DE102009058781B4 - Method and device for checking the measuring capability of a high-pressure sensor - Google Patents

Method and device for checking the measuring capability of a high-pressure sensor Download PDF

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Abstract

Verfahren zur Überprüfung der Messfähigkeit eines im Hochdruckteil eines Einspritzsystems angeordneten Hochdrucksensors, wobei das Einspritzsystem eine Steuervorrichtung und ein dem Hochdruckteil zugeordnetes Druckentlastungsventil aufweist und so ausgebildet ist, dass es in Bezug auf den Hochdruckteil keine aktive Druckregelmöglichkeit besitzt, bei dem ein durch den Hochdrucksensor beim Öffnen des Druckentlastungsventils gemessener Druckwert mit dem in der Steuervorrichtung hinterlegten Öffnungsdruckwert des Druckentlastungsventils als Referenzwert abgeglichen wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Auswählen eines Motorarbeitpunktes, bei dem der Motor bei maximalem Systemdruck und geringer Last betrieben wird; Wechseln von diesem Arbeitspunkt auf Schubbetrieb mit Ausschalten der Einspritzung und Unterbrechung der Pumpenförderung für den Hochdruckteil durch eine bedarfsgerechte Regelung; und Fördern einer geringen Fördermenge in den Hochdruckteil mit Anstieg des Systemdrucks bis zum Öffnen des Druckentlastungsventils.Method for checking the measuring capability of a high-pressure sensor arranged in the high-pressure part of an injection system, wherein the injection system has a control device and a pressure relief valve associated with the high-pressure part and is designed such that it has no active pressure control possibility with respect to the high-pressure part, in which a high-pressure sensor opens pressure value of the pressure relief valve is compared with the value stored in the control device opening pressure value of the pressure relief valve as a reference value, characterized in that the method comprises the following steps: selecting an engine operating point at which the engine is operated at maximum system pressure and low load; Change from this operating point to overrun with switching off the injection and interruption of the pump delivery for the high pressure part by an on-demand control; and conveying a small flow rate into the high pressure part with increase of the system pressure until the opening of the pressure relief valve.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überprüfung der Messfähigkeit eines im Hochdruckteil eines Einspritzsystems angeordneten Hochdrucksensors gemäß den Merkmalen der Oberbegriffe der Patentansprüche 1 und 2.The present invention relates to a method and a device for checking the measuring capability of a high pressure sensor arranged in the high pressure part of an injection system according to the features of the preambles of claims 1 and 2.

Bei modernen Benzineinspritzsystemen wird die Regelung des Systemdrucks nur noch über eine bedarfsgerechte Ansteuerung der Zumesseinheit auf der Niederdruckseite durchgeführt. Auf der Hochdruckseite wird der Systemdruck nicht mehr aktiv abgebaut.In modern gasoline injection systems, the control of the system pressure is carried out only on an on-demand control of the metering unit on the low pressure side. On the high pressure side, the system pressure is no longer actively reduced.

Der Druck im Hochdruckteil des Systems wird durch einen Hochdrucksensor, der sich üblicherweise an der Verteilerleiste (Rail) befindet, erfasst und an die Steuervorrichtung weitergegeben, die dieses Signal dann weiter für die kennfeldgesteuerte Regelung des Systemdrucks verwendet.The pressure in the high-pressure part of the system is detected by a high-pressure sensor, which is usually located on the rail, and passed on to the control device, which then further uses this signal for the map-controlled control of the system pressure.

Zur Überprüfung der Messfähigkeit des Hochdrucksensors ist es bekannt, den Sensor in einem definierten Zyklus mit dem Umgebungsdruck abzugleichen. Hierdurch sollen mögliche Fehler des Sensors, beispielsweise ein fehlerhaftes Messen des Sensors, eine Anzeige von abweichenden Druckwerten gegenüber dem tatsächlich im Hochdruckteil des Systems vorliegenden Druck u. dgl., detektiert werden. Die Überprüfung wird dabei durchgeführt, wenn beispielsweise das Fahrzeug gerade abgestellt wird oder wenn die Zündung aktiviert wird. Zu diesem Zeitpunkt entspricht der Druck im Hochdruckteil des Systems dem Umgebungsdruck. Zeigt nun der Hochdrucksensor den Umgebungsdruck an, ist sichergestellt, dass der Drucksensor noch richtig arbeitet.To check the measurement capability of the high pressure sensor, it is known to adjust the sensor in a defined cycle with the ambient pressure. This is to possible errors of the sensor, such as a faulty measurement of the sensor, an indication of deviating pressure values compared to the pressure actually present in the high pressure part of the system u. Like., Be detected. The check is carried out when, for example, the vehicle is just turned off or when the ignition is activated. At this time, the pressure in the high pressure part of the system is equal to the ambient pressure. If the high-pressure sensor now indicates the ambient pressure, it is ensured that the pressure sensor is still working properly.

Eine derartige Vorgehensweise ist jedoch nur bei Einspritzsystemen möglich, bei denen aktiv auf der Hochdruckseite der Druck abgebaut werden kann. Wie eingangs ausgeführt, wird jedoch bei modernen Benzineinspritzsystemen die Regelung des Systemdrucks nur noch über eine bedarfsgerechte Ansteuerung der Zumesseinheit auf der Niederdruckseite durchgeführt. Bei solchen Einspritzsystemen, die auf der Hochdruckseite keine aktive Druckregelmöglichkeit besitzen, ist daher die obige Vorgehensweise mit Problemen verbunden, da der Systemdruck nach dem Abstellen des Motors nicht auf Umgebungsdruck fällt. Da die Einspritzventile keine Leckage aufweisen und das Auslassventil der Pumpe auch keine Leckage aufweisen darf, da sonst der volumetrische Wirkungsgrad der Pumpe und damit ihre Förderleistung extrem schlecht werden würde, liegt bei solchen Systemen nach dem Abstellen des Motors ein Systemdruck im Hochdruckteil an, der dem Druck des letzten Arbeitspunktes entspricht und je nach Dichtheit des Hochdrucksystems sehr lange anstehen kann.However, such an approach is only possible with injection systems in which actively on the high pressure side of the pressure can be reduced. As stated above, however, in modern gasoline injection systems, the control of the system pressure is only carried out via a demand-driven actuation of the metering unit on the low-pressure side. In such injection systems, which have no active pressure control option on the high pressure side, therefore, the above procedure is associated with problems because the system pressure does not fall to ambient pressure after stopping the engine. Since the injectors have no leakage and the outlet valve of the pump may also have no leakage, otherwise the volumetric efficiency of the pump and thus their performance would be extremely poor, is in such systems after stopping the engine, a system pressure in the high pressure part, the Pressure corresponds to the last operating point and depending on the tightness of the high pressure system can take a long time.

Das bekannte Verfahren, bei dem zur Überprüfung der Messfähigkeit des Hochdrucksensors der Umgebungsdruck herangezogen wird, ist daher für Einspritzsysteme, bei denen auf der Hochdruckseite der Systemdruck nicht aktiv abgebaut wird, mit Problemen verbunden.The known method, in which the ambient pressure is used to check the measuring capability of the high-pressure sensor, is therefore associated with problems for injection systems in which the system pressure is not actively reduced on the high-pressure side.

Aus der DE 100 03 906 A1 ist ein Verfahren mit den Merkmalen des Oberbegriffes von Patentanspruch 1 bekannt. In dieser Veröffentlichung ist allgemein angegeben, dass als Referenzdruck der Öffnungsdruck eines Drucksteuerventils oder eines Druckbegrenzungsventils in einem bestimmten Betriebszustand der Brennkraftmaschine herangezogen werden kann. Dabei ist von einem Öffnen des Drucksteuerventils bei Leerlaufdrehzahl die Rede.From the DE 100 03 906 A1 a method having the features of the preamble of claim 1 is known. In this publication, it is generally stated that the reference pressure of the opening pressure of a pressure control valve or a pressure limiting valve in a specific operating state of the internal combustion engine can be used. It is of an opening of the pressure control valve at idle speed talk.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Überprüfung der Messfähigkeit eines im Hochdruckteil eines Einspritzsystems angeordneten Drucksensors zu schaffen, das für Einspritzsysteme ohne aktive Druckregelmöglichkeit in Bezug auf den Hochdruckteil geeignet ist.The present invention has for its object to provide a method for checking the measurement capability of arranged in the high pressure part of an injection pressure sensor, which is suitable for injection systems without active pressure control option with respect to the high pressure part.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren der eingangs wiedergegebenen Art mit den kennzeichnenden Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst.This object is achieved by a method of the type described above with the characterizing features of claim 1.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt die Überprüfung der Messfähigkeit des Hochdrucksensors durch Heranziehen des in der Steuervorrichtung hinterlegten Öffnungsdruckwertes des Druckentlastungsventils (Pressure Relief Valve, PRV). Entspricht der vom Hochdrucksensor gemessene Druckwert dem hinterlegten Öffnungsdruckwert des Druckentlastungsventils, ist bestätigt, dass der Hochdrucksensor den Druck korrekt misst. Bei Abweichungen wird eine fehlerhafte Messung des Drucksensors bestätigt, so dass geeignete Gegenmaßnahmen eingeleitet werden können.In the method according to the invention, the measuring capability of the high-pressure sensor is checked by taking into account the opening pressure value of the pressure relief valve (PRV) stored in the control device. If the pressure value measured by the high-pressure sensor corresponds to the stored opening pressure value of the pressure-relief valve, it is confirmed that the high-pressure sensor measures the pressure correctly. In case of deviations, a faulty measurement of the pressure sensor is confirmed, so that appropriate countermeasures can be initiated.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lässt sich somit auch bei Einspritzsystemen, bei denen keine Möglichkeit besteht, den Systemdruck aktiv abzubauen, eine Plausibilisierung des Hochdrucksensors durchführen, indem das Druckentlastungsventil (PRV) mit in die Plausibilisierungsstrategie eingebunden wird. Dieses Druckentlastungsventil ist ein mechanisches Überdruckventil, welches jedes Einspritzsystem aufweist, das kein aktives Druckregelventil auf der Hochdruckseite aufweist. Das Druckentlastungsventil öffnet dann, wenn der Systemdruck den eingestellten Öffnungsdruckwert des Druckentlastungsventils überschreitet. Der Öffnungsdruck des Druckentlastungsventils wird so gewählt, dass es unter normalen Arbeitsbedingungen nicht öffnet. Weiterhin wird der Öffnungsdruckwert des Druckentlastungsventils so gewählt, dass dieser Wert immer kleiner ist als der maximal zulässige Druckwert für die Einspritzventile, da diese ab einem Systemdruck, der höher ist als der Öffnungsdruck des Druckentlastungsventils, nicht mehr öffnen würden. Der Öffnungsdruck des Druckentlastungsventils wird daher zum einen auf den maximalen Systemdruck und zum anderen auf den verwendeten Einspritzventiltyp abgestimmt (maximal möglicher Druck, bei dem das Einspritzventil noch öffnen kann).With the method according to the invention, a plausibility check of the high-pressure sensor can thus also be carried out in injection systems in which there is no possibility of actively reducing the system pressure by including the pressure relief valve (PRV) in the plausibility strategy. This pressure relief valve is a mechanical pressure relief valve having each injection system that does not have an active pressure control valve on the high pressure side. The pressure relief valve opens when the system pressure exceeds the set opening pressure value of the pressure relief valve. The opening pressure of the pressure relief valve is chosen so that it does not open under normal working conditions. Furthermore, the opening pressure value of the pressure relief valve is selected such that this value is always smaller than the maximum permissible pressure value for the injection valves, since they would no longer open from a system pressure that is higher than the opening pressure of the pressure relief valve. The opening pressure of the pressure relief valve is therefore adjusted to the maximum system pressure and to the type of injector used (maximum possible pressure at which the injector can still open).

Das Druckentlastungsventil öffnet nur dann, wenn beispielsweise in der Nachheizphase der Druck im System aufgrund von Temperaturerhöhungen durch den heißgefahrenen Motor ansteigt und es damit zu einem Öffnen des Druckentlastungsventils kommen kann. Eine andere Öffnungsmöglichkeit des Druckentlastungsventils ist der Limp Home Fall, d. h. aus irgendeinem Grund lässt sich die Fördermenge der Pumpe nicht mehr bedarfsgerecht regeln und die Pumpe liefert mehr Fördermenge als der Motor als Einspritzmenge abnimmt.The pressure relief valve opens only if, for example, in the post-heating phase, the pressure in the system rises due to temperature increases by the hot-run engine and it can thus come to an opening of the pressure relief valve. Another way to open the pressure relief valve is the Limp Home case, d. H. For some reason, the flow rate of the pump can no longer regulate demand and the pump delivers more flow than the engine decreases as injection quantity.

Genau dieser Umstand, dass der Öffnungsdruck des Druckentlastungsventils für jedes System genau definiert und daher bekannt ist, wird für das erfindungsgemäße Verfahren, d. h. die Hochdrucksensorplausibilisierung, genutzt. Hierbei wird dafür ein Motorarbeitspunkt ausgewählt, bei dem der Motor bei maximalem Systemdruck (beispielsweise 200 bar) und geringer Last betrieben wird. Wird nunmehr von diesem Arbeitspunkt in Schubbetrieb gewechselt, wird die Einspritzung ausgeschaltet und die Förderung der Pumpe in den Hochdruckteil durch die bedarfsgerechte Regelung unterbrochen. Der Systemdruck bleibt damit auf dem Niveau, welches im Arbeitspunkt zuvor vorlag. Wird nunmehr bei dem erfindungsgemäßen Verfahren im Schubbetriebarbeitspunkt gezielt trotzdem eine geringe Fördermenge in den Hochdruckteil gefördert, so steigt der Systemdruck solange an (da ja keine Einspritzmenge entnommen wird), bis das Druckentlastungsventil öffnet. Erkennbar ist dies am Drucksignal, da nun der Druck nicht mehr steigt. Nun wird der durch den Hochdrucksensor gemessene Druckwert mit dem in der Steuervorrichtung hinterlegten Öffnungsdruckwert des Druckentlastungsventils abgeglichen und somit die Messfähigkeit des Hochdrucksensors überprüft.It is precisely this fact that the opening pressure of the pressure relief valve is precisely defined for each system and therefore known, is used for the method according to the invention, i. H. the high pressure sensor plausibility, used. Here, an engine operating point is selected, in which the engine is operated at maximum system pressure (for example, 200 bar) and low load. Is now changed from this operating point in overrun, the injection is turned off and the promotion of the pump in the high pressure part interrupted by the demand-based control. The system pressure thus remains at the level that previously existed at the operating point. If, in the method according to the invention, a small delivery quantity is nevertheless selectively conveyed into the high-pressure part in the thrust operating point, the system pressure rises (since no injection quantity is withdrawn) until the pressure-relief valve opens. This is recognizable by the pressure signal, because now the pressure no longer rises. Now, the pressure value measured by the high-pressure sensor is adjusted with the opening pressure value of the pressure relief valve stored in the control device, and thus the measuring capability of the high-pressure sensor is checked.

Erfindungsgemäß erfolgt somit eine Plausibilisierung des Hochdrucksensorsignals mit dem Öffnungsdruck des mechanischen Überdruckventils (Druckentlastungsventils) durch geschickte Ansteuerung der Pumpe des Einspritzsystems in einem gezielt ausgewählten Arbeitspunkt.Thus, according to the invention, the plausibility of the high-pressure sensor signal is plausibility-checked with the opening pressure of the mechanical overpressure valve (pressure relief valve) by skillfully controlling the pump of the injection system in a specifically selected operating point.

Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Überprüfung der Messfähigkeit eines im Hochdruckteil eines Einspritzsystems angeordneten Hochdrucksensors. Das Einspritzsystem weist eine Steuervorrichtung und ein dem Hochdruckteil zugeordnetes Druckentlastungsventil auf und ist so ausgebildet, dass es in Bezug auf den Hochdruckteil keine aktive Druckregelmöglichkeit besitzt. Erfindungsgemäß ist dabei die Steuervorrichtung gemäß den kennzeichnenden Merkmalen von Patentanspruch 2 ausgebildet.The present invention furthermore relates to a device for checking the measuring capability of a high-pressure sensor arranged in the high-pressure part of an injection system. The injection system has a control device and a pressure relief valve associated with the high pressure part and is designed such that it has no active pressure control capability with respect to the high pressure part. According to the invention, the control device according to the characterizing features of claim 2 is formed.

Claims (2)

Verfahren zur Überprüfung der Messfähigkeit eines im Hochdruckteil eines Einspritzsystems angeordneten Hochdrucksensors, wobei das Einspritzsystem eine Steuervorrichtung und ein dem Hochdruckteil zugeordnetes Druckentlastungsventil aufweist und so ausgebildet ist, dass es in Bezug auf den Hochdruckteil keine aktive Druckregelmöglichkeit besitzt, bei dem ein durch den Hochdrucksensor beim Öffnen des Druckentlastungsventils gemessener Druckwert mit dem in der Steuervorrichtung hinterlegten Öffnungsdruckwert des Druckentlastungsventils als Referenzwert abgeglichen wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Auswählen eines Motorarbeitpunktes, bei dem der Motor bei maximalem Systemdruck und geringer Last betrieben wird; Wechseln von diesem Arbeitspunkt auf Schubbetrieb mit Ausschalten der Einspritzung und Unterbrechung der Pumpenförderung für den Hochdruckteil durch eine bedarfsgerechte Regelung; und Fördern einer geringen Fördermenge in den Hochdruckteil mit Anstieg des Systemdrucks bis zum Öffnen des Druckentlastungsventils.Method for checking the measuring capability of a high-pressure sensor arranged in the high-pressure part of an injection system, wherein the injection system has a control device and a pressure relief valve associated with the high-pressure part and is designed such that it has no active pressure control possibility with respect to the high-pressure part, in which a high-pressure sensor opens pressure value of the pressure relief valve is compared with the value stored in the control device opening pressure value of the pressure relief valve as a reference value, characterized in that the method comprises the following steps: selecting an engine operating point at which the engine is operated at maximum system pressure and low load; Change from this operating point to overrun with switching off the injection and interruption of the pump delivery for the high pressure part by an on-demand control; and conveying a small flow rate into the high pressure part with increase of the system pressure until the opening of the pressure relief valve. Vorrichtung zur Überprüfung der Messfähigkeit eines im Hochdruckteil eines Einspritzsystems angeordneten Hochdrucksensors, wobei das Einspritzsystem eine Steuervorrichtung und ein dem Hochdruckteil zugeordnetes Druckentlastungsventil aufweist und so ausgebildet ist, dass es in Bezug auf den Hochdruckteil keine aktive Druckregelmöglichkeit besitzt, wobei die Steuervorrichtung so ausgebildet ist, dass sie den durch den Hochdrucksensor gemessenen Druckwert mit dem in der Steuervorrichtung hinterlegten Öffnungsdruck des Druckentlastungsventils als Referenzwert abgleicht, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ferner so ausgebildet ist, dass sie einen Motorarbeitspunkt, bei dem der Motor bei maximalem Systemdruck und geringer Last betrieben wird, auswählt; von diesem Arbeitspunkt auf Schubbetrieb wechselt (unter Ausschalten der Einspritzung) und die Pumpenförderung für den Hochdruckteil unterbricht und eine bedarfsgerechte Regelung durchführt; und die Pumpe so ansteuert, dass diese eine geringe Fördermenge in den Hochdruckteil bis zum Öffnen des Druckentlastungsventils fördert.Device for checking the measuring capability of a high-pressure sensor arranged in the high-pressure part of an injection system, wherein the injection system has a control device and a pressure relief valve associated with the high-pressure part and is designed such that it has no active pressure control possibility with respect to the high-pressure part, the control device being designed such that it compares the pressure value measured by the high-pressure sensor with the opening pressure of the pressure relief valve as a reference value stored in the control device, characterized in that the device is further configured to select an engine operating point at which the engine is operated at maximum system pressure and low load ; from this operating point to overrun mode (with switching off the injection) and the pump delivery for the high pressure part interrupts and performs a needs-based control; and the pump is controlled so that it promotes a small flow rate in the high pressure part until the opening of the pressure relief valve.
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