DE19933253B4

DE19933253B4 - Verfahren zur Diagnose eines Kraftstoffversorgungssystems einer Brennkraftmaschine insbesondere für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE19933253B4
Application number: DE19933253A
Authority: DE
Inventors: Xaver Dr. Laufenberg
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1999-07-15
Filing date: 1999-07-15
Publication date: 2006-01-19
Anticipated expiration: 2019-07-16
Also published as: FR2796419B1; JP4700172B2; IT1318075B1; ITMI20001552A1; DE19933253A1; JP2001041133A; ITMI20001552A0; FR2796419A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Diagnose eines Kraftstoffversorgungssystems einer Brennkraftmaschine insbesondere für ein Fahrzeug, bei dem Kraftstoff über Einspritzventile (7) direkt in einen Brennraum einspritzbar ist. Die Brennkraftmaschine wird in einer Betriebsart betrieben, in der eine Druckerhöhung zu einem Hochdruck deaktiviert ist. Ein Vorförderdruck wird in einem Kraftstoffverteilerrohr (4) des Kraftstoffversorgungssystems mittels eines daran angebrachten Drucksensors (5) erfasst.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Diagnose eines Kraftstoffversorgungssystems einer Brennkraftmaschine insbesondere für ein Kraftfahrzeug, bei dem Kraftstoff über Einspritzventile direkt in einen Brennraum einspritzbar ist. Die Erfindung betrifft ebenfalls ein zur Ausführung des Verfahrens eingerichtetes Selbstdiagnosesystem und ein zur Ausführung des Verfahrens eingerichtetes Fremddiagnosesystem.

Kraftstoffversorgungssysteme für Brennkraftmaschinen sind aus der DE 196 18 932 A1 und der DE 43 45 024 A1 bekannt.

Bei Ottomotoren mit elektronischer Einspritzung ist ein Kraftstoffdruck von etwa 3 bar bis etwa 10 bar notwendig. Dieser Druck wird durch eine elektrische Kraftstoffpumpe erzeugt und durch einen mechanischen Druckregler geregelt zur Verfügung gestellt. Auch Ottomotoren mit Benzin-Direkteinspritzung benötigen diesen Druck als Vorförderdruck für die Hochdruckpumpe.

Da eine elektronische Überwachung oder Regelung des Vorförderdrucks bei bekannten Ottomotoren mit elektronischer Einspritzung nicht erfolgt, ist auch eine Diagnose desselben durch ein Steuergerät oder einen Werkstatttester nicht möglich.

Bei direkteinspritzenden Ottomotoren wird der Vorförderdruck im Wesentlichen nur zur Versorgung der Hochdruckpumpe benötigt. Hier gelten keine hohen Ansprüche an diesen Druck, da er nur vorhanden sein muss, damit der Hochdruck erzeugt werden kann. Aber es gibt auch Betriebsbereiche, z. B. beim Motorstart, bei denen ein Betrieb mit Vorförderdruck auch bei direkteinspritzenden Ottomotoren notwendig ist. Aus diesem Grund ist auch bei den direkteinspritzenden Ottomotoren der Vorförderdruck ein wichtiger Parameter für einen fehlerfreien Betrieb.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Diagnose eines Kraftstoffversorgungssystems einer Brennkraftmaschine mit Benzin-Direkteinspritzung zu schaffen, das eine Überwachung bzw. Diagnose des Vorförderdrucks ermöglicht.

Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Verfahren erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Brennkraftmaschine in einer Betriebsart betrieben wird, in der eine Druckerhöhung zu einem Hochdruck deaktiviert ist, und dass ein Vorförderdruck in einem Kraftstoffverteilerrohr des Kraftstoffversorgungssystems mittels eines daran angebrachten Drucksensors erfasst wird. Bei den zur Ausführung des Verfahrens eingerichteten Selbstdiagnose – und Fremddiagnosesystemen wird die Aufgabe entsprechend gelöst.

Erfindungsgemäß ist also der Drucksensor, der in jedem Kraftstoffversorgungssystem direkteinspritzender Ottomotoren notwendigerweise vorhanden ist, für die Diagnose des Vorförderdrucks heranzuziehen. Dazu muss der Motor in einer Betriebsart betrieben werden, bei der die Druckhochsetzung deaktiviert ist.

Hierzu gibt es zwei unterschiedliche Konzepte für eine Hochdruckregelung für Ottomotoren mit Direkteinspritzung. Für beide gibt es jedoch eine solche Betriebsart, bei der die Druckhochsetzung deaktiviert ist, so dass der Vorförderdruck mit Hilfe des am Kraftstoffverteilerrohrs angebrachten Drucksensors erfasst werden kann. Auf diese Weise kann der Vorförderdruck im Kraftstoffversorgungssystem diagnostiziert werden, ohne dass am Motor Montageeingriffe notwendig sind.

Die genannte Betriebsart der Brennkraftmaschine lässt sich z.B. im Steuergerät mit Hilfe eines daran angeschlossenen Werkstatt-Testsystems "erzwingen".

Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren der Zeichnung dargestellt sind. Dabei bilden alle beschriebenen oder dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen oder deren Rückbeziehung sowie unabhängig von ihrer Formulierung bzw. Darstellung in der Beschreibung bzw. in der Zeichnung.
1 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines Kraftstoffversorgungssystems mit Druckregelung einer Brennkraftmaschine insbesondere eines Kraftfahrzeugs, und
2 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines Kraftstoffversorgungssystem mit Bedarfssteuerung einer Brennkraftmaschine insbesondere eines Kraftfahrzeugs.
Beide Figuren zeigen die Grundkonfiguration. Diese kann in verschiedenen Realisierungen durch "zusätzliche Ventile und/oder Verbindungen erweitert werden, z.B. um spezielle Maßnahmen z.B. zur Kühlung oder Entlüftung zu realisieren.
Bei dem in 1 dargestellten Kraftstoffversorgungssystem mit Druckregelung wird Benzin von einem Benzintank 1 mittels einer Elektrokraftstoffpumpe 2, die einen mechanischen Druckregler enthält, mit einem Vorförderdruck zu einer Hochdruckpumpe 3 gefördert. Von dort gelangt der Kraftstoff in das mit einem Drucksensor 5 ausgerüstete Kraftstoffverteilerrohr (Rail) 4 und von dort zu den einzelnen Einspritzventilen 7. Bei dem druckgeregelten Kraftstoffsystem wird durch einen ein Drucksteuerventil 6 aufweisenden Regelkreis 8 dafür gesorgt, dass ein stetiger Durchfluss existiert. Die in die Brennräume der Brennkraftmaschine über die Einspritzventile 7 eingespritzte Kraftstoffmengen stellen dabei Störgrößen dieses Regelkreises 8 dar. Der Druck im Kraftstoffverteilerrohr 4 wird mittels des Regelkreises 8 durch eine Variation des Durchflusses durch das Kraftstoffverteilerrohr 4 geregelt.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Diagnoseverfahrens des Vorförderkraftstoffsystems wird bei dem in 1 gezeigten Kraftstoffversorgungssystem mit Druckregelung das Drucksteuerventil 6 vollständig geöffnet.
Bei unbelastetem Kraftstoffversorgungssystem wird der Vorförderdruck mit laufendem Anlasser bei geschlossenen Einspritzventilen erfasst und diagnostiziert. Bei belastetem Kraftstoffversorgungssystem werden zur Diagnose des Vorförderdrucks von dem Steuergerät verschiedene Einspritzzeiten der Einspritzventile 7 vorgegeben.
Bei dem in 2 gezeigten Kraftstoffversorgungssystem mit Bedarfssteuerung wird vom Benzintank 1 von der mit einem mechanischen Druckregler ausgestatteten Elektrokraftstoffpumpe 2 Benzin mit Vorförderdruck zu einer mit einem Mengensteuerventil 13 ausgestatteten Hochdruckpumpe 3 gefördert. In das Kraftstoffverteilerrohr 4 wird, verursacht durch das Mengensteuerventil 13, nur diejenige Kraftstoffmenge gefördert, die zur Einspritzung durch die Einspritzventile 7 benötigt wird. Es kann eine überlagerte Hochdruckregelung (nicht dargestellt) existieren, die eine Feinabstimmung übernimmt. Die Kombination der Hochdruckpumpe 3 mit Mengensteuerventil 13 ermöglicht eine genau dosierte Nachförderung der für die Einspritzung benötigten Kraftstoffmenge. Ferner ist in der Kraftstoffleitung zwischen dem Mengensteuerventil 13 und dem Kraftstoffverteilerrohr 4 ein Rückschlagventil 10 vorgesehen. Am Kraftstoffverteilerrohr 4 befindet sich, wie bei dem in 1 gezeigten Kraftstoffversorgungssystem mit Druckregelung, ein Drucksensor 5.
Zur Diagnose des Vorförderdrucks bei dem in 2 dargestellten bedarfsgesteuerten Kraftstoffsystem werden zuerst einige Einspritzungen über die Einspritzventile ausgeführt, um sicherzustellen, dass sich im Kraftstoffverteilerrohr 4 kein Hochdruck befindet. Je nach Auslegung der Hochdruckpumpe 3 und des Mengensteuerventils 13 muss zur Diagnose das Mengensteuerventil 13 so angesteuert werden, dass keine Hochdruckförderung stattfindet. In diesem Zustand wird das Kraftstoffverteilerrohr 4 nur über das Vorfördersystem von der Elektrokraftstoffpumpe 2 versorgt. Die Diagnose des Vorförderdrucks des unbelasteten Kraftstoffversorgungssystems wird mit dem Anlasser bei geschlossenen Einspritzventilen 7 ausgeführt. Die Diagnose des Vorförderdrucks erfolgt beim belasteten Kraftstoffversorgungssystem durch Vorgabe verschiedener Einspritzzeiten.
Für eine Selbstdiagnose des Vorförderdrucks ist ein in den 1 und 2 nicht gezeigtes Steuergerät mit dem Drucksensor 5 gekoppelt und empfängt die vom Drucksensor 5 erfassten Drucksignale im Kraftstoffverteilerrohr 4. Das Steuergerät führt die Verfahrensschritte aus und diagnostiziert den Vorförderdruck anhand der vom Drucksensor 5 erhaltenen Drucksignale.
Bei einer Fremddiagnose, z. B. bei einer Werkstattdiagnose, zwingt ein mit dem (nicht gezeigten) Steuergerät gekoppeltes Werkstattdiagnosesystem (ebenfalls nicht gezeigt) das Steuergerät in denjenigen Betriebszustand, in dem sich der Vorförderdruck mit dem Drucksensor 5 erfassen lässt.

Claims

Verfahren zur Diagnose eines Kraftstoffversorgungssystems einer Brennkraftmaschine insbesondere für ein Kraftfahrzeug, bei dem Kraftstoff über Einspritzventile (7) direkt in einen Brennraum einspritzbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine in einer Betriebsart betrieben wird, in der eine Druckerhöhung zu einem Hochdruck deaktiviert ist, und dass ein Vorförderdruck in einem Kraftstoffverteilerrohr (4) des Kraftstoffversorgungssystems mittels eines daran angebrachten Drucksensors (5) erfasst wird.
Diagnoseverfahren nach Anspruch 1 angewandt auf ein ein Drucksteuerventil (6) aufweisendes, druckgeregeltes Kraftstoffversorgungssystem, dadurch gekennzeichnet, dass das Drucksteuerventil (6) vollständig geöffnet wird (1).
Diagnoseverfahren nach Anspruch 1 angewandt auf ein ein Mengensteuerventil (13) aufweisendes, bedarfsgesteuertes Kraftstoffversorgungssystem, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Diagnose durch einige Einspritzungen sichergestellt wird, dass sich im Kraftstoffverteilerrohr (4) kein Hochdruck befindet, und dass das Mengensteuerventil (13) so eingestellt wird, dass keine Hochdruckförderung stattfindet (2).
Diagnoseverfahren nach Anspruch 2 bzw. 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorförderdruck bei unbelastetem Kraftstoffversorgungssystem mit geschlossenen Einspritzventilen (7) während des Betriebs des Anlassers erfasst wird.
Diagnoseverfahren nach Anspruch 2 bzw. 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorförderdruck bei belastetem Kraftstoffversorgungssystem unter Vorgabe verschiedener Einspritzzeiten der Einspritzventile (7) erfasst wird.
System zur Selbstdiagnose eines Kraftstoffversorgungssystems einer Brennkraftmaschine insbesondere eines Kraftfahrzeugs, bei dem Kraftstoff direkt in einen Brennraum einspritzbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgang eines einen Druck in einem Kraftstoffverteilerrohr (4) erfassenden Drucksensors (5) mit einem Eingang eines zentralen Steuergeräts verbunden ist, und dass das Steuergerät zur Ausführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5 geeignet ist.
System zur Fremddiagnose, insbesondere Werkstattdiagnose, eines Kraftstoffversorgungssystem eines Kraftfahrzeugs, bei dem Kraftstoff direkt ein einem Brennraum einspritzbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgang eines einen Druck in einem Kraftstoffverteilerrohr (4) erfassenden Drucksensors (5) mit einem Eingang eines zentralen Steuergeräts verbunden ist, dass das Steuergerät zur Ausführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5 geeignet ist, und dass ein Fremddiagnosegerät, insbesondere ein Werkstatttester, die Betriebsart der Brennkraftmaschine, bei der die Druckerhöhung zu dem Hochdruck deaktiviert ist, insbesondere über das zentrale Steuergerät erzwingt.