DE102010015378B4

DE102010015378B4 - Diagnosesysteme und -verfahren für einen Drucksensor unter Fahrbedingungen

Info

Publication number: DE102010015378B4
Application number: DE102010015378.8A
Authority: DE
Inventors: Wenbo Wang; J. Lucido Michael; Christopher R. Graham
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2009-04-22
Filing date: 2010-04-19
Publication date: 2015-04-09
Anticipated expiration: 2030-04-20
Also published as: US20100269791A1; US8091531B2; DE102010015378A1; US8091532B2; US20100274462A1

Abstract

Diagnosesystem (18), das umfasst: ein Kraftstoffpumpenmodul (204), das eine erste Pumpe (108) aktiviert, wenn ein Motor (12) in einem Diagnosemodus arbeitet, wobei die erste Pumpe (108) Kraftstoff zu Kraftstoffeinspritzdüsen (104, 105) des Motors (12) über eine Kraftstoffverteilerleitung (24, 26) zuführt; und ein Diagnosesteuermodul (202), das ein Signal des gemessenen Drucks von einem Drucksensor (20) empfängt, das einen Druck der Kraftstoffverteilerleitung (24, 26) während des Diagnosemodus angibt, wobei das Kraftstoffpumpenmodul (204) auf der Basis eines vorbestimmten Entlastungsdrucks eines Druckentlastungsventils (110) ein Signal eines ersten befohlenen Kraftstoffdrucks, das um einen vorbestimmten Betrag geringer ist als der vorbestimmte Entlastungsdruck, und/oder ein Signal eines zweiten befohlenen Kraftstoffdrucks, das um einen vorbestimmten Betrag größer ist als der vorbestimmte Entlastungsdruck, zu der ersten Pumpe (108) sendet, und wobei das Diagnosesteuermodul (202) einen Fehler des Drucksensors (20) auf der Basis einer Motordrehzahl, die innerhalb eines vorbestimmten Drehzahlfensters liegt, und eines Vergleichs zwischen dem Signal des gemessenen Drucks und dem Signal des ersten befohlenen Kraftstoffdrucks und/oder einem korrigierten Entlastungsdruck des Druckentlastungsventils (20) detektiert.

Description

GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf Fahrzeugsteuersysteme für Verbrennungsmotoren und insbesondere auf ein Diagnosesystem und -verfahren für Drucksensoren.
HINTERGRUND
Ein Fremdzündungs-Direkteinspritz-System (SIDI-System) spritzt Druckkraftstoff direkt in die Zylinder eines Motors ein. Im Gegensatz dazu spritzt ein Kanalkraftstoffeinspritzsystem Kraftstoff in einen Einlasskrümmer oder einen Einlasskanal oberstromig von einem Einlassventil eines Zylinders ein. Ein SIDI-System ermöglicht eine Schichtkraftstoffladungsverbrennung für eine verbesserte Kraftstoffeffizienz und verringerte Emissionen während des Betriebs. Die Schichtkraftstoffladung ermöglicht eine magere Verbrennung und eine verbesserte Ausgangsleistung.
Ein SIDI-Motor kann mit einer Niederdruck-Kraftstoffpumpe und einer Hochdruck-Kraftstoffpumpe konfiguriert sein, die zur jeweiligen Druckbeaufschlagung einer Niederdruck-Kraftstoffleitung und einer Einspritzdüsen-Kraftstoffverteilerleitung verwendet werden. Ein Drucksensor kann an der Einspritzdüsen-Kraftstoffverteilerleitung angebracht sein und ein Kraftstoffverteilerleitungs-Drucksignal erzeugen. Ein Motorsteuersystem kann die Menge an Kraftstoff, der zu den Zylindern geliefert wird, auf der Basis des Kraftstoffverteilerleitungs-Drucksignals steuern. Der zuvor erwähnte Drucksensor lässt sich mit dem in der DE 198 34 660 A1 beschriebenen Verfahren auf Funktionstüchtigkeit überprüfen, im Rahmen dessen ausgehend von einer Änderung des Drucksignals des Sensors bei einer Änderung einer den Druck bestimmenden Größe ein fehlerhaftes Drucksignal erkannt wird. Ferner schlägt die DE 101 47 189 A1 vor, bei der Sensordiagnose die Veränderlichkeit des Istdrucks gegenüber dem Solldruck zu berücksichtigen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, das aus der DE 198 34 660 A1 bekannte Verfahren so weiterzuentwickeln, dass sich noch zuverlässiger eine Aussage über die Funktionstüchtigkeit des Drucksensors treffen lässt.
ZUSAMMENFASSUNG
Diese Aufgabe wird mit einem Diagnosesystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Offenbarung wird aus der ausführlichen Beschreibung und den begleitenden Zeichnungen vollständiger verständlich, in denen:
1 ein Funktionsblockdiagramm eines Motorsystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist;
2 ein Funktionsblockdiagramm eines Kraftstoffeinspritzsystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist;
3 ein Funktionsblockdiagramm des Kraftstoffeinspritzsystems von 2, das ein Diagnosesystem für einen Drucksensor darstellt, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist;
4A und 4B ein Verfahren zum Diagnostizieren eines Drucksensors gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellen;
5 ein beispielhaftes Diagramm eines korrigierten Entlastungsdruckwerts gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist; und
6 und 7 beispielhafte Diagramme von Kraftstoffdrucksignalen gemäß der Ausführungsform von 3 sind.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Für die Zwecke der Deutlichkeit werden in den Zeichnungen dieselben Bezugszeichen verwendet, um ähnliche Elemente zu identifizieren. Wie hier verwendet, sollte der Ausdruck mindestens eines von A, B und C so aufgefasst werden, dass er ein logisches (A oder B oder C) unter Verwendung eines logischen Nicht-Exklusiv-Oder bedeutet. Selbstverständlich können die Schritte innerhalb eines Verfahrens in einer anderen Reihenfolge ausgeführt werden, ohne die Prinzipien der vorliegenden Offenbarung zu ändern.
Wie hier verwendet, kann sich der Begriff Modul auf eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), eine elektronische Schaltung, einen Prozessor (gemeinsam genutzt, zweckgebunden oder Gruppe) und/oder einen Speicher (gemeinsam genutzt, dediziert oder Gruppe), die ein oder mehrere Software- oder Firmwareprogramme ausführen, eine kombinatorische Logikschaltung und/oder andere geeignete Komponenten, die die beschriebene Funktionalität bereitstellen, beziehen, ein Teil davon sein oder diese umfassen.
Obwohl die folgenden Ausführungsformen hauptsächlich in Bezug auf einen SIDI-Motor beschrieben werden, können die Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung außerdem für andere Typen von Motoren gelten. Die vorliegende Erfindung kann beispielsweise für Motoren mit Kompressionszündung, Fremdzündung, Fremdzündung und Direkteinspritzung, homogene Fremdzündung, homogene Ladungskompressionszündung, Schichtfremdzündung, Dieselmotoren und Motoren mit funkengestützter Kompressionszündung gelten.
Ein Motor kann ein Kraftstoffsteuersystem und ein Abgasreinigungssystem umfassen, um die Zuführung von Kraftstoff zu den Zylindern des Motors zu regeln. Das Kraftstoffsteuersystem und das Abgasreinigungssystem können einen Kraftstoffzufuhrdruck und/oder eine Menge an Kraftstoff, der dem Motor zugeführt wird, auf der Basis eines Drucksignals von einem Kraftstoffdrucksensor einstellen. Der Kraftstoffdrucksensor erzeugt das Drucksignal auf der Basis eines Kraftstoffdrucks innerhalb einer Kraftstoffverteilerleitung des Motors. Das Drucksignal kann einen falschen Druckwert angeben, wenn der Kraftstoffdrucksensor fehlerhaft ist. Ein fehlerhafter Kraftstoffdrucksensor kann Fehler im Kraftstoffsteuersystem und im Abgasreinigungssystem verursachen.
Ein Diagnosefehlercode (DTC) kann aufgrund eines Fehlers eines Kraftstoffdrucksensors ausgefallen sein. Eine Bedingung kein Fehler gefunden (NTF) kann auftreten, wenn ein Diagnosesystem für das Kraftstoffsteuersystem einen DTC übersieht, wenn ein Fehler eines Kraftstoffdrucksensors existiert. Die Fehlersuche bei NTF-Bedingungen ist zeitaufwändig. Die Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung schaffen Verfahren zum Diagnostizieren eines Kraftstoffdrucksensors während einer Fahrbedingung. Die Fahrbedingung bezieht sich auf einen Motorbetrieb, wenn eine Motordrehzahl innerhalb eines vorbestimmten Drehzahlbereichsfensters liegt. Die Verfahren können die Luft/Kraftstoff- und Emissionssteuerung verbessern sowie die Anzahl von NTF-Bedingungen verringern.
In 1 ist nun ein beispielhaftes Motorsteuersystem 10 eines Fahrzeugs gezeigt. Das Motorsteuersystem 10 umfasst einen Motor 12 und ein Kraftstoffeinspritzsystem 14. Das Kraftstoffeinspritzsystem 14 umfasst ein Motorsteuermodul 16 mit einem Diagnosesystem 18. Das Diagnosesystem 18 kann ein Drucksensor-Diagnosemodul 19 sowie andere Vorrichtungen, Zeitgeber usw. umfassen. Ein Beispiel des Diagnosesystems 18 ist in 3 gezeigt. Das Drucksensor-Diagnosemodul 19 kann einen Fehler eines Drucksensors 20 detektieren, während der Motor 12 unter einer Fahrbedingung arbeitet. Das Drucksensor-Diagnosemodul 19 kann auch einen proportionalen Versatz eines Drucksensors von einem nominalen oder tatsächlichen Wert des Drucksensors bestimmen. Der Drucksensor 20 kann ein Signal FRP eines gemessenen Drucks zum Diagnosesystem 18 übertragen. Das Diagnosesystem 18 kann den Fehler des Drucksensors 20 bestimmen. Beispiele des Motorsteuermoduls 16 und des Diagnosesystems 18 sind in 2 und 3 gezeigt.
Der Motor 12 umfasst einen Einlasskrümmer 22, das Kraftstoffeinspritzsystem 14 mit Kraftstoffverteilerleitungen 24, 26, ein Getriebe 28, einen Zylinder 30 und einen Kolben 32. Der beispielhafte Motor 12 umfasst acht Zylinder 30, die in benachbarten Zylindergruppen 34, 36 in einer Anordnung vom V-Typ konfiguriert sind. Obwohl 1 acht Zylinder darstellt, kann der Motor 12 eine beliebige Anzahl von Zylindern 30 umfassen. Der Motor 12 kann auch eine Reihenzylinderkonfiguration aufweisen.
Während des Motorbetriebs wird Luft durch einen Einlassunterdruck, der durch Einlasshübe des Motors 12 erzeugt wird, in den Einlasskrümmer 22 gesaugt. Kraftstoff wird durch das Kraftstoffeinsprittzsystem 14 direkt in die Zylinder 30 eingespritzt. Die Luft und der Kraftstoff mischen sich in den Zylindern 30 und Wärme von der Kompression und/oder elektrische Energie zündet das Luft/Kraftstoff-Gemisch. Der Kolben 32 im Zylinder 30 treibt eine Kurbelwelle 38 des Motors 12 an, um ein Antriebsdrehmoment zu erzeugen. Das verbrannte Luft/Kraftstoff-Gemisch innerhalb des Zylinders 30 wird durch Auslasskanäle 40 heraus gedrängt.
In 2 ist das Kraftstoffeinspritzsystem 14 gezeigt. Das Kraftstoffeinspritzsystem 14 umfasst das Motorsteuermodul 16, das Diagnosesystem 18 und das Drucksensor-Diagnosemodul 19 für den Drucksensor 20. Eine Niederdruck-Kraftstoffleitung 100 und eine Hochdruck-Kraftstoffleitung 102 sind mit den Kraftstoffverteilerleitungen 24, 26 und den Kraftstoffeinspritzdüsen 104, 105 verbunden. Die Kraftstoffleitungen 100, 102 empfangen Kraftstoff durch eine jeweilige einer Niederdruck-Kraftstoffpumpe (zweiten Pumpe) 106 und einer Hochdruck-Kraftstoffpumpe (ersten Pumpe) 108. Die Niederdruck-Kraftstoffpumpe (zweite Pumpe) 106, die sich in einem Kraftstofftank 107 befindet, kann durch eine elektrische Leistungsquelle wie z. B. eine Batterie arbeiten. Die Hochdruck-Kraftstoffpumpe (erste Pumpe) 108 kann durch den Motor 12 arbeiten. Die Hochdruck-Kraftstoffpumpe (erste Pumpe) 108 liefert einen höheren Kraftstoffdruck als und/oder erhöht einen Kraftstoffdruck, der durch die Niederdruck-Kraftstoffpumpe (zweite Pumpe) 106 geliefert wird. Die Niederdruck-Kraftstoffpumpe (zweite Pumpe) 106 kann einen Kraftstoffdruck von beispielsweise 400 Kilopascal (kPa = 10³ Pa) +/– 50 kPa liefern. Die Hochdruck-Kraftstoffpumpe (erste Pumpe) 108 kann einen Kraftstoffdruck von beispielsweise 15 Megapascal (MPa = 10⁶ Pa) +/– 1 MPa liefern.
Die Hochdruck-Kraftstoffpumpe (erste Pumpe) 108 kann ein Druckentlastungsventil 110 umfassen. Das Druckentlastungsventil 110 kann eine Vorrichtung sein, die einen Durchgang mit einem Einlassende in Verbindung mit der Hochdruck-Kraftstoffpumpe (ersten Pumpe) 108 und ein Auslassende in Verbindung mit der Niederdruck-Kraftstoffleitung 100 vorsieht. Das Druckentlastungsventil 110 kann zwischen der Niederdruck-Kraftstoffleitung 100 und der Hochdruck-Kraftstoffleitung 102 verbunden sein. Das Druckentlastungsventil 110 kann sich öffnen, um den Druck von der Hochdruck-Kraftstoffleitung 102 zu entlasten, wenn der Druck innerhalb der Hochdruck-Kraftstoffleitung 102 größer ist als ein vorbestimmter Druck.
Bei der Verwendung erzeugt das Motorsteuermodul 16 ein Niederdruck-Steuersignal LowP, um Kraftstoff vom Kraftstofftank 107 in die Niederdruck-Kraftstoffleitung 100 über die Niederdruck-Kraftstoffpumpe (zweite Pumpe) 106 zu pumpen. Das Motorsteuermodul 16 erzeugt ein Hochdruck-Steuersignal HighP, um Kraftstoff in die Zylinder 30 zu pumpen. Die Hochdruck-Kraftstoffpumpe (erste Pumpe) 108 wird verwendet, um den Druck des von der Niederdruck-Kraftstoffleitung 100 empfangenen Kraftstoffs zu erhöhen. Hochdruck-Kraftstoff wird zur Hochdruck-Kraftstoffleitung 102 und zu den Kraftstoffverteilerleitungen 24, 26 geliefert. Der Hochdruck-Kraftstoff wird über die Kraftstoffeinspritzdüsen 104, 105 in die Zylinder 30 eingespritzt. Die Zeitsteuerung der Kraftstoffeinspritzdüsen 104, 105 wird durch das Motorsteuermodul 16 gesteuert. Obwohl eine spezielle Anzahl von Kraftstoffverteilerleitungen und Kraftstoffeinspritzdüsen pro Kraftstoffverteilerleitung gezeigt ist, kann irgendeine Anzahl von Kraftstoffverteilerleitungen und entsprechenden Kraftstoffeinspritzdüsen enthalten sein.
Das Motorsteuermodul 16 steuert die Kraftstoffpumpen 106, 108 in Ansprechen auf verschiedene Sensoreingaben, wie z. B. ein Signal FRP des gemessenen Drucks vom Drucksensor 20. Drucksensoren können mit einer oder mehreren der Kraftstoffverteilerleitungen 24, 26, 102 verbunden sein und den Druck in diesen detektieren. Der Drucksensor 20 ist als ein Beispiel gezeigt. Das Motorsteuermodul 16 kann verschiedene Steuersignale erzeugen, wie z. B. das Niederdruck-Steuersignal LowP, das Hochdruck-Steuersignal HighP und ein Kraftstoffeinspritzdüsen-Steuersignal F1. Das Kraftstoffeinspritzdüsen-Steuersignal F1 kann verwendet werden, um das Öffnen und Schließen der Kraftstoffeinspritzdüsen 104, 105 zu steuern.
Kraftstoff wird im Kraftstofftank 107 aufbewahrt. Das Motorsteuermodul 16 kann das Niederdruck-Steuersignal LowP zur Niederdruck-Kraftstoffpumpe (zweiten Pumpe) 106 übertragen. Die Niederdruck-Kraftstoffpumpe (zweite Pumpe) 106 pumpt Kraftstoff vom Kraftstofftank 107 über die Niederdruck-Kraftstoffleitung 100. Das Motorsteuermodul 16 kann das Hochdruck-Steuersignal HighP zur Hochdruck-Kraftstoffpumpe (ersten Pumpe) 108 übertragen. Die Hochdruck-Kraftstoffpumpe (erste Pumpe) 108 pumpt Kraftstoff zur Zuführung zu den Kraftstoffeinspritzdüsen 104, 105 über die Hochdruck-Kraftstoffleitung 102, die mit den Kraftstoffverteilerleitungen 24, 26 verbunden ist.
Mit Bezug nun auch auf 3 ist das Kraftstoffeinspritzsystem 14 mit dem Motorsteuermodul 16 gezeigt, die das Diagnosesystem 18 für den Drucksensor 20 darstellt. Das Diagnosesystem 18 kann das Drucksensor-Diagnosemodul 19 umfassen. Das Drucksensor-Diagnosemodul 19 kann ein Initialisierungsmodul 200, ein Diagnosesteuermodul 202, ein Kraftstoffsteuermodul 203, ein Kraftstoffpumpenmodul 204 und ein Druckdetektionsmodul 206 umfassen.
Das Initialisierungsmodul 200 kann Signale von den Sensoren 208 über Hardware-Eingabe/Ausgabe-Vorrichtungen (HWIO-Vorrichtungen) 210 empfangen. Die Sensoren 208 können den Drucksensor 20 und andere Sensoren 212 umfassen. Die anderen Sensoren 212 können einen Motordrehzahlsensor, einen Einlasslufttemperatur-Sensor (IAT-Sensor), einen Feuchtigkeits-IAT-Sensor und/oder einen Sauerstoffsensor umfassen. Das Initialisierungsmodul 200 kann ein Initialisierungssignal erzeugen, wenn der Motor 12 für eine vorbestimmte Periode mit einer Drehzahl innerhalb eines vorbestimmten Drehzahlbereichsfensters gearbeitet hat. Das Initialisierungsmodul 200 kann das Initialisierungssignal zum Diagnosesteuermodul 202 übertragen, das anzeigt, dass der Motor 12 in einem Diagnosemodus arbeitet.
Das Diagnosesteuermodul 202 empfangt das Initialisierungssignal und aktiviert das Kraftstoffsteuermodul 203. Das Kraftstoffsteuermodul 203 signalisiert dem Kraftstoffpumpenmodul 204, die Aktuatoren 214 über die HWIO-Vorrichtungen 210 zu betätigen. Die Aktuatoren 214 können die Niederdruck-Kraftstoffpumpe (zweite Pumpe) 106 und die Hochdruck-Kraftstoffpumpe (erste Pumpe) 108 umfassen. Das Kraftstoffsteuermodul 203 erzeugt ein Signal CFP des befohlenen Kraftstoffdrucks für die Hochdruck-Kraftstoffpumpe (erste Pumpe) 108, um einen vorbestimmten Kraftstoffdruck auf die Hochdruck-Kraftstoffleitung 102 aufzubringen. Das Signal CFP des befohlenen Kraftstoffdrucks wird auf der Basis eines vorbestimmten Entlastungsdruckwerts bestimmt. Der vorbestimmte Entlastungsdruckwert ist so ausgelegt, dass sich das Druckentlastungsventil 110 öffnet, wenn ein Druckaufbau in der Hochdruck-Kraftstoffleitung 102 über einem Schwellenwert liegt. Das Kraftstoffsteuermodul 203 überträgt das Signal CFP des befohlenen Drucks zum Diagnosesteuermodul 202 und zum Kraftstoffpumpenmodul 204.
Das Kraftstoffpumpenmodul 204 erhöht einen Ausgangsdruck der Hochdruck-Kraftstoffpumpe (ersten Pumpe) 108 auf der Basis des Signals CFP des befohlenen Drucks. Das Diagnosesteuermodul 202 aktiviert einen Stabilisierungsperioden-Zeitgeber 216. Der Stabilisierungsperioden-Zeitgeber 216 kann einen Stabilisierungsperioden-Zeitgeberwert 218 umfassen. Der Stabilisierungsperioden-Zeitgeber 216 misst die zum Stabilisieren der Kraftstoffdrücke in der Niederdruck-Kraftstoffleitung 100, in der Hochdruck-Kraftstoffleitung 102 und in den Kraftstoffverteilerleitungen 24, 26 aufgewendete Zeit. Der Stabilisierungsperioden-Zeitgeber 216 erhöht den Stabilisierungsperioden-Zeitgeberwert 218 auf der Basis eines Taktsignals, das von einem Systemtakt 220 über die HWIO-Vorrichtungen 210 empfangen wird. Wenn der Stabilisierungsperioden-Zeitgeberwert 218 größer ist als eine vorbestimmte Periode, aktiviert das Diagnosesteuermodul 202 das Druckdetektionsmodul 206.
Das Druckdetektionsmodul 206 erzeugt und überträgt ein Signal FRP des gemessenen Drucks vom Drucksensor 20 zum Diagnosesteuermodul 202. Das Diagnosesteuermodul 202 aktiviert einen Diagnoseperioden-Zeitgeber 222. Der Diagnoseperioden-Zeitgeber 222 kann einen Diagnoseperioden-Zeitgeberwert 224 und einen Zähler 226 umfassen. Der Diagnoseperioden-Zeitgeber 222 misst die zum Diagnostizieren des Drucksensors 20 aufgewendete Zeit. Der Zähler 226 wird beim Bestimmen von Druckdifferenzen zwischen Drucksignalen verwendet, wie nachstehend beschrieben.
Das Diagnosesteuermodul 202 berechnet eine Druckdifferenz ΔP zwischen dem Signal CFP des befohlenen Kraftstoffdrucks und dem Signal FRP des gemessenen Drucks. Außerdem kann das Diagnosesteuermodul 202 die Druckdifferenz ΔP zwischen einem korrigierten Entlastungsdruckwert und dem Signal FRP des gemessenen Drucks berechnen. Der korrigierte Entlastungsdruckwert wird auf der Basis eines Herstellungsversatzes und des entworfenen nominalen oder tatsächlichen Entlastungsdruckwerts bestimmt. Ein Satz der Druckdifferenzen ΔP kann im Speicher 228 gespeichert werden. Eine Druckwerttabelle 230 im Speicher 228 kann verwendet werden, um den Satz der Druckdifferenzen ΔP für eine vorbestimmte Diagnoseperiode zu speichern. Der Speicher 228 kann auch eine DTC-Tabelle 231 speichern. Die DTC-Tabelle 231 kann detektierte Druckwerte und DTCs, die während der Tests des niedrigen und des hohen proportionalen Versatzes erzeugt werden, umfassen.
Die HWIO-Vorrichtungen 210 können ein Schnittstellensteuermodul 232 und Hardware-Schnittstellen/Treiber 234 umfassen. Das Schnittstellensteuermodul 232 schafft eine Schnittstelle zwischen den Modulen 200, 202, 204, 206 und den Hardware-Schnittstellen/Treibern 234. Die Hardware-Schnittstellen/Treiber 234 steuern den Betrieb beispielsweise der Kraftstoffpumpen 106, 108 und von anderen Motorsystemvorrichtungen. Die anderen Motorsystemvorrichtungen können Zündspulen, Zündkerzen, Drosselventile, Solenoide usw. umfassen. Die Hardware-Schnittstellen/Treiber 234 empfangen auch Sensorsignale, die zu den jeweiligen Steuermodulen übertragen werden. Die Sensorsignale können das Signal FRP des gemessenen Drucks vom Drucksensor 20 und Signale OS von den anderen Sensoren 212 umfassen.
Mit Bezug nun auch auf 4 ist ein Verfahren zum Diagnostizieren eines Drucksensors 20 gezeigt. Das Verfahren kann einen Test 490 des niedrigen proportionalen Versatzes und/oder einen Test 492 des hohen/niedrigen proportionalen Versatzes umfassen. Der Test 490 des niedrigen proportionalen Versatzes kann die Erzeugung eines Signals des befohlenen Kraftstoffdrucks umfassen, das geringer ist als ein vorbestimmter Entlastungsdruckwert RPV. Der Test 492 des hohen proportionalen Versatzes kann die Erzeugung eines Signals des befohlenen Kraftstoffdrucks umfassen, das größer ist als ein vorbestimmter Entlastungsdruckwert RPV. Der vorbestimmte Entlastungsdruckwert RPV kann einen Kraftstoffdruckwert der Hochdruck-Kraftstoffleitung 102 darstellen, wenn sich das Druckentlastungsventil 110 aufgrund eines Druckaufbaus in der Hochdruck-Kraftstoffleitung 102 öffnet.
Der Test 490 detektiert einen Fehler des niedrigen proportionalen Versatzes des Drucksensors 20, wenn ein Signal FRP des gemessenen Drucks um einen vorbestimmten Betrag geringer ist als der vorbestimmte Entlastungsdruckwert RPV und geringer ist als ein befohlener Kraftstoffdruck CFP. Der Test 492 detektiert einen Fehler des hohen proportionalen Versatzes oder einen Fehler des niedrigen proportionalen Versatzes des Drucksensors 20, wenn das Signal FRP des gemessenen Drucks um einen vorbestimmten Betrag größer oder kleiner als der vorbestimmte Entlastungsdruckwert RPV ist. Der Test 492 des hohen proportionalen Versatzes kann vom Test 490 des niedrigen proportionalen Versatzes abhängen oder unabhängig sein und umgekehrt. Obwohl die folgenden Schritte hauptsächlich in Bezug auf die Ausführungsformen von 1–3 beschrieben werden, können die Schritte modifiziert werden, um sie auf andere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung anzuwenden.
Das Verfahren kann in Schritt 400 beginnen. In Schritt 402 können Signale von den Sensoren 208 und Werte im Speicher 228 empfangen und/oder erzeugt werden. Die Signale können das Signal FRP des gemessenen Drucks vom Drucksensor 20 umfassen. Die Druckwerttabelle 230 und die DTC-Tabelle 231 können detektierte Druckwerte und DTCs, die während der Tests 490, 492 des niedrigen und des hohen proportionalen Versatzes erzeugt werden, umfassen. Die Signale können zu Modulen wie z. B. zu dem Initialisierungsmodul 200, dem Diagnosesteuermodul 202, dem Kraftstoffpumpemodul 204 und dem Druckdetektionsmodul 206 über die HWIO-Vorrichtungen 210 übertragen werden.
In Schritt 404 kann, wenn der Motor 12 für eine vorbestimmte Periode mit einer Drehzahl innerhalb eines vorbestimmten Drehzahlbereichsfensters gearbeitet hat, die Steuerung zu Schritt 406 weitergehen. Dies erfüllt die Fahrbedingung für die Tests 490, 492 des niedrigen und des hohen proportionalen Versatzes. Ansonsten kann die Steuerung zu Schritt 402 zurückkehren. Das Initialisierungsmodul 200 erzeugt und überträgt ein Initialisierungssignal zum Diagnosesteuermodul 202.
In Schritt 405 kann das Diagnosesteuermodul 202 einen korrigierten Entlastungsdruckwert cRPV auf der Basis eines tatsächlichen Entlastungsdrucks des Druckentlastungsventils 110 bestimmen. Der korrigierte Entlastungsdruckwert cRPV bezieht sich auf einen tatsächlichen Entlastungsdruck des Druckentlastungsventils 110. Tatsächliche Entlastungsdrücke von Entlastungsventilen können von einem vorbestimmten oder erwarteten Entlastungsdruck aufgrund von Herstellungsvariationen abweichen. Verschiedene Drucksensoren desselben Typs können verschiedene tatsächliche Entlastungsdrücke aufweisen. Ein Entlastungsventilversatz Ofs, der eine Differenz zwischen einem tatsächlichen Entlastungsdruck und einem erwarteten Entlastungsdruck darstellt, kann während der Herstellung und/oder des Betriebs des Motors 12 bestimmt werden.
Mit Bezug nun auch auf 5 ist beispielsweise ein beispielhaftes Diagramm des korrigierten Entlastungsdruckwerts cRPV gezeigt. Der korrigierte Entlastungsdruckwert cRPV kann durch Summieren des Entlastungsventilversatzes Ofs zum vorbestimmten Entlastungsdruckwert RPV hergestellt werden. Das Kraftstoffsteuermodul 203 kann der Hochdruck-Kraftstoffpumpe (ersten Pumpe) 108 befehlen, den Kraftstoffdruck in der Hochdruck-Kraftstoffleitung 102 zu erhöhen, bis sich das Druckentlastungsventil 110 öffnet. Ein Signal iCFP des anfänglichen befohlenen Drucks (Signal des dritten befohlenen Kraftstoffdrucks), das durch das Kraftstoffsteuermodul 203 erzeugt wird, wird auf einen Wert P5 (z. B. 25 MPa) gesetzt, der um einen vorbestimmten Betrag größer ist als der vorbestimmte Entlastungsdruckwert RPV. Das Druckdetektionsmodul 206 detektiert und überträgt einen tatsächlichen Entlastungsdruckwert des Druckentlastungsventils 110 zum Diagnosesteuermodul 202. Das Diagnosesteuermodul 202 kann den tatsächlichen korrigierten Entlastungsdruckwert cRPV im Speicher 228 speichern.
In Schritt 406 aktiviert das Diagnosesteuermodul 202 das Kraftstoffsteuermodul 203 des Diagnosesystems 18, um den Test 490 des niedrigen proportionalen Versatzes zu beginnen. In Schritt 408 signalisiert das Kraftstoffsteuermodul 203 dem Kraftstoffpumpenmodul 204, die Hochdruck-Kraftstoffpumpe (erste Pumpe) 108 zu aktivieren.
In Schritt 410 erzeugt und setzt das Kraftstoffsteuermodul 203 anfänglich ein Signal fCFP des ersten befohlenen Kraftstoffdrucks auf einen Wert, der geringer ist als der vorbestimmte Entlastungsdruckwert RPV. Nur als Beispiel ist mit Bezug nun auch auf 6 ein beispielhaftes Diagramm von Kraftstoffdrucksignalen gemäß der Ausführungsform von 3 gezeigt. Das Signal fCFP des ersten befohlenen Kraftstoffdrucks kann auf einen ersten Druck P1 (z. B. 2 MPa) gesetzt werden. Der vorbestimmte Entlastungsdruckwert RPV kann anfänglich als dritter Druck P3 (z. B. 17,5 MPa) zum Zeitpunkt der Herstellung bekannt sein.
In Schritt 412 überträgt das Kraftstoffsteuermodul 203 das Signal fCFP des ersten befohlenen Kraftstoffdrucks zum Diagnosesteuermodul 202 und zum Kraftstoffpumpenmodul 204. In Schritt 414 befiehlt das Kraftstoffpumpemodul 204 der Hochdruck-Kraftstoffpumpe (ersten Pumpe) 108, den Kraftstoffdruck in der Hochdruck-Kraftstoffleitung 102 auf der Basis des vorbestimmten Entlastungsdruckwerts RPV zu erhöhen. Das Kraftstoffpumpenmodul 204 befiehlt beispielsweise der Hochdruck-Kraftstoffpumpe (ersten Pumpe) 108, das Signal fCFP des ersten befohlenen Kraftstoffdrucks vom ersten Druck P1 (z. B. 2 MPa) auf einen zweiten Druck P2 (z. B. 13 MPa) zu erhöhen. Der zweite Druck P2 wird auf einen Wert gesetzt, der um einen vorbestimmten Betrag geringer ist als der vorbestimmte Entlastungsdruckwert RPV, um das Öffnen des Druckentlastungsventils 110 zu vermeiden. Das häufige Drängen des Druckentlastungsventils 110 in die offene Position kann Beschädigungen am Kraftstoffeinspritzsystem 14 aufgrund eines Hochdruckaufbaus in der Hochdruck-Kraftstoffleitung 102 verursachen. Die Komponenten im ganzen Kraftstoffeinspritzsystem 14 können den Hochdruckaufbau nach häufigen Druckaufbauten nicht aushalten.
In Schritt 416 aktiviert das Diagnosesteuermodul 202 den Stabilisierungsperioden-Zeitgeber 216, um für eine vorbestimmte Menge an Zeit zu warten, bis sich der Kraftstoffdruck in der Niederdruck-Kraftstoffleitung 100, der Hochdruck-Kraftstoffleitung 102 und in den Kraftstoffverteilerleitungen 24, 26 stabilisiert. Der Stabilisierungsperioden-Zeitgeber 216 greift beispielsweise auf den Systemtakt 220 über die HWIO-Vorrichtungen 210 zu, um einen anfänglichen Zeitstempel, wenn das Signal fCFP des ersten befohlenen Kraftstoffdrucks erhöht wird, zu empfangen. Der Stabilisierungsperioden-Zeitgeber 216 vergleicht den anfänglichen Zeitstempel mit einem aktuellen Zeitstempel auf der Basis eines Taktsignals, das vom Systemtakt 220 empfangen wird. Der Stabilisierungsperioden-Zeitgeber 216 erhöht den Stabilisierungsperioden-Zeitgeberwert 218 auf der Basis einer Zeitdifferenz zwischen den Zeitstempeln.
Wenn in Schritt 418 der Stabilisierungsperioden-Zeitgeberwert 218 größer ist als eine vorbestimmte Stabilisierungsperiode StbzTime, kann die Steuerung zu Schritt 420 weitergehen. Ansonsten kann die Steuerung zu Schritt 416 zurückkehren. Der Stabilisierungsperioden-Zeitgeberwert 218 wird mit der vorbestimmten Stabilisierungsperiode StbzTime verglichen. In 6 bezieht sich beispielsweise der Punkt A auf eine Startzeit der Stabilisierungsperiode StbzTime, wenn das Signal fCFP des ersten befohlenen Kraftstoffdrucks durch das Kraftstoffpumpenmodul 204 erhöht wird. Der Punkt B bezieht sich auf eine Endzeit der Stabilisierungsperiode StbzTime. Die vorbestimmte Stabilisierungsperiode StbzTime vom Punkt A zum Punkt B stellt eine Menge an Zeit dar, um zu ermöglichen, dass die Kraftstoffdrücke in der Niederdruck- und der Hochdruck-Kraftstoffleitung 100, 102 und in den Kraftstoffverteilerleitungen 24, 26 stabilisiert werden.
In Schritt 420 setzt nach der vorbestimmten Stabilisierungsperiode StbzTime der Stabilisierungsperioden-Zeitgeber 216 den Stabilisierungsperioden-Zeitgeberwert 218 auf null zurück. In Schritt 422 setzt der Zähler 226 des Diagnoseperioden-Zeitgebers 222 einen Index X auf null. X ist eine ganze Zahl von null bis K, wobei K eine Anzahl von Druckdifferenzen ΔP(X) darstellt, die in der Druckwerttabelle 230 gespeichert werden. Das Diagnosesteuermodul 202 berechnet und speichert die Druckdifferenzen ΔP(X) zwischen dem Signal fCFP des ersten befohlenen Kraftstoffdrucks und einem Signal FRPLow des gemessenen Drucks. Das Signal FRPLow des gemessenen Drucks stellt ein fehlerhaftes Drucksignal dar, das um einen vorbestimmten Betrag geringer ist als das Signal fCFP des ersten befohlenen Drucks. Die Druckdifferenzen ΔP(X) können während einer vorbestimmten Diagnoseperiode DiagTime berechnet werden. Der Punkt B bezieht sich auch auf eine Startzeit der vorbestimmten Diagnoseperiode DiagTime. Der Punkt C bezieht sich auf eine Endzeit der vorbestimmten Diagnoseperiode DiagTime.
In Schritt 424 empfängt das Druckdetektionsmodul 206 ein Kraftstoffverteilerleitungs-Drucksignal vom Drucksensor 20 über die HWIO-Vorrichtungen 210, um ein Signal FRP des gemessenen Drucks zu erzeugen. In Schritt 426 inkrementiert der Zähler 226 des Diagnoseperioden-Zeitgebers 222 den Index X um eins. In Schritt 428 überträgt das Druckdetektionsmodul 206 das Signal FRP des gemessenen Drucks zum Diagnosesteuermodul 202. Das Diagnosesteuermodul 202 berechnet die Druckdifferenz ΔP(X) zwischen dem Signal fCFP des ersten befohlenen Kraftstoffdrucks und dem Signal FRP des gemessenen Drucks. Das Diagnosesteuermodul 202 kann die Druckdifferenz ΔP(X) durch Subtrahieren des Signals FRP des gemessenen Drucks vom Signal fCFP des ersten befohlenen Kraftstoffdrucks bestimmen. Die Druckdifferenz ΔP(X) kann in der Druckwerttabelle 230 des Speichers 228 gespeichert werden. Die Druckwerttabelle 230 wird durch das Diagnosesteuermodul 202 während der vorbestimmten Diagnoseperiode DiagTime aktualisiert.
In Schritt 430 aktiviert das Diagnosesteuermodul 202 den Diagnoseperioden-Zeitgeber 222. Der Diagnoseperioden-Zeitgeber 222 greift auf den Systemtakt 220 über die HWIO-Vorrichtungen 210 zu, um einen anfänglichen Zeitstempel, beispielsweise wenn das Signal fCFP des ersten befohlenen Kraftstoffdrucks erhöht wird, zu empfangen. Der Diagnoseperioden-Zeitgeber 222 vergleicht den anfänglichen Zeitstempel mit einem aktuellen Zeitstempel auf der Basis eines Taktsignals, das vom Systemtakt 220 empfangen wird. Der Diagnoseperioden-Zeitgeber 222 erhöht den Diagnoseperioden-Zeitgeberwert 224 auf der Basis einer Zeitdifferenz zwischen den Zeitstempeln.
Wenn in Schritt 432 der Diagnoseperioden-Zeitgeberwert 224 größer als die vorbestimmte Diagnoseperiode DiagTime ist, kann die Steuerung zu Schritt 434 weitergehen. Ansonsten kann die Steuerung zu Schritt 424 zurückkehren. Nach der vorbestimmten Diagnoseperiode DiagTime setzt der Diagnoseperioden-Zeitgeber 222 in Schritt 434 den Diagnoseperioden-Zeitgeberwert 224 auf null zurück. In Schritt 436 greift das Diagnosesteuermodul 202 auf die Druckwerttabelle 230 zu, um einen mittleren Druck AVGΔP der Druckdifferenzen ΔP(X) zu erzeugen, die während der vorbestimmten Diagnoseperiode DiagTime gespeichert wurden. Das Diagnosesteuermodul 202 berechnet den mittleren Druck AVGΔP der Druckdifferenzen ΔP(X). Der mittlere Druck AVGΔP kann beispielsweise auf der Basis einer Summe der Druckdifferenzen bestimmt werden. Nur als Beispiel kann der mittlere Druck AVGΔP definiert sein, wie durch den Ausdruck 1 vorgesehen.
X identifiziert eine spezielle Druckdifferenz und ΔP(X) ist die Druckdifferenz.
Wenn in Schritt 438 der mittlere Druck AVGΔP größer ist als der vorbestimmte positive Versatz PosErr1, kann die Steuerung zu Schritt 443 weitergehen. Ansonsten kann die Steuerung zu Schritt 440 weitergehen. Nur als Beispiel erzeugt das Diagnosesteuermodul 202 einen mittleren Druck AVGΔP auf der Basis der Druckdifferenzen ΔP(X), die während der vorbestimmten Diagnoseperiode DiagTime gespeichert wurden. Das Signal FRPLow des gemessenen Drucks, das in 6 gezeigt ist, ist ein Beispiel eines Drucksignals eines fehlerhaften Drucksensors.
In Schritt 443 kann das Diagnosesteuermodul 202 einen DTC FaultL erzeugen, der angibt, dass der Drucksensor 20 ein Drucksignal erzeugt, das niedrig oder geringer als der nominale oder tatsächliche Wert des Sensors ist. In Schritt 444 befiehlt das Kraftstoffpumpenmodul 204 der Hochdruck-Kraftstoffpumpe (ersten Pumpe) 108, den Kraftstoffdruck in der Hochdruck-Kraftstoffleitung 102 zu verringern. Am Punkt C befiehlt das Kraftstoffpumpenmodul 204 beispielsweise der Hochdruck-Kraftstoffpumpe (ersten Pumpe) 108, das Signal fCFP des ersten befohlenen Kraftstoffdrucks vom zweiten Druck P2 (z. B. 13 MPa) auf den ersten Druck P1 (z. B. 2 MPa) zu verringern. Die Steuerung kann in Schritt 446 enden. Die Punkte A–C können sich auf vorbestimmte Zeiten beziehen, die im Speicher 228 gespeichert sind.
In Schritt 440 kann das Diagnosesteuermodul 202 den Test 492 des hohen proportionalen Versatzes beginnen. Der Test des hohen proportionalen Versatzes kann unabhängig vom Test des niedrigen proportionalen Versatzes durchgeführt werden oder kann auf Ergebnissen des Tests des niedrigen proportionalen Versatzes basieren, wie gezeigt. Das Diagnosesteuermodul 202 signalisiert dem Kraftstoffsteuermodul 203, ein Signal sCFP des zweiten befohlenen Kraftstoffdrucks zu erzeugen und anfänglich auf einen Wert zu setzen, der größer ist als der vorbestimmte Entlastungsdruckwert RPV. Das Signal sCFP des zweiten befohlenen Kraftstoffdrucks kann auf einen gleichen Wert gesetzt werden wie das Signal iCFP des anfänglichen befohlenen Kraftstoffdrucks (Signal des dritten befohlenen Kraftstoffdrucks), das in 5 gezeigt ist, oder auf einen Wert, der kleiner oder größer als das Signal iCFP des anfänglichen befohlenen Kraftstoffdrucks (Signal des dritten befohlenen Kraftstoffdrucks) ist.
Mit Bezug nun auch auf 7 ist ein beispielhaftes Diagramm von Kraftstoffdrucksignalen gemäß der Ausführungsform von 3 gezeigt. Das Signal sCFP des zweiten befohlenen Kraftstoffdrucks kann auf den ersten Druck P1 (z. B. 2 MPa) gesetzt werden. Der vorbestimmte Entlastungsdruckwert RPV kann zum Zeitpunkt der Herstellung als dritter Druck P3 (z. B. 17,5 MPa) bekannt sein.
In Schritt 448 überträgt das Kraftstoffsteuermodul 203 das Signal sCFP des zweiten befohlenen Kraftstoffdrucks zum Diagnosesteuermodul 202 und zum Kraftstoffpumpenmodul 204. In Schritt 450 befiehlt das Kraftstoffpumpenmodul 204 der Hochdruck-Kraftstoffpumpe (ersten Pumpe) 108, den Kraftstoffdruck in der Hochdruck-Kraftstoffleitung 102 auf der Basis des Signals sCFP des zweiten befohlenen Kraftstoffdrucks zu erhöhen. Das Kraftstoffpumpenmodul 204 befiehlt beispielsweise der Hochdruck-Kraftstoffpumpe (ersten Pumpe) 108, das Signal sCFP des zweiten befohlenen Kraftstoffdrucks vom ersten Druck P1 (z. B. 2 MPa) auf einen fünften Druck P5 (z. B. 25 MPa) zu erhöhen. Der fünfte Druck P5 wird auf einen Wert gesetzt, der um einen vorbestimmten Betrag größer ist als der vorbestimmte Entlastungsdruckwert RPV, um ein Öffnen des Druckentlastungsventils 110 zu erzwingen.
In Schritt 452 aktiviert das Diagnosesteuermodul 202 den Stabilisierungsperioden-Zeitgeber 216, um für eine vorbestimmte Menge an Zeit zu warten, bis sich der Kraftstoffdruck in der Niederdruck-Kraftstoffleitung 100, in der Hochdruck-Kraftstoffleitung 102 und in den Kraftstoffverteilerleitungen 24, 26 stabilisiert. Der Stabilisierungsperioden-Zeitgeber 216 greift beispielsweise auf den Systemtakt 220 über die HWIO-Vorrichtungen 210 zu, um einen anfänglichen Zeitstempel, wenn das Signal sCFP des zweiten befohlenen Kraftstoffdrucks erhöht wird, zu empfangen. Der Stabilisierungsperioden-Zeitgeber 216 vergleicht den anfänglichen Zeitstempel mit einem aktuellen Zeitstempel auf der Basis eines Taktsignals, das vom Systemtakt 220 empfangen wird. Der Stabilisierungsperioden-Zeitgeber 216 erhöht den Stabilisierungsperioden-Zeitgeberwert 218 auf der Basis einer Zeitdifferenz zwischen den Zeitstempeln.
Wenn in Schritt 454 der Stabilisierungsperioden-Zeitgeberwert 218 größer ist als eine vorbestimmte Stabilisierungsperiode StbzTime, kann die Steuerung zu Schritt 456 weitergehen. Ansonsten kann die Steuerung zu Schritt 452 zurückkehren. Der Stabilisierungsperioden-Zeitgeberwert 218 wird mit der vorbestimmten Stabilisierungsperiode StbzTime verglichen. Beispielsweise bezieht sich in 7 der Punkt D auf eine Startzeit der Stabilisierungsperiode StbzTime, wenn das Signal sCFP des zweiten befohlenen Kraftstoffdrucks durch das Kraftstoffpumpenmodul 204 erhöht wird. Der Punkt E bezieht sich auf eine Endzeit der Stabilisierungsperiode StbzTime. Die vorbestimmte Stabilisierungsperiode StbzTime vom Punkt D zum Punkt E stellt eine Menge an Zeit dar, um zu ermöglichen, dass die Kraftstoffdrücke in der Niederdruck- und der Hochdruck-Kraftstoffleitung 100, 102 und in den Kraftstoffverteilerleitungen 24, 26 stabilisiert werden.
Nach der vorbestimmten Stabilisierungsperiode StbzTime setzt der Stabilisierungsperioden-Zeitgeber 216 in Schritt 456 den Stabilisierungsperioden-Zeitgeberwert 218 auf null zurück. In Schritt 458 kann das Kraftstoffsteuermodul 203 auf den korrigierten Entlastungsdruckwert cRPV, der im Speicher 228 gespeichert ist, zugreifen. In Schritt 460 setzt der Zähler 226 des Diagnoseperioden-Zeitgebers 222 einen Index Y auf null. Y ist eine ganze Zahl von null bis L, wobei L eine Anzahl von Druckdifferenzen ΔP(Y) ist, die in der Druckwerttabelle 230 gespeichert werden. Das Diagnosesteuermodul 202 berechnet und speichert die Druckdifferenzen ΔP(Y) zwischen dem korrigierten Entlastungsdruckwert cRPV und einem Signal FRP des gemessenen Drucks. Die Druckdifferenzen ΔP(Y) können während einer vorbestimmten Diagnoseperiode DiagTime berechnet werden. Der Punkt E bezieht sich auch auf eine Startzeit der vorbestimmten Diagnoseperiode DiagTime. Der Punkt F bezieht sich auf eine Endzeit der vorbestimmten Diagnoseperiode DiagTime. Die Punkte E–F können sich auf vorbestimmte Zeiten beziehen, die im Speicher 228 gespeichert sind.
In Schritt 462 empfängt das Druckdetektionsmodul 206 ein Kraftstoffverteilerleitungs-Drucksignal vom Drucksensor 20 über die HWIO-Vorrichtungen 210, um ein Signal FRP des gemessenen Drucks zu erzeugen. Wie in 7 gezeigt, kann beispielsweise ein fehlerhafter Drucksensor mindestens eines von einem Signal FRPHigh eines ersten gemessenen Drucks und einem Signal FRPLow eines zweiten gemessenen Drucks erzeugen. Die Signale FRPHigh, FRPLow des ersten und des zweiten gemessenen Drucks sind Beispiele von fehlerhaften Drucksignalen eines fehlerhaften Drucksensors und/oder sind Beispiele dessen, wenn der Drucksensor 20 in einem fehlerhaften Zustand arbeitet. Das Signal FRP des gemessenen Drucks kann eines von zwei fehlerhaften Drucksignalen FRPHigh, FRPLow sein. Ein nicht fehlerhafter Drucksensor kann ein Drucksignal erzeugen, das innerhalb eines vorbestimmten Bereichs des korrigierten Entlastungsdruckwerts cRPV liegt.
In Schritt 464 inkrementiert der Zähler 226 des Diagnoseperioden-Zeitgebers 222 den Index Y um eins. In Schritt 466 überträgt das Druckdetektionsmodul 206 das Signal FRP des gemessenen Drucks zum Diagnosesteuermodul 202. Das Diagnosesteuermodul 202 berechnet eine Druckdifferenz ΔP(Y) zwischen dem korrigierten Entlastungsdruckwert cRPV und dem Signal FRP des gemessenen Drucks. Das Diagnosesteuermodul 202 subtrahiert das Signal FRP des gemessenen Drucks vom korrekten Entlastungsdruckwert cRPV, um die Druckdifferenz ΔP(Y) zu bestimmen. Die Druckdifferenz ΔP(Y) kann in der Druckwerttabelle 230 des Speichers 228 gespeichert werden. Die Druckwerttabelle 230 wird durch das Diagnosesteuermodul 202 während der vorbestimmten Diagnoseperiode DiagTime aktualisiert.
In Schritt 468 aktiviert das Diagnosesteuermodul 202 den Diagnoseperioden-Zeitgeber 222. Der Diagnoseperioden-Zeitgeber 222 greift auf den Systemtakt 220 über die HWIO-Vorrichtungen 210 zu, um einen anfänglichen Zeitstempel, beispielsweise wenn das Signal sCFP des zweiten befohlenen Kraftstoffdrucks erhöht wird, zu empfangen. Der Diagnoseperioden-Zeitgeber 222 vergleicht den anfänglichen Zeitstempel mit einem aktuellen Zeitstempel auf der Basis eines Taktsignals, das vom Systemtakt 220 empfangen wird. Der Diagnoseperioden-Zeitgeber 222 erhöht den Diagnoseperioden-Zeitgeberwert 224 auf der Basis einer Zeitdifferenz zwischen den Zeitstempeln.
Wenn in Schritt 470 der Diagnoseperioden-Zeitgeberwert 224 größer ist als die vorbestimmte Diagnoseperiode DiagTime, kann die Steuerung zu Schritt 472 weitergehen. Ansonsten kann die Steuerung zu Schritt 462 zurückkehren. Nach der vorbestimmten Diagnoseperiode DiagTime setzt der Diagnoseperioden-Zeitgeber 222 in Schritt 472 den Diagnoseperioden-Zeitgeberwert 224 auf null zurück. In Schritt 474 greift das Diagnosesteuermodul 202 auf die Druckwerttabelle 230 zu, um einen mittleren Druck der Druckdifferenzen ΔP(Y), die während der vorbestimmten Diagnoseperiode DiagTime gespeichert wurden, zu erzeugen. Das Diagnosesteuermodul 202 berechnet den mittleren Druck AVGΔP der Druckdifferenzen ΔP(Y).
Wenn in Schritt 476 der mittlere Druck AVGΔP geringer ist als ein vorbestimmter negativer Versatz NegErr, kann die Steuerung zu Schritt 478 weitergehen. Ansonsten kann die Steuerung zu Schritt 480 weitergehen. Wie in 7 gezeigt, kann beispielsweise ein erster mittlerer Druck ein Mittelwert der Druckdifferenzen ΔP(Y) zwischen dem korrigierten Entlastungsdruckwert cRPV und dem Signal FRP des ersten gemessenen Drucks sein. Die Druckdifferenz kann durch Subtrahieren des Signals FRP des ersten gemessenen Drucks vom korrigierten Entlastungsdruckwert cRPV bestimmt werden.
FRPHigh, das in 7 gezeigt ist, ist ein Beispiel eines Drucksignals eines fehlerhaften Drucksensors. Da das Signal FRPHigh des ersten gemessenen Drucks größer ist als der korrigierte Entlastungsdruckwert cRPV, ist der erste mittlere Druck eine negative Zahl. Ein DTC kann ”ausgefallen” sein, um einen Fehler des Drucksensors 20 anzugeben, wenn der erste mittlere Druck geringer ist als der vorbestimmte negative Versatz NegErr. In Schritt 478 kann das Diagnosesteuermodul 202 einen DTC FaultH erzeugen. Der DTC FaultH gibt an, dass der Drucksensor 20 ein Drucksignal erzeugt, das größer ist als der nominale oder tatsächliche Wert des Sensors, da das Druckentlastungsventil 110 offen ist und der reale oder tatsächliche Druck auf den korrigierten Entlastungsdruckwert cRPV begrenzt ist.
Wenn in Schritt 480 der mittlere Druck AVGΔP größer ist als ein vorbestimmter positiver Versatz PosErr2, kann die Steuerung zu Schritt 482 weitergehen. Ansonsten kann die Steuerung zu Schritt 484 weitergehen. Wie in 7 gezeigt, kann ein zweiter mittlerer Druck beispielsweise ein Mittelwert der Druckdifferenzen ΔP(Y) zwischen dem korrigierten Entlastungsdruckwert cRPV und dem Signal FRP des zweiten gemessenen Drucks sein. Die Druckdifferenz kann durch Subtrahieren des Signals FRP des zweiten gemessenen Drucks vom korrigierten Entlastungsdruckwert cRPV bestimmt werden.
FRPLow, das in 7 gezeigt ist, ist ein weiteres Beispiel eines Drucksignals eines fehlerhaften Drucksensors. Da das Signal FRPLow des zweiten gemessenen Drucks geringer ist als der korrigierte Entlastungsdruckwert cRPV, ist der zweite mittlere Druck eine positive Zahl. Ein DTC kann ”ausgefallen” sein, um einen Fehler des Drucksensors 20 anzugeben, wenn der zweite mittlere Druck größer ist als der vorbestimmte positive Versatz PosErr2. Der vorbestimmte positive Versatz PosErr2 kann größer sein als der vorbestimmte positive Versatz PosErr1. In Schritt 482 kann das Diagnosesteuermodul 202 einen DTC FaultL erzeugen. Der DTC FaultL gibt an, dass der Drucksensor 20 ein Drucksignal erzeugt, das geringer ist als der nominale oder tatsächliche Wert des Sensors, da das Druckentlastungsventil 110 offen ist und der reale (oder tatsächliche) Druck auf den korrigierten Entlastungsdruckwert cRPV begrenzt ist.
In Schritt 484 befiehlt das Kraftstoffpumpenmodul 204 der Hochdruck-Kraftstoffpumpe (ersten Pumpe) 108, den Kraftstoffdruck in der Hochdruck-Kraftstoffleitung 102 zu verringern. Am Punkt F befiehlt das Kraftstoffpumpenmodul 204 beispielsweise der Hochdruck-Kraftstoffpumpe (ersten Pumpe) 108, das Signal sCFP des zweiten befohlenen Kraftstoffdrucks vom fünften Druck P5 (z. B. 25 MPa) auf den ersten Druck P1 (z. B. 2 MPa) zu verringern. Die Steuerung kann in Schritt 486 enden.
Die vorstehend beschriebenen Schritte sollen erläuternde Beispiele sein; die Schritte können in Abhängigkeit von der Anwendung nacheinander, synchron, gleichzeitig, kontinuierlich, während überlappender Zeitperioden oder in einer anderen Reihenfolge durchgeführt werden.

Claims

Diagnosesystem (18), das umfasst: ein Kraftstoffpumpenmodul (204), das eine erste Pumpe (108) aktiviert, wenn ein Motor (12) in einem Diagnosemodus arbeitet, wobei die erste Pumpe (108) Kraftstoff zu Kraftstoffeinspritzdüsen (104, 105) des Motors (12) über eine Kraftstoffverteilerleitung (24, 26) zuführt; und ein Diagnosesteuermodul (202), das ein Signal des gemessenen Drucks von einem Drucksensor (20) empfängt, das einen Druck der Kraftstoffverteilerleitung (24, 26) während des Diagnosemodus angibt, wobei das Kraftstoffpumpenmodul (204) auf der Basis eines vorbestimmten Entlastungsdrucks eines Druckentlastungsventils (110) ein Signal eines ersten befohlenen Kraftstoffdrucks, das um einen vorbestimmten Betrag geringer ist als der vorbestimmte Entlastungsdruck, und/oder ein Signal eines zweiten befohlenen Kraftstoffdrucks, das um einen vorbestimmten Betrag größer ist als der vorbestimmte Entlastungsdruck, zu der ersten Pumpe (108) sendet, und wobei das Diagnosesteuermodul (202) einen Fehler des Drucksensors (20) auf der Basis einer Motordrehzahl, die innerhalb eines vorbestimmten Drehzahlfensters liegt, und eines Vergleichs zwischen dem Signal des gemessenen Drucks und dem Signal des ersten befohlenen Kraftstoffdrucks und/oder einem korrigierten Entlastungsdruck des Druckentlastungsventils (20) detektiert.
Diagnosesystem nach Anspruch 1, wobei das Kraftstoffpumpenmodul (204) zusätzlich eine zweite Pumpe (106) aktiviert, die Kraftstoff zur ersten Pumpe (108) zuführt.
Diagnosesystem nach Anspruch 2, wobei das Kraftstoffpumpenmodul (204) die Aktivierung der ersten Pumpe (108) und der zweiten Pumpe (106) steuert, und wobei die zweite Pumpe (106) Kraftstoff mit einem niedrigeren Druck als die erste Pumpe (108) zuführt, und/oder das ferner ein Initialisierungsmodul (200) umfasst, das ein Initialisierungssignal erzeugt, wenn der Motor (12) für eine vorbestimmte Periode innerhalb eines vorbestimmten Drehzahlfensters gearbeitet hat, wobei das Diagnosesteuermodul (202) auf der Basis des Initialisierungssignals aktiviert wird, um den Fehler zu detektieren, und/oder das ferner ein Kraftstoffsteuermodul (203) umfasst, das die Signale des ersten und des zweiten befohlenen Kraftstoffdrucks erzeugt, wenn der Motor (12) im Diagnosemodus arbeitet.
Diagnosesystem nach Anspruch 2, das ferner umfasst: einen Diagnoseperioden-Zeitgeber (222), der eine erste Zeitdifferenz zwischen einem anfänglichen Zeitstempel und einem aktuellen Zeitstempel eines Diagnoseereignisses des Drucksensors (20) misst, wobei der Diagnoseperioden-Zeitgeber (222) einen Diagnoseperioden-Zeitgeberwert (224) auf der Basis der ersten Zeitdifferenz inkrementiert; und einen Stabilisierungsperioden-Zeitgeber (216), der eine zweite Zeitdifferenz zwischen einem anfänglichen Zeitstempel und einem aktuellen Zeitstempel eines Stabilisierungsereignisses des Drucksensors (20) misst, wobei der Stabilisierungsperioden-Zeitgeber (216) einen Stabilisierungsperioden-Zeitgeberwert (218) auf der Basis der zweiten Zeitdifferenz inkrementiert.
Diagnosesystem nach Anspruch 4, das ferner ein Druckdetektionsmodul (206) umfasst, das das Signal des gemessenen Drucks auf der Basis des Drucks der Kraftstoffverteilerleitung (24, 26) erzeugt, wobei das Druckdetektionsmodul (206) aktiviert wird, wenn der Stabilisierungsperioden-Zeitgeberwert (218) größer ist als eine vorbestimmte Stabilisierungsperiode, und wobei das Druckdetektionsmodul (206) das Detektieren des Signals des gemessenen Drucks unterlässt, wenn der Diagnoseperioden-Zeitgeberwert (224) größer ist als eine vorbestimmte Diagnoseperiode.
Diagnosesystem nach Anspruch 5, wobei das Kraftstoffpumpenmodul (204) ein Signal eines dritten befohlenen Kraftstoffdrucks, das größer ist als der vorbestimmte Entlastungsdruck, vor dem Arbeiten im Diagnosemodus zur ersten Pumpe (108) sendet, und wobei das Druckdetektionsmodul (206) einen korrigierten Entlastungsdruck des Druckentlastungsventils (110) auf der Basis des Signals des gemessenen Drucks bestimmt, und/oder wobei das Diagnosesteuermodul (202) mehrere Druckdifferenzen zwischen dem Signal des gemessenen Drucks, das während der vorbestimmten Diagnoseperiode erzeugt wird, und dem Signal des ersten befohlenen Kraftstoffdrucks und/oder dem korrigierten Entlastungsdruck berechnet, wobei das Diagnosesteuermodul (202) einen mittleren Druck der mehreren Druckdifferenzen erzeugt, und wobei der Fehler detektiert wird, wenn der mittlere Druck mindestens entweder größer als ein erster vorbestimmter Versatz oder kleiner als ein zweiter vorbestimmter Versatz ist, und/oder wobei das Kraftstoffpumpenmodul (204) einen Ausgangsdruck der ersten Pumpe (108) von einem ersten Pegel auf einen zweiten Pegel auf der Basis des Signals des ersten befohlenen Kraftstoffdrucks und/oder des Signals des zweiten befohlenen Kraftstoffdrucks erhöht, und wobei das Kraftstoffpumpenmodul (204) den Ausgangsdruck der ersten Pumpe (108) vom zweiten Pegel auf den ersten Pegel verringert, wenn der Diagnoseperioden-Zeitgeberwert (224) größer ist als die vorbestimmte Diagnoseperiode.
Verfahren zum Diagnostizieren eines Drucksensors (20), das umfasst: Aktivieren einer ersten Pumpe (108), wenn ein Motor (12) in einem Diagnosemodus arbeitet; Zuführen von Kraftstoff zu Kraftstoffeinspritzdüsen (104, 105) des Motors (12) über eine Kraftstoffverteilerleitung (24, 26); Empfangen eines Signals des gemessenen Drucks von einem Drucksensor (20), das einen Druck der Kraftstoffverteilerleitung (24, 26) während des Diagnosemodus angibt; Senden eines Signals eines ersten befohlenen Kraftstoffdrucks und/oder eines Signals eines zweiten befohlenen Kraftstoffdrucks zur ersten Pumpe (108) auf der Basis eines vorbestimmten Entlastungsdrucks eines Druckentlastungsventils (110), wobei das Signals des ersten befohlenen Kraftstoffdrucks um einen vorbestimmten Betrag kleiner ist als der vorbestimmte Entlastungsdruck und das Signals des zweiten befohlenen Kraftstoffdrucks um einen vorbestimmten Betrag größer ist als der vorbestimmte Entlastungsdruck; und Detektieren eines Fehlers des Drucksensors (20) auf der Basis einer Motordrehzahl, die innerhalb eines vorbestimmten Drehzahlfensters liegt, und eines Vergleichs zwischen dem Signal des gemessenen Drucks und dem Signal des ersten befohlenen Kraftstoffdrucks und/oder einem korrigierten Entlastungsdruck des Druckentlastungsventils (110).
Verfahren nach Anspruch 7, das ferner umfasst: Aktivieren einer zweiten Pumpe (106) zum Zuführen von Kraftstoff zur ersten Pumpe (108).
Verfahren nach Anspruch 8, das ferner umfasst: Steuern der Aktivierung der ersten Pumpe (108) und der zweiten Pumpe (106); und Zuführen von Kraftstoff durch die zweite Pumpe (106) mit einem niedrigeren Druck als die erste Pumpe (108), und/oder das ferner umfasst: Erzeugen eines Initialisierungssignals, wenn der Motor (12) für eine vorbestimmte Periode innerhalb eines vorbestimmten Drehzahlfensters gearbeitet hat; und Detektieren des Fehlers auf der Basis des Initialisierungssignals, und/oder das ferner das Erzeugen der Signale des ersten und des zweiten befohlenen Kraftstoffdrucks umfasst, wenn der Motor (12) im Diagnosemodus arbeitet.
Verfahren nach Anspruch 8, das ferner umfasst: Messen einer ersten Zeitdifferenz zwischen einem anfänglichen Zeitstempel und einem aktuellen Zeitstempel eines Diagnoseereignisses des Drucksensors (20); Inkrementieren eines Diagnoseperioden-Zeitgeberwerts (224) auf der Basis der ersten Zeitdifferenz; Messen einer zweiten Zeitdifferenz zwischen einem anfänglichen Zeitstempel und einem aktuellen Zeitstempel eines Stabilisierungsereignisses des Drucksensors (20); und Inkrementieren eines Stabilisierungsperioden-Zeitgeberwerts (218) auf der Basis der zweiten Zeitdifferenz, das insbesondere ferner umfasst: Erzeugen des Signals des gemessenen Drucks auf der Basis des Drucks der Kraftstoffverteilerleitung (24, 26); Aktivieren des Diagnoseereignisses, wenn der Stabilisierungsperioden-Zeitgeberwert (218) größer ist als eine vorbestimmte Stabilisierungsperiode; und Unterlassen des Detektierens des Signals des gemessenen Drucks, wenn der Diagnoseperioden-Zeitgeberwert (224) größer ist als eine vorbestimmte Diagnoseperiode, das insbesondere ferner umfasst: Senden eines Signals eines dritten befohlenen Kraftstoffdrucks, das größer ist als der vorbestimmte Entlastungsdruck, vor dem Arbeiten im Diagnosemodus zur ersten Pumpe (108); und Bestimmen eines korrigierten Entlastungsdrucks des Druckentlastungsventils (110) auf der Basis des Signals des gemessenen Drucks, und/oder das ferner umfasst: Berechnen von mehreren Druckdifferenzen zwischen dem Signal des gemessenen Drucks, das während der vorbestimmten Diagnoseperiode erzeugt wird, und dem Signal des ersten befohlenen Kraftstoffdrucks und/oder dem korrigierten Entlastungsdruck; Erzeugen eines mittleren Drucks der mehreren Druckdifferenzen; und Detektieren des Fehlers, wenn der mittlere Druck mindestens entweder größer als der erste vorbestimmte Versatz oder kleiner als ein zweiter vorbestimmter Versatz ist, und/oder das ferner umfasst: Erhöhen eines Ausgangsdrucks der ersten Pumpe (108) von einem ersten Pegel auf einen zweiten Pegel auf der Basis des Signals des ersten befohlenen Kraftstoffdrucks und/oder des Signals des zweiten befohlenen Kraftstoffdrucks; und Verringern des Ausgangsdrucks der ersten Pumpe (108) vom zweiten Pegel auf den ersten Pegel, wenn der Diagnoseperioden-Zeitgeberwert (224) größer ist als die vorbestimmte Diagnoseperiode.