DE10351685A1 - Operating process for internal combustion engine involves altering through flow cross section, recording reaction of lambda regulating circuit, and assessing reaction - Google Patents
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Abstract
Description
Stand der TechnikState of technology
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors mit Lambdaregelkreis, Tankentlüftungssystem und Niederdruckdämpfer in einem Niederdruckkreislauf für eine Hochdruckpumpe des Verbrennungsmotors, mit einer hydraulischen Verbindung eines Teilvolumens des Niederdruckdämpfers mit dem Tankentlüftungssystem und mit einem in der hydraulischen Verbindung angeordneten steuerbaren Durchflussquerschnitt.The The invention relates to a method for operating an internal combustion engine with lambda control circuit, tank ventilation system and low pressure damper in a low-pressure circuit for a high-pressure pump of the internal combustion engine, with a hydraulic Connection of a partial volume of the low-pressure damper with the tank ventilation system and with a controllable arranged in the hydraulic connection Flow cross-section.
Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Steuergerät zum Betreiben eines Verbrennungsmotors, das ein solches Verfahren durchführt.Furthermore the invention relates to a control device for operating an internal combustion engine, that performs such a procedure.
Ein solches Verfahren und ein solches Steuergerät sind per se bekannt.One such method and such control device are known per se.
Heutige Verbrennungsmotoren, insbesondere Verbrennungsmotoren mit direkter Einspritzung von Kraftstoff in Brennräume der Verbrennungsmotoren werden mit hohen Einspritzdrücken in Größenordnung von 101 bis über 102 bar betrieben. Diese Einspritzdrücke werden von periodisch arbeitenden Hochdruckpumpen bereitgestellt, die über einen Niederdruckkreislauf mit einer Niederdruckpumpe mit Kraftstoff aus einem Tank versorgt werden. Aufgrund der Rückwirkung einer periodisch arbeitenden Hochdruckpumpe kommt es zu Druckpulsationen im Niederdruckkreis, die Bauteile des Niederdruckkreises belasten und unerwünschte Geräusche verursachen können.Today's internal combustion engines, in particular internal combustion engines with direct injection of fuel into combustion chambers of the internal combustion engines are operated with high injection pressures in the order of magnitude of 10 1 to more than 10 2 bar. These injection pressures are provided by periodically operating high pressure pumps which are supplied with fuel from a tank via a low pressure circuit with a low pressure pump. Due to the retroactive effect of a periodically operating high-pressure pump, there are pressure pulsations in the low-pressure circuit, which can load components of the low-pressure circuit and cause unwanted noise.
Per se bekannte Verbrennungsmotoren weisen zur Dämpfung der Pulsationen im Niederdruckkreis einen Druckdämpfer auf. Dieser Druckdämpfer besitzt eine oder zwei Membranen, die einen mit Kraftstoff befüllten Niederdruckteil, der hydraulisch mit einer Niederdruckseite der Hochdruckpumpe verbunden ist, von einem mit Luft befüllten Teilvolumen des Druckdämpfers trennen. Das Teilvolumen ist üblicherweise als Federraum ausgeführt, in dem ein elastisches Element eine gegen eine Kraftstoffdruckkraft auf die Membrane gerichtete Gegenkraft ausübt.By se known internal combustion engines have to damp the pulsations in the low pressure circuit a pressure damper on. This pressure damper has one or two membranes containing a fuel-filled low pressure part, the hydraulically connected to a low pressure side of the high pressure pump is from a filled with air Partial volume of the pressure damper separate. The partial volume is usually designed as spring chamber, in which an elastic element against against a fuel pressure exerts on the membrane directed counterforce.
Der Federraum ist zur Belüftung bei laufender Niederdruckpumpe, meist einer Elektrokraftstoffpumpe, mit einer Leckageleitung der Hochdruckpumpe verbunden, um eine Druckerhöhung durch Kraftstoffdämpfe zu vermeiden, die durch die Membrane(n) hindurch diffundieren. Bei abgeschalteter Niederduckpumpe wird die Entlüftungsleitung des Federraumes der Pumpe durch ein Umschaltventil von der Leckageleitung der Hochdruckpumpe getrennt und mit einer Tankentlüftungsleitung verbunden. Moderne Verbrennungsmotoren weisen solche Tankentlüftungsleitungen auf, um Kraftstoffdämpfe aus dem Tank zum Verbrennungsmotor zu führen, so dass die Dämpfe nicht unverbrannt in die Umgebung gelangen können.Of the Spring chamber is for ventilation with running low-pressure pump, usually an electric fuel pump, connected to a leakage line of the high pressure pump to increase the pressure Fuel vapors avoid that diffuse through the membrane (s). at switched Niederduckpumpe is the vent line of the spring chamber the pump by a switching valve from the leakage line of the high-pressure pump separated and with a tank vent line connected. Modern internal combustion engines have such tank vent lines on to fuel vapors from the tank to the internal combustion engine, so that the vapors do not unburned can get into the environment.
Durch die Verbindung des Federraumes mit der Tankentlüftungsleitung vermeidet man, dass sich der Druckdämpfer durch Abkühlung und durch die damit verbundene Kondensation mit Kraftstoff füllt und nach einem Neustart des Verbrennungsmotors nicht funktionsfähig ist.By avoids the connection of the spring chamber with the tank vent line, that the pressure damper by cooling and by the associated condensation with fuel fills and after a restart of the internal combustion engine is not functional.
Reißt nun eine oder beide Membranen, so dringt flüssiger Kraftstoff in den Federraum ein und wird, bei eingeschalteter Niederdruckpumpe, über die Federraumentlüftungsleitung, die nun in die Leckageleitung der Hochdruckpumpe mündet, in den Tank zurückgeführt. Daher kann bei laufender Niederdruckpumpe kein flüssiger Kraftstoff nach außen dringen oder in die im Normalzustand Kraftstoffdampf führende Tankentlüftungsleitung gelangen.Now tear one or both membranes, liquid fuel penetrates into the spring chamber and is, with the low pressure pump, over the Spring chamber vent line which now opens into the leakage line of the high-pressure pump, in the tank returned. Therefore When the low-pressure pump is running, no liquid fuel can escape to the outside or in the normally fuel vapor leading tank vent line reach.
Wird der Motor und damit die Niederdruckpumpe abgeschaltet und das Umschaltventil umgeschaltet, so heizt sich der Kraftstoff in der dann zunächst noch warmen Federraumentlüftungsleitung auf und verdampft zum Teil. Er vergrößert dabei sein Volumen um etwa den Faktor 1000 und treibt noch flüssigen Kraftstoff aus der Federraumentlüftungsleitung in die Tankentlüftungsleitung, die eigentlich nur Kraftstoffdampf transportieren soll. Der flüssige Kraftstoff kann sich vor einem Tankentlüftungsventil, das die Kraftstoffdampfzufuhr zum Verbrennungsmotor steuern soll, sammeln. Bei einem öffnenden Ansteuern des Tankentlüftungsventil nach einem Neustart kann dann soviel flüssiger Kraftstoff über die Tankentlüftungsleitung zum Verbrennungsmotor gelangen, dass dieser wegen einer Gemischüberfettung ausgeht. Auch wenn der Verbrennungsmotor nicht ausgeht, kann es zu Rußbildung und zu einer Schmierölverdünnung kommen, die den Verschleiß des Verbrennungsmotors fördert und im Extremfall zu einem Motorschaden führen kann.Becomes the engine and thus the low pressure pump switched off and the changeover valve switched, then the fuel heats up in the then still warm spring air vent line on and evaporates in part. He enlarges it its volume by about a factor of 1000 and still drives liquid fuel from the spring ventilation duct in the tank ventilation line, which is supposed to transport only fuel vapor. The liquid fuel can be in front of a tank vent valve, which is to control the fuel vapor supply to the engine, collect. At an opening Driving the tank ventilation valve after a restart can then so much liquid fuel through the tank vent line get to the internal combustion engine that this because of a mixture superfatting emanates. Even if the internal combustion engine does not go out, it can to soot formation and come to a lubricating oil dilution, the wear of the Internal combustion engine promotes and in extreme cases can lead to engine damage.
Vor diesem Hintergrund besteht die Aufgabe der Erfindung in der Angabe eines Verfahrens und eines Steuergerätes zum Betreiben eines Verbrennungsmotors, mit denen diese Folgen vermieden werden können.In front In this background, the object of the invention in the specification a method and a control device for operating an internal combustion engine, with which these consequences can be avoided.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art gelöst durch die folgenden Schritte: Ändern des Durchflussquerschnitts, Erfassen einer Reaktion des Lambdaregelkreises, und Auswerten der Reaktion für eine Prüfung der Funktionsfähigkeit des Druckdämpfers.These The object is achieved by a method of the type mentioned by the following steps: Change the flow cross-section, detecting a reaction of the Lambda control loop, and evaluating the reaction for an exam the functionality of the pressure damper.
Ferner wird diese Aufgabe durch ein Steuergerät der eingangs genannten Art gelöst, das ein solches Verfahren steuert.Further This object is achieved by a control unit of the type mentioned solved, which controls such a process.
Vorteile der ErfindungAdvantages of invention
Durch diese Merkmale kann ein defekter Druckdämpfer erkannt werden und bei der Steuerung des Verbrennungsmotors berücksichtigt und/oder dem Fahrer angezeigt werden und/oder eine Fehlermeldung in einem Fehlerspeicher des Steuergeräts für eine spätere Auswertung in einer Werkstatt abgelegt werden. Die Berücksichtigung beim weiteren Betrieb des Verbrennungsmotors kann beispielsweise in einer Einschränkung oder einem Verbot von Öffnungen des Tankentlüftungsventils bestehen.By these features can be detected a defective pressure damper and at taken into account the control of the internal combustion engine and / or the driver are displayed and / or an error message in a fault memory of the controller for later evaluation be stored in a workshop. The consideration at the other Operation of the internal combustion engine, for example, in a limitation or a ban on openings of the tank ventilation valve consist.
Es ist bevorzugt, dass das Verfahren ferner einen Schritt des öffnenden Ansteuern des Tankentlüftungsventils außerhalb einer normalen Tankentlüftungsfunktion ausführt.It it is preferred that the method further comprises a step of opening Activation of the tank ventilation valve outside a normal tank ventilation function performs.
Diese Ausgestaltung erlaubt eine Ansteuerung des Tankentlüftungsventils mit einem für eine Erkennung eines defekten Druckdämpfers geeigneten Ansteuermuster.These Design allows a control of the tank ventilation valve with a for a detection of a defective pressure damper suitable control pattern.
Ferner ist bevorzugt, dass der Schritt des öffnenden Ansteuerns vor einem Start der normalen Tankentlüftungsfunktion durchgeführt wird.Further it is preferred that the step of the opening control before a Start the normal tank ventilation function carried out becomes.
Durch diese Ausgestaltung wird erreicht, dass eine Überprüfung des Druckdämpfers mit einem geeigneten Ansteuermuster für das Tankentlüftungsventil vor einem möglicherweise vollen Aufsteuern des Tankentlüftungsventils im Rahmen der normalen Tankentlüftungsfunktion erfolgt. Dadurch werden die unerwünschten Folgen eines defekten Druckdämpfers verringert.By this embodiment is achieved that a review of the pressure damper with a suitable drive pattern for the tank vent valve maybe one before full opening of the tank ventilation valve as part of the normal tank ventilation function he follows. This reduces the undesirable consequences of a defective pressure damper.
Bevorzugt ist auch, dass das Tankentlüftungsventil gerade soweit und so lange öffnend angesteuert wird, dass der Verbrennungsmotor auch bei defektem Druckdämpfer nicht ausgeht.Prefers is also that the tank vent valve just so far and so long opening is controlled, that the internal combustion engine, even with a defective pressure damper not emanates.
Diese Ausgestaltung verhindert ein Ausgehen des Verbrennungsmotors bei defektem Druckdämpfer und erhöht damit die Betriebssicherheit des Verbrennungsmotors.These Design prevents going out of the engine at defective pressure damper and increased thus the operational safety of the internal combustion engine.
Ferner ist bevorzugt, dass der Druckdämpfer dann als funktionsfähig beurteilt wird, wenn die Reaktion des Lambdaregelkreises unterhalb eines vorbestimmten Schwellenwertes liegt, nachdem das Ansteuermuster für das Tankentlüftungsventil zur Detektion des Druckdämpferzustandes durchlaufen wurde.Further it is preferred that the pressure damper then as functional is judged when the reaction of the Lambda control loop below of a predetermined threshold after the driving pattern for the Tank ventilation valve for the detection of the pressure damper state was passed through.
Diese Ausgestaltung erlaubt eine zuverlässige Feststellung eines nicht-defekten Druckdämpfers. Eine oberhalb des Schwellenwertes liegende Reaktion stellt nämlich gewissermaßen eine notwendige, nicht aber eine hinreichende Bedingung für die Erkennung eines defekten Druckdämpfers dar, weil eine große Lambdareaktion auch von einem großen, regulären Kraftstoffdampfstrom aus dem Tankentlüftungssystem hervorgerufen werden könnte. Zur Unterscheidung eines defekten Druckdämpfers von einem solchen regulären Effekt wären weitere Schritte notwendig (siehe unten), deren Abarbeitung beim Feststellen einer vergleichsweise kleinen Reaktion der Lambdaregelkreis wegfallen kann. Dadurch kann der Betrieb des Verbrennungsmotors bei ordnungsgemäßem Druckdämpfer ohne weitere Diagnoseschritte optimiert werden.These Design allows reliable detection of a non-defective Pressure damper. A That is, above-threshold reaction provides a kind of a necessary, but not a sufficient condition for recognition a defective pressure damper because a big one Lambda reaction also from a large, regular fuel vapor stream the tank ventilation system could be caused. To distinguish a defective pressure damper from such a regular effect would be more Steps necessary (see below), their processing in the determination a comparatively small response of the lambda control loop is eliminated can. This allows the operation of the internal combustion engine with proper pressure damper without further diagnostic steps are optimized.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass dann, wenn die Reaktion des Lambdaregelkreises oberhalb eines vorbestimmten Schwellenwertes liegt, weitere Schritte durchgeführt werden um zu unterscheiden, ob die Reaktion des Lambdaregelkreises von einer Normalfunktion des Tankentlüftungssystems oder von einer Fehlfunktion des Druckdämpfers hervorgerufen wird.A Another preferred embodiment is characterized in that when the response of the lambda control loop is above a predetermined one Threshold, further steps are taken to distinguish whether the reaction of the Lambda control circuit from a normal function of the tank ventilation system or caused by a malfunction of the pressure damper.
Auch hier liegt der Vorteil darin, dass solche weiteren Schritte nur dann durchgeführt werden müssen, wenn ein begründeter Verdacht auf eine Fehlfunktion des Druckdämpfers besteht.Also Here is the advantage in that such further steps only then done Need to become, if a reasonable one There is a suspicion of a malfunction of the pressure damper.
Bevorzugt ist auch, dass die Normalfunktion des Tankentlüftungssystems in einem weiteren Schritt wenigstens verringert wird.Prefers is also that the normal function of the tank ventilation system in a further step at least reduced.
Durch diese Ausgestaltung wird erreicht, dass Auswirkungen eines möglicherweise defekten Druckdämpfers auf jeden Fall auf unkritische Größenordnungen beschränkt werden können. Die Öffnung des Tankentlüftungsventils kann zum Beispiel in einem solchen Fall so weit beschränkt werden, dass ein Ausgehen des Motors auf jeden Fall vermieden wird.By This refinement will achieve that impact defective pressure damper be limited to uncritical orders of magnitude in any case can. The opening of the tank ventilation valve For example, in such a case, it may be limited to the extent that A departure of the engine is avoided in any case.
Ferner ist bevorzugt, dass folgende weitere Schritte ausgeführt werden: Öffnendes Ansteuern des Tankentlüftungsventil bei einem oberhalb eines vorbestimmten Schwellenwertes liegenden Luftdurchsatzes durch den Verbrennungsmotor, Ermitteln eines Maßes für einen Kraftstoffteilstrom zum Verbrennungsmotor, der über die Tankentlüftung erfolgt, Vergleichen des Maßes für den Kraftstoffteilstrom mit einem vorgegebenen Schwellenwert, und Schließen des Tankentlüftungsventils dann, wenn das Maß für den Kraftstoffteilstrom über die Tankentlüftung den vorgegebenen Schwellenwert unterschreitet.Further it is preferred that the following further steps are carried out: opening Driving the tank ventilation valve at a level above a predetermined threshold Air flow rate through the internal combustion engine, determining a measure of one Partial fuel flow to the internal combustion engine via the tank ventilation, Compare the measure for the Partial fuel flow with a predetermined threshold, and closing the Tank ventilation valve then when the measure of the partial fuel flow over the tank ventilation falls below the predetermined threshold.
Durch diese Merkmale kann der Einfluss einer regulären Funktion der Tankentlüftung auf eine nachfolgende weitere Überprüfung der Funktion des Druckdämpfers minimiert werden.By These features can affect the influence of a regular function of the tank venting on a subsequent further review of the Function of the pressure damper be minimized.
Bevorzugt ist auch, dass der steuerbare Durchflussquerschnitt nach dem Schließen des Tankentlüftungsventil geöffnet wird.It is also preferred that the controllable flow cross-section after closing the Tank vent valve is opened.
Durch diese Ausgestaltung wird der Druckdämpfer dann erneut überprüft, wenn der Einfluss der regulären Tankentlüftung wegegefallen ist.By this embodiment, the pressure damper is then checked again, if the influence of the regular tank ventilation has fallen away.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass eine Reaktion der Lambdaregelung auf das Öffnen des Durchflussquerschnitts als hinreichende Bedingung für eine Entscheidung über die Funktionsfähigkeit des Druckdämpfers ausgewertet wird. Bevorzugt ist auch, dass eine oberhalb eines vorbestimmten Schwellenwertes liegende Reaktion der Lambdaregelung als Bestätigung für einen defekten Druckdämpfer gewertet wird.A Another preferred embodiment is characterized in that a reaction of the lambda control to the opening of the flow cross section as a sufficient condition for a decision over the functionality of the pressure damper is evaluated. It is also preferable that one is above a predetermined one Threshold lying reaction of the lambda control as confirmation for a defective pressure damper is valued.
Auf diese Weise können Einflüsse eines defekten Druckdämpfers mit hinreichender Sicherheit von regulären Einflüssen aus der Tankentlüftung unterschieden werden.On this way you can influences a defective pressure damper distinguished with sufficient certainty from regular influences from the tank ventilation become.
Mit Bezug auf das Steuergerät ist bevorzugt, dass das Steuergerät wenigstens eine der oben genannten Ausgestaltungen steuert.With Reference to the controller it is preferred that the controller at least one of the above controls mentioned.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung und den beigefügten Figuren.Further Advantages will be apparent from the description and the attached figures.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It it is understood that the above and the following yet to be explained features not only in the specified combination, but also in other combinations or alone, without to leave the scope of the present invention.
Zeichnungendrawings
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:embodiments The invention are illustrated in the drawings and in the following description explained. Show it:
Beschreibung der Ausführungsbeispieledescription the embodiments
Die
Die
Hochdruckpumpe
Der
steuerbare Durchschlussquerschnitt ist bevorzugt als Umschaltventil
Das
Tankentlüftungsventil
Die
Grundfunktion eines solchen Regelkreises
In
der
Wenn
auf der linken Seite des Tankentlüftungsventils
Dabei muss beachtet werden, dass bei manchen Systemen beim Spülen des Aktivkohlebehälters über das Tankentlüftungsventil keine dauerhafte Abweichung der Stellgröße des Lambdaregelkreises von seinem neutralen Wert auftritt. Dies wird durch ein Adaptionsverfahren erreicht, das die Störung der Tankentlüftung zum Beispiel durch Mittelung der Stellgröße lernt und in einen zusätzlichen Korrektureingriff übernimmt. Der zusätzliche Korrektureingriff reduziert die über Einspritzventile zugemessene Kraftstoffmenge, um den Kraftstoffstrom über das Tankentlüftungsventil zu kompensieren. Wird bei regeneriertem Aktivkohlefilter weiter mit Luft gespült, strömt zusätzliche, abmagernd wirkende Luft zum Verbrennungsmotor.there It should be noted that in some systems when flushing the Activated carbon container over the Tank ventilation valve no permanent deviation of the manipulated variable of the lambda control loop from its neutral value occurs. This is done by an adaptation method that's the fault the tank ventilation For example, by averaging the control value learns and in an additional Correction intervention takes over. The additional Correction intervention reduces the over Injectors metered amount of fuel to the fuel flow through the tank vent valve to compensate. Will continue with regenerated activated carbon filter flushed with air, flows additional, lean-acting air to the combustion engine.
Eine
solche Adaption wird zur Diagnose deaktiviert. Erfindungsgemäß wird das
im Zusammenhang mit der Tankentlüftung
beschriebene Verhalten des Lambdaregelkreises
Da
die Leitungen
Im
folgenden werden unter Bezug auf die
Das
erstmalige Öffnen
des Tankentlüftungsventils
Durch
die Beschränkung
der normalen Tankentlüftungsfunktion
wird erreicht, dass bei defektem Druckdämpfer
Dann
wird in einem Schritt
Alternativ
ist bevorzugt, dass der Verbrennungsmotor
In
der
Wird
der Schwellenwert S in der
Bei
ordnungsgemäßer Funktion
wird zunächst
in den Schritt
In
einem Schritt
Der
Regelkreis
In
diesem Fall wird mit dem Schritt
Der
Schritt
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