraftstoffeinspritzvorrichtungen und Zylinder umfassen. Lediglich als Beispiel kann für jeden Zylinder 112 eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung 110 vorgesehen sein.
Das Kraftstoffsystem versorgt die Maschine 102 mit Kraftstoff. Lediglich als Beispiel kann das Kraftstoffsystem die Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 110, den Kraftstofftank 114, die Niederdruckpumpe 115, die Hochdruckpumpe 116 und das Kraftstoffverteilerrohr 118 umfassen. Die Hochdruckpumpe 116 liefert über das Kraftstoffverteilerrohr 118 mit Druck beaufschlagten Kraftstoff an die Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 110. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 110, die Hochdruckpumpe 116 und das Kraftstoffverteilerrohr 118 werden gemeinsam als Hochdruckseite des Kraftstoffsystems bezeichnet.
Ein Maschinensteuermodul (ECM) 220 empfangt von dem Verteilerrohrdrucksensor 122 das Verteilerrohrdrucksignal. Während des Maschinenbetriebs hält das ECM 220 den Verteilerrohrdruck über die Hochdruckpumpe 116 aufrecht. Lediglich als Beispiel kann das ECM 220 den Verteilerrohrdruck bei annähernd einem Betriebsdruck von etwa 35 MPa aufrechterhalten. Auf das Maschinenabschalten hin stoppt die Hochdruckpumpe 116 das Pumpen. Bei verschiedenen Implementierungen kann das Maschinenabschalten einem Zeitpunkt, zu dem die Maschine 102 zum Halten kommt, entsprechen. Alternativ kann das Maschinenabschalten einem Zeitpunkt, zu dem ein Fahrer die Maschine ”durch Schlüsselabziehen abschaltet”, entsprechen.
Ein hochdruckseitiges Diagnosemodul 230 diagnostiziert Fehler in der Hochdruckseite des Kraftstoffsystems auf Grundlage dessen, wie schnell der Verteilerrohrdruck nach dem Abschalten abfällt. Das hochdruckseitige Diagnosemodul 230 kann einen Fehler bei der Hochdruckseite (z. B. den Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 110, der Hochdruckpumpe 116 und/oder dem Kraftstoffverteilerrohr 118) diagnostizieren, wenn beispielsweise der Verteilerrohrdruck zu schnell abfällt. Es ist jedoch unwahrscheinlich, dass das Kraftstoffverteilerrohr 118 fehlerhaft ist, wobei sein Ausfall gegebenenfalls durch andere Diagnostiken erfasst wird. Ein Ausfall der Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 110 ist wahrscheinlicher als ein Ausfall der Hochdruckpumpe 116, weshalb die Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 110 wohl die wahrscheinlichste Ursache von Fehlern in der Hochdruckseite sind.
Das hochdruckseitige Diagnosemodul 230 erzeugt ein Fehlersignal, das angibt, ob in der Hochdruckseite ein Fehler erfasst worden ist. Bei verschiedenen Implementierungen kann das hochdruckseitige Diagnosemodul 230 einen Fehler in der Hochdruckseite erfassen, wenn eine berechnete Abfallrate größer als ein Schwellenwert ist.
Bei verschiedenen anderen Implementierungen kann das hochdruckseitige Diagnosemodul 230 einen Fehler in der Hochdruckseite des Kraftstoffsystems erfassen, ohne die Abfallrate wirklich zu berechnen. Lediglich als Beispiel kann das hochdruckseitige Diagnosemodul 230 einen Fehler in der Hochdruckseite erfassen, wenn der in einer vorgegebenen Periode nach dem Maschinenabschalten gemessene Verteilerrohrdruck kleiner als ein Druckschwellenwert ist. Alternativ kann das hochdruckseitige Diagnosemodul 230 einen Fehler in der Hochdruckseite erfassen, wenn die Zeitperiode zwischen dem Maschinenabschalten und einem Zeitpunkt, zu dem der Verteilerrohrdruck unter den vorgegebenen Druck fällt, kürzer als eine vorgegebene Periode ist.
Das ECM 220 empfängt das Fehlersignal und kann einen Fehler signalisieren, wenn in der Hochdruckseite ein Fehler erfasst worden ist. Lediglich als Beispiel kann das ECM 220 einen Fehlercode setzen, wenn ein Fehler erfasst worden ist. Ein Wartungstechniker kann dann auf Grundlage dessen, ob der Fehlercode gesetzt ist, bestimmen, ob die Kraftstoffeinspritz vorrichtungen 110 ersetzt werden sollen. Das ECM 220 kann auch eine Leuchte wie etwa eine ”Leuchte für Maschinenprüfen” anschalten, wenn in der Hochdruckseite ein Fehler erfasst worden ist.
In 3 ist nun ein funktionaler Blockschaltplan einer beispielhaften Implementierung des hochdruckseitigen Diagnosemoduls 230 dargestellt. Das hochdruckseitige Diagnosemodul 230 umfasst einen Zeitgeber 302, ein Druckmodul 304, ein Abfallberechnungsmodul 306 und ein Fehlerdiagnosemodul 308. Der Zeitgeber 302 verfolgt die nach dem Maschinenabschalten abgelaufene Zeit. Bei verschiedenen Implementierungen kann der Zeitgeber 302 von einem vorgegebenen Rücksetzwert wie etwa null aus gestartet werden.
Das Druckmodul 304 empfängt das Verteilerrohrdrucksignal vom Verteilerrohrdrucksensor 122 und kann beispielsweise das Verteilerrohrdrucksignal filtern, Puffern und/oder digitalisieren. Lediglich als Beispiel kann das Druckmodul 304 das Verteilerrohrdrucksignal mit einer vorgegebenen Abtastrate wie etwa einem Abtastwert pro 0,1 Sekunden abtasten. Das Druckmodul 304 liefert einen Verteilerrohrdruck an das Abfallberechnungsmodul 306. Außerdem kann das Druckmodul 304 den Verteilerrohrdruck an das Fehlerdiagnosemodul 308 liefern.
Das Abfallberechnungsmodul 306 berechnet die Abfallrate auf Grundlage des Verteilerrohrdrucks. Bei verschiedenen Implementierungen kann die Abfallrate eine mittlere Änderungsrate des Verteilerrohrdrucks über eine vorgegebene Periode, eine momentane Änderungsrate zu bzw. bei einem vorgegebenen Zeitpunkt oder Abtastwert oder irgendeine andere geeignete Verteilerrohrdruckanalyse sein.
Lediglich als Beispiel kann das Abfallberechnungsmodul 306 die Abfallrate mittels der Gleichung
berechnen, wobei P₁ ein erster Verteilerrohrdruck ist, P₂ ein zweiter Verteilerrohrdruck ist und t eine Zeitperiode zwischen dem Maschinenabschalten und P₂ ist. Lediglich als Beispiel kann der erste Verteilerrohrdruck gemessen werden, wenn die Maschine 102 abgeschaltet wird. Alternativ kann das Abfallberechnungsmodul 306 annehmen, dass der erste Verteilerrohrdruck jener Verteilerrohrdruck ist, der von dem ECM 220 während des normalen Maschinenbetriebs aufrechterhalten wird.
Das Abfallberechnungsmodul 306 kann die Abfallrate berechnen, indem es die Zeitperiode zwischen dem Maschinenabschalten und einem Zeitpunkt, zu dem der Verteilerrohrdruck unter einen vorgegebenen Druck fällt, misst. Diese gemessene Periode und dieser vorgegebene Druck können in der obigen Gleichung t bzw. P₂ sein. Alternativ kann das Abfallberechnungsmodul 306 die Abfallrate berechnen, indem es den Verteilerrohrdruck misst, nachdem eine vorgegebene Periode nach dem Maschinenabschalten verstrichen ist. Dieser gemessene Druck und diese vorgegebene Periode können in der obigen Gleichung P₂ bzw. t sein.
Das Fehlerdiagnosemodul 308 diagnostiziert Fehler in der Hochdruckseite des Kraftstoffsystems und erzeugt dementsprechend das Fehlersignal. Lediglich als Beispiel kann das Fehlerdiagnosemodul 308 einen Fehler in der Hochdruckseite des Kraftstoffsystems erfassen, wenn die Abfallrate einen Fehlerschwellenwert überschreitet. Der Fehlerschwellenwert kann kalibrierbar sein und kann auf eine minimale Abfallrate, bei der bekannt ist, dass die Hochdruckseite fehlerhaft ist, gesetzt sein. Lediglich als Beispiel kann der Fehlerschwellenwert auf 8 MPa/s gesetzt sein.
Alternativ kann das Fehlerdiagnosemodul 308 Fehler in der Hochdruckseite diagnostizieren, ohne die Abfallrate wirklich zu berechnen. Bei verschiedenen Implementierungen kann das Fehlerdiagnosemodul 308 einen Fehler in der Hochdruckseite erfassen, wenn der gemessene Verteilerrohrdruck nach einer vorgegebenen Periode kleiner als der Druckschwellenwert ist. Bei verschiedenen anderen Implementierungen kann das Fehlerdiagnosemodul 308 einen Fehler in der Hochdruckseite erfassen, wenn die Zeitperiode zwischen dem Maschinenabschalten und einem Zeitpunkt, zu dem der Verteilerrohrdruck unter den vorgegebenen Druck fällt, kürzer als eine vorgegebene Periode ist.
Um nun auf 4 Bezug zu nehmen, zeigen beispielhafte Diagramme 402 und 404 beide den Verteilerrohrdruck über der Zeit nach dem Maschinenabschalten für die Hochdruckseite verschiedener Fahrzeuge. Auf das Maschinenabschalten hin beginnt der Verteilerrohrdruck, ausgehend von einem Betriebsdruck, wie etwa 35,0 MPa, abzunehmen. Die Abfallrate des Verteilerrohrdrucks kann nach dem Messen der Periode zwischen dem Maschinenabschalten und einem Zeitpunkt, zu dem der Verteilerrohrdruck unter einen vorgegebenen Druck fällt, (z. B. Diagramm 402) oder nach dem Messen des Verteilerrohrdrucks in einer vorgegebenen Periode nach dem Maschinenabschalten (z. B. Diagramm 404) berechnet werden. Die Hochdruckseite des Kraftstoffsystems kann fehlerhaft sein, wenn die Abfallrate größer ist als der Fehlerschwellenwert, der beispielsweise 8 MPa/s betragen kann.
Das Diagramm 402 zeigt das Messen der Periode zwischen dem Maschinenabschalten und einem Zeitpunkt, zu dem der Verteilerrohrdruck unter einen vorgegebenen Druck fällt. Lediglich als Beispiel kann der vorgegebene Druck 3,0 MPa sein, wie durch die gestrichelte Linie 406 dargestellt ist. Die Abfallrate kann dann beispielsweise mittels der obigen Gleichung berechnet werden; Fehler in der Hochdruckseite können dementsprechend erfasst werden.
Alternativ können Fehler in der Hochdruckseite durch Vergleichen dieser gemessenen Periode mit einer vorgegebenen Periode erfasst werden. Lediglich als Beispiel kann dann, wenn der Fehlerschwellenwert 8 MPa/s beträgt und der Betriebsdruck (P₁) 35 MPa beträgt, die vorgegebene Periode etwa 4 Sekunden [d. h. (35 MPa – 3 MPa)/8 MPa/s] sein. Demgemäß kann die Hochdruckseite fehlerhaft sein, wenn der Verteilerrohrdruck innerhalb von 4 Sekunden nach dem Maschinenabschalten unter 3,0 MPa fällt. Bei Verwendung dieser Werte können die hochdruckseitigen Diagnosemodule einen Fehler in der Hochdruckseite der durch das Bezugszeichen 408 angegebenen Kraftstoffsysteme erfassen. Die hochdruckseitigen Diagnosemodule können bestimmen, dass die Hochdruckseite der durch das Bezugszeichen 410 angegebenen Kraftstoffsysteme wahrscheinlich zuverlässig ist.
Das Diagramm 404 zeigt das Messen des Verteilerrohrdrucks nach einer vorgegebenen Periode. Lediglich als Beispiel kann die vorgegebene Periode 4 Sekunden betragen, wie durch die gestrichelte Linie 412 dargestellt ist. Die Abfallrate kann dann beispielsweise mittels der obigen Gleichung berechnet werden; Fehler in der Hochdruckseite können dementsprechend diagnostiziert werden.
Alternativ können Fehler in der Hochdruckseite auf Grundlage eines Vergleichs des gemessenen Verteilerrohrdrucks (nach der vorgegebenen Periode) mit einem Druckschwellenwert diagnostiziert werden. Für den Fall, wo der Fehlerschwellenwert 8 MPa/s beträgt und der Betriebsdruck 35 MPa beträgt, kann der Druckschwellenwert 3 MPa [d. h. 35 MPa – (8 MPa/s·4 s)] betragen. Demgemäß kann ein Fehler in der Hochdruckseite erfasst werden, wenn der 4 Sekunden nach dem Maschinenabschalten gemessene Verteilerrohrdruck kleiner als 3 MPa ist. Lediglich als Beispiel kann ein Fehler in der Hochdruckseite der durch das Bezugszeichen 408 angegebenen Kraftstoffsysteme erfasst werden, während es unwahrscheinlich ist, dass bei jenen, die durch das Bezugszeichen 410 angegeben sind, ein Fehler erfasst wird.
Um nun auf 5 Bezug zu nehmen, zeigt ein beispielhafter Graph gemessene Abfallraten der Hochdruckseite verschiedener Kraftstoffsysteme 500A–500J. Die gestrichelte Linie 502 gibt einen beispielhaften Fehlerschwellenwert an, der in 5 8,0 MPa/s beträgt. Ein Fehler kann in der Hochdruckseite jedes der Kraftstoffsysteme 500A–500J erfasst werden, wenn deren jeweilige Abfallrate größer als der Fehlerschwellenwert ist. Wie gezeigt ist, können die hochdruckseitigen Diagnosemodule, die den Kraftstoffsystemen 500C, 500D und 500H entsprechen, einen Fehler in ihren jeweiligen Hochdruckseiten erfassen.
Um nun auf 6A Bezug zu nehmen, zeigt ein Ablaufplan beispielhafte Schritte, die von dem hochdruckseitigen Diagnosemodul 230 ausgeführt werden. Die Steuerung beginnt auf das Maschinenabschalten hin mit dem Schritt 602. Im Schritt 602 startet die Steuerung den Zeitgeber 302. Bei verschiedenen Implementierungen startet die Steuerung den Zeitgeber 302 von einem Rücksetzwert wie etwa null aus. Die Steuerung fährt mit dem Schritt 604 fort, wo sie den Verteilerrohrdruck misst.
Im Schritt 606 ermittelt die Steuerung, ob der Verteilerrohrdruck kleiner oder gleich einem vorgegebenen Druck ist. Falls dem so ist, fährt die Steu erung mit dem Schritt 608 fort; andernfalls kehrt die Steuerung zum Schritt 604 zurück. Lediglich als Beispiel kann der vorgegebene Druck 3,0 MPa betragen. Die Steuerung fährt mit dem Schritt 608 fort, wo sie die Periode misst. Die Steuerung kann beispielsweise die Periode messen, indem sie den Zeitgeber 302 abliest und die Differenz zwischen dem Rücksetzwert und dem Zeitgeberwert berechnet.
Im Schritt 610 berechnet die Steuerung die Abfallrate, beispielsweise mittels der Gleichung,
wobei P₁ der erste Verteilerrohrdruck ist, P₂ ein zweiter Verteilerrohrdruck ist und t die Periode ist. Lediglich als Beispiel können der vorgegebene Druck und die Periode als P₂ bzw. t verwendet werden. Der im Schritt 604 gemessene erste Druck kann als P₁ verwendet werden. Alternativ kann die Steuerung annehmen, dass Pi der von dem ECM 220 aufrechterhaltene Betriebsdruck ist.
Die Steuerung ermittelt dann im Schritt 612, ob die Abfallrate größer als der Fehlerschwellenwert ist. Falls dem so ist, fährt die Steuerung mit dem Schritt 614 fort, andernfalls geht die Steuerung in Schritt 616 über. In Schritt 614 gibt die Steuerung an, dass in der Hochdruckseite des Kraftstoffsystems kein Fehler erfasst worden ist, worauf die Steuerung endet. Im Schritt 616 gibt die Steuerung einen Fehler in der Hochdruckseite des Kraftstoffsystems an, worauf die Steuerung endet. Die Steuerung kann einen Fehler in der Hochdruckseite des Kraftstoffsystems angeben, indem sie beispielsweise den Fehlercode setzt und/oder die ”Leuchte für Maschine prüfen” anschaltet.
In 6B ist nun ein zweiter Ablaufplan dargestellt, der beispielhafte Schritte zeigt, die von dem hochdruckseitigen Diagnosemodul 230 ausgeführt werden. Die Steuerung führt wie in 6A oben die Schritte 602 bis 608 aus. Anstatt die Abfallrate zu berechnen, fährt die Steuerung dann mit dem Schritt 620 fort, wo sie ermittelt, ob die Periode länger als ein Schwellenwert (d. h. eine vorgegebene Periode) ist. Falls dem so ist, fährt die Steuerung mit dem Schritt 622 fort; andernfalls geht die Steuerung zum Schritt 624 über. Im Schritt 622 gibt die Steuerung an, dass kein Fehler in der Hochdruckseite erfasst worden ist, worauf die Steuerung endet. Im Schritt 624 gibt die Steuerung einen Fehler in der Hochdruckseite an, worauf die Steuerung endet.
Um nun auf 6C Bezug zu nehmen, zeigt ein dritter Ablaufplan beispielhafte Schritte, die von dem hochdruckseitigen Diagnosemodul 230 ausgeführt werden. Die Steuerung startet im Schritt 602 den Zeitgeber 302. Im Schritt 630 bestimmt die Steuerung einen ersten Verteilerrohrdruck. Die Steuerung kann den ersten Verteilerrohrdruck auf das Maschinenabschalten hin messen oder annehmen, dass der erste Verteilerrohrdruck jener Verteilerrohrdruck ist, der von dem ECM 220 während des normalen Maschinenbetriebs aufrechterhalten wird. Im Schritt 632 ermittelt die Steuerung, ob die Periode seit dem Maschinenabschalten (d. h. dem Starten des Zeitgebers) länger oder gleich einer vorgegebenen Periode ist. Falls dem so ist, fährt die Steuerung mit dem Schritt 634 fort; andernfalls verbleibt die Steuerung beim Schritt 632.
Im Schritt 634 misst die Steuerung einen zweiten Verteilerrohrdruck. Die Steuerung fährt dann mit dem Schritt 636 fort, wo sie auf Grundlage des ersten Verteilerrohrdrucks, des zweiten Verteilerrohrdrucks und der vorgegebenen Periode die Abfallrate berechnet. Im Schritt 638 ermittelt die Steuerung, ob die Abfallrate größer als der Fehlerschwellenwert ist. Falls dem so ist, fährt die Steuerung mit dem Schritt 640 fort; andernfalls geht die Steuerung zum Schritt 642 über. Im Schritt 640 gibt die Steuerung an, dass in der Hochdruckseite des Kraftstoffsystems kein Fehler erfasst worden ist, worauf die Steuerung endet. Im Schritt 642 gibt die Steuerung einen Fehler in der Hochdruckseite des Kraftstoffsystems an, worauf die Steuerung endet.
In 6D ist ein vierter Ablaufplan dargestellt, der beispielhafte Schritte zeigt, die von dem hochdruckseitigen Diagnosemodul 230 ausgeführt werden. Die Steuerung führt wie in 6C die Schritte 602 und 630–34 aus. Anstatt die Abfallrate zu berechnen, fährt die Steuerung dann mit dem Schritt 650 fort, wo sie ermittelt, ob der zweite Verteilerrohrdruck größer als ein Druckschwellenwert ist. Falls dem so ist, fährt die Steuerung mit dem Schritt 652 fort; andernfalls geht die Steuerung zum Schritt 654 über. Im Schritt 652 gibt die Steuerung an, dass in der Hochdruckseite kein Fehler erfasst worden ist, worauf die Steuerung endet. Im Schritt 654 gibt die Steuerung einen Fehler in der Hochdruckseite an, worauf die Steuerung endet.
Fachleute können der obigen Beschreibung entnehmen, dass die weit reichenden Lehren der Offenbarung in verschiedenen Formen implementiert sein können. Daher soll, obwohl diese Offenbarung spezielle Beispiele umfasst, der wahre Umfang der Offenbarung nicht darauf begrenzt sein, da dem erfahrenen Praktiker nach einem Studium der Zeichnungen, der Patentbeschreibung und der folgenden Ansprüche weitere Abänderungen offenbar werden.

Claims

Kraftstoffsystem-Diagnosemodul, das umfasst: ein Druckmodul, das einen ersten und einen zweiten Druck eines Kraftstoffverteilerrohrs eines Kraftstoffsystems zu einem ersten bzw. einem zweiten Zeitpunkt bestimmt, wobei der zweite Zeitpunkt nach dem Abschalten einer Maschine liegt; und ein Fehlerdiagnosemodul, das wahlweise einen Fehler im Kraftstoffsystem auf Grundlage eines Vergleichs einer vorgegebenen Periode mit einer Periode zwischen dem Maschinenabschalten und dem zweiten Zeitpunkt diagnostiziert.
Kraftstoffsystem-Diagnosemodul nach Anspruch 1, das ferner ein Abfallberechnungsmodul umfasst, das auf Grundlage des ersten Verteilerrohrdrucks, des zweiten Verteilerrohrdrucks und der Periode eine Abfallrate bestimmt, wobei das Fehlerdiagnosemodul den Fehler diagnostiziert, wenn die Abfallrate größer als ein vorgegebener Wert ist.
Kraftstoffsystem-Diagnosemodul nach Anspruch 2, wobei der erste Zeitpunkt beim Maschinenabschalten eintritt.
Kraftstoffsystem-Diagnosemodul nach Anspruch 2, wobei der erste Zeitpunkt vor dem Maschinenabschalten eintritt.
Kraftstoffsystem-Diagnosemodul nach Anspruch 1, wobei der zweite Zeitpunkt eintritt, wenn der zweite Verteilerrohrdruck gleich einem vorgegebenen Druck ist.
Kraftstoffsystem-Diagnosemodul nach Anspruch 1, wobei das Fehlerdiagnosemodul den Fehler diagnostiziert, wenn die Periode kürzer als die vorgegebene Periode ist.
Kraftstoffsystem-Diagnosemodul nach Anspruch 1, wobei das Kraftstoffsystem das Kraftstoffverteilerrohr, eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung und eine Kraftstoffpumpe umfasst.
Kraftstoffsystem-Diagnosemodul, das umfasst: ein Druckmodul, das einen ersten und einen zweiten Druck eines Kraftstoffverteilerrohrs eines Kraftstoffsystems zu einem ersten bzw. einem zweiten Zeitpunkt bestimmt, wobei der zweite Zeitpunkt nach dem Abschalten einer Maschine liegt; und ein Fehlerdiagnosemodul, das wahlweise einen Fehler im Kraftstoffsystem auf Grundlage eines Vergleichs eines zweiten Drucks mit einem vorgegebenen Druck diagnostiziert.
Kraftstoffsystem-Diagnosemodul nach Anspruch 8, das ferner ein Abfallberechnungsmodul umfasst, das auf Grundlage des ersten Verteilerrohrdrucks, des zweiten Verteilerrohrdrucks und einer Periode zwischen dem Maschinenabschalten und dem zweiten Zeitpunkt eine Abfallrate bestimmt, wobei das Fehlerdiagnosemodul den Fehler diagnostiziert, wenn die Abfallrate größer als ein vorgegebener Wert ist.
Kraftstoffsystem-Diagnosemodul nach Anspruch 9, wobei der erste Verteilerrohrdruck beim Maschinenabschalten bestimmt wird.
Kraftstoffsystem-Diagnosemodul nach Anspruch 9, wobei der erste Verteilerrohrdruck vor dem Maschinenabschalten bestimmt wird.
Kraftstoffsystem-Diagnosemodul nach Anspruch 8, wobei der zweite Verteilerrohrdruck zu einem vorgegebenen Zeitpunkt nach dem Maschinenabschalten bestimmt wird.
Kraftstoffsystem-Diagnosemodul nach Anspruch 8, wobei das Kraftstoffsystem das Kraftstoffverteilerrohr, eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung und eine Kraftstoffpumpe umfasst.
Verfahren, das umfasst: Bestimmen eines ersten und eines zweiten Drucks eines Kraftstoffverteilerrohrs eines Kraftstoffsystems zu einem ersten bzw. einem zweiten Zeitpunkt, wobei der zweite Zeitpunkt nach dem Abschalten einer Maschine liegt; Vergleichen einer vorgegebenen Periode mit einer Periode zwischen dem Maschinenabschalten und dem zweiten Zeitpunkt; und wahlweises Diagnostizieren eines Fehlers im Kraftstoffsystem auf Grundlage des Vergleichs.
Verfahren nach Anspruch 14, das ferner umfasst: Bestimmen einer Abfallrate auf Grundlage des ersten Verteilerrohrdrucks, des zweiten Verteilerrohrdrucks und der Periode; und Diagnostizieren des Fehlers, wenn die Abfallrate größer als ein vorgegebener Wert ist.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei der erste Zeitpunkt beim Maschinenabschalten eintritt.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei der erste Zeitpunkt vor dem Maschinenabschalten eintritt.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei der zweite Zeitpunkt eintritt, wenn der zweite Verteilerrohrdruck gleich einem vorgegebenen Druck ist.
Verfahren nach Anspruch 14, das ferner das Diagnostizieren des Fehlers, wenn die Periode kürzer als die vorgegebene Periode ist, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei das Kraftstoffsystem das Kraftstoffverteilerrohr, eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung und eine Kraftstoffpumpe umfasst.
Verfahren, das umfasst: Bestimmen eines ersten und eines zweiten Drucks eines Kraftstoffverteilerrohrs eines Kraftstoffsystems zu einem ersten bzw. einem zweiten Zeitpunkt, wobei der zweite Zeitpunkt nach dem Abschalten einer Maschine liegt; Vergleichen des zweiten Drucks mit einem vorgegebenen Druck; und wahlweises Diagnostizieren eines Fehlers im Kraftstoffsystem auf Grundlage des Vergleichs.
Verfahren nach Anspruch 21, das ferner umfasst: Bestimmen einer Abfallrate auf Grundlage des ersten Verteilerrohrdrucks, des zweiten Verteilerrohrdrucks und einer Periode zwischen dem Maschinenabschalten und dem zweiten Zeitpunkt; und Diagnostizieren des Fehlers, wenn die Abfallrate größer als ein vorgegebener Wert ist.
Verfahren nach Anspruch 22, wobei der erste Verteilerrohrdruck beim Maschinenabschalten bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 22, wobei der erste Verteilerrohrdruck vor dem Maschinenabschalten bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 21, wobei der zweite Verteilerrohrdruck zu einem vorgegebenen Zeitpunkt nach dem Maschinenabschalten bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 21, wobei das Kraftstoffsystem das Kraftstoffverteilerrohr, eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung und eine Kraftstoffpumpe umfasst.