TECHNISCHER
BEREICHTECHNICAL
AREA
Die
Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Erfassen eines Fehlers
in einem Hochdruck-Kraftstoffzufuhrsystem.
Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zum
Erfassen eines Fehlers, wie zum Beispiel ein Leck von Kraftstoff
aus einem Hochdruck-Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine.The
The invention relates to a device for detecting an error
in a high pressure fuel delivery system.
In particular, the invention relates to a device for
Detecting a fault, such as a leak of fuel
from a high pressure fuel injection system of an internal combustion engine.
HINTERGRUND
DER TECHNIKBACKGROUND
OF THE TECHNIQUE
Ein
Hochdruck-Kraftstoffeinspritzsystem der Bauart mit Common Rail ist
aus dem Stand der Technik bekannt. In dem Hochdruck-Kraftstoffeinspritzsystem
der Bauart mit Common Rail wird Kraftstoff zu einer gemeinsamen
Druckspeicherkammer (einer Common Rail) von einer Hochdruck-Kraftstoffpumpe zugeführt und
der mit Hochdruck beaufschlagte Kraftstoff in der Common Rail wird
von Kraftstoffeinspritzventilen in die jeweiligen Zylinder eingespritzt, die
mit der Common Rail verbunden sind.One
High-pressure fuel injection system of common rail type is
known from the prior art. In the high pressure fuel injection system
The common-rail type makes fuel a common fuel
Accumulator chamber (a common rail) fed by a high-pressure fuel pump and
the high-pressure fuel in the common rail is
injected from fuel injectors into the respective cylinders, the
connected to the common rail.
Das
Hochdruck-Kraftstoffeinspritzsystem der Bauart mit Common Rail verwendet
Kraftstoff bei einem sehr hohen Druck. Auf Grund dessen ist es notwendig
einen Fehler, wie zum Beispiel ein Leck von Kraftstoff aus einem
beliebigen Teil des Systems, zuverlässig zu erfassen. Zu diesem
Zweck sind verschiedene Verfahren zum Erfassen eines Fehlers, wie
zum Beispiel ein Leck von Kraftstoff, vorgeschlagen worden.The
High pressure fuel injection system of common rail type used
Fuel at a very high pressure. Because of that it is necessary
an error, such as a leak of fuel from one
any part of the system to reliably detect. To this
Purpose are various methods for detecting an error, such as
For example, a leak of fuel has been proposed.
Ein
Verfahren zum Erfassen eines Fehlers dieser Art ist zum Beispiel
in der Druckschrift EP 1 039
117 und in der Japanischen Ungeprüften Patent Veröffentlichung
(Kokai) Nr. 10-299557 offenbart worden. Die Vorrichtung der Veröffentlichung '557 umfasst einen
Drucksensor zum Erfassen des Kraftstoffdrucks in der Common Rail
und eine Fehlererfassungseinrichtung. Die Fehlererfassungseinrichtung misst
eine Differenz des Kraftstoffdrucks in der Common Rail bevor und
nachdem der Kraftstoff von dem Kraftstoffeinspritzventil eingespritzt
wird, d.h. dass sie einen Druckabfall in der Common Rail aufgrund der
Kraftstoffeinspritzung misst. Die Fehlererfassungseinrichtung schätzt weiter
den Druckabfall in der Common Rail aufgrund der Kraftstoffeinspritzung ab,
die auf der Grundlage der Kraftstoffeinspritzmenge durch die Motorbetriebszustände bestimmt
ist, und schätzt
eine Veränderung
des Kompressionsmoduls der Elastizität von Kraftstoff aufgrund der
Temperatur und des Drucks ab. Die Fehlererfassungseinrichtung in
der Veröffentlichung '557 ermittelt, dass das
Kraftstoffeinspritzsystem fehlgeschlagen hat, wenn eine Differenz
zwischen dem gemessenen Druckabfall und dem abgeschätzten Druckabfall
größer ist
als ein vorbestimmter Beurteilungswert.A method for detecting an error of this kind is, for example, in the document EP 1 039 117 and Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 10-299557. The device of Publication '557 includes a pressure sensor for detecting the fuel pressure in the common rail and an error detecting device. The error detecting means measures a difference of the fuel pressure in the common rail before and after the fuel is injected from the fuel injection valve, that is, measures a pressure drop in the common rail due to the fuel injection. The error detection means further estimates the pressure drop in the common rail due to the fuel injection, which is determined based on the fuel injection amount by the engine operating conditions, and estimates a change in the elastic modulus of the fuel due to the temperature and the pressure. The error detection means in the publication '557 determines that the fuel injection system has failed when a difference between the measured pressure drop and the estimated pressure drop is larger than a predetermined judgment value.
In
der vorstehend erwähnten
Vorrichtung heißt
das, dass die Menge Q von Kraftstoff je Einspritzzeitpunkt aus dem
Betriebszustand (Last) der Brennkraftmaschine berechnet wird und
ein abgeschätzter
Abfall ΔP
des Kraftstoffdrucks in der Common Rail vor und nach der Kraftstoffeinspritzung
auf der Grundlage der Kraftstoffeinspritzmenge Q durch eine Formel ΔP = (K/V) × Q berechnet
wird. Hierbei ist K in der vorstehenden Formel ein Kompressionsmodul
der Elastizität
des Kraftstoffs, V ist ein Volumen eines Hochdruck-Abschnitts, das ein
Volumen der Common Rail, ein Volumen einer Hochdruck-Zufuhrleitung
hoch zu der Common Rail und ein Volumen einer Leitung von der Common
Rail zu einem Kraftstoffeinspritzventil umfasst, und wobei V eine Konstante
ist. Des Weiteren wird das Kompressionsmodul der Elastizität K auf
der Grundlage von einem tatsächlichen
Kraftstoffdruck, der durch den Drucksensor vor und nach der Kraftstoffeinspritzung
erfasst wird, und auf der Grundlage von einer Temperatur ermittelt.
In der Kraftstoffeinspritzvorrichtung der Bauart mit Common Rail
variiert im Allgemeinen der Kraftstoffdruck über einen sehr breiten Bereich
(z.B. von 10 Mpa bis 150 Mpa), der von den Betriebszuständen abhängt. Durch
Bestimmung des Kompressionsmoduls der Elastizität auf der Grundlage des tatsächlichen
Kraftstoffdrucks und der Temperatur zu dem Zeitpunkt der Fehlererfassung,
kann ein Fehler, wie zum Beispiel das Leck des Systems, genau bestimmt
werden.In
the aforementioned
Device means
that the amount Q of fuel per injection time out of the
Operating state (load) of the internal combustion engine is calculated and
an estimated one
Waste ΔP
the fuel pressure in the common rail before and after the fuel injection
is calculated on the basis of the fuel injection amount Q by a formula ΔP = (K / V) × Q
becomes. Here, K in the above formula is a compression modulus
the elasticity
of the fuel, V is a volume of a high-pressure section, the one
Volume of the common rail, a volume of a high pressure supply line
up to the common rail and a volume of a pipe from the common
Rail to a fuel injection valve, and wherein V is a constant
is. Furthermore, the compression modulus of elasticity K becomes
the basis of an actual
Fuel pressure passing through the pressure sensor before and after the fuel injection
is detected and determined on the basis of a temperature.
In the fuel injection device of the common rail type
In general, fuel pressure varies over a very wide range
(e.g., from 10 Mpa to 150 Mpa), which depends on the operating conditions. By
Determination of the modulus of elasticity on the basis of the actual
Fuel pressure and the temperature at the time of error detection,
An error, such as the leak of the system, can be accurately determined
become.
Ein
Abfall des Drucks in der Common Rail vor und nach der Kraftstoffeinspritzung
variiert im Verhältnis
zu der Menge an Kraftstoff, die innerhalb einer Dauer zum Erfassen
des Abfalls des Drucks (innerhalb einer Beurteilungsdauer) aus der
Common Rail ausfließt.
Wenn daher die Menge an Kraftstoff, die aus der Common Rail ausfließt, vor
und nach der Kraftstoffeinspritzung gleich Q ist, wird der gemessene
Abfall des Drucks in der Common Rail vor und nach der Kraftstoffeinspritzung
gleich dem vorstehenden Schätzwert ΔP werden.
Wenn daher die Differenz zwischen dem gemessenen Abfall des Drucks in der
Common Rail und seinem Schätzwert ΔP größer als
der vorbestimmte Beurteilungswert ist, z.B. wenn der tatsächliche
Abfall des Drucks um mehr als einen gewissen Grad größer als
der Schätzwert ΔP ist, bedeutet
das, dass die Menge an Kraftstoff, die tatsächlich aus der Common Rail
ausfließt,
größer ist als
die Kraftstoffeinspritzmenge Q. Es kann daher bestimmt werden, dass
der Kraftstoff aus dem Kraftstoffsystem (Common Rail, Kraftstoffeinspritzventile, etc.)
ausströmt
(austritt).One
Waste of the pressure in the common rail before and after the fuel injection
varies in proportion
to the amount of fuel that can be detected within a period of time
the drop in pressure (within one evaluation period) from the
Common Rail flows out.
Therefore, if the amount of fuel flowing out of the common rail before
and after the fuel injection is equal to Q, the measured
Waste of the pressure in the common rail before and after the fuel injection
be equal to the above estimate ΔP.
Therefore, if the difference between the measured drop in pressure in the
Common Rail and its estimated value ΔP greater than
the predetermined judgment value is, e.g. if the actual
Drop in pressure by more than a degree greater than
the estimated value ΔP means
that the amount of fuel that actually comes from the common rail
flows,
is greater than
the fuel injection amount Q. Therefore, it can be determined that
the fuel from the fuel system (common rail, fuel injectors, etc.)
flows
(exit).
Wenn
ein Fehler, wie zum Beispiel ein Leck von Kraftstoff, auf der Grundlage
einer Veränderung des
Drucks in der Common Rail vor und nach der Kraftstoffeinspritzung
erfasst wird, wie in der Veröffentlichung '557 gelehrt wird,
ist es jedoch notwendig, dass sich die Dauer der Kraftstoffeinspritzung
und die Dauer der Zufuhr des mit Hochdruck beaufschlagten Kraftstoffs
aus der Kraftstoffpumpe nicht gegenseitig überlappen.When an error such as a leak of fuel is detected based on a change in the pressure in the common rail before and after the fuel injection, as taught in the '557 publication, it is necessary that the duration of the Fuel injection and the Duration of supply of the high-pressure fuel from the fuel pump does not overlap each other.
Das
heißt,
wenn die Dauer der Kraftstoffeinspritzung sich mit der Zufuhrdauer
des mit Hochdruck beaufschlagten Kraftstoffs überlappt, das es passiert, dass
aufgrund der Kraftstoffeinspritzung etwas Kraftstoff aus der Common
Rail ausfließt,
und zu der gleichen Zeit fließt
aufgrund der Kraftstoffzufuhr aus der Kraftstoffpumpe etwas Kraftstoff
in die Common Rail ein. Daher wird der Abfall des Drucks aufgrund
der Kraftstoffeinspritzung durch den Anstieg des Drucks aufgrund
des einfließenden
Kraftstoffs aufgehoben. Daher wird der Abfall des Drucks in der
Common Rail vor und nach der Kraftstoffeinspritzung oft klein, trotzdem
dass Kraftstoff tatsächlich
aus der Common Rail ausgeströmt
ist. Selbst in diesem Fall kann das Leck von Kraftstoff richtig
ermittelt werden, wenn die Menge an Kraftstoff genau berechnet wird,
die während der
Kraftstoffeinspritzdauer von der Kraftstoffpumpe zu der Common Rail
zugeführt
wird. Jedoch wird der Kraftstoff während der Zufuhrdauer durch
die Pumpe nicht kontinuierlich zu der Common Rail zugeführt, und
es ist schwierig die Menge an Kraftstoff genau zu berechnen, die
tatsächlich
zu der Common Rail während
der Kraftstoffeinspritzdauer zugeführt wird. Wenn zum Beispiel
eine Kraftstoffpumpe der Bauart mit Saugregulierkapazitätssteuerung
verwendet wird, wird die Abgabemenge der Pumpe durch Einstellen
des Zeitpunkts eines effektiven Zufuhrtakts (Abgabetakts) der Pumpe
gesteuert. Der effektive Zufuhrtakt, in dem der Kraftstoff tatsächlich aus
der Pumpe abgegeben wird, startet nämlich einige Zeit nachdem der
mechanische (geometrische) Zufuhrtakt der Pumpe gestartet hat, und
die Zeit zwischen dem Start des effektiven Zufuhrtakts und dem Start des
mechanischen Zufuhrtakts wird eingestellt, um die Abgabemenge der
Pumpe zu steuern. Des Weiteren besteht eine Streuung in der Zeitgebung
des Starts des effektiven Kraftstoffzufuhrtakts und der Kraftstoffzufuhrrate
(die Menge an Kraftstoff, die durch die Kraftstoffpumpe je Zeiteinheit
während
des effektiven Kraftstoffzufuhrtakts abgegeben wird, hängt von
den einzelnen Pumpen ab). Daher ist es schwierig, die Menge an Kraftstoff
genau zu berechnen, die innerhalb einer bestimmten Dauer (z.B. der Dauer
zwischen dem Erfassen des Drucks vor und nach der Kraftstoffeinspritzung)
in die Common Rail einfließt.The
is called,
if the duration of the fuel injection varies with the delivery duration
of the high pressure fuel overlaps that it happens
due to the fuel injection, some fuel from the common
Rail discharges,
and at the same time it flows
due to the fuel supply from the fuel pump some fuel
into the common rail. Therefore, the drop of pressure due to
the fuel injection due to the increase in pressure due
of the inflowing
Lifted. Therefore, the drop in pressure in the
Common rail before and after the fuel injection often small, anyway
that fuel actually
emanated from the common rail
is. Even in this case, the leak of fuel can be correct
determined when the amount of fuel is calculated accurately,
during the
Fuel injection duration from the fuel pump to the common rail
supplied
becomes. However, the fuel will go through during the delivery period
the pump is not fed continuously to the common rail, and
it is difficult to accurately calculate the amount of fuel that
indeed
to the common rail during
the fuel injection duration is supplied. If for example
a fuel pump of the type with Saugregulierkapazitätssteuerung
is used, the discharge amount of the pump by adjusting
the timing of an effective supply clock (discharge clock) of the pump
controlled. The effective feed clock in which the fuel is actually off
The pump is discharged, namely, starts some time after the
mechanical (geometric) supply stroke of the pump has started, and
the time between the start of the effective feed clock and the start of the
mechanical feed clock is set to the discharge amount of
To control pump. Furthermore, there is a dispersion in the timing
the start of the effective fuel supply clock and the fueling rate
(The amount of fuel passing through the fuel pump per unit of time
while
of the effective fuel delivery clock depends on
the individual pumps). Therefore, it is difficult to control the amount of fuel
to calculate exactly which within a certain duration (for example the duration
between the detection of the pressure before and after the fuel injection)
flows into the common rail.
Die
in der Veröffentlichung '557 offenbarte Kraftstoffeinspritzvorrichtung
verwendet eine Pumpe, die den Kraftstoff zu einer Vierzylinder-Brennkraftmaschine
zweimal je Umdrehung des Motors zuführt. Es ist daher möglich, die
Kraftstoffzufuhrdauer der Pumpe so festzulegen, dass sich die Kraftstoffzufuhrdauer
nicht mit der Kraftstoffeinspritzdauer überlappt. Wenn jedoch eine
Kraftstoffpumpe verwendet wird, die Kraftstoff einmal je Umdrehung
des Motors einspritzt, da der Kraftstoff zweimal während einer
Kraftstoffzufuhrdauer eingespritzt wird, ist es unvermeidbar, dass
der Kraftstoff während
der Kraftstoffeinspritzdauer zu der Common Rail zugeführt wird.The
in the '557 publication disclosed fuel injector
uses a pump that supplies the fuel to a four-cylinder internal combustion engine
twice per revolution of the motor supplies. It is therefore possible the
Set fuel delivery time of the pump so that the fuel supply duration
does not overlap with the fuel injection duration. If, however, one
Fuel pump is used, the fuel once per revolution
injects the engine as the fuel twice during a
Fuel supply duration is injected, it is unavoidable that
the fuel during
the fuel injection period is supplied to the common rail.
OFFENBARUNG
DER ERFINDUNGEPIPHANY
THE INVENTION
In
Anbetracht der vorstehend dargelegten Probleme ist es eine Aufgabe
der Erfindung, eine Vorrichtung zum Erfassen eines Fehlers in einem Hochdruck-Kraftstoffzufuhrsystem
vorzusehen, die es möglich
macht, einen beliebigen Fehler in dem Kraftstoffsystem durch Minimieren
der Wirkung des Kraftstoffs korrekt zu erfassen, der in die Common Rail
während
einer Beurteilungsdauer einfließt, selbst
wenn eine Kraftstoffpumpe verwendet wird, die eine relativ lange
Kraftstoffzufuhrdauer hat.In
In view of the problems outlined above, it is an object
of the invention, an apparatus for detecting a fault in a high pressure fuel delivery system
to provide it possible
makes any error in the fuel system by minimizing
to correctly grasp the effect of the fuel entering the common rail
while
an appraisal period, itself
if a fuel pump is used, which is a relatively long one
Fuel supply duration has.
Gemäß der Erfindung
ist eine Vorrichtung zum Erfassen eines Fehlers in einem Hochdruck-Kraftstoffzufuhrsystem
vorgesehen, die folgende Elemente aufweist, ein Kraftstoffeinspritzventil zum
Einspritzen des Kraftstoffs in eine Brennkraftmaschine zu einem
vorbestimmten Einspritzzeitpunkt, eine Druckspeicherkammer zum Speichern
des unter Druck stehenden Kraftstoffs und mit der das Kraftstoffeinspritzventil
verbunden ist, eine Kraftstoffpumpe zum Zuführen des unter Druck stehenden
Kraftstoffs zu der Druckspeicherkammer während eines vorbestimmten Kraftstoffzufuhrtakts
auf eine derartige Weise, dass der Druck des Kraftstoffs in der Druckspeicherkammer
ein vorbestimmter Wert wird, und eine Druckerfassungseinrichtung
zum Erfassen des Kraftstoffdrucks in der Druckspeicherkammer, wobei
ein Fehler in dem Kraftstoffzufuhrsystem durch Vergleichen einer
durch die Druckerfassungseinrichtung erfassten Veränderung
des Kraftstoffdrucks in der Druckspeicherkammer während einer
vorbestimmten Beurteilungsdauer mit einem Schätzwert der Veränderung
des Kraftstoffdrucks in der Druckspeicherkammer während der
Beurteilungsdauer erfasst wird, die auf der Grundlage von den Motorbetriebszuständen berechnet
wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoff während der
Kraftstoffzufuhrdauer der Kraftstoffpumpe von dem Kraftstoffeinspritzventil
eingespritzt wird, und der Beurteilungsdauer in einer derartigen
Weise festgelegt ist, dass eine erwartete Menge des Kraftstoffs,
die tatsächlich
während
der Beurteilungsdauer zu der Druckspeicherkammer zugeführt wird,
ein Minimum wird.According to the invention
is an apparatus for detecting a fault in a high pressure fuel delivery system
provided, comprising the following elements, a fuel injection valve for
Injecting the fuel into an internal combustion engine to a
predetermined injection timing, a pressure storage chamber for storing
of the pressurized fuel and with the fuel injector
connected to a fuel pump for supplying the pressurized
Fuel to the accumulator chamber during a predetermined fuel supply clock
in such a way that the pressure of the fuel in the pressure storage chamber
becomes a predetermined value, and a pressure detection means
for detecting the fuel pressure in the pressure storage chamber, wherein
an error in the fuel supply system by comparing a
detected by the pressure detecting means change
the fuel pressure in the pressure storage chamber during a
predetermined evaluation period with an estimate of the change
the fuel pressure in the pressure storage chamber during the
Judgment period is calculated, which is calculated on the basis of the engine operating conditions
is characterized in that the fuel during the
Fuel supply duration of the fuel pump from the fuel injection valve
is injected, and the evaluation period in such
Way set is that an expected amount of fuel,
actually
while
the evaluation period is supplied to the accumulator chamber,
becomes a minimum.
Das
heißt
bei der Erfindung, dass eine Veränderung
des Drucks in einer Dauer erfasst wird, in der es erwartet wird,
dass die Menge an Kraftstoff, die aus der Kraftstoffpumpe in die
Druckspeicherkammer einfließt,
ein Minimum wird. Gewöhnlichweise
besteht eine Dauer, in der kein Kraftstoff von der Pumpe zu der
Druckspeicherkammer während
des Zufuhrtakts zugeführt
wird, um die Menge an in die Druckspeicherkammer zugeführtem Kraftstoff
zu steuern. Die Dauer, in der kein Kraftstoff zugeführt wird,
variiert abhängig
von den Motorbetriebszuständen,
wie zum Beispiel der Last und der Drehzahl des Motors, und ist so
festgelegt, um in der ersteren Hälfte
des Kraftstoffzufuhrtakts der Pumpe oder in der letzteren Hälfte abhängig von
dem Durchflussratesteuersystem der Kraftstoffpumpe stattzufinden.
In der Erfindung wird die Dauer, in der der Druck in der Druckspeicherkammer
erfasst wird, auf einer derartigen Weise erfasst, dass entsprechend
der Bauart der Kapazitätssteuerung
der Pumpe die erwartete Kraftstoffzufuhrmenge zu der Druckspeicherkammer
ein Minimum wird, z.B. in einer Dauer, in der es sehr wahrscheinlich
ist, dass kein Kraftstoff von der Kraftstoffpumpe zu der Druckspeicherkammer
zugeführt wird.
Daher wird die Wirkung des Kraftstoffs minimiert, dass Kraftstoff
während
der Dauer der Kraftstoffzufuhr in die Druckspeicherkammer einfließt, und die
Genauigkeit der Fehlererfassung kann zunehmen, selbst wenn eine
Pumpe mit einer ausgedehnten Kraftstoffzufuhrdauer verwendet wird.That is, in the invention, a change in the pressure is detected in a period in which it is expected that the amount of fuel flowing into the pressure storage chamber from the fuel pump becomes a minimum. Usually, there is a period in which no fuel is supplied from the pump to the pressure storage chamber during the supply clock by the amount of in the Control pressure accumulator chamber supplied fuel. The duration in which fuel is not supplied varies depending on the engine operating conditions, such as the load and engine speed, and is set to be in the former half of the fuel supply stroke of the pump or in the latter half depending on the flow rate control system the fuel pump take place. In the invention, the duration in which the pressure is detected in the accumulator chamber is detected in such a manner that according to the type of capacity control of the pump, the expected fuel supply amount to the accumulator chamber becomes a minimum, for example, in a period in which it is very high it is likely that no fuel is supplied from the fuel pump to the accumulator chamber. Therefore, the effect of the fuel is minimized that fuel flows into the pressure storage chamber during the duration of the fuel supply, and the accuracy of the fault detection can increase, even if a pump is used with an extended fuel supply period.
KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGENSUMMARY
THE DRAWINGS
1 ist
ein Diagramm, das den Aufbau eines Ausführungsbeispiels der Erfindung
schematisch darstellt, wenn es auf ein Hochdruck-Kraftstoffzufuhrsystem
eines Fahrzeugdieselmotors angewendet wird; 1 Fig. 12 is a diagram schematically illustrating the structure of an embodiment of the invention when applied to a high-pressure fuel supply system of a vehicle diesel engine;
2 ist
ein Diagramm von Zeitpunkten, das eine geometrische Kraftstoffzufuhrrate
einer Kraftstoffpumpe und eine Veränderung des Drucks in einer
Common Rail darstellt, wenn es kein Kraftstoffleck gibt; 2 Fig. 12 is a graph of timings illustrating a fuel pump geometric feed rate and a change in common rail pressure when there is no fuel leak;
3 ist
ein Diagramm, das die Festlegung einer Beurteilungsdauer erläutert; 3 is a diagram explaining the determination of a judgment period;
4A bis
einschließlich 4C sind
Diagramme, die ein Verfahren zum Festlegen einer Beurteilungsdauer
darstellen, die sich von der aus 3 unterscheidet; 4A until finally 4C are diagrams that illustrate a method for determining an evaluation duration that differs from the one of 3 different;
5 ist
ein Diagramm, das die Festlegung der Beurteilungsdauer auf der Grundlage
des Verfahrens aus 4A bis einschließlich 4C darstellt; und 5 is a diagram that sets out the assessment period based on the procedure 4A until finally 4C represents; and
6 ist
ein Diagramm, das ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung
darstellt, bei dem die Genauigkeit zum Beurteilen des Lecks durch
Veränderung
des Nockenprofils der Kraftstoffpumpe zunimmt. 6 Fig. 10 is a diagram illustrating another embodiment of the invention in which the accuracy for judging the leakage increases by changing the cam profile of the fuel pump.
BESCHREIBUNG
DES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELSDESCRIPTION
OF THE PREFERRED EMBODIMENT
Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist nachstehend in Bezug auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben.One
embodiment
The invention is described below with reference to the accompanying drawings
described.
1 ist
ein Diagramm, das schematisch den Aufbau eines Ausführungsbeispiels
der Erfindung darstellt, wenn es auf einen Fahrzeugdieselmotor angewendet
wird. 1 Fig. 12 is a diagram schematically illustrating the structure of an embodiment of the invention when applied to a vehicle diesel engine.
In 1 bezeichnet
das Bezugszeichen 1 Kraftstoffeinspritzventile zum direkten
Einspritzen des Kraftstoffs in die Zylinder einer Brennkraftmaschine 10 (Vierzylinder-Dieselmotor
in diesem Ausführungsbeispiel),
und 3 bezeichnet eine gemeinsame Druckspeicherkammer (Common
Rail), mit der die Kraftstoffeinspritzventile 1 verbunden
sind. Die Common Rail 3 hat eine Funktion zum Speichern
des unter Druck stehenden Kraftstoffs, der aus einer Hochdruck-Kraftstoffzufuhrpumpe
(nachstehend als „Kraftstoffpumpe" bezeichnet) zugeführt wird,
und verteilt den Kraftstoff zu jedem der Kraftstoffeinspritzventile 1.
Die Kraftstoffpumpe ist nachstehend erläutert.In 1 denotes the reference numeral 1 Fuel injection valves for direct injection of fuel into the cylinders of an internal combustion engine 10 (Four-cylinder diesel engine in this embodiment), and 3 denotes a common pressure storage chamber (common rail), with which the fuel injection valves 1 are connected. The common rail 3 has a function of storing the pressurized fuel supplied from a high-pressure fuel supply pump (hereinafter referred to as "fuel pump") and distributes the fuel to each of the fuel injection valves 1 , The fuel pump is explained below.
Des
Weiteren bezeichnet in 1 das Bezugszeichen 7 einen
Kraftstofftank, der den Kraftstoff (Dieselöl in diesem Ausführungsbeispiel)
des Motors 10 speichert, und das Bezugszeichen 9 bezeichnet eine
Niederdruck-Förderpumpe
zum Zuführen
des Kraftstoffes zu der Kraftstoffpumpe durch eine Niederdruck-Leitung 13.Furthermore referred to in 1 the reference number 7 a fuel tank containing the fuel (diesel oil in this embodiment) of the engine 10 stores, and the reference numeral 9 denotes a low pressure feed pump for supplying the fuel to the fuel pump through a low pressure line 13 ,
Der
aus der Kraftstoffpumpe 5 abgegebene Kraftstoff wird durch
eine Hochdruck-Leitung 17 zu der Common Rail 3 zugeführt und
wird von der Common Rail durch die Kraftstoffeinspritzventile 1 in
die Zylinder der Brennkraftmaschine eingespritzt.The from the fuel pump 5 discharged fuel is through a high-pressure line 17 to the common rail 3 supplied and is from the common rail through the fuel injectors 1 injected into the cylinder of the internal combustion engine.
In 1 bezeichnet
das Bezugszeichen 20 eine elektronische Steuereinheit (ECU)
zum Steuern des Motors. Die ECU 20 ist ein Mikrocomputer
einer bekannten Bauart, die einen Festwertspeicher (ROM), einen
Schreib-/Lesespeicher (RAM), einen Mikroprozessor (CPU) und eine
Eingangs-/Ausgangsschnittstelle umfasst, die miteinander durch einen
bidirektionalen Bus verbunden sind. Wie nachstehend beschrieben
ist, führt
die ECU 20 den Kraftstoffdrucksteuervorgang durch Einstellen
der Menge an Kraftstoff, die von der Kraftstoffpumpe 5 zu
der Common Rail 3 zugeführt
wird, durch Steuern des Öffnungs-/Schließvorgangs
eines Ansaugregulierventils 5a der Kraftstoffpumpe 5 und
durch Steuern des Kraftstoffdrucks in der Common Rail 3 gemäß der Last
und Drehzahl des Motors aus. Die ECU 20 steuert ferner
die Menge an Kraftstoff, die in die Zylinder eingespritzt wird,
durch Steuern der Ventilöffnungszeit
des Kraftstoffeinspritzventils 1.In 1 denotes the reference numeral 20 an electronic control unit (ECU) for controlling the engine. The ECU 20 is a microcomputer of a known type comprising a read-only memory (ROM), a random access memory (RAM), a microprocessor (CPU) and an input / output interface, which are connected to each other by a bidirectional bus. As described below, the ECU performs 20 the fuel pressure control process by adjusting the amount of fuel supplied by the fuel pump 5 to the common rail 3 is supplied by controlling the opening / closing operation of a Ansaugregulierventils 5a the fuel pump 5 and by controlling the fuel pressure in the common rail 3 according to the load and speed of the engine. The ECU 20 Further, the amount of fuel injected into the cylinders is controlled by controlling the valve opening timing of the fuel injection valve 1 ,
Um
den vorstehenden Steuervorgang auszuführen, empfängt die Eingangsschnittstelle
der ECU 20 durch einen AD Umwandler 34 von einem Kraftstoffdrucksensor 31,
der an der Common Rail 3 angeordnet ist, ein Spannungssignal,
das dem Kraftstoffdruck in der Common Rail 3 entspricht,
und empfängt
des Weiteren durch einen anderen AD Umwandler 34 von einem
Beschleunigeröffnungsgradsensor 35,
der für
ein (nicht gezeigtes) Motorgaspedal vorgesehen ist, ein Signal,
das dem Betrag der Betätigung
(des Niederdrückens)
des Gaspedals entspricht.To perform the above control operation, the input interface of the ECU receives 20 through an AD converter 34 of a Fuel pressure sensor 31 who is at the Common Rail 3 is arranged, a voltage signal corresponding to the fuel pressure in the common rail 3 and also receives through another AD converter 34 from an accelerator opening degree sensor 35 which is provided for an engine accelerator pedal (not shown), a signal corresponding to the amount of depression (depression) of the accelerator pedal.
Die
Eingangsschnittstelle der ECU 20 empfängt ferner von einem Kurbelwinkelsensor 37,
der nahe der (nicht gezeigten) Kurbelwelle des Motors angeordnet
ist, zwei Signale, z.B. ein Referenzimpulssignal, das erzeugt wird,
wenn die Kurbelwelle an einer Referenzdrehposition (z.B. dem oberen
Totpunkt eines ersten Zylinders) ankommt, und ein Drehimpulssignal,
das bei jedem vorbestimmten Drehwinkel der Kurbelwelle erzeugt wird.The input interface of the ECU 20 also receives from a crank angle sensor 37 which is disposed near the crankshaft (not shown) of the engine, two signals, eg, a reference pulse signal generated when the crankshaft arrives at a reference rotational position (eg, top dead center of a first cylinder), and an angular momentum signal at every predetermined one Rotation angle of the crankshaft is generated.
Die
ECU 20 berechnet die Drehzahl der Kurbelwelle aus dem Intervall
zwischen den Drehimpulssignalen und erfasst den Drehwinkel (Phase)
der Kurbelwelle durch Zählen
der Anzahl der empfangenen Drehimpulssignale, nachdem das Referenzimpulssignal
empfangen wird.The ECU 20 calculates the rotational speed of the crankshaft from the interval between the angular momentum signals, and detects the rotational angle (phase) of the crankshaft by counting the number of received angular momentum signals after the reference pulse signal is received.
Die
Ausgangsschnittstelle der ECU 20 ist durch einen Steuerkreis 40 mit
den Kraftstoffeinspritzventilen 1 verbunden, um den Betrieb
der Kraftstoffeinspritzventile 1 zu steuern, und ist weiter
durch einen anderen Steuerkreis 40 mit einem Solenoidstellglied
verbunden, das das Öffnen/Schließen des Ansaugregulierventils 5a der
Kraftstoffpumpe 5 steuert, um die Kraftstoffzufuhrmenge
der Pumpe 5 zu steuern.The output interface of the ECU 20 is through a control circuit 40 with the fuel injection valves 1 connected to the operation of the fuel injectors 1 and continues through another control circuit 40 connected to a solenoid actuator, which is the opening / closing of the Ansaugregulierventils 5a the fuel pump 5 controls the fuel delivery amount of the pump 5 to control.
In
diesem Ausführungsbeispiel
ist die Kraftstoffpumpe 5 eine Pumpe der Kolbenbauart mit
zwei Zylindern. Ein Kolben in jedem Zylinder der Pumpe 5 bewegt
sich in dem Zylinder hin und her, indem er durch eine Nocke gedrückt wird,
die an einer Kolbenantriebswelle in der Pumpe ausgebildet ist. Die
Saugöffnung
jedes Zylinders ist mit einem Saugregulierventil versehen, das durch
ein Solenoidstellglied geöffnet
und geschlossen wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Kolbenantriebswelle
durch die (nicht gezeigte) Kurbelwelle des Motors 10 angetrieben
und dreht sich mit halber Drehzahl der Kurbelwelle synchron mit
dieser mit. Des Weiteren ist an der Kolbenantriebswelle der Pumpe 5 eine
Nocke mit einem Hebeabschnitt an einem Abschnitt ausgebildet, der
in Eingriff mit dem Kolben kommt. Der Kolben der Pumpe 5 gibt
den Kraftstoff synchron mit dem Hub jedes Zylinders des Motors 10 ab.
In diesem Ausführungsbeispiel
führen
die zwei Zylinder der Pumpe 5 den mit Druck beaufschlagten
Kraftstoff zu der Common Rail 3 jeweils einmal zu, da sich
die Kurbelwelle um 720 Grad synchron mit der Motorumdrehung dreht.
In diesem Ausführungsbeispiel
wird nämlich der
unter Druck stehende Kraftstoff zweimal aus der Kraftstoffpumpe 5 zugeführt, während sich
die Kurbelwelle des Motors 10 um 720 Grad dreht, und der Kraftstoff
für die
zwei Zylinder wird (zweimal) je einmaliger Kraftstoffzufuhr von
der Kraftstoffpumpe 5 eingespritzt.In this embodiment, the fuel pump 5 a pump of the piston type with two cylinders. A piston in each cylinder of the pump 5 moves back and forth in the cylinder by being pushed by a cam formed on a piston drive shaft in the pump. The suction port of each cylinder is provided with a suction regulating valve which is opened and closed by a solenoid actuator. In this embodiment, the piston drive shaft is rotated by the crankshaft (not shown) of the engine 10 driven and rotates at half the speed of the crankshaft synchronously with this. Furthermore, on the piston drive shaft of the pump 5 a cam having a lift portion formed at a portion which engages the piston. The piston of the pump 5 gives the fuel in synchronism with the stroke of each cylinder of the engine 10 from. In this embodiment, the two cylinders of the pump 5 the pressurized fuel to the common rail 3 once each, as the crankshaft rotates 720 degrees in synchronism with the engine revolution. Namely, in this embodiment, the pressurized fuel becomes twice out of the fuel pump 5 supplied as the crankshaft of the engine 10 rotates by 720 degrees, and the fuel for the two cylinders is (twice) per one-time fuel supply from the fuel pump 5 injected.
Dieses
Ausführungsbeispiel
steuert die Abgabemenge der Kraftstoffpumpe durch eine Steuerung
der sogenannten Saugregulierbauart, bei der die ECU 20 den
Ventilschließzeitpunkt
des Saugregulierventils 5a in dem Abwärtstakt (Saugtakt) des Kolbens
in jedem Zylinder der Pumpe verändert,
wodurch die Abgabemenge an Kraftstoff in dem Zufuhrtakt der Kraftstoffpumpe 5 gesteuert
wird. Das heißt in
diesem Ausführungsbeispiel,
da der Zylinder den Saugtakt durch Überschreiten des Scheitelpunktabschnitts
des Nockenhubs startet, dass die ECU 20 elektrischen Strom
an das Solenoidstellglied des Saugregulierventils 5a für eine vorbestimmte
Dauer nach dem Start des Saugtakts zuführt, um das Saugregulierventil 5a geöffnet zu
halten. Daher fließt Kraftstoff
in den Zylinder ein, wenn der Kolben sich nach unten bewegt. Nach
dem Ablauf der vorstehend vorbestimmten Dauer hält die ECU 20 die
Zufuhr des elektrischen Stroms zu dem Solenoidstellglied an, so dass
das Saugregulierventil 5a geschlossen wird. In dem anschließenden Saugtakt
wird daher, da kein Kraftstoff zu dem Zylinder zugeführt wird,
der Kolben niedrig gehalten, und der Kolben bleibt von der Nocke
entfernt. Da dann der Zufuhrtakt wieder startet und die Nocke zu
einer Position hochdreht wird, um mit dem an niedriger Position
gehaltenen Kolben in Eingriff zu kommen, wird der Kolben durch Drücken durch
die Nocke bewegt. Demgemäß wird der
Kraftstoff tatsächlich
von der Kraftstoffpumpe 5 abgegeben und wird durch Durchströmen eines
Kontrollventils 15 zu der Common Rail 3 zugeführt. In
diesem Fall wird der Kraftstoff von jedem Zylinder zu der Common
Rail 3 nur in einer Menge zugeführt, die in einer Pumpenkammer
während
des Saugtakts abgegeben wird. Durch Steuern der Ventilöffnungszeit
des Saugregulierventils 5a kann daher die Menge an Kraftstoff
genau gesteuert werden, die zu der Common Rail 3 zugeführt wird.
In der Steuerung der Saugregulierbauart der Kraftstoffpumpe 5 wird,
wie vorstehend beschrieben ist, die Zufuhr von Kraftstoff zu der
Common Rail 3 angehalten, nachdem der Zufuhrtakt (Abgabetakt)
der Kraftstoffpumpe für
eine Dauer startet, die durch die Menge an Kraftstoff ermittelt
wird, die zu der Common Rail 3 zugeführt wird.This embodiment controls the discharge amount of the fuel pump by a so-called Saugregulierbauart control, in which the ECU 20 the valve closing timing of the Saugregulierventils 5a in the downward stroke (suction stroke) of the piston in each cylinder of the pump, whereby the discharge amount of fuel in the supply stroke of the fuel pump 5 is controlled. That is, in this embodiment, since the cylinder starts the suction stroke by exceeding the vertex portion of the cam lift, the ECU 20 electrical current to the solenoid actuator of the Saugregulierventils 5a for a predetermined period after the start of the suction cycle to the Saugregulierventil 5a to keep it open. Therefore, fuel flows into the cylinder as the piston moves down. After the lapse of the above predetermined period, the ECU stops 20 the supply of the electric current to the solenoid actuator, so that the Saugregulierventil 5a is closed. In the subsequent suction stroke, therefore, since no fuel is supplied to the cylinder, the piston is kept low, and the piston remains away from the cam. Then, as the feed clock starts again and the cam is turned up to a position to engage the low position piston, the piston is moved by pushing through the cam. Accordingly, the fuel is actually from the fuel pump 5 is discharged and by flowing through a control valve 15 to the common rail 3 fed. In this case, the fuel from each cylinder becomes the common rail 3 supplied only in an amount that is discharged in a pump chamber during the suction cycle. By controlling the valve opening time of the Saugregulierventils 5a Therefore, the amount of fuel that can be accurately controlled to the common rail 3 is supplied. In the control of the Saugregulierbauart the fuel pump 5 As described above, the supply of fuel to the common rail 3 stopped after the supply cycle (discharge cycle) of the fuel pump starts for a duration determined by the amount of fuel flowing to the common rail 3 is supplied.
In
diesem Ausführungsbeispiel
legt die ECU 20 einen Sollkraftstoffdruck in der Common
Rail auf der Grundlage der Motorlast und der Motordrehzahl unter
Verwendung der im Voraus in dem ROM gespeicherten Beziehung fest
und regelt die Abgabemenge der Pumpe 5, so dass der Kraftstoffdruck
in der Common Rail, der durch den Kraftstoffsensor 31 erfasst
wird, gleich dem Sollkraftstoffdruck wird. Die ECU 20 steuert
weiter die Ventilöffnungszeit
(Kraftstoffeinspritzzeit) des Kraftstoffeinspritzventils 1 auf der
Grundlage der Motorlast und der Motordrehzahl unter Verwendung einer
vorbestimmten Beziehung, die im Voraus in dem ROM gespeichert ist.In this embodiment, the ECU sets 20 determining a target fuel pressure in the common rail based on the engine load and the engine speed using the relationship stored in advance in the ROM, and controls the discharge amount of the pump 5 so that the fuel pressure in the common rail passing through the fuel sensor 31 is detected, equal to the target fuel pressure is. The ECU 20 further controls the valve opening time (fuel injection time) of the fuel injection valve 1 on the basis of the engine load and the engine speed using a predetermined relationship stored in advance in the ROM.
In
diesem Ausführungsbeispiel
wird der Kraftstoffdruck in der Common Rail 3 abhängig von den
Motorbetriebszuständen
variiert, um die Einspritzrate des Kraftstoffeinspritzventils 1 in Übereinstimmung
mit den Betriebszuständen
einzustellen, und die Menge der Kraftstoffeinspritzung wird in Übereinstimmung
mit den Betriebszuständen
durch Variieren des Kraftstoffdrucks und der Kraftstoffeinspritzzeit
eingestellt. In der Kraftstoffeinspritzvorrichtung der Common Rail
Bauart wie in diesem Ausführungsbeispiel
variiert daher der Kraftstoffdruck in der Common Rail über einen
sehr breiten Bereich (über einen
Bereich von zum Beispiel ungefähr
10 MPa bis ungefähr
150 MPa), der von den Betriebszuständen (wie zum Beispiel Motorlast
und Drehzahl) des Motors abhängig
ist.In this embodiment, the fuel pressure in the common rail 3 varies depending on the engine operating conditions, the injection rate of the fuel injection valve 1 in accordance with the operating conditions, and the amount of fuel injection is set in accordance with the operating conditions by varying the fuel pressure and the fuel injection time. In the common rail type fuel injection device as in this embodiment, therefore, the fuel pressure in the common rail varies over a very wide range (over a range of, for example, about 10 MPa to about 150 MPa) depending on the operating conditions (such as engine load and Speed) of the motor is dependent.
Nachstehend
ist ein Prinzip der Fehlererfassung in dem Kraftstoffeinspritzsystem
gemäß dem Ausführungsbeispiel
erläutert.below
is a principle of error detection in the fuel injection system
according to the embodiment
explained.
2 ist
ein Diagramm von Zeitpunkten, das eine geometrische Kraftstoffzufuhrrate
der Kraftstoffpumpe 5 und eine Veränderung des Drucks in der Common
Rail darstellt, wenn es kein Kraftstoffleck gibt. Die Rate der Kraftstoffzufuhr
ist durch ein Produkt der Fördermenge
des Kolbens je Kurbelwinkeleinheit und der Schnittfläche des
Zylinders ausgedrückt,
d.h. ein Volumen des Kraftstoffs, der von der Kraftstoffpumpe je
Kurbelwinkeleinheit abgegeben wird, wenn die angesaugte Kraftstoffmenge
nicht reguliert wird. Die horizontale Achse in 2 gibt
den Kurbelwinkel CA wieder. 2 is a graph of times that a fuel pump geometric feed rate 5 and represents a change in the pressure in the common rail when there is no fuel leak. The rate of fuel supply is expressed by a product of the delivery rate of the piston per unit crank angle and the sectional area of the cylinder, that is, a volume of the fuel discharged from the fuel pump per unit crank angle when the amount of fuel sucked is not regulated. The horizontal axis in 2 is the crank angle CA again.
2 stellt
eine Veränderung
der Rate der Kraftstoffzufuhr und des Drucks in einem Zyklus der Kraftstoffpumpe 5 dar
(einen Kurbeldrehwinkel des Motors 10 von 720 Grad). Bei
dieser Dauer führen
die zwei Zylinder (Zylinder #1 und #2) der Kraftstoffpumpe 5 den
Kraftstoffzufuhrtakt jeweils einmalig aus. Da des Weiteren ein Vierzylindermotor
in diesem Ausführungsbeispiel
verwendet wird, wird der Kraftstoff insgesamt viermal eingespritzt.
Daher wird der Kraftstoff zweimal in jedem Zufuhrtakt der Kraftstoffpumpe 5 eingespritzt,
d.h. der Kraftstoff wird während
des Zufuhrtakts eingespritzt. In 2 bezeichnen
die Symbole FJ1, FJ2, FJ3 und FJ4 Kraftstoffeinspritzzeitpunkte
in den Zufuhrtakten. Wie in 2 gezeigt ist,
wird Kraftstoff in jeder der ersteren Hälften (FJ1, FJ3) und in jeder
der späteren
Hälften
(FJ2, FJ4) der Zufuhrtakte der Zylinder #1 und #2 einmal eingespritzt. 2 represents a change in the rate of fuel supply and pressure in one cycle of the fuel pump 5 (a crank angle of rotation of the motor 10 of 720 degrees). At this time, the two cylinders (cylinders # 1 and # 2) are leading the fuel pump 5 each time the fuel supply cycle once. Further, since a four-cylinder engine is used in this embodiment, the fuel is injected a total of four times. Therefore, the fuel becomes twice in each supply stroke of the fuel pump 5 injected, ie the fuel is injected during the feed clock. In 2 Symbols FJ1, FJ2, FJ3 and FJ4 denote fuel injection timings in the supply timings. As in 2 is shown, fuel is injected once in each of the former halves (FJ1, FJ3) and in each of the later halves (FJ2, FJ4) of the feed clocks of the cylinders # 1 and # 2.
In
diesem Ausführungsbeispiel
wird ein Fehler, wie zum Beispiel ein Leck in dem Kraftstoffzufuhrsystem,
auf der Grundlage von einer Veränderung des
Drucks in der Common Rail innerhalb einer vorbestimmten Dauer (Beurteilungsdauer)
erfasst.In
this embodiment
becomes an error, such as a leak in the fuel supply system,
based on a change in the
Pressure in the common rail within a predetermined period (evaluation period)
detected.
Das
heißt,
wenn das ganze Volumen des Hochdruck-Kraftstoffzufuhrsystems einschließlich der
Common Rail 3 durch VPC, das Kompressionsmodul der Elastizität des Kraftstoffs,
der unter dem Kraftstoffdruck steht und sich bei einer Temperatur befindet,
in der Common Rail 3 durch K, das Volumen von Kraftstoff,
das während
der Beurteilungsdauer aus der Common Rail 3 ausfließt, durch
QOUT und das Volumen von Kraftstoff, der während der Beurteilungsdauer
in die Common Rail 3 einfließt, durch QIN bezeichnet ist,
dann ist die Differenz DPD bei dem Common Rail Druck zwischen dem
Start und dem Ende der Beurteilungsdauer durch folgende Formel ausgedrückt, DPD = (K/VPC) × (QIN – QOUT) (1) That is, when the whole volume of the high-pressure fuel supply system including the common rail 3 by VPC, the modulus of elasticity of the fuel that is under fuel pressure and is at a temperature in the common rail 3 through K, the volume of fuel that comes out of the common rail during the assessment period 3 flows out, through QOUT and the volume of fuel, during the assessment period in the common rail 3 is inflowed by QIN, the difference DPD in the common rail pressure between the start and the end of the judgment period is expressed by the following formula. DPD = (K / VPC) × (QIN - QOUT) (1)
Die
Menge des Kraftstoffs QOUT, die aus der Common Rail 3 ausfließt, ist
zum Beispiel die Summe der Menge an Kraftstoff, die während der
Beurteilungsdauer und des stetigen Lecks von dem Kraftstoffeinspritzventil
eingespritzt wird. Die Menge an Kraftstoff QIN, die in die Common
Rail 3 einfließt,
ist die Menge an Kraftstoff, die von der Kraftstoffpumpe 5 in
die Common Rail 3 zugeführt
wird. Die Volumina aus der vorstehenden Formel werden alle in Volumengrößen ausgedrückt, die
unter einem Standarddruck (z.B. 0,1 MPa) berechnet sind. In diesem
Ausführungsbeispiel
wird ein Fehler in der Common Rail 3 durch Vergleichen
der Menge der Veränderung DPD
bei dem Druck während
der Beurteilungsdauer, die aus der vorstehenden Formel (1) berechnet
wird, mit der Differenz DPDA (= CP2 – CP1) zwischen den tatsächlichen
Common Rail Drücken
CP1 und CP2 (2) ermittelt, die durch den
Drucksensor 31 an dem Start und Ende der Beurteilungsdauer
erfasst werden. Das heißt,
wenn die tatsächliche
Veränderung
DPDA des Common Rail Drucks kleiner als der Schätzwert DPD der Veränderung
des Drucks (z.B. DPDA < DPD < 0) ist, der aus
der Formel (1) berechnet wird, bedeutet es, dass die Menge an Kraftstoff, die
aus der Common Rail ausfließt,
größer ist
als der erwartete Wert QOUT, und es wird bestimmt, dass das Leck
in dem Hochdruck-Kraftstoffeinspritzsystem aufgetreten ist, das
die Kraftstoffeinspritzventile 1, Common Rail 3 und
desgleichen umfasst.The amount of fuel QOUT coming from the common rail 3 for example, is the sum of the amount of fuel injected from the fuel injection valve during the judgment period and the steady leak. The amount of fuel QIN, which is in the common rail 3 inflow is the amount of fuel coming from the fuel pump 5 in the common rail 3 is supplied. The volumes from the above formula are all expressed in volume sizes calculated under a standard pressure (eg 0.1 MPa). In this embodiment, an error in the common rail 3 by comparing the amount of change DPD in the pressure during the judgment period calculated from the above formula (1) with the difference DPDA (= CP2-CP1) between the actual common rail pressures CP1 and CP2 (FIG. 2 ) determined by the pressure sensor 31 be recorded at the start and end of the assessment period. That is, when the actual DPDA change of the common rail pressure is smaller than the DPD of the pressure change (eg, DPDA <DPD <0) calculated from the formula (1), it means that the amount of fuel, which flows out of the common rail, is greater than the expected value QOUT, and it is determined that the leak has occurred in the high-pressure fuel injection system that controls the fuel injection valves 1 , Common Rail 3 and the like.
Um
das Leck auf der Grundlage des Schätzwerts DPD der Veränderung
bei dem Druck zu beurteilen, muss jedoch QOUT und QIN genau abgeschätzt werden.
Die Menge der Kraftstoffeinspritzung ist durch die ECU 20 genau
gesteuert und kann genau abgeschätzt
werden. Die Menge des stetigen Lecks aus dem Kraftstoffeinspritzventil
kann zudem in ungefährem
Ausmaß abgeschätzt werden.
Daher ist die Genauigkeit bei der Abschätzung von QOUT relativ hoch.
Jedoch ist es schwierig die Menge an Kraftstoff genau abzuschätzen, die
von der Kraftstoffpumpe 5 in einer bestimmten Dauer zu
der Common Rail 3 zugeführt
wird.However, in order to judge the leak based on the DPD of the change in pressure, QOUT and QIN must be accurately estimated. The amount of fuel injection is through the ECU 20 accurately controlled and can be accurately estimated. The amount of steady leak from the fuel injector may also be estimated to an approximate extent. Therefore the accuracy in the estimation of QOUT is relatively high. However, it is difficult to accurately estimate the amount of fuel that comes from the fuel pump 5 in a certain duration to the common rail 3 is supplied.
Die
Rate der Kraftstoffzufuhr in jedem Moment des Zufuhrtakts der Kraftstoffpumpe 5 variiert innerhalb
der Herstelltoleranz bei den einzelnen Kraftstoffpumpen. Die Summe
der Menge an Kraftstoff, die zu der Common Rail 3 je einmaligen
Zufuhrtakt der Kraftstoffpumpe 5 zugeführt wird, wird auf der Grundlage
des Drucks in der Common Rail 3 geregelt. Wenn der ganze
Zufuhrtakt berücksichtigt wird,
ist daher die Menge an Kraftstoff genau gesteuert, die zu der Common
Rail 3 zugeführt
wird. Aufgrund der Streuung der Rate der Kraftstoffzufuhr, die abhängig von
den Kraftstoffpumpen ist, ist es jedoch schwierig die Menge an Kraftstoff
genau zu berechnen, die von der Kraftstoffpumpe 5 innerhalb
einer spezifischen Dauer in die Common Rail 3 einfließt, die
aus der Zufuhrdauer ausgewählt
wird. Um das Leck richtig zu beurteilen, wird die vorstehende Formel
(1) verwendet, daher muss die Toleranz für jede der Kraftstoffpumpen 5 streng
gehandhabt werden, um die Streuung der Rate der Kraftstoffzufuhr
von jeder der Kraftstoffpumpen zu minimieren. Dies verursacht eine
Zunahme der Herstellkosten der Kraftstoffpumpe 5.The rate of fuel delivery in each moment of the feed stroke of the fuel pump 5 varies within the manufacturing tolerance of the individual fuel pumps. The sum of the amount of fuel going to the common rail 3 each one-time supply stroke of the fuel pump 5 is fed, based on the pressure in the common rail 3 regulated. If the whole supply stroke is taken into account, therefore, the amount of fuel that is controlled to the common rail is precisely controlled 3 is supplied. However, due to the dispersion of the rate of fuel delivery that is dependent on the fuel pumps, it is difficult to accurately calculate the amount of fuel that is supplied by the fuel pump 5 within a specific duration in the common rail 3 which is selected from the delivery time. To properly assess the leak, formula (1) above is used, so the tolerance for each of the fuel pumps must be 5 be strictly managed to minimize the dispersion of the fueling rate of each of the fuel pumps. This causes an increase in the manufacturing cost of the fuel pump 5 ,
Es
wird bei 2 jedoch angemerkt, dass die
Wahrscheinlichkeit sehr niedrig ist, dass die tatsächliche
Kraftstoffzufuhr in der ersten Hälfte
des Zufuhrtakts auftritt.It will be at 2 however, note that the likelihood is very low that the actual fueling will occur in the first half of the feed clock.
In
dem Steuerungsbetrieb der Abgabemenge der Kraftstoffpumpe durch
die Steuerung der Saugregulierbauart, wie vorstehend beschrieben
ist, startet eigentlich eine tatsächliche Dauer zum Zuführen des
Kraftstoffs zu der Common Rail 3 (ein wirksamer Zufuhrtakt)
nach dem Ablauf einer vorbestimmten Stoppdauer von dem Start des
Zufuhrtakts der Kraftstoffpumpe 5 (2). Die
Stoppdauer nimmt mit einer Zunahme bei der Menge an Kraftstoff ab,
die zu der Common Rail 3 zugeführt wird, d.h. dass sie mit einer
Zunahme der Motorlast abnimmt. Die Stoppdauer besteht in einem Zustand
nahezu nicht, in dem die Motorlast sehr groß ist. Unter Normalbetriebszuständen, in
denen die Motorlast nicht sehr groß ist, besteht jedoch die Stoppdauer
immer in der ersten Hälfte
des Zufuhrtakts der Kraftstoffpumpe 5. Bei der Stoppdauer
wird kein Kraftstoff von der Kraftstoffpumpe 5 zu der Common
Rail 3 zugeführt.
Demgemäß hält QIN =
0 unabhängig
der Streuung bei der Rate von Kraftstoffzufuhr während der Stoppdauer des Zufuhrtakts
der Kraftstoffpumpe 5 an.In the control operation of the discharge amount of the fuel pump by the control of the Saugregulierbauart, as described above, actually starts an actual duration for supplying the fuel to the common rail 3 (an effective supply clock) after the lapse of a predetermined stop period from the start of the supply stroke of the fuel pump 5 ( 2 ). The stop duration decreases with an increase in the amount of fuel going to the common rail 3 is supplied, ie that it decreases with an increase in engine load. The stop duration is almost not in a state where the engine load is very large. However, under normal operating conditions where the engine load is not very large, the stop duration is always in the first half of the fuel pump supply stroke 5 , At the stop time, no fuel will come from the fuel pump 5 to the common rail 3 fed. Accordingly, QIN = 0 holds independent of the dispersion in the rate of fuel supply during the stop time of the fuel pump supply stroke 5 at.
In
diesem Ausführungsbeispiel
wird daher die Beurteilungsdauer zum Messen der Veränderung des
Drucks in der Common Rail 3 gleichzeitig mit dem Start
des Zufuhrtakts der Kraftstoffpumpe 5 gestartet, wie in 2 (Punkt
a) gezeigt ist, damit die Wahrscheinlichkeit zunimmt, dass die Messung
der Veränderung
des Drucks während
der Stoppdauer in der ersten Hälfte
des Zufuhrtakts durchgeführt
wird.In this embodiment, therefore, the judgment period for measuring the change in the pressure in the common rail 3 simultaneously with the start of the feed clock of the fuel pump 5 started as in 2 (Point a) is shown to increase the likelihood that the measurement of the change in pressure during the stop period will be made in the first half of the feed clock.
Das
heißt
in diesem Ausführungsbeispiel, dass
durch Festlegen der Beurteilungsdauer in der ersteren Hälfte des
Zufuhrtakts der Kraftstoffpumpe 5, QIN = 0 für die Formel
(1) angenommen werden kann, um DPD so zu berechnen, DPD = –(K/VPC) × QOUT (2) That is, in this embodiment, by setting the judgment period in the former half of the feed clock of the fuel pump 5 , QIN = 0 for the formula (1) can be assumed to calculate DPD so DPD = - (K / VPC) × QOUT (2)
Durch
Verwenden einer tatsächlichen
Veränderung
des Drucks DPA = CP2 – CP1,
die aus den Drücken
CP1 und CP2 in der Common Rail 3 berechnet wird, die durch
den Drucksensor 31 an dem Start (Punkt a in 2)
und an dem Ende (Punkt b in 2) der Beurteilungsdauer
erfasst werden, wird dann beurteilt, dass ein Fehler wie zum Beispiel
ein Leck in dem Hochdruck-Kraftstoffeinspritzsystem aufgetreten
ist, wenn DPDA < DPA
ist (zu beachten ist, dass DPDR und DPD negative Werte sind).By using an actual change in pressure DPA = CP2 - CP1, which consists of the pressures CP1 and CP2 in the common rail 3 is calculated by the pressure sensor 31 at the start (point a in 2 ) and at the end (point b in 2 ) of the judgment period, it is then judged that an error such as a leak has occurred in the high-pressure fuel injection system when DPDA <DPA (note that DPDR and DPD are negative values).
Des
Weiteren ist QOUT in der vorstehenden Formel (2) die Summe der Menge
an Kraftstoff, die aus dem Kraftstoffeinspritzventil eingespritzt
wird, und der Menge des stetigen Lecks. Wenn die Beurteilungsdauer
sich nicht mit dem Kraftstoffeinspritzzeitpunkt überlappt, kann eine Beurteilung
durch Annahme, dass der Wert QOUT nur ein stetiges Leck ist, ausgeführt werden.Of
Further, QOUT in the above formula (2) is the sum of the quantity
of fuel injected from the fuel injector
will, and the amount of steady leaks. If the assessment period
can not overlap with the fuel injection timing, a judgment
by assuming that the value QOUT is just a steady leak.
Wenn
jedoch das Leck auf der Grundlage der Differenz zwischen dem Schätzwert und
dem tatsächlichen
Wert der Veränderung
bei dem Druck in der Common Rail in der Beurteilungsperiode in der ersteren
Hälfte
des Kraftstoffzufuhrtakts ermittelt wird, ist die Länge der
Beurteilungsdauer z.B. der Zeitpunkt zum Beenden der Beurteilungsdauer (Punkt
b in 2) sehr wichtig.However, when the leak is determined based on the difference between the estimated value and the actual value of the change in the pressure in the common rail in the judgment period in the former half of the fuel supply clock, the length of the judgment period is, for example, the time for ending the judgment period (FIG. Point b in 2 ) very important.
Bei
Erfassung des Drucks in der Common Rail wird ein Minimumwert (Genauigkeit
zur Druckerfassung) der Veränderung
des Drucks, der durch den Drucksensor 31 erfasst werden
kann, durch einen Fehler (Auflösung)
bei der AD Umwandlung des analogen Signals des Drucksensors 31 ermittelt.
Wenn zum Beispiel die Breite des Abfalls des Common Rail Drucks
(DPDA – DPD)
durch das Leck während
der Beurteilungsdauer nicht größer als
D in dem Fall ist, in dem die Auflösung des AD Umwandlers D (Pa)
ist, ist es nicht möglich,
die Veränderung
des Drucks durch Verwenden des Drucksensors 31 zu erfassen. In
diesem Fall, wenn selbst das Kraftstoffleck der Menge D × (VPC/K)
besteht, kann bestimmt werden, dass es kein Leck aus dem Kraftstoffsystem
gibt. Gewöhnlicherweise
wird die Größe QL des
Lecks durch die Menge an Kraftstoff ausgedrückt, die aus der Common Rail
je Zeiteinheit ausströmt.
In diesem Fall wird daher die Größe des Lecks,
die erfasst werden kann, d.h. der Erfassungsfehler QL1 des Lecks,
als QL1 = D × (VPC/K)/T
ausgedrückt.
Dazu bleibt die Genauigkeit D der Druckerfassung des Drucksensors 31 konstant
und infolgedessen nimmt die Größe des Lecks,
die durch den Drucksensor 31 erfasst werden kann, umgekehrt
proportional zu der Länge
T der Beurteilungsdauer ab. Das heißt, der Leckerfassungsfehler
QL1 auf der Grundlage von der Genauigkeit der Erfassung des Drucksensors 31 nimmt
mit einer Zunahme bei der Beurteilungsdauer ab, z.B. nimmt er ab,
wenn der Zeitpunkt (Punkt b) zum Beenden der Beurteilungsdauer aus 2 verzögert wird.Upon detection of the pressure in the common rail, a minimum value (accuracy for pressure detection) of the change in pressure by the pressure sensor 31 can be detected by an error (resolution) in the AD conversion of the analog signal of the pressure sensor 31 determined. For example, if the width of the decrease of the common rail pressure (DPDA-DPD) by the leak during the judgment period is not larger than D in the case where the resolution of the AD converter is D (Pa), it is not possible to Change in pressure by using the pressure sensor 31 capture. In this case, even if the fuel leak of the amount D × (VPC / K) exists, it can be determined that there is no leak from the fuel system. Usually, the size QL of the leak is expressed by the amount of fuel coming out of the Common Rail per unit time flows out. In this case, therefore, the size of the leak that can be detected, ie, the detection error QL1 of the leak, is expressed as QL1 = D × (VPC / K) / T. In addition, the accuracy D of the pressure detection of the pressure sensor remains 31 constant and consequently decreases the size of the leak that passes through the pressure sensor 31 can be detected in inverse proportion to the length T of the evaluation period. That is, the leak detection error QL1 based on the accuracy of detection of the pressure sensor 31 decreases with an increase in the evaluation period, for example, it decreases when the time (point b) ends to end the evaluation period 2 is delayed.
Wenn
andererseits die Beurteilungsdauer gleichzeitig mit dem Start des
Zufuhrtakts der Kraftstoffpumpe 5 startet, wie in 2 gezeigt
ist, wird es wahrscheinlich, dass der wirksame Kraftstoffzufuhrtakt
während
der Beurteilungsdauer startet, da die Beurteilungsdauer lang wird.
In diesem Ausführungsbeispiel
wird vorausgesetzt, dass QIN = 0 ist. Wenn daher der wirksame Kraftstoffzufuhrtakt
der Kraftstoffpumpe während
der Beurteilungsdauer startet, wird die ganze Menge an Kraftstoff,
die während
der Beurteilungsdauer in die Common Rail eingeflossen ist, der Leckerfassungsfehler.
Wenn nämlich
der Kraftstoff einer Menge Q während
der Beurteilungsdauer in die Common Rail einfließt, kann das Leck nicht erfasst
werden, außer
der Kraftstoff strömt
in einer größeren Menge
als Q während
der Beurteilungsdauer aus der Common Rail aus. Wenn der Kraftstoff in
die Common Rail mit der Menge Q während der Beurteilungsdauer
einfließt,
wird daher die Größe des Lecks,
die erfasst werden kann, z.B. der Leckerfassungsfehler, QL2 = Q/T.On the other hand, if the judgment period coincides with the start of the fuel pump supply timing 5 starts, as in 2 is shown, the effective fuel supply tact is likely to start during the judgment period since the judgment period becomes long. In this embodiment, it is assumed that QIN = 0. Therefore, when the effective fuel supply stroke of the fuel pump starts during the judgment period, the whole amount of fuel that has flowed into the common rail during the judgment period becomes the leak detection error. Namely, when the fuel of an amount Q flows into the common rail during the judgment period, the leak can not be detected unless the fuel flows in an amount larger than Q during the judgment period from the common rail. Therefore, when the fuel flows into the common rail with the amount Q during the judgment period, the size of the leak that can be detected, eg, the leak detection error, becomes QL2 = Q / T.
In
diesem Ausführungsbeispiel
können
beide der Leckerfassungsfehler aufgrund der Genauigkeit der Erfassung
des Drucksensors 31 und der Leckerfassungsfehler aufgrund
der Menge an Kraftstoff, die in die Common Rail einfließt, gleichzeitig
auftreten. Ein möglicher
Leckerfassungsfehler QE wird daher bei diesem Ausführungsbeispiel
QE = QL1 + QL2 = (D × (VPC/K)/T)
+ (Q/T). Die Beurteilungsdauer T ist dazu durch die Zeit (Sekunde)
ausgedrückt.
Wenn die Beurteilungsdauer in einen Kurbelwinkel TCA (Drehwinkel
der Kurbel von dem Punkt a zu dem Punkt b in 2) umgewandelt
wird, wird der Leckerfassungsfehler QE in diesem Ausführungsbeispiel als
QE = C × ((D × (VPC/K)/TCA)
+ (Q/T)) ausgedrückt,
wobei C eine Umwandlungskonstante ist, die durch die Motordrehzahl
bestimmt ist.In this embodiment, both of the leak detection errors due to the accuracy of detection of the pressure sensor 31 and the leak detection error due to the amount of fuel flowing into the common rail occur simultaneously. Therefore, a possible leak detection error QE becomes QE = QL1 + QL2 = (D × (VPC / K) / T) + (Q / T) in this embodiment. The evaluation period T is expressed by the time (second). When the judgment period is set in a crank angle TCA (rotation angle of the crank from the point a to the point b in FIG 2 ), the leak detection error QE in this embodiment is expressed as QE = C × ((D × (VPC / K) / TCA) + (Q / T)) where C is a conversion constant determined by the engine speed.
Wie
aus der vorstehenden Berechnungsformel von QE verstanden werden
kann, wird der Leckerfassungsfehler QE eine Funktion der Beurteilungsdauer
TCA und variiert abhängig
von der Länge der
Beurteilungsdauer. Um die Genauigkeit der Leckerfassung zu verbessern,
muss daher die Beurteilungsdauer TCA so festgelegt sein, dass der
Leckerfassungsfehler QE minimiert wird.As
from the above calculation formula of QE
if the leak detection error QE becomes a function of the judgment duration
TCA and varies depending
from the length of the
Judging period. To improve the accuracy of the leak detection,
Therefore, the assessment period TCA must be set so that the
Leakage detection error QE is minimized.
In
der Berechnungsformel zum Berechnen des Leckerfassungsfehlers QE
gibt Q die Menge an Kraftstoff wieder, die während der Dauer zwischen dem
Start des wirksamen Kraftstoffzufuhrtakts und dem Ende der Beurteilungsdauer
in die Common Rail einfließt.
In der Praxis variiert der wirksame Kraftstoffzufuhrtakt der Kraftstoffpumpe
abhängig
von den Betriebszuständen
(Last) des Motors und bleibt nicht konstant. Selbst wenn der effektive
Kraftstoffzufuhrtakt gleich ist, variiert die Menge Q von Kraftstoff,
die in die Common Rail 3 während der Beurteilungsdauer
einfließt,
aufgrund der Streuung der Toleranz für jede der Kraftstoffpumpen 5 und
es ist eigentlich schwierig, die Menge Q richtig zu berechnen. Daher kann
es vorkommen, dass ein Wert (erwarteter Wert) vorausgesetzt wird
und als Wert Q verwendet wird, und die Beurteilungsdauer so festgelegt
ist, dass der Fehler QE minimiert wird.In the calculation formula for calculating the leak detection error QE, Q represents the amount of fuel flowing into the common rail during the period between the start of the effective fuel supply timing and the end of the judgment period. In practice, the effective fuel supply stroke of the fuel pump varies depending on the operating conditions (load) of the engine and does not remain constant. Even if the effective fuel supply stroke is the same, the amount Q of fuel flowing into the common rail varies 3 during the assessment period, due to the spread of tolerance for each of the fuel pumps 5 and it is actually difficult to calculate Q correctly. Therefore, it may happen that a value (expected value) is assumed and used as the value Q, and the judgment period is set so as to minimize the error QE.
In
diesem Ausführungsbeispiel
wird ein maximal möglicher
Wert der Menge an Kraftstoff, die in die Common Rail während der
Beurteilungsdauer einfließt,
für den
erwarteten Wert von Q verwendet, um die Beurteilungsdauer auf eine
derartige Weise festzulegen, dass der Erfassungsfehler QE so klein wie
möglich
ist, selbst wenn die Menge an Kraftstoff, die in die Common Rail
einfließt,
ein Maximum wird.In
this embodiment
becomes a maximum possible
Value of the amount of fuel that enters the common rail during the
Assessment period,
for the
Expected value of Q used to set the assessment period to one
set such a way that the detection error QE as small as
possible
even if the amount of fuel in the common rail
flows,
becomes a maximum.
Die
Menge Q an Kraftstoff, die von der Kraftstoffpumpe 5 zu
der Common Rail 3 ausfließt, wird ein Maximum, wenn
es keine Stoppdauer gibt, z.B. wenn der effektive Kraftstoffzufuhrtakt
gleichzeitig mit dem Start des Zufuhrtakts der Kraftstoffpumpe 5 (von dem
Punkt a in 2) startet. Dieser Zustand wird manchmal
als Zustand mit voller Zufuhr bezeichnet. In diesem Fall wird Q
gleich der geometrischen Abgabemenge der Kraftstoffpumpe 5 während der
Beurteilungsdauer. Die geometrische Abgabemenge der Kraftstoffpumpe 5 ist
eine Funktion des Kurbelwinkels. In der ersteren Hälfte des
Zufuhrtakts nimmt der Wert QL2 = Q/TCA mit einer Zunahme bei der
Beurteilungsdauer TCA zu. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Zeitpunkt
zum Beenden der Beurteilungsdauer (Punkt b in 2)
so festgelegt, dass der Erfassungsfehler QE, durch in Betracht ziehen
des Falls, in dem die Menge Q ein Maximum wird, ein Minimum wird.The amount Q of fuel coming from the fuel pump 5 to the common rail 3 flows out becomes a maximum when there is no stop duration, for example, when the effective fuel supply stroke coincides with the start of the fuel pump supply stroke 5 (from the point a in 2 ) starts. This condition is sometimes referred to as a full-feed condition. In this case, Q becomes equal to the geometric discharge amount of the fuel pump 5 during the assessment period. The geometric discharge quantity of the fuel pump 5 is a function of the crank angle. In the former half of the supply clock, the value QL2 = Q / TCA increases with an increase in the evaluation period TCA. In this embodiment, the timing for ending the judgment period (point b in FIG 2 ) so that the detection error QE becomes minimum by taking into account the case where the amount Q becomes a maximum.
3 ist
ein Schaubild, das eine Beziehung zwischen dem Leckerfassungsfehler
QL1 aufgrund der Genauigkeit der Erfassung des Drucksensors, dem
Leckerfassungsfehler QL2 aufgrund der geometrischen Abgabemenge
der Kraftstoffpumpe 5 und der Beurteilungsdauer (Kurbelwinkel)
TCA darstellt. 3 FIG. 12 is a graph showing a relationship between the leak detection error QL1 due to the accuracy of detection of the pressure sensor, the leak detection error QL2 due to the geometrical discharge amount of the fuel pump 5 and the judgment period (crank angle) represents TCA.
Bezogen
auf 3 nimmt der Leckerfassungsfehler QL1 aufgrund
der Genauigkeit der Erfassung des Drucksensors fast umgekehrt proportional zu
der Beurteilungsdauer TCA ab, wogegen der Leckerfassungsfehler QL2
aufgrund der geometrischen Abgabemenge der Kraftstoffpumpe 5 mit
einer Zunahme bei der Beurteilungsdauer TCA zunimmt. Wie in 3 gezeigt
ist, besteht daher immer eine Beurteilungsdauerlänge TCA0, bei der der Leckerfassungsfehler
QE = QL1 + QL2 als Ganzes ein Minimum wird. In diesem Ausführungsbeispiel
werden QL1 und QL2 als Funktionen der Beurteilungsdauerlänge TCA
auf der Grundlage der geometrischen Abgabemenge der Pumpe und der
Erfassungsexaktheit (AD Umwandlungsauflösung) des Drucksensors 31 berechnet,
und die Beurteilungsdauerlänge
TCA0 wird so ermittelt, dass die Summe QE ein Minimum wird. Der
Zeitpunkt zum Starten der Beurteilungsdauer (Punkt a in 2)
ist mit dem Zeitpunkt zum Starten des Zufuhrtakts der Kraftstoffpumpe 5 abgestimmt,
und der Zeitpunkt zum Beenden der Beurteilungsdauer (Punkt b in 2)
ist so festgelegt, dass die Länge
der Beurteilungsdauer TCA0 wird.Related to 3 the leak detection error QL1 takes due to the accuracy of the Erfas the pressure sensor is almost inversely proportional to the evaluation period TCA, whereas the leakage detection error QL2 due to the geometric discharge amount of the fuel pump 5 increases with an increase in the evaluation period TCA. As in 3 Therefore, there is always a judgment duration length TCA0 at which the leak detection error QE = QL1 + QL2 as a whole becomes a minimum. In this embodiment, QL1 and QL2 become functions of the judgment duration length TCA on the basis of the geometrical discharge amount of the pump and the detection adequacy (AD conversion resolution) of the pressure sensor 31 is calculated, and the judgment duration length TCA0 is determined so that the sum QE becomes a minimum. The time to start the evaluation period (point a in 2 ) is at the timing for starting the supply stroke of the fuel pump 5 and the time to end the evaluation period (point b in 2 ) is set so that the length of the judgment period becomes TCA0.
Gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
wird es daher möglich,
den Fehler des Hochdruck-Kraftstoffeinspritzsystems mit einem hohen
Genauigkeitsgrad durch Minimieren der Wirkung der Kraftstoffmenge zu
beurteilen, dass der Kraftstoff in die Common Rail während der
Beurteilungsdauer einfließt.According to this
embodiment
it is therefore possible
the error of the high-pressure fuel injection system with a high
Accuracy level by minimizing the effect of the amount of fuel
judge that the fuel is in the common rail during the
Assessment period.
Nachstehend
ist ein weiteres Ausführungsbeispiel
der Erfindung beschrieben. Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet
sich von dem vorstehend erwähnten
Ausführungsbeispiel
nur in Bezug auf die Berechnung des erwarteten Werts Q der Menge
an Kraftstoff, die in die Common Rail während der Beurteilungsdauer
einfließt,
die als Basis zum Festlegen der Beurteilungsdauer TCA dient. Dieses
Ausführungsbeispiel
ist das Gleiche wie das vorstehende Ausführungsbeispiel in Bezug auf
die anderen Gesichtspunkte.below
is another embodiment
of the invention. This embodiment distinguishes
from the one mentioned above
embodiment
only in relation to the calculation of the expected value Q of the quantity
of fuel entering the common rail during the assessment period
flows,
which serves as the basis for setting the evaluation period TCA. This
embodiment
is the same as the above embodiment with respect to
the other points of view.
In
dem vorstehenden Ausführungsbeispiel wird
die geometrische Abgabemenge der Kraftstoffpumpe 5 während des
Zustands mit voller Zufuhr, bei der Q ein Maximum wird, für den erwarteten
Wert Q verwendet. In dem tatsächlichen
Betrieb wird jedoch die Kraftstoffpumpe 5 in dem Zustand
mit voller Zufuhr nur unter besonderen Zuständen betrieben, wenn zum Beispiel
die Motorlast sehr hoch ist. Gewöhnlicherweise
wird daher die Kraftstoffpumpe kaum in dem Zustand mit voller Zufuhr
betrieben.In the above embodiment, the geometrical discharge amount of the fuel pump becomes 5 during the full supply state, where Q becomes maximum, for the expected value Q is used. In actual operation, however, the fuel pump 5 operated in the state of full supply only under special conditions, for example, when the engine load is very high. Usually, therefore, the fuel pump is hardly operated in the full supply state.
In
diesem Ausführungsbeispiel
wird der erwartete Wert Q in Betrachtnahme der Wahrscheinlichkeit
des Auftretens des Starts des effektiven Zufuhrtakts an dem jeweiligen
Punkt bei dem Zufuhrtakt der Kraftstoffpumpe ermittelt. Durch Berücksichtigung
der Wahrscheinlichkeit des Auftretens des Starts des wirksamen Zufuhrtakts
nimmt die Genauigkeit des erwarteten Werts Q zu.In
this embodiment
the expected value Q becomes the probability
the occurrence of the start of the effective supply clock at the respective one
Point determined at the supply stroke of the fuel pump. By consideration
the probability of the occurrence of the start of the effective feed clock
increases the accuracy of the expected value Q
4A bis 4C sind
Diagramme, die darstellen, wie ein erwarteter Wert Q der Kraftstoffmenge
gemäß des Ausführungsbeispiels
berechnet wird. 4A to 4C FIG. 15 is diagrams illustrating how to calculate an expected value Q of the fuel amount according to the embodiment.
4A ist
ein Diagramm, das schematisch eine Veränderung in der geometrischen
Kraftstoffzufuhrrate (Menge an Kraftstoff, die von der Kraftstoffpumpe
je Drehwinkeleinheit der Kurbel abgegeben wird) während dem
Zufuhrtakt eines Zylinders der Kraftstoffpumpe 5 darstellt,
wobei die vertikale Achse die Rate der Kraftstoffzufuhr wiedergibt
und die horizontale Achse (x-Achse)
den Kurbelwinkel wiedergibt. Um des Weiteren die Beschreibung zu
vereinfachen, gibt 0 an der horizontalen Achse (Kurbelwinkel) den
Start des geometrischen Zufuhrtakts des Zylinders (unteren Totpunkt
des Kolbens) wieder und S gibt das Ende des geometrischen Zufuhrtakts
(oberen Totpunkt des Kolbens) wieder. Die Menge an Kraftstoff, die
aus dem Zylinder während
der Dauer von dem Start des Zufuhrtakts (x = 0) bis zu dem Kurbelwinkel
x abgegeben wird, ist eine Funktion des Kurbelwinkels x und ist
in diesem Ausführungsbeispiel
mit QG(x) bezeichnet. QG(x) wird gleich der Fläche der schraffierten Region
in 4A. Wenn daher der Kurbelwinkel an dem Ende (Punkt
b in 2) der Beurteilungsdauer mit XB bezeichnet ist,
ist die Menge an Kraftstoff, die während der Beurteilungsdauer in
die Common Rail einfließt,
mit QG(XB) bezeichnet, wenn die Kraftstoffpumpe in dem Zustand mit
voller Zufuhr ist. 4A FIG. 12 is a diagram schematically showing a change in the geometric fuel supply rate (amount of fuel discharged from the fuel pump per rotational angle unit of the crank) during the supply stroke of a cylinder of the fuel pump 5 represents, wherein the vertical axis represents the rate of fuel supply and the horizontal axis (x-axis) represents the crank angle. To further simplify the description, 0 on the horizontal axis (crank angle) represents the start of the cylinder geometric feed clock (bottom dead center of the piston) and S represents the end of the geometric feed clock (top dead center of the piston). The amount of fuel discharged from the cylinder during the period from the start of the supply clock (x = 0) to the crank angle x is a function of the crank angle x and is designated QG (x) in this embodiment. QG (x) becomes equal to the area of the hatched region in 4A , Therefore, if the crank angle at the end (point b in FIG 2 ) of the judgment period is designated XB, the amount of fuel flowing into the common rail during the judgment period is designated QG (XB) when the fuel pump is in the full supply state.
Nachstehend
stellt 4B eine von dem Kurbelwinkel
x abhängige
Veränderung
des Werts der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion F(x) dar, die die
Wahrscheinlichkeit des Starts des wirksamen Zufuhrtakts in einem
Moment des Kurbelwinkels x während
des Zufuhrtakts des Zylinders wiedergibt. Der Wert der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion
F(x) wird durch folgende Schritte gefunden, durch Betreiben des
Motors während
die Last und die Drehzahl im tatsächlichen Betrieb geändert werden,
durch Messen der Anzahl der Male des Starts des wirksamen Zufuhrtakts
an den einzelnen Kurbelwinkeln, und durch Dividieren der Anzahl
der Male durch die Gesamtanzahl der Male der Messung. Ein integrierter
Wert von F(x) betreffend x von 0 bis S z.B. der Wert 0ΣS(F(x))dx
wird 1 (in der folgenden Beschreibung gibt das Symbol AΣB(C(x))dx
einen Wert wieder, der durch Integrieren einer Funktion C(x) von
A bis B betreffend x erhalten wird).Below is 4B a variation of the value of the probability density function F (x), which is dependent on the crank angle x and which represents the probability of the start of the effective feed clock in a moment of the crank angle x during the feed clock of the cylinder. The value of the probability density function F (x) is found by the following steps, by operating the engine while changing the load and the speed in actual operation, by measuring the number of times of starting the effective supply clock at the individual crank angles, and dividing the Number of times by the total number of times of measurement. An integrated value of F (x) concerning x from 0 to S, for example, the value 0ΣS (F (x)) dx becomes 1 (in the following description, the symbol AΣB (C (x)) dx represents a value obtained by integrating a function C (x) from A to B relating to x is obtained).
Bezogen
auf 4B wird die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion
ein kleiner Wert, wenn der Kurbelwinkel x kleiner wird, z.B. wenn
der Kurbelwinkel x sich dem Startpunkt des Zufuhrtakts nähert, und wird
der größte Wert
nahe der Mitte des Zufuhrtakts, und wird kleiner, wenn der Kurbelwinkel
x sich dem Endpunkt des Zufuhrtakts nähert.Related to 4B For example, when the crank angle x approaches the start point of the feed clock, the probability density function becomes a small value, and the largest value becomes near the center of the feed clock, and becomes smaller when the crank angle x becomes the end point of the feed clock approaches.
Wenn
der wirksame Zufuhrtakt der Pumpe bei einem Kurbelwinkel x (x ≤ XB) startet,
wird kein Kraftstoff zu der Common Rail zugeführt, bis der Kurbelwinkel x erreicht.
Wenn daher die Beurteilungsdauer bei dem Kurbelwinkel XB endet,
wird die Menge an Kraftstoff, die tatsächlich während der Beurteilungsdauer
in die Common Rail einfließt,
gleich einem Wert, der durch Subtrahieren der geometrischen Zufuhrmenge
QG(x), bevor der wirksame Zufuhrtakt gestartet wird (die schraffierte
Fläche
in 4A), von der Menge QG(XB) erhalten wird, die die
Durchflussmenge während
der Beurteilungsdauer bei dem Zustand mit voller Zufuhr ist. Das
heißt,
wenn das Ende der Beurteilungsdauer durch XB gekennzeichnet ist, wird
die Menge an Kraftstoff, die in die Common Rail während der
Beurteilungsdauer einfließt,
als QG(XB) – QG(x)
ausgedrückt,
das eine Funktion des Kurbelwinkels x bei dem Start des wirksamen
Zufuhrtakts ist.When the effective feed clock of the pump at a crank angle x (x ≦ XB) starts, no fuel is supplied to the common rail until the crank angle reaches x. Therefore, when the judgment period ends at the crank angle XB, the amount of fuel that actually flows into the common rail during the judgment period becomes equal to a value that is started by subtracting the geometric feed amount QG (x) before the effective feed clock is started (the hatched area in 4A ) is obtained from the amount QG (XB) which is the flow rate during the judgment period in the full supply state. That is, when the end of the judgment period is designated by XB, the amount of fuel flowing into the common rail during the judgment period is expressed as QG (XB) -QG (x), which is a function of the crank angle x at the start of the effective feed clock.
Des
Weiteren wird die Wahrscheinlichkeit des wirksamen Zufuhrtakts der
Pumpe, dass während
des tatsächlichen
Betriebs bei dem Kurbelwinkel x gestartet wird, durch die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion
von F(x) in 4B ausgedrückt. Wenn daher der erwartete
Wert der Menge an Kraftstoff, die in die Common Rail einfließt, wenn
der wirksame Zufuhrtakt bei x startet, durch Q(x) bezeichnet ist,
dann wird Q(x) gleich mit einem Wert, der durch Multiplizieren der
Menge an Kraftstoff QG(XB) – QG(x),
die in die Common Rail einfließt,
wenn der wirksame Zufuhrtakt der Pumpe bei dem Kurbelwinkel x startet, mit
der Wahrscheinlichkeit F(x) des wirksamen Zufuhrtakts der Pumpe
erhalten wird, der bei dem Kurbelwinkel x gestartet wird, d. h.
Q (x) = F (x) × (QG (XB) – QG (x))
.Further, the probability of the effective supply timing of the pump being started at the crank angle x during the actual operation is determined by the probability density function of F (x) in FIG 4B expressed. Therefore, if the expected value of the amount of fuel flowing into the common rail when the effective supply clock starts at x is denoted by Q (x), then Q (x) becomes equal to a value obtained by multiplying the amount Fuel QG (XB) - QG (x), which flows into the common rail when the effective supply stroke of the pump starts at the crank angle x, is obtained with the probability F (x) of the effective supply stroke of the pump, which is at the crank angle x is started, ie Q (x) = F (x) x (QG (XB) - QG (x)).
Das
aus der vorstehenden Formel erhaltene Q(x) ist die Menge an Kraftstoff,
die einfließt,
wenn der wirksame Zufuhrtakt bei dem Kurbelwinkel x startet. In
der Praxis kann der wirksame Zufuhrtakt bei einem beliebigen Punkt
in der Beurteilungsdauer (zwischen der Dauer des Kurbelwinkels von
0 bis XB) starten. Der erwartete Wert Q der gesamten Menge an Kraftstoff,
die einfließt,
wenn die Beurteilungsdauer bei XB endet, wird ein durch Integrieren
von Q(x) betreffend x von 0 bis XB erhaltener Wert, d.h. Q = 0ΣXB(Q(x))dx
= 0ΣXB(F(x) × (QG(XB) – QG(x))dx.The
Q (x) obtained from the above formula is the amount of fuel
that flows
when the effective supply stroke starts at the crank angle x. In
In practice, the effective feed clock can be at any point
in the evaluation period (between the duration of the crank angle of
0 to XB). The expected value Q of the total amount of fuel,
that flows
when the evaluation time ends at XB, a by integrating
value obtained from Q (x) with respect to x from 0 to XB, i. Q = 0ΣXB (Q (x)) dx
= 0ΣXB (F (x) × (QG (XB) - QG (x)) dx.
Das
heißt
in diesem Fall, dass der erwartete Wert Q der einfließenden Menge
eine Funktion des Endes der Beurteilungsdauer XB wird und wird,
zum Beispiel wie in 4C gezeigt ist, ausgedrückt.That is, in this case, the expected value Q of the inflowing amount becomes and becomes a function of the end of the judging duration XB, for example, as in FIG 4C is shown.
In
diesem Ausführungsbeispiel
wird der Leckerfassungsfehler QL2 aufgrund des einfließenden Kraftstoffs
durch Verwenden des erwarteten Werts Q der Menge an einfließendem Kraftstoff
(4C) berechnet, die wie vorstehend beschrieben
auf die gleiche Weise wie in dem vorstehend erwähnten Ausführungsbeispiel gefunden wird,
und der Endzeitpunkt der Beurteilungsdauer TCA0 wird berechnet,
um die Summe QE der Leckerfassungsfehler QL1 und QL2 aufgrund der
Genauigkeit der Erfassung des Drucksensors (5) zu minimieren.In this embodiment, the leak detection error QL2 due to the inflowing fuel is calculated by using the expected value Q of the amount of inflowing fuel (FIG. 4C ), which is found as described above in the same manner as in the above-mentioned embodiment, and the end time of the judgment period TCA0 is calculated to calculate the sum QE of the leak detection errors QL1 and QL2 due to the accuracy of detection of the pressure sensor (FIG. 5 ) to minimize.
Da
gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
der erwartete Wert der Menge an Kraftstoff, die während der
Beurteilungsdauer in die Common Rail einfließt, als ein Wert berechnet
werden kann, der dem tatsächlichen
Betrieb entspricht, wird die Genauigkeit der Leckerfassung weiter
verbessert.There
according to this
embodiment
the expected value of the amount of fuel consumed during the
Assessment period in which common rail flows, calculated as a value
can be that of the actual
Operation, the accuracy of the leak detection continues
improved.
Obwohl
die vorstehend erwähnten
Ausführungsbeispiele
sich mit den Fällen
der Verwendung der Kraftstoffpumpe der Saugregulierkapazitätssteuerungsbauart
befasst haben, sollte es angemerkt werden, dass die Erfindung auch
in dem Fall angewendet werden kann, bei dem die Kraftstoffpumpe mit
der Kapazitätssteuerung
der Bauart mit Abgaberegulierung verwendet wird. In der Kraftstoffpumpe mit
der Kapazitätssteuerung
der Bauart mit Abgaberegulierung ist ein Überströmventil, das mit der Abgabeseite
der Pumpe verbunden ist, während
dem Zufuhrtakt der Pumpe geöffnet,
um von der Zufuhr des Kraftstoffs zu der Common Rail anzuhalten.
Wenn das Überströmventil
geöffnet
ist, fällt
der Abgabedruck der Kraftstoffpumpe, wobei das Abgabekontrollventil 15a der
Pumpe geschlossen ist. Nachdem das Überströmventil geöffnet ist, kommt daher kein Kraftstoff
an der Common Rail an. In der Kraftstoffpumpe mit der Bauart mit
Abgaberegulierung tritt daher die Stoppdauer der Kraftstoffzufuhr
in der letzteren Hälfte
des Zufuhrtakts der Pumpe auf.Although the above-mentioned embodiments have dealt with the cases of using the suction control capacity control type fuel pump, it should be noted that the invention can be applied also to the case where the fuel pump having the discharge control type capacity control is used. In the discharge control type capacity control fuel pump, an overflow valve connected to the discharge side of the pump is opened during the supply stroke of the pump to stop from the supply of the fuel to the common rail. When the spill valve is opened, the discharge pressure of the fuel pump drops, with the discharge control valve 15a the pump is closed. After the overflow valve is opened, therefore, no fuel arrives at the common rail. In the fuel pump of the discharge control type, therefore, the stop duration of the fuel supply occurs in the latter half of the supply stroke of the pump.
Wenn
die Kraftstoffpumpe mit der Kapazitätssteuerung der Bauart mit
Abgaberegulierung verwendet wird, wird daher die Beurteilungsdauer
in der letzteren Hälfte
des Zufuhrtakts der Pumpe festgelegt, der Endzeitpunkt der Beurteilungsdauer
ist mit dem Endzeitpunkt des Zufuhrtakts der Pumpe in Übereinstimmung
gebracht und der Endzeitpunkt der Beurteilungsdauer ist so festgelegt,
dass der Fehler der Leckerfassung ein Minimum wird. Die Beurteilungsdauer
(Zeitpunkt zum Starten der Beurteilungsdauer) zum Minimieren des
Fehlers der Leckerfassung kann genau auf die gleiche Weise wie in
dem vorstehend erwähnten
Ausführungsbeispiel
festgelegt werden und ist hier nicht wieder im Detail beschrieben.If
the fuel pump with the capacity control of the type with
Therefore, the evaluation period is used
in the latter half
the delivery clock of the pump, the end time of the evaluation period
is consistent with the end time of the pump's feed clock
and the end time of the assessment period is set
that the mistake of taking the leak becomes a minimum. The evaluation period
(Time to start the assessment period) to minimize the
Mistake detection can be exactly the same as in
the aforementioned
embodiment
and is not described again in detail here.
In
dem vorstehend erwähnten
Ausführungsbeispielen
wird nicht ermittelt, zu welchem Zeitpunkt bei dem Zufuhrtakt der
effektive Kraftstoffzufuhrtakt zum Einstellen der Abgabemenge der
Kraftstoffpumpe startet. Zum Beispiel durch Einstellen des Nockenprofils
der Kraftstoffpumpe ist es möglich,
die Kraftstoffstoppdauer immer in dem Anfangsstadium des Zufuhrtakts
der Kraftstoffpumpe hervorzurufen. 6 ist ein
Diagramm, das die Rate der Kraftstoffzufuhr der Kraftstoffpumpe
darstellt, wenn dort ein Bereich mit null Nockenhub mit einer vorbestimmten Dauer
in dem Anfangsstadium des Zufuhrtakts unter Festlegung des Nockenprofils
der Kraftstoffpumpe vorgesehen ist. Das Nockenprofil der Pumpe wird
so festegelegt, dass die Stoppdauer der Kraftstoffzufuhr während des
Zufuhrtakts (in dem Anfangsstadium oder letztem Stadium des Zufuhrtakts)
hervorgerufen wird, wobei die Menge Q an Kraftstoff, die in die
Common Rail einfließt,
während
dieser Dauer notwendigerweise null wird.In the above-mentioned embodiments, it is not determined at which timing at the supply stroke the effective fuel supply stroke starts to set the discharge amount of the fuel pump. For example, by adjusting the cam profile of the fuel pump, it is possible to always cause the fuel stop duration in the initial stage of the fuel pump supply stroke. 6 FIG. 13 is a diagram illustrating the fuel pumping rate when there Range is provided with zero cam lift of a predetermined duration in the initial stage of the feed clock to determine the cam profile of the fuel pump. The cam profile of the pump is set so as to cause the stop duration of the fuel supply during the supply clock (in the initial stage or last stage of the supply clock), and the amount Q of fuel flowing into the common rail necessarily becomes zero during this period.
Gemäß der Erfindung
kann ein Fehler in dem Hochdruck-Kraftstoffeinspritzsystem
durch Minimieren der Wirkung des Kraftstoffs, der während der
Beurteilungsdauer in die Common Rail einfließt, genau erfasst werden.According to the invention
may be a mistake in the high pressure fuel injection system
by minimizing the effect of the fuel during the
Assessment period in which Common Rail is included, accurately recorded.
Eine
weitere Aussage der Erfindung ist, dass ein mit hohem Druck beaufschlagter
Kraftstoff von einer Hochdruck-Kraftstoffeinspritzpumpe 5 in
eine Common Rail 3 zugeführt wird und dann zu den Kraftstoffeinspritzventilen 1 aus
der Common Rail zugeführt
wird. Ein Steuerkreis (ECU) 20 vergleicht eine Veränderung
des Kraftstoffdrucks in der Common Rail, die durch einen Kraftstoffdrucksensor 31 während einer
Beurteilungsdauer erfasst wird, mit einem Schätzwert der Veränderung
des Drucks während der
Beurteilungsdauer, um das Leck an Kraftstoff aus der Common Rail
zu beurteilen. Die Beurteilungsdauer ist festgelegt, um in einer
Dauer stattzufinden, in der abgeschätzt wird, dass der Kraftstoff
mit der geringsten Menge in eine Druckspeicherkammer in der ersteren
Hälfte
oder in der letzten Hälfte
des Kraftstoffzufuhrtakts der Kraftstoffpumpe einfließt. Dies
minimiert die Wirkung, dass Kraftstoff in die Common Rail einfließt und verbessert
die Genauigkeit der Leckerfassung.Another statement of the invention is that a high pressure fuel from a high pressure fuel injection pump 5 in a common rail 3 is supplied and then to the fuel injection valves 1 is fed from the common rail. A control circuit (ECU) 20 compares a change in fuel pressure in the common rail caused by a fuel pressure sensor 31 during a judgment period, with an estimate of the change in pressure during the judgment period to judge the leak of fuel from the common rail. The judgment period is set to take place in a period in which it is estimated that the fuel having the least amount flows into an accumulator chamber in the former half or the last half of the fuel supply stroke of the fuel pump. This minimizes the effect of fuel entering the common rail and improves the accuracy of leak detection.