DE102016220123A1 - Method and device for plausibilizing the functionality of a high-pressure sensor of a fuel injection system of a motor vehicle - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Plausibilisierung der Funktionsfähigkeit eines Hochdrucksensors eines Kraftstoffeinspritzsystems eines Kraftfahrzeugs, wobei die Funktionsfähigkeit des Hochdrucksensors unter Verwendung einer Auswertung des systemspezifischen Verhaltens des Kraftstoffdruckes im Kraftstoffeinspritzsystem plausibilisiert wird.

Figure DE102016220123A1_0000
The invention relates to a method and a device for plausibility of the functioning of a high pressure sensor of a fuel injection system of a motor vehicle, wherein the operability of the high pressure sensor is plausibilized using an evaluation of the system specific behavior of the fuel pressure in the fuel injection system.
Figure DE102016220123A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Plausibilisierung der Funktionsfähigkeit eines Hochdrucksensors eines Kraftstoffeinspritzsystems eines Kraftfahrzeugs.The invention relates to a method and a device for plausibility of the functional capability of a high-pressure sensor of a fuel injection system of a motor vehicle.

Bei Gasoline- sowie Diesel-Hochdruckeinspritzsystemen wird zur Regelung des Einspritzdrucks ein Hochdrucksensor verwendet, um den aktuellen Ist-Druckwert zu ermitteln und ein oder mehrere Stellglieder, beispielsweise Ventile, auf Basis dieses Ist-Druckwertes auf einen derzeit vorliegenden Soll-Druckwert nachzuregeln.In gasoline and diesel high pressure injection systems, a high pressure sensor is used to control the injection pressure to determine the current actual pressure value and to readjust one or more actuators, such as valves, to a current desired pressure value based on this actual pressure value.

Ist der mittels des Hochdrucksensors ermittelte Ist-Druckwert beispielsweise aufgrund eines Bauteilfehlers oder einer Bauteildrift fehlerhaft, dann wird das Kraftstoffeinspritzsystem aufgrund dieses fehlerhaften Ist-Druckwertes auf einen fehlerhaften Kraftstoffsystemdruck nachgeregelt. Dies hat zur Folge, dass der Druck im Kraftstoffeinspritzsystem dauerhaft von seiner eigentlichen betriebspunktabhängigen Solldruckvorgabe abweicht. Aufgrund dieser Abweichung werden fehlerhafte Parameter für die Kraftstoffeinspritzung berechnet. Dies wiederum führt zu einer schlechteren Verbrennung und erhöhten Schadstoffemissionen sowie zu einem Kraftstoffmehrverbrauch und zu einer Verschlechterung der Fahrbarkeit.If the actual pressure value determined by means of the high-pressure sensor is faulty, for example because of a component error or a component drift, then the fuel injection system is readjusted to a faulty fuel system pressure because of this incorrect actual pressure value. This has the consequence that the pressure in the fuel injection system deviates permanently from its actual operating point-dependent target pressure specification. Due to this deviation, erroneous parameters for the fuel injection are calculated. This in turn leads to poorer combustion and increased pollutant emissions as well as increased fuel consumption and a deterioration of drivability.

Um die vorstehend angegebenen Nachteile zu vermeiden muss bei einem Vorliegen einer nicht tolerierbaren Abweichung des mittels des Hochdrucksensors gemessenen Ist-Druckwertes vom tatsächlich vorliegenden Druckwert die Fehlfunktion des Hochdrucksensors erkannt werden. Des Weiteren ist eine hinreichend genaue Überwachung der Plausibilität der vom Hochdrucksensor gemessenen Ist-Druckwerte durch eine On-Board-Diagnose-Gesetzgebung (OBD) gefordert.In order to avoid the above-mentioned disadvantages, in the presence of an intolerable deviation of the actual pressure value measured by means of the high-pressure sensor from the actually existing pressure value, the malfunction of the high-pressure sensor must be recognized. Furthermore, a sufficiently precise monitoring of the plausibility of the actual pressure values measured by the high-pressure sensor is required by on-board diagnostic legislation (OBD).

Es ist bekannt, eine Überprüfung der Funktionsfähigkeit des Hochdrucksensors in einem drucklosen Zustand durchzuführen. Dabei wird die Funktionsfähigkeit des Hochdrucksensors im Fahrzeug in der Start- bzw. Stopphase gegenüber dem Umgebungsdruck verifiziert bzw. plausibilisiert. Nachteilig bei dieser Vorgehensweise ist, dass etwaige Abweichungen der vom Hochdrucksensor bereitgestellten Messwerte von den tatsächlich vorliegenden Druckwerten nicht über den gesamten Arbeitsbereich des Kraftstoffdrucksystems ermittelt werden können, beispielsweise beim Auftreten eines Gradientenfehlers. Dies wirkt sich -wie bereits oben ausgeführt wurde- negativ auf den Betrieb des Kraftfahrzeugs aus.It is known to perform a check of the operability of the high pressure sensor in a pressureless state. The functionality of the high-pressure sensor in the vehicle in the start or stop phase compared to the ambient pressure is verified or made plausible. A disadvantage of this procedure is that any deviations of the measured values provided by the high-pressure sensor from the actually existing pressure values can not be determined over the entire operating range of the fuel pressure system, for example when a gradient error occurs. As already mentioned above, this has a negative effect on the operation of the motor vehicle.

Des Weiteren wurde bereits vorgeschlagen, zur Verifizierung der Funktionsfähigkeit eines Hochdrucksensors eines Kraftstoffeinspritzsystems einen zweiten Hochdrucksensor zu verwenden. Dieses Vorgehen wurde jedoch in der Fahrzeugserienproduktion aus Kostengründen nicht in Betracht gezogen.Furthermore, it has already been proposed to use a second high pressure sensor to verify the operability of a high pressure sensor of a fuel injection system. However, this procedure was not considered in the vehicle series production for cost reasons.

Ferner wurde bereits vorgeschlagen, zur Plausibilisierung der Funktionsfähigkeit eines Hochdrucksensors den vom Hochdrucksensor gemessenen Ist-Druckwert mit einem Erwartungswert basierend auf der Ansteuerung eines Stellglieds, beispielsweise eines Volumenstromventils oder eines Druckregelventils, zu vergleichen. Dieses Vorgehen ist jedoch im Hinblick auf die Fehlererkennungsgenauigkeit limitiert, da bei einem bestimmten Ansteuerwert der tatsächlich ausgeführte Wert, beispielsweise eine eingestellte Ventilposition, aufgrund von Komponententoleranzen von der eigentlich gewünschten Ventilposition abweicht. Handelt es sich bei dem angesteuerten Ventil beispielsweise um ein Druckregelventil, dann ist dies darauf zurückzuführen, dass die Ansteuerung des Ventils kraftbasiert erfolgt. Dabei wird durch die Aufprägung eines bestimmten Ansteuerstroms eine Bohrung im Ventil mit einer entsprechenden Kraft zugehalten. Diese Kraft ist jedoch aufgrund von Bauteiltoleranzen im Kraft-Feder-System sehr unterschiedlich. Dies führt dazu, dass kein definierter Kraftstoffabfluss durch das Ventil einzustellen ist. Folglich ist dieses Verfahren für eine Plausibilisierung der Funktionsfähigkeit eines Hochdrucksensors nicht geeignet.It has also been proposed to compare the plausibility of the functionality of a high pressure sensor measured by the high pressure sensor actual pressure value with an expected value based on the control of an actuator, such as a flow control valve or a pressure control valve to compare. However, this approach is limited in terms of the error detection accuracy, since at a certain control value, the actually executed value, for example, a set valve position, deviates from the actual desired valve position due to component tolerances. If the controlled valve is, for example, a pressure regulating valve, then this is due to the fact that the actuation of the valve is force-based. In this case, a bore in the valve is held with a corresponding force by the imposition of a certain drive current. However, this force is very different due to component tolerances in the force-spring system. This means that no defined fuel drain through the valve is set. Consequently, this method is not suitable for a plausibility check of the functionality of a high-pressure sensor.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Plausibilisierung der Funktionsfähigkeit eines Hochdrucksensors eines Kraftstoffeinspritzsystems eines Kraftfahrzeugs anzugeben, bei denen die vorstehend beschriebenen Nachteile nicht auftreten.The object of the invention is to provide a method and a device for plausibility of the functional capability of a high-pressure sensor of a fuel injection system of a motor vehicle, in which the disadvantages described above do not occur.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 12 angegeben. Der Anspruch 13 hat eine Vorrichtung zur Plausibilisierung der Funktionsfähigkeit eines Hochdrucksensors eines Kraftstoffeinspritzsystems eines Kraftfahrzeugs zum Gegenstand.This object is achieved by a method having the features specified in claim 1. Advantageous embodiments and further developments of the invention are specified in the dependent claims 2 to 12. The claim 13 has a device for plausibility of the functioning of a high-pressure sensor of a fuel injection system of a motor vehicle to the object.

Die Vorteile der Erfindung bestehen insbesondere darin, dass die Plausibilisierung der Funktionsfähigkeit eines Hochdrucksensors eines Kraftstoffeinspritzsystems unter Verwendung eines systemspezifischen Verhaltens des Druckwertes erfolgt. Dabei wird ein Druckabbaugradient durch die vollständige Öffnung eines im Kraftstoffeinspritzsystem vorhandenen Ventils mit einer definierten Drossel zu einer Druckregulierung eingestellt. Bei diesem Ventil handelt es sich vorzugsweise um ein Druckabbauventil, welches lediglich einen geschlossenen und einen geöffneten Zustand aufweist. Der Druckabbau ist bei dieser Vorgehensweise nicht von Ansteuergrößen bzw. einer Federkennlinie oder einer Magnetkraftkennlinie abhängig, sondern ausschließlich vom physikalischen Verhalten des durch die definierte Drossel fließenden Kraftstoffs. Ist das Ventil vollständig geöffnet, dann strömt ein definierter Volumenstrom über die genannte definierte Drossel durch das Ventil zurück zum Kraftstofftank. Die das Ventil durchfließende Kraftstoffmenge ist druck- und viskositätsabhängig und aufgrund der bekannten Daten des Kraftstoffes bekannt.The advantages of the invention are in particular that the plausibility of the functioning of a high pressure sensor of a fuel injection system using a system-specific behavior of the pressure value takes place. In this case, a pressure reduction gradient is set by the complete opening of a valve present in the fuel injection system with a defined throttle to a pressure regulation. This valve is preferably a pressure reduction valve which has only one closed and one opened state. The pressure reduction In this approach is not dependent on control variables or a spring characteristic or a magnetic force characteristic, but solely on the physical behavior of the fuel flowing through the defined throttle. If the valve is fully open, then a defined volume flow flows through the valve through the valve back to the fuel tank. The amount of fuel flowing through the valve is pressure and viscosity-dependent and known on the basis of the known data of the fuel.

Nach alledem zeichnet sich das erfindungsgemäße Verfahren insbesondere dadurch aus, dass es unabhängig von Ansteuertoleranzen bzw. Bauteiltoleranzen arbeitet und aus diesem Grund eine präzise Erkennung von Abweichungen der vom Hochdrucksensor gemessenen Ist-Druckwerte von den tatsächlich vorliegenden Druckwerten ermöglicht.After all, the method according to the invention is distinguished, in particular, by the fact that it operates independently of control tolerances or component tolerances and, for this reason, permits precise detection of deviations of the actual pressure values measured by the high-pressure sensor from the actual pressure values present.

Weitere vorteilhafte Eigenschaften der Erfindung ergeben sich aus deren nachfolgender beispielhafter Erläuterung anhand der Figuren. Es zeigt:

  • 1 eine Skizze einer Vorrichtung zur Plausibilisierung der Funktionsfähigkeit eines Hochdrucksensors eines Kraftstoffeinspritzsystems,
  • 2 eine Schnittdarstellung des in der 1 gezeigten Druckabbauventils im geschlossenen Zustand,
  • 3 eine Schnittdarstellung des in der 1 gezeigten Druckabbauventils im geöffneten Zustand und
  • 4 ein Diagramm zur Veranschaulichung eines Verfahrens zur Plausibilisierung der Funktionsfähigkeit eines Hochdrucksensors eines Kraftstoffeinspritzsystems.
Further advantageous features of the invention will become apparent from the following exemplary explanation with reference to FIGS. It shows:
  • 1 a sketch of a device for plausibility of the functioning of a high-pressure sensor of a fuel injection system,
  • 2 a sectional view of the in the 1 shown pressure reduction valve in the closed state,
  • 3 a sectional view of the in the 1 shown pressure reduction valve in the open state and
  • 4 a diagram illustrating a method for plausibility of the functioning of a high-pressure sensor of a fuel injection system.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Plausibilisierung der Funktionsfähigkeit eines Hochdrucksensors eines Kraftstoffeinspritzsystems eines Kraftfahrzeugs, wobei die Funktionsfähigkeit des Hochdrucksensors unter Verwendung einer Auswertung des systemspezifischen Verhaltens des Kraftstoffdruckes im Kraftstoffeinspritzsystem plausibilisiert wird.The present invention relates to a method and a device for plausibility of the functioning of a high-pressure sensor of a fuel injection system of a motor vehicle, wherein the operability of the high-pressure sensor is plausibilized using an evaluation of the system-specific behavior of the fuel pressure in the fuel injection system.

Die 1 zeigt eine Skizze einer Vorrichtung zur Plausibilisierung der Funktionsfähigkeit eines Hochdrucksensors eines Kraftstoffeinspritzsystems.The 1 shows a sketch of a device for plausibility of the functioning of a high-pressure sensor of a fuel injection system.

Die gezeigte Vorrichtung weist einen Kraftstofftank 1, eine Kraftstoffniederdruckleitung 2, eine Kraftstoffhochdruckpumpe 3, eine Kraftstoffhochdruckleitung 4, ein Volumenstromregelventil 5, einen Hochdruckspeicher 6, einen Hochdrucksensor 7, Kraftstoffinjektoren 8, eine Drossel 9, ein Druckabbauventil 10, eine Kraftstoffrückführleitung 11 und eine Steuereinheit 12 auf.The device shown has a fuel tank 1 , a low-pressure fuel line 2 , a high-pressure fuel pump 3 , a high-pressure fuel line 4 , a flow control valve 5 , a high-pressure accumulator 6 , a high pressure sensor 7 , Fuel injectors 8th , a throttle 9 , a pressure reduction valve 10 , a fuel return line 11 and a control unit 12 on.

Im normalen Betrieb der in der 1 gezeigten Vorrichtung wird Kraftstoff aus dem Kraftstofftank 1 über die Kraftstoffniederdruckleitung 2 der Kraftstoffhochdruckpumpe 3 zugeführt und dort auf einen hohen Druck gebracht. Der am Ausgang der Kraftstoffhochdruckpumpe 3 bereitgestellte Kraftstoff hohen Druckes wird über die Kraftstoffhochdruckleitung 4, innerhalb derer das Volumenstromregelventil 5 angeordnet ist, dem Hochdruckspeicher 6 zugeführt. Von diesem aus wird der unter hohem Druck stehende Kraftstoff Kraftstoffinjektoren 8 zugeleitet und mittels dieser in nicht gezeichnete Brennräume der Brennkraftmaschine des jeweiligen Kraftfahrzeugs eingespritzt. An einen Ausgang des Hochdruckspeichers 6 ist über eine Drossel 9 ein Druckabbauventil 10 angeschlossen, durch welches überschüssiger Kraftstoff an eine Kraftstoffrückführleitung 11 ausgegeben und über diese in den Kraftstofftank 1 zurückgeführt wird.In normal operation in the 1 shown device is fuel from the fuel tank 1 via the low-pressure fuel line 2 the high-pressure fuel pump 3 fed and brought there to a high pressure. The at the output of the high-pressure fuel pump 3 provided high pressure fuel is via the high-pressure fuel line 4 , within which the flow control valve 5 is arranged, the high-pressure accumulator 6 fed. From there, the high pressure fuel becomes fuel injectors 8th fed and injected by means of this in not shown combustion chambers of the internal combustion engine of the respective motor vehicle. To an outlet of the high-pressure accumulator 6 is over a throttle 9 a pressure reduction valve 10 connected, through which excess fuel to a fuel return line 11 spent and about this in the fuel tank 1 is returned.

Die Kraftstoffhochdruckpumpe 3, das Volumenstromregelventil 5, die Kraftstoffinjektoren 8 und das Druckabbauventil 10 werden von einer Steuereinheit 12 mit Steuersignalen st versorgt, die einen ordnungsgemäßen Betrieb der genannten Bauteile gewährleisten. Die Steuereinheit 12 generiert die genannten Steuersignale st unter Berücksichtigung von ihr zugeführten Sensorsignalen se, eines abgespeicherten Arbeitsprogrammes und abgespeicherter Daten. Zu den genannten Sensorsignalen gehören unter anderem die Ausgangssignale des Hochdrucksensors 7, mittels dessen der im Hochdruckspeicher 6 herrschende Kraftstoffdruck gemessen wird. Zu den abgespeicherten Daten gehört unter anderem Kennfelder und Daten, die einem Druckabbaugradienten entsprechen, der dann entsteht, wenn ausgehend von einem vorgegebenen Anfangsdruck des Kraftstoffs im Hochdruckspeicher für ein vorgegebenes Zeitintervall eine vollständige Öffnung des Druckabbauventils 10 vorgenommen wird, so dass aus dem Innenraum 6a des Hochdruckspeichers 6 durch die Drossel 9 und das Druckabbauventil 10 Kraftstoff in die Kraftstoffrückführleitung 11 ausgegeben und durch diese in den Kraftstofftank 1 zurückgeführt wird.The high-pressure fuel pump 3 , the flow control valve 5 , the fuel injectors 8th and the pressure reduction valve 10 be from a control unit 12 supplied with control signals st, which ensure proper operation of said components. The control unit 12 generates said control signals st in consideration of sensor signals se supplied thereto, a stored work program and stored data. The sensor signals mentioned include, among other things, the output signals of the high-pressure sensor 7 , by means of which in the high-pressure accumulator 6 prevailing fuel pressure is measured. The stored data include, among other maps and data corresponding to a pressure reduction gradient, which then arises when starting from a predetermined initial pressure of the fuel in the high-pressure accumulator for a predetermined time interval, a complete opening of the pressure reduction valve 10 is made, leaving the interior 6a the high-pressure accumulator 6 through the throttle 9 and the pressure reduction valve 10 Fuel into the fuel return line 11 spent and through this into the fuel tank 1 is returned.

Diese Daten, die dem Druckabbaugradienten entsprechen, sind im Voraus bekannt, da die Abmessungen der Drossel, der Anfangsdruck, die Kraftstoffeigenschaften und die Kraftstoffmenge, die durch das Druckabbauventil fließt, und auch die Zeitdauer der Öffnung des Druckabbauventils bekannt sind. Dies ermöglicht es, im Voraus dem Druckabbaugradienten entsprechende Daten zu ermitteln und in einem Speicher der Steuereinheit 12 zu hinterlegen. Bei diesen Daten handelt es sich um Daten, die ein systemspezifisches Verhalten des Kraftstoffdruckes im Hochdruckspeicher repräsentieren. Diese Daten werden bei der vorliegenden Erfindung verwendet, um eine Plausibilisierung der Funktionsfähigkeit des Hochdrucksensors 7 durchzuführen, wie es nachfolgend anhand der weiteren Figuren erläutert wird.These data corresponding to the pressure reduction gradient are known in advance since the dimensions of the throttle, the initial pressure, the fuel properties and the amount of fuel flowing through the depressurizing valve and also the duration of the opening of the depressurizing valve are known. This makes it possible to determine in advance the pressure reduction gradient corresponding data and in a memory of the control unit 12 to deposit. This data is data that is a system-specific behavior of the fuel pressure in the Represent high-pressure accumulator. These data are used in the present invention to validate the functionality of the high pressure sensor 7 perform as explained below with reference to the other figures.

Die 2 und 3 zeigen Schnittdarstellungen des in der 1 dargestellten Druckabbauventils 10, welches über die Drossel 9 an den Innenraum 6a des Hochdruckspeichers 6 angeschlossen ist. Bei diesem Druckabbauventil 10 handelt es sich um ein digitales Druckabbauventil, welches aus einer Öffnungsstellung in eine Schließstellung und umgekehrt schaltbar ist. Bei diesem Druckabbauventil kann der Schließkörper 10c, der über einen Kolben 10a mit einer Feder 10b in Verbindung steht, nur zwei Positionen einnehmen, nämlich die in der 2 gezeigte Schließstellung und die in der 3 gezeigte Öffnungsstellung. In der in der 2 gezeigten Schließstellung ist die Drossel 9 verschlossen, so dass kein Kraftstoff aus dem Innenraum 6a des Hochdruckspeichers 6 in die Kraftstoffrückführleitung 11 gelangen kann. In der in der 3 gezeigten Öffnungsstellung gibt der Schließkörper den Ausgang der Drossel 9 frei, so dass -wie es durch die Pfeile 13 veranschaulicht ist- Kraftstoff aus dem Innenraum 6a des Hochdruckspeichers 6 über die Drossel 9 und das Druckabbauventil 10 in die Kraftstoffrückführleitung 11 abgelassen und über diese in den Kraftstofftank 1 zurückgeführt werden kann. Die abgelassene Kraftstoffmenge ist dabei durch die Öffnungszeit des Druckabbauventils 10 festgelegt.The 2 and 3 show sectional views of the in the 1 illustrated pressure reduction valve 10 which about the throttle 9 to the interior 6a the high-pressure accumulator 6 connected. In this pressure reduction valve 10 it is a digital pressure reduction valve, which is switchable from an open position to a closed position and vice versa. In this pressure reduction valve, the closing body 10c that has a piston 10a with a spring 10b only occupy two positions, namely in the 2 shown closed position and in the 3 shown opening position. In the in the 2 shown closed position is the throttle 9 closed, so no fuel from the interior 6a the high-pressure accumulator 6 into the fuel return line 11 can get. In the in the 3 shown opening position of the closing body gives the output of the throttle 9 free, so that -as by the arrows 13 illustrated is fuel from the interior 6a the high-pressure accumulator 6 over the throttle 9 and the pressure reduction valve 10 into the fuel return line 11 drained and over this into the fuel tank 1 can be returned. The amount of fuel drained is by the opening time of the pressure reduction valve 10 established.

Die 4 zeigt ein Diagramm zur Veranschaulichung eines Verfahrens zur Plausibilisierung der Funktionsfähigkeit eines Hochdrucksensors eines Kraftstoffeinspritzsystems, wie es unter Verwendung der in den 1 bis 3 gezeigten Bauteile durchgeführt werden kann. Dieses Verfahren wird in einem lastfreien Zustand des Kraftstoffeinspritzsystems durchgeführt, vorzugsweise in einer Schubphase des Kraftfahrzeugs.The 4 FIG. 12 is a diagram illustrating a method of plausibility checking the operability of a high-pressure sensor of a fuel injection system, as shown in FIG 1 to 3 shown components can be performed. This method is carried out in a load-free state of the fuel injection system, preferably in a coasting phase of the motor vehicle.

Bei diesem Verfahren wird zunächst unter Verwendung der Hochdruckpumpe 3 der Kraftstoffdruck im Hochdruckspeicher 6 auf einen vorgegebenen Startwert p0 gebracht. Weist der Kraftstoffdruck im Hochdruckspeicher 6 den vorgegebenen Startwert auf, dann wird die Hochdruckpumpe 3 deaktiviert bzw. das Volumenstromventil 5, welches auch integrierter Bestandteil der Hochdruckpumpe 3 sein kann, geschlossen.In this method, first using the high pressure pump 3 the fuel pressure in the high-pressure accumulator 6 to a predetermined starting value p0 brought. Indicates the fuel pressure in the high-pressure accumulator 6 the default value, then the high-pressure pump 3 deactivated or the flow valve 5 , which is also an integral part of the high-pressure pump 3 can be closed.

Ist dies geschehen, dann wird im nächsten Schritt das Druckabbauventil 10 vollständig geöffnet, so dass über die Drossel 9 ein bekannter Kraftstoffvolumenstrom durch das Druckabbauventil 10 und die Kraftstoffrückführleitung 11 zurück in den Kraftstofftank 1 fließt. Der Zeitpunkt t1, an dem die Öffnung des Druckabbauventils 10 beginnt, und der Zeitpunkt t2, an dem das Druckabbauventil 10 vollständig geöffnet ist, sind in der 4 veranschaulichtIf this is done, then in the next step, the pressure reduction valve 10 fully open, so over the throttle 9 a known fuel flow through the pressure reduction valve 10 and the fuel return line 11 back to the fuel tank 1 flows. Point of time t1 at which the opening of the pressure reduction valve 10 starts, and the time t2 at which the pressure reduction valve 10 are fully open, are in the 4 illustrates

Nach der vollständigen Öffnung des Druckabbauventils 10 erfolgt während des Abbaus des Kraftstoffdrucks im Hochdruckspeicher 6 über die Drossel 9 eine Messung des im Hochdruckspeicher 6 herrschenden Kraftstoffdrucks mittels des Hochdrucksensors 7. Unter Verwendung der mittels des Hochdrucksensors 7 gemessenen Druckwerte, die -wie es in der 4 veranschaulicht ist- in dem Zeitintervall τ, innerhalb dessen der Druckabbau über die Drossel erfolgt, in einem Zeitintervall Δt erfasst werden, erfolgt eine Differenzbildung der gemessenen Druckwerte (p1 - p2), um ein gemessenes Verhalten des Kraftstoffdruckes zu ermitteln, welches einem aus gemessenen Druckwerten ermittelten Druckabbaugradienten entspricht. Dieser aus gemessenen Druckwerten ermittelte Druckabbaugradient wird mit dem im Voraus abgespeicherten systemspezifischen Druckabbaugradienten in Beziehung gesetzt bzw. verglichen.After complete opening of the pressure relief valve 10 takes place during the degradation of the fuel pressure in the high-pressure accumulator 6 over the throttle 9 a measurement of the high-pressure accumulator 6 prevailing fuel pressure by means of the high pressure sensor 7 , Using the means of the high pressure sensor 7 measured pressure values, which -as in the 4 is illustrated in the time interval τ , within which the pressure reduction takes place via the throttle, in a time interval .delta.t be detected, there is a difference formation of the measured pressure values ( p1 - p2 ) to determine a measured behavior of the fuel pressure which corresponds to a pressure reduction gradient determined from measured pressure values. This pressure reduction gradient determined from measured pressure values is correlated or compared with the system-specific pressure reduction gradient stored in advance.

Ergibt dieser Vergleich, dass die Abweichung des unter Verwendung der gemessenen Druckwerte ermittelten Druckabbaugradienten vom systemspezifischen Druckabbaugradienten kleiner ist als ein vorgegebener Schwellenwert, dann wird die Funktionsfähigkeit des Hochdrucksensors 7 als gegeben angesehen.If this comparison shows that the deviation of the pressure reduction gradient determined using the measured pressure values from the system-specific pressure reduction gradient is smaller than a predefined threshold value, then the functionality of the high-pressure sensor becomes 7 considered as given.

Ergibt der Vergleich hingegen, dass die Abweichung des unter Verwendung der gemessenen Druckwerte ermittelten Druckabbaugradienten vom systemspezifischen Druckabbaugradienten größer ist als ein vorgegebener Schwellenwert, dann wird die Funktionsfähigkeit des Hochdrucksensors 7 als nicht gegeben angesehen.On the other hand, if the comparison shows that the deviation of the pressure reduction gradient determined using the measured pressure values from the system-specific pressure reduction gradient is greater than a predefined threshold value, then the functionality of the high-pressure sensor becomes 7 regarded as not given.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, das beschriebene Verfahren nicht nur zur Plausibilisierung der Funktionsfähigkeit eines Hochdrucksensors zu verwenden, sondern des Weiteren zusätzlich zu verwenden, um eine gegebenenfalls vorliegende Trägheit des Hochdrucksensors zu erkennen. Zu diesem Zweck wird auch diejenige Zeitdauer gemessen, die vergeht, bis der vom Hochdrucksensor 7 ausgegebene Messwert auf einen durch den systemspezifischen Druckabbaugradienten vorgegebenen niedrigen Messwert abgefallen ist. Erreicht der vom Hochdrucksensor ausgegebene Messwert den vorgegebenen niedrigen Messwert nicht innerhalb einer vorgegebenen Zeitdauer, dann wird das Vorliegen eines trägen Hochdrucksensors erkannt.An advantageous development of the invention is not only to use the method described for plausibility of the functioning of a high-pressure sensor, but also in addition to use to detect an optionally present inertia of the high-pressure sensor. For this purpose, the period of time that elapses until that of the high-pressure sensor is also measured 7 output measured value has dropped to a low measured value predetermined by the system-specific pressure reduction gradient. If the measured value output by the high-pressure sensor does not reach the predetermined low measured value within a predetermined period of time, then the presence of a sluggish high-pressure sensor is detected.

Nach alledem werden bei einem Verfahren gemäß der Erfindung systemspezifische Parameter als verifizierende Größen für eine Systemdruckmessung verwendet. Das Verfahren gemäß der Erfindung arbeitet unabhängig von Ansteuertoleranzen von Stellgliedern, beispielsweise kraftbasiert arbeitenden Druckkontrollventilen. After all, in a method according to the invention system-specific parameters are used as verifying quantities for a system pressure measurement. The method according to the invention operates independently of control tolerances of actuators, such as force-based pressure control valves.

Die Verifizierung kann durch eine Berechnung des Druckabfalls unter Berücksichtigung der physikalischen Parameter, beispielsweise des hydraulischen Hochdruckvolumens, des Elastizitätsmoduls des Kraftstoffes, der Dichte des Kraftstoffs, der Abflussmenge über die Drossel, und einem Vergleich mit entsprechenden, vom Hochdrucksensor gelieferten Signalwerten erfolgen.The verification may be done by calculating the pressure drop taking into account the physical parameters such as the high pressure hydraulic volume, the modulus of elasticity of the fuel, the density of the fuel, the amount of exhaust flow through the throttle, and a comparison with corresponding signal values provided by the high pressure sensor.

Eine alternative Möglichkeit besteht in einem Vergleich eines gemessenen Druckabfalls mit vorab für ein entsprechendes System gemessenen Druckabfallkennlinien. Liegt die gemessene Kennlinie innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereiches, dann kann ein Sensorfehler, beispielsweise eine Sensordrift, ausgeschlossen werden.An alternative possibility is to compare a measured pressure drop with pressure drop characteristics measured in advance for a corresponding system. If the measured characteristic lies within a predetermined tolerance range, then a sensor error, for example a sensor drift, can be excluded.

Ein Verfahren gemäß der Erfindung kann auch verwendet werden, um während des normalen Fahrzeugbetriebes im Arbeitsdruckbereich eine Sensorabweichung sowie eine gegebenenfalls vorliegende Sensorträgheit zu erkennen und bei Bedarf einen Fehlerspeichereintrag bzw. notwendige Gegenmaßnahmen in die Wege zu leiten, beispielsweise einen Notlaufmodus. Diese Funktionalität leistet einen erheblichen Beitrag zur Robustheit des Kraftstoffeinspritzsystems, ohne dass ein zusätzliches Bauteil, beispielsweise ein zweiter Hochdrucksensor, benötigt wird.A method according to the invention can also be used to detect a sensor deviation and an optionally present sensor inertia during normal vehicle operation in the working pressure range and, if necessary, initiate a fault memory entry or necessary countermeasures, for example an emergency mode. This functionality makes a considerable contribution to the robustness of the fuel injection system, without the need for an additional component, for example a second high-pressure sensor.

Ein Verfahren gemäß der Erfindung kann auch verwendet werden, um während des normalen Fahrzeugbetriebes im Arbeitsdruckbereich den Druckverlauf nach dem Ansteuerbefehl zur Öffnung des Druckabbauventils in zwei Schritten zu bewerten:

  • - In einem ersten Evaluierungs-Schritt wird unmittelbar nach dem Öffnungsbefehl bzw. bei Bedarf nach einer geeignet gewählten Ventil-Ansprechverzögerung bewertet, inwiefern der gemessene Druck in merklichem Maße zu fallen beginnt. Bleibt der Druck quasi konstant oder sinkt er nur weniger als eine definierte Mindestgrenze, so kann auf ein geschlossen hängendes Druckabbau-Ventil geschlossen werden.
  • - In einem zweiten Evaluierungs-Schritt (nach fehlerfreiem Ergebnis des ersten Schrittes) wird im weiteren Verlauf anhand der vorangehend beschriebenen Bewertung des Druckabbaugradienten eine Sensorabweichung sowie eine gegebenenfalls vorliegende Sensorträgheit erkannt.
A method according to the invention can also be used to evaluate the pressure profile after the activation command for opening the pressure reduction valve in two steps during normal vehicle operation in the working pressure range:
  • In a first evaluation step, immediately after the opening command or, if necessary, after a suitably selected valve response delay, the extent to which the measured pressure begins to drop appreciably is evaluated. If the pressure remains quasi-constant or only drops less than a defined minimum limit, then it can be concluded that there is a closed-down pressure reduction valve.
  • In a second evaluation step (after an error-free result of the first step), a sensor deviation as well as an optionally present sensor inertia are identified in the further course on the basis of the above-described evaluation of the pressure reduction gradient.

Daraufhin können bei Bedarf ein Fehlerspeichereintrag bzw. notwendige Gegenmaßnahmen in die Wege geleitet werden, beispielsweise ein Notlaufmodus.Then, if necessary, a fault memory entry or necessary countermeasures can be initiated, for example, an emergency mode.

Darüber hinaus erlaubt das erfindungsgemäße Verfahren, zunehmend schärfere OBD-Anforderungen hinsichtlich einer Plausibilisierung der Funktionsfähigkeit des Hochdrucksensors eines Kraftstoffeinspritzsystems zu erfüllen.In addition, the method according to the invention makes it possible to meet increasingly stringent OBD requirements with regard to a plausibility check of the functionality of the high-pressure sensor of a fuel injection system.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
KraftstofftankFuel tank
22
KraftstoffniederdruckleitungLow-pressure fuel line
33
KraftstoffhochdruckpumpeHigh-pressure fuel pump
44
KraftstoffhochdruckleitungHigh-pressure fuel line
55
VolumenstromregelventilFlow control valve
66
HochdruckspeicherHigh-pressure accumulator
6a6a
Innenraum des HochdruckspeichersInterior of the high-pressure accumulator
77
HochdrucksensorHigh pressure sensor
88th
Kraftstoffinjektorfuel injector
99
Drosselthrottle
1010
DruckabbauventilPressure reduction valve
10a10a
Kolbenpiston
10b10b
Federfeather
10c10c
Schließkörperclosing body
1111
KraftstoffrückführleitungFuel return line
1212
Steuereinheitcontrol unit
1313
Pfeil arrow
pp
Druckprint
p0p0
Druckwertpressure value
p1p1
Druckwertpressure value
p2p2
Druckwertpressure value
tt
ZeitTime
ττ
Zeitintervalltime interval
Δt.delta.t
Zeitintervalltime interval
t1t1
Zeitpunkttime
t2t2
Zeitpunkttime

Claims (13)

Verfahren zur Plausibilisierung der Funktionsfähigkeit eines Hochdrucksensors eines Kraftstoffeinspritzsystems eines Kraftfahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionsfähigkeit des Hochdrucksensors (7) unter Verwendung einer Auswertung des systemspezifischen Verhaltens des Kraftstoffdruckes im Kraftstoffeinspritzsystem plausibilisiert wird.Method for plausibilizing the functionality of a high-pressure sensor of a fuel injection system of a motor vehicle, characterized in that the functionality of the high-pressure sensor (7) is plausibilized using an evaluation of the system-specific behavior of the fuel pressure in the fuel injection system. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionsfähigkeit des Hochdrucksensors (7) unter Verwendung einer Auswertung eines Druckabbaugradienten plausibilisiert wird. Method according to Claim 1 , characterized in that the operability of the high pressure sensor (7) is plausibilized using an evaluation of a pressure reduction gradient. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung des Druckabbaugradienten eine vollständige Öffnung eines mit einem Hochdruckspeicher (6) des Kraftstoffeinspritzsystems verbundenen Druckabbauventils (10) erfolgt, wobei Kraftstoff aus dem Hochdruckspeicher (6) über eine Drossel (9) und das Druckabbauventil (10) in eine Kraftstoffrückführleitung (11) fließt.Method according to Claim 2 , characterized in that for determining the pressure reduction gradient, a complete opening of a high-pressure accumulator (6) of the fuel injection system connected pressure reduction valve (10), wherein fuel from the high-pressure accumulator (6) via a throttle (9) and the pressure reduction valve (10) in a Fuel return line (11) flows. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es in einem lastfreien Zustand des Kraftstoffeinspritzsystems durchgeführt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that it is carried out in a load-free state of the fuel injection system. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass es in einer Schubphase des Kraftfahrzeugs durchgeführt wird.Method according to Claim 4 , characterized in that it is carried out in a coasting phase of the motor vehicle. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass vor der vollständigen Öffnung des Druckabbauventils (10) der Kraftstoffdruck im Hochdruckspeicher (6) auf einen vorgegebenen Startwert gebracht wird.Method according to one of Claims 3 to 5 , characterized in that before the complete opening of the pressure reduction valve (10), the fuel pressure in the high-pressure accumulator (6) is brought to a predetermined starting value. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das systemspezifische Verhalten des Kraftstoffdruckes mit dem mittels des Hochdrucksensor (7) gemessenen Verhaltens des Kraftstoffdruckes in Beziehung gesetzt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the system-specific behavior of the fuel pressure is related to the behavior of the fuel pressure measured by means of the high-pressure sensor (7). Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung des mittels des Hochdrucksensors (7) gemessenen Verhaltens des Kraftstoffdruckes eine Differenz zwischen einem nach dem Druckabbau gemessenen Druckwert und einem zu Beginn des Druckabbaus gemessenen Druckwert ermittelt wird.Method according to Claim 7 , characterized in that for determining the behavior of the fuel pressure measured by means of the high-pressure sensor (7), a difference between a pressure value measured after the pressure reduction and a pressure value measured at the beginning of the pressure reduction is determined. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die ermittelte Differenz mit dem systemspezifischen Druckabbaugradienten in Beziehung gesetzt wird.Method according to Claim 8 , characterized in that the determined difference is related to the system-specific pressure reduction gradient. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn die Abweichung des mittels des Hochdrucksensors (7) gemessenen Verhaltens des Kraftstoffdruckes vom systemspezifischen Verhalten des Kraftstoffdruckes kleiner ist als ein vorgegebener Schwellenwert, die Funktionsfähigkeit des Hochdrucksensors (7) als gegeben angesehen wird.Method according to one of Claims 7 to 9 characterized in that, when the deviation of the behavior of the fuel pressure measured by the high-pressure sensor (7) from the system-specific behavior of the fuel pressure is smaller than a predefined threshold value, the functioning of the high-pressure sensor (7) is considered to be given. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn die Abweichung des mittels des Hochdrucksensors (7) gemessenen Verhaltens des Kraftstoffdruckes vom systemspezifischen Verhalten des Kraftstoffdruckes größer ist als der vorgegebene Schwellenwert, die Funktionsfähigkeit des Hochdrucksensors (7) als nicht gegeben angesehen wird.Method according to one of Claims 7 to 10 , characterized in that when the deviation of the by means of the high pressure sensor (7) measured behavior of the fuel pressure from the system-specific behavior of the fuel pressure is greater than the predetermined threshold, the functionality of the high pressure sensor (7) is considered not given. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es zusätzlich zu einer Erkennung der Trägheit des Hochdrucksensors und/oder zu einer Erkennung eines geschlossen klemmenden Druckabbauventils verwendet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that it is used in addition to a detection of the inertia of the high pressure sensor and / or to a detection of a closed-clamping pressure reduction valve. Vorrichtung zur Plausibilisierung der Funktionsfähigkeit eines Hochdrucksensors (7) eines Kraftstoffeinspritzsystems eines Kraftfahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Steuereinheit (12) aufweist, die zur Steuerung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist.Device for plausibilizing the functionality of a high-pressure sensor (7) of a fuel injection system of a motor vehicle, characterized in that it comprises a control unit (12), which is designed to control a method according to one of the preceding claims.
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