DE19727794C1 - Verfahren zum Überprüfen einer Kraftstoffversorgung - Google Patents

Verfahren zum Überprüfen einer Kraftstoffversorgung

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überprüfen einer Kraftstoffversorgung gemäß dem Oberbegriff des Patentan­ spruchs 1.
Da bei modernen Einspritzsystemen, insbesondere bei einem Common-Rail-Einspritzsystem hohe Kraftstoffdrücke von bis zu 1600 bar eingesetzt werden, ist es notwendig, die Dichtigkeit des Hochdruckbereiches zu überprüfen.
Aus DE 195 21 791 A1 ist ein Verfahren zum Erkennen von Be­ triebsstörungen in einer Kraftstoffeinspritzanlage einer Brennkraftmaschine bekannt, bei dem der Druck im Kraft­ stoffspeicher zwischen dem Ende einer Einspritzung und dem Beginn der Förderung oder zwischen dem Ende einer Förderung und dem Beginn einer Einspritzung bei jeweils zwei vorgegebe­ nen Zeitpunkten erfaßt wird. Die Druckdifferenz zwischen den zwei Zeitpunkten wird mit einem Grenzwert verglichen und bei Überschreiten des Grenzwertes eine Störung erkannt.
WO 96/31693 beschreibt ein Verfahren zum Überprüfen einer Kraftstoffversorgung eines Kraftfahrzeuges, die Kraftstoff von einer Kraftstoffpumpe zu einer Einspritzanlage einer Brennkraftmaschine fördert. Dabei wird eine zeitliche Ände­ rung des Kraftstoffdruckes in der Kraftstoffleitung über eine vorgegebene Zeitdauer überwacht, wobei der Kraftstoffdruck nach dem Abschalten der Kraftstoffpumpe und nach dem Abschal­ ten der Einspritzanlage überwacht wird.
Die Aufgabe der Erfindung beruht darin, ein einfaches und ge­ naues Verfahren zur Überprüfung des Hochdruckbereiches bereit zu stellen.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale des Patent­ anspruchs 1 gelöst. Ein Vorteil der Erfindung beruht darin, daß der Kraftstoffdruck mit einer Vergleichskenndine vergli­ chen wird, die von der Temperatur des Kraftstoffes abhängt. Dadurch wird eine genaue Überprüfung der Kraftstoffversorgung ermöglicht. Zudem hat das Steuergerät nach dem Abstellen der Brennkraftmaschine ausreichend Rechenkapazität zur Verfügung, so daß die Überprüfung der Kraftstoffleitung nicht die Re­ chenkapazität des Steuergerätes während des Betriebes der Brennkraftmaschine belastet.
Vorteilhafte Ausführungen und Verbesserungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung wird anhand der Figuren näher erläutert; es zeigen:
Fig. 1 eine Brennkraftmaschine mit einer Einspritzanlage,
Fig. 2 eine schematische Darstellung des Kraftstoffmassen­ stromes einer Einspritzanlage und
Fig. 3 das zeitliche Verhalten des Kraftstoffdruckes nach dem Abstellen der Brennkraftmaschine.
Fig. 1 zeigt einen Kraftstofftank 1, aus dem über eine Vor­ förderpumpe 2, ein Kraftstoffilter 3 und eine Hochdruckpumpe 4 Kraftstoff in eine Kraftstoffleitung 7 und einen daran an­ geschlossenen Kraftstoffspeicher 8 gefördert wird. An den Kraftstoffspeicher 8 sind Injektoren 12 angeschlossen, die Kraftstoff in die Brennkraftmaschine 15 einspritzen. Die In­ jektoren 12 weisen erste Leckageleitungen 13 auf, die zum Kraftstofftank 1 zurückgeführt sind. Am Kraftstoffspeicher 8 ist ein Drucksensor 9 angeordnet, der über eine Signalleitung mit einem Steuergerät 10 verbunden ist. Das Steuergerät 10 ist über zweite Steuerleitungen 11 an die Injektoren 12 und über eine Datenleitung 16 an die Brennkraftmaschine 15 ange­ schlossen.
In der ersten Leckageleitung 13 ist direkt nach dem Injektor 12 ein Temperatursensor 18 vorgesehen, der über eine Daten­ leitung mit dem Steuergerät 10 verbunden ist und die Kraft­ stofftemperatur mißt. Anstelle der Kraftstofftemperatur kann auch näherungsweise die Temperatur der Brennkraftmaschine ge­ messen und verwendet werden.
Zudem steht das Steuergerät 10 über eine erste Steuerleitung 6 mit einem Druckregelventil 5 in Verbindung, das nach der Hochdruckpumpe 4 an die Kraftstoffleitung 7 angeschlossen ist. Das Druckregelventil 5 ist an eine zweite Leckageleitung 14 angeschlossen, die zum Kraftstofftank 1 geführt ist. Das Steuergerät 10 regelt über das Druckregelventil 5 den Kraft­ stoffdruck in der Kraftstoffleitung 7 und im Kraftstoffspei­ cher 8 abhängig von der Last, der Drehzahl und dem Fahrer­ wunsch, der am Gaspedal des Fahrzeuges ermittelt wird. Zudem steuert das Steuergerät 10 die Injektoren 12 für eine korrek­ te Einspritzung abhängig von der Last und der Drehzahl, also abhängig vom Fahrerwunsch. Entsprechende Programme für die Steuerung des Kraftstoffdruckes und die Steuerung des Ein­ spritzvorganges sind in einem Datenspeicher 17 abgelegt, der an das Steuergerät 10 angeschlossen ist.
Fig. 2 zeigt schematisch die Kraftstoffmassenströme für die in Fig. 1 dargestellte Einspritzanlage. Die Hochdruckpumpe 4 führt der Kraftstoffleitung 7 und dem Hochdruckspeicher 8 ei­ nen ersten Kraftstoffmassenstrom, den Pumpmassenstrom p, zu. Das Druckregelventil 5 führt entsprechend der vom Steuer­ gerät 10 vorgegebenen Einstellung einen zweiten Kraftstoff­ massenstrom, den Ventilmassenstrom v, über die zweite Leckageleitung 14 an den Kraftstofftank 1 zurück. Aus dem Kraftstoffspeicher 8 entnehmen die Injektoren 12 einen Ein­ spritzmassenstrom i und führen diesen der Brennkraftmaschi­ ne 15 zu. Weiterhin wird dem Kraftstoffspeicher 8 über die Injektoren 12 ein erster Leckagemassenstrom l,i entnommen, der zum Kraftstofftank 1 zurückgeführt wird. Zudem kann durch Undichtigkeit ein zweiter Leckagemassenstrom l auftreten, der dem Kraftstoffspeicher 8 entnommen wird. Damit ergibt sich für die zeitliche Änderung der im Kraftstoffspeicher 8 enthaltenen Kraftstoffmasse s folgende Formel:
s = p + i + v + l,i + 1.
Das Ziel des Verfahrens beruht darin, einen unerwünschten, zweiten Leckagemassenstrom l ≠ 0 sicher zu erkennen. Zudem besteht die Aufgabe des Verfahrens darin, eine Verstopfung des ersten Leckagemassenstromes l,i zu erkennen.
Die ungewünschte Leckage kann jedoch aus einer Fehlfunktion des Druckregelventils 5 resultieren, bei dem das Druckregel­ ventil 5 einen anderen Ventilmassenstrom v abgibt, als durch das Steuergerät 10 eingestellt ist.
In vorteilhafter Weise wird das zeitliche Verhalten des Drucks in der Kraftstoffleitung 7 und im Kraftstoffspeicher 8 nach dem Abstellen der Brennkraftmaschine 15, insbesondere nach dem Abschalten der Hochdruckpumpe 4 und der Einspritzan­ lage mit den Injektoren 12 ermittelt und mit einem Ver­ gleichswert, insbesondere mit einer Vergleichskennlinie, ver­ glichen, die im Datenspeicher 17 abgelegt sind.
In diesem Zustand sind der erste Leckagemassenstrom l,i der Injektoren 12 und der zweite Leckagemassenstrom l der Kraftstoffleitung 7 und des Kraftstoffspeichers 8 wirksam, wobei davon ausgegangen wird, daß das Steuergerät 10 nach dem Abschalten der Brennkraftmaschine das Druckregelventil 5 schließt und somit der Ventilmassenstrom v des Druckregel­ ventils 5 gleich Null ist. Stellt das Steuergerät 10 nach dem Abschalten der Brennkraftmaschine das Druckregelventil 5 in einen geöffneten Zustand, so ist der Leckagemassenstrom v über das Druckregelventil 5 bei der Auswertung des zeitlichen Verhaltens des Druckes entsprechend zu berücksichtigen. Dazu sind entsprechende Kennlinien für den Druckverlauf im Daten­ speicher 17 abgelegt, bei denen der Druckverlauf abhängig von der Zeit für einen vorgegebenen Öffnungszustand des Druckre­ gelventils 5 angegeben ist.
Nach dem Abschalten der Brennkraftmaschine mißt das Steuerge­ rät 10 über den Drucksensor 9 das zeitliche Verhalten des Kraftstoffdruckes im Kraftstoffspeicher 8. Vorzugsweise wird der Kraftstoffdruck mit einer Abtastfrequenz größer als 10 kHz ermittelt.
Fig. 3 zeigt den Kraftstoffdruck im Kraftstoffspeicher 8 in Abhängigkeit von der Zeit nach dem Abschalten (Motorstopp) der Brennkraftmaschine beim Zeitpunkt T0. Die Messung des Kraftstoffdruckes erfolgt über eine Zeitdauer TA von 0 bis 10 Sekunden, vorzugsweise von 0 bis 5 Sekunden nach dem Abschal­ ten der Brennkraftmaschine. Die Kennlinie PV stellt eine Ver­ gleichskennlinie dar, die einem korrekt funktionierenden Hochdruckbereich 5, 7, 8, 12 entspricht. Die Vergleichskennlinie PV ist im Datenspeicher 17 abgelegt. Die Punkte auf der Kenn­ linie entsprechen den abgetasteten Werten des Kraftstoffdruc­ kes. Symmetrisch zur Vergleichskennlinie PV ist ein Toleranz­ bereich ΔpS mit gestrichelten Linien eingezeichnet. Liegt ein gemessener zeitlicher Druckverlauf innerhalb des Tole­ ranzbereiches ΔpS der Vergleichskennlinie, so wird eine kor­ rekt funktionierender Hochdruckbereich erkannt. Liegt jedoch der zeitliche Druckverlauf außerhalb des Toleranzbereiches ΔpS, so wird eine Fehlfunktion erkannt.
In Fig. 3 ist mit der Kennlinie P1 ein Beispiel für eine verstopfte Leckageleitung 13 dargestellt. Der Druckverlauf P1 sinkt langsamer ab, als die Vergleichskennlinie PV und ver­ läßt den Toleranzbereich ΔpS. Damit ist der erste Leckage­ massenstrom der Injektoren 12 kleiner als vorgegeben.
Der zweite Druckverlauf P2 zeigt einen schnelleren Druckab­ fall als die Vergleichskennlinie PV, der den Toleranzbereich ΔpS ebenfalls verläßt. Damit ist ein Hinweis gegeben, daß ein zweiter Leckagestrom l vorliegt und somit eine Undichtig­ keit zwischen der Hochdruckpumpe 4 und den Injektoren 12 im Hochdruckbereich vorliegt.
Erkennt das Steuergerät 10 aufgrund des Druckverlaufes einen Defekt im Hochdruckbereich der Kraftstoffzufuhr, so wird dies dem Fahrer angezeigt und/oder im Datenspeicher 17 ein Feh­ lereintrag vermerkt. Der Fehlereintrag wird beim nächsten Start der Brennkraftmaschine 15 ausgelesen und berücksich­ tigt. Ist der Defekt schwerwiegend, so wird beispielsweise ein Start Brennkraftmaschine 15 nicht durchgeführt.
Der Fehlereintrag wird zudem beim routinemäßigen Kundendienst ausgelesen. Damit kann bei der Wartung des Kraftfahrzeuges auch eine Wartung des Hochdruckbereiches der Kraftstoffzufuhr durchgeführt werden.
Vorzugsweise sind für verschiedene Temperaturen der Brenn­ kraftmaschine verschiedene Vergleichskennlinien PV abgelegt. Ebenso ist der Toleranzbereich vorzugsweise von der Tempera­ tur der Brennkraftmaschine abhängig. In Abhängigkeit von der Temperatur der Brennkraftmaschine, insbesondere der Tempera­ tur des Kraftstoffs im Kraftstoffspeicher 8, wählt das Steu­ ergerät 10 eine der Temperatur entsprechende Vergleichskenn­ linie PV und einen der Temperatur entsprechenden Toleranzbe­ reich ΔpS aus dem Datenspeicher 17 aus.

Claims (3)

1. Verfahren zum Überprüfen einer Kraftstoffversorgung (4, 5, 7, 8, 12) eines Kraftfahrzeuges, die Kraftstoff von ei­ ner Kraftstoffpumpe (4) zu einer Einspritzanlage (12) einer Brennkraftmaschine (15) fördert, bei dem eine zeitliche Änderung des Kraftstoffdruckes in der Kraftstoffleitung (7, 8) über eine vorgegebene Zeitdauer überwacht wird, wobei
  • 1. der Kraftstoffdruck nach dem Abstellen der Brennkraftma­ schine (15) durch Abschalten der Kraftstoffpumpe (4) und der Einspritzanlage (12) überwacht wird, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Änderung des Kraftstoffdruckes mit einer Vergleichskennlinie (PV) verglichen wird, die von der Tem­ peratur des Kraftstoffes abhängt, und daß bei einer Abwei­ chung um mehr als eine vorgebbare Toleranzbreite (ΔpS) ei­ ne Fehlfunktion erkannt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftstoffdruck während eines Zeitraums von 1 bis 10 Sekun­ den nach dem Abstellen der Brennkraftmaschine (15) über­ wacht wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Toleranzbreite (ΔpS) von der Temperatur des Kraftstoffes, vorzugsweise von der Temperatur des Kraftstoffes in der er­ sten Leckageleitung (13), abhängt.
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