EP0795076B1 - Verfahren und vorrichtung zur überwachung eines kraftstoffzumesssystems - Google Patents

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EP0795076B1
EP0795076B1 EP96913440A EP96913440A EP0795076B1 EP 0795076 B1 EP0795076 B1 EP 0795076B1 EP 96913440 A EP96913440 A EP 96913440A EP 96913440 A EP96913440 A EP 96913440A EP 0795076 B1 EP0795076 B1 EP 0795076B1
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fuel
pump
cylinder
metering system
pressure
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Bernhard Bronkal
Jürgen Biester
Martin Grosser
Rainer ÖTTINGER
Wilhelm Eyberg
Lutz-Martin Fink
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Robert Bosch GmbH
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Definitions

  • the invention relates to a method and a device to monitor a fuel metering system according to General terms of the independent claims.
  • Such a method and such a device is out the US-A5 241 933 known.
  • Document JP, A, 57 020553 discloses monitoring a fuel metering system of a diesel internal combustion engine, wherein a defect in the metering system is detected when an output signal of a structure-borne noise sensor and / or an acceleration sensor deviates from a predeterminable value.
  • the invention has for its object in a Device and a method for monitoring a Kratstoffzumeßsystems of the type mentioned as possible to be able to recognize errors reliably and easily.
  • This Task is by the in the independent claims marked features solved.
  • FIG. 1 shows a block diagram of the invention Device
  • Figure 2 shows the output signals of a knock sensor Plotted against time
  • Figure 3 is a flow chart for Explanation of the procedure according to the invention
  • FIG. 4 1 shows a schematic illustration of an internal combustion engine
  • FIG. 5 shows a block diagram of the signal evaluation
  • FIG. 6 various signals plotted over time.
  • Example of a self-igniting internal combustion engine shown in which the fuel metering by means of a Solenoid valve is controlled.
  • the one shown in Figure 1 Embodiment relates to a so-called common rail system.
  • the procedure according to the invention is not based on this Systems limited. It can be used with all systems be, where a corresponding fuel metering is possible.
  • an internal combustion engine is referred to an intake line 105 receives fresh air and emits 110 exhaust gases via an exhaust pipe.
  • the internal combustion engine shown is a four-cylinder internal combustion engine. Every cylinder the Internal combustion engine is an injector 120, 121, 122 and 123 assigned. The injectors are connected via solenoid valves 130, 131, 132 and 133 fuel metered. The fuel arrives from a so-called rail 135 via the injectors 120, 121, 122 and 123 into the cylinders of internal combustion engine 100.
  • the fuel in the rail 135 is from a high pressure pump 145 brought to an adjustable pressure.
  • the High pressure pump 145 is connected to a via a solenoid valve 150
  • Fuel delivery pump 155 connected.
  • the fuel delivery pump communicates with a fuel tank 160.
  • Electric fuel pumps or mechanical fuel pumps are used.
  • an electric fuel pump is a pre-filter necessary. Due to high fuel temperatures the electric fuel pump preferably near the Tanks arranged. This results in large volumes between Electric fuel pump and high pressure pump large and therefore long switch-off times. Rapid pressure relief, in particular in the event of an error, this is only possible with increased effort.
  • Solenoid valve 150 necessary in the event of a fault Fuel supply to the high pressure pump 145 is cut off.
  • the Shut-off valve 150 can optionally be used as a separate construction Unit run. But you can also in on the suction side the high pressure pump 145 or pressure side in the Pre-feed pump 155 can be integrated.
  • the valve 150 comprises a coil 152.
  • the solenoid valves 130, 131, 132 and 133 include coils 140, 141, 142 and 143 that each supplied with current by means of an output stage 175 can be.
  • the final stage 175 is preferably in one Control device 170 arranged that the coil 152 accordingly controls.
  • a sensor 177 is provided which detects the pressure in the Rail 135 detected and a corresponding signal to the Control unit 170 conducts.
  • a so-called Structure-borne noise sensor which is acoustically good is placed on the engine. This Structure-borne noise sensor acts on the control unit with a corresponding signal.
  • an acceleration sensor or a knock sensor be used.
  • the Fuel delivery pump 155 delivers the fuel from the Storage container via valve 150 to high pressure pump 145.
  • the high pressure pump 145 builds one in the rail 135 predefinable pressure on. Usually pressure values achieved greater than 800 bar in Rail 135.
  • the Control signals for the coils set the Start of injection and end of injection of fuel the injectors 120 to 123.
  • the control signals are depending on the control unit from different Operating conditions, such as the driver's request, the speed and other sizes.
  • FIG 2 is the output signal of the structure-borne noise sensor plotted on the angular position of the crankshaft.
  • Figure 2a is the output signal of the structure-borne noise sensor at error-free operation of all injectors via the Angular position of the crankshaft recorded.
  • the first Cylinder is metered in the first cylinder. This leads during metering or during combustion a significant signal from the structure-borne noise sensor.
  • On the corresponding signal occurs during combustion in the second Cylinder with 180 ° crankshaft, when burning in third cylinder at 360 ° and combustion in the fourth Cylinder at 540 ° crankshaft.
  • step 301 Output signal of the structure-borne noise sensor at Fuel metering in the first cylinder Z1 detected. Accordingly, in step 300 Structure-borne noise sensor signal during combustion in the second Cylinder Z2 detected. In steps 302 and 303, that is Structure-borne noise sensor signal for the cylinders Z3 and Z4 detected. In step 310, the amplitudes of the four signals added up and divided by 4. This results in the Average M of the four structure-borne noise sensor signals.
  • step 320 a counter i is set to 0 and in subsequent step 330 increased by 1.
  • Query 340 checks whether the difference between the amplitude Zi of the i-th Cylinder and the mean M greater than one Threshold S. If this is not the case, check the Query 350 whether i is greater than or equal to 4. If not If so, step 330 is carried out again, or if i is greater 4 is followed by step 300.
  • Step 360 recognizes that the amount of the difference between the amplitude of the i-th cylinder Zi and the Mean M is greater than the threshold S, then in Step 360 detected errors and a corresponding one Measures initiated.
  • FIG. 4 is a 4-cylinder schematic Diesel engine with two on the engine acoustically conductive structure-borne noise sensors 410 and 411 shown.
  • 415 is a needle movement sensor and 420 denotes a cylinder pressure sensor.
  • At 105 are the fresh air pipes and at 110 the exhaust pipes designated.
  • FIG. 5 is the signal evaluation for the two Knock sensors 410 and 411 are shown as a block diagram.
  • the output signal of the first knock sensor 410 passes through a Runtime correction 201 for a cylinder selection 220.
  • the output signal of the second arrives accordingly Knock sensor 411 via a second runtime correction 202 Cylinder selection 220.
  • the signal comes to a first band pass 210 and a second band pass 215. Die Output signals of the bandpasses reach one Signal processing 230, which in turn is an engine control unit 240 loaded with signals. Output signals also arrive of band passes 210 and 215 directly for engine control 240. Signal processor 230 also processes signals various sensors 235.
  • the procedure described below is also feasible with a structure-borne noise sensor.
  • the signal quality can be significantly improved.
  • the structure-borne noise sensors are on spatially different mounting locations on the engine are.
  • the first band pass Has corner frequencies of 10 kHz and 30 kHz.
  • the second Bandpass 215 has corner frequencies of 500 Hz and 4 kHz. These frequency values are only guidelines and may vary vary by type of internal combustion engine.
  • the bandpass filters filter the output signals of the knock sensors 410 or 411. Based on the filtered signals signal processing determines various sizes that the Characterize injection or combustion. The so Signals obtained are transferred from the engine control system to the control system and control of the internal combustion engine used.
  • FIG. 6a is the cylinder pressure
  • Figure 6b is Output signal of the needle movement sensor
  • Figure 6c Output signal of one of the knock sensors
  • FIG. 6d Output signal of the first and in Figure 6e the output signal of the second band pass over time. Both small amounts for the pre-injection opens Valve needle generally not all the way up.
  • the start of injection and the end of injection of the main injection is recognized when the needle of the injector 120 to 123 when opening up to the top stop and when closing up moved to the lower stop. These times are based on the rise of the output signal of the first bandpass over detected a first threshold. Will striking the Injector needle not recognized or striking is not recognized when the injector is closed, so is on Continuous injection detected.
  • These signals are used for each injection decided whether there is a continuous injection or not.
  • the monitoring is preferably carried out individually for everyone Cylinder. After recognizing a predeterminable number of Continuous injections in a cylinder is broken recognized.
  • the fuel feed pump is a mechanical pre-feed pump, formed as a gear pump, for example no immediate way to promote fuel by means of the pre-feed pump, as this is driven directly by the engine. According to the invention therefore provided that by means of the electrical Shut-off valve 150 between the prefeed pump 155 and the High pressure pump 145 to deliver fuel from the Pre-feed pump 155 to high pressure pump 145 is interrupted.
  • valve 150 interrupts the Fuel supply to high pressure pump 145.
  • a fault can doing so, for example, with the procedure described be recognized. But there are also other methods for Detection of errors possible.
  • valve 150 is designed as a 2/2 valve, that means blocks the flow between the prefeed pump 155 and the High pressure pump 145, so builds when the valve is closed a pressure upstream of the valve.
  • suitable measures must be taken.
  • the pre-feed pump Pressure relief valve can be integrated.
  • you can the shut-off valve can be designed as a 3/2 valve. In In this case, the fuel arrives when the valve is activated 150 via a dashed line from the Pre-feed pump 155 immediately back in the Fuel reservoir 160. In this embodiment, can the pressure relief valve in the prefeed pump 155 to be dispensed with.

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Abstract

Es wird ein Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung eines Kraftstoffzumeßsystems, insbesondere eines Common-Rail-Systems für eine Dieselbrennkraftmaschine beschrieben. Ausgehend von einem Ausgangssignal eines Körperschallsensors wird ein Defekt erkannt.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überwachung eines Kraftstoffzumeßsystems gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche.
Ein solches Verfahren und eine solche Vorrichtung ist aus der US-A5 241 933 bekannt. Dort wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überwachung des Hochdruckkreises bei einem Common-Rail-System beschrieben. Bei der dort beschriebenen Vorrichtung wird der Druck im Rail geregelt. Liegt die Stellgröße des Druckregelkreises außerhalb eines vorgebbaren Bereichs, erkennt die Vorrichtung auf Fehler.
Das Dokument JP,A,57 020553 (HITACHI ZOSEN CORP), offenbart eine Überwachung eines Kraftstoffzumesssystems einer Dieselbrennkraftmaschine, wobei ein Defekt des Zumesssystems erkannt wird, wenn ein Ausgangssignal eines Körperschallsensors und/oder eines Beschleunigungssensors von einem vorgebbaren Wert abweicht.
Desweiteren sind Vorrichtungen bekannt, bei denen ausgehend vom Druck im Rail auf das Vorliegen eines Fehlers geschlossen wird. Dabei wird der Druck mit unteren und oberen Grenzwerten verglichen, und auf Fehler erkannt, wenn der Druck außerhalb des vorgegebenen Wertebereichs liegt.
Nachteilig an diesen Anordnungen ist es, daß ein Fehler erst bei einem starken Druckabfall erkannt wird.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Vorrichtung und einem Verfahren zur Überwachung eines Kratstoffzumeßsystems der eingangs genannten Art möglichst sicher und einfach auf Fehler erkennen zu können. Diese Aufgabe wird durch die in den unabhängigen Ansprüchen gekennzeichneten Merkmalen gelöst.
Vorteile der Erfindung
Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung können Fehler im Zumeßsystem sicher und einfach erkannt werden. Insbesondere können defekte Injektoren bei Common-Rail-Systemen sicher nachgewiesen werden.
Vorteilhafte und zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Zeichnung
Die Erfindung wird nachstehend anhand der, in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen erläutert.
Es zeigen Figur 1 ein Blockdiagramm der erfindungsgemäßen Vorrichtung, Figur 2 die Ausgangssignale eines Klopf-Sensors über der Zeit aufgetragen, Figur 3 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der erfindungsgemäßen Vorgehensweise, Figur 4 eine schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine, Figur 5 ein Blockdiagramm der Signalauswertung und Figur 6 verschiedene über der Zeit aufgetragene Signale.
Im folgenden wird die erfindungsgemäße Vorrichtung am Beispiel einer selbstzündenden Brennkraftmaschine dargestellt, bei der die Kraftstoffzumessung mittels eines Magnetventils gesteuert wird. Die in Figur 1 dargestellte Ausführungsform betrifft ein sogenanntes Common-Rail-System. Die erfindungsgemäße Vorgehensweise ist aber nicht auf diese Systeme beschränkt. Sie kann bei allen Systemen eingesetzt werden, bei denen eine entsprechende Kraftstoffzumessung möglich ist.
Mit 100 ist eine Brennkraftmaschine bezeichnet, die über einen Ansaugleitung 105 Frischluft zugeführt bekommt und über eine Abgasleitung 110 Abgase abgibt.
Bei der dargestellten Brennkraftmaschine handelt es sich um eine Vierzylinderbrennkraftmaschine. Jedem Zylinder der Brennkraftmaschine ist ein Injektor 120, 121, 122 und 123 zugeordnet. Den Injektoren wird über Magnetventile 130, 131, 132 und 133 Kraftstoff zugemessen. Der Kraftstoff gelangt von einem sogenannten Rail 135 über die Injektoren 120, 121, 122 und 123 in die Zylinder der Brennkraftmaschine 100.
Der Kraftstoff in dem Rail 135 wird von einer Hochdruckpumpe 145 auf einen einstellbaren Druck gebracht. Die Hochdruckpumpe 145 ist über ein Magnetventil 150 mit einer Kraftstofförderpumpe 155 verbunden. Die Kraftstofförderpumpe steht mit einem Kraftstoffvorratsbehälter 160 in Verbindung.
Als Kraftstofförderpumpe können Elektrokraftstoffpumpen oder mechanische Kraftstoffpumpen eingesetzt werden. Bei der Verwendung einer Elektrokraftstoffpumpe ist ein Vorfilter notwendig. Bedingt durch hohe Kraftstofftemperaturen wird die Elektrokraftstoffpumpe vorzugsweise in der Nähe des Tanks angeordnet. Daraus ergeben sich große Volumen zwischen Elektrokraftstoffpumpe und Hochdruckpumpe große und damit lange Abschaltzeiten. Ein schneller Druckabbau, insbesondere im Fehlerfall ist nur mit erhöhtem Aufwand möglich.
Eine in der Nähe der Brennkraftmaschine angeordnete mechanische Vorförderpumpe weist diese Nachteile nicht auf. Bei der mechanischen Vorförderpumpe ist zusätzlich das Magnetventil 150 notwendig, das im Fehlerfall die Kraftstoffzufuhr zur Hochdruckpumpe 145 unterbindet. Das Absperrventil 150 kann wahlweise als separate bauliche Einheit ausgeführt werden. Sie kann aber auch saugseitig in die Hochdruckpumpe 145 bzw. druckseitig in die Vorförderpumpe 155 integriert werden.
Das Ventil 150 umfaßt eine Spule 152. Die Magnetventile 130, 131, 132 und 133 enthalten Spulen 140, 141, 142 und 143, die jeweils mittels einer Endstufe 175 mit Strom beaufschlagt werden können. Die Endstufe 175 ist vorzugsweise in einem Steuergerät 170 angeordnet, das die Spule 152 entsprechend ansteuert.
Desweiteren ist ein Sensor 177 vorgesehen, der den Druck im Rail 135 erfaßt und ein entsprechendes Signal an das Steuergerät 170 leitet. Mit 180 ist ein sogenannter Körperschallsensor bezeichnet, der an akustisch gut leitender Stelle am Motor angeordnet ist. Dieser Körperschallsensor beaufschlagt das Steuergerät mit einem entsprechenden Signal. An Stelle des Körperschallsensor kann auch ein Beschleunigungssensors bzw. ein Klopfsensor eingesetzt werden.
Diese Einrichtung arbeitet nun wie folgt. Die Kraftstofförderpumpe 155 fördert den Kraftstoff aus dem Vorratsbehälter über das Ventil 150 zur Hochdruckpumpe 145. Die Hochdruckpumpe 145 baut in dem Rail 135 einen vorgebbaren Druck auf. Üblicherweise werden Druckwerte größer als 800 bar im Rail 135 erzielt.
Durch Bestromen der Spulen 140 bis 143 werden die entsprechenden Magnetventile 130 bis 133 angesteuert. Die Ansteuersignale für die Spulen legen dabei den Einspritzbeginn und das Einspritzende des Kraftstoffs durch die Injektoren 120 bis 123 fest. Die Ansteuersignale werden von dem Steuergerät abhängig von verschiedenen Betriebsbedingungen, wie beispielsweise dem Fahrerwunsch, der Drehzahl und weiteren Größen festgelegt.
Bei einem Common-Rail-System, kann eine solche Dauereinspritzung eines Injektors bei ausgeglichener Massenbilanz im Rail nicht ohne weiteres sicher erkannt werden. Diese kann zum Beispiel auftreten, wenn das Magnetventil dauerhaft bestromt wird oder der Injektor klemmt bzw. eine Undichtigkeit aufweist.. Dies kann zu einer ungewollten Drehmomenterhöhung an einem Zylinder führen und bis zur Motorzerstörung reichen, wenn die Zylinderspitzendrücke bzw. die zulässigen Temperaturen überschritten werden.
Mit Hilfe des Körperschallsensors bzw. mittels eines Beschleunigungssensors werden erfindungsgemäß, die vom Brennraum ausgehenden Schwingungen erfaßt und mittels einer Auswerteschaltung aufbereitet. Weicht die erfaßte Schwingung eines einzelnen Zylinders signifikant von den übrigen oder dem erwarteten Wert ab, so wird auf einen Fehler im entsprechenden Injektor geschlossen.
In Figur 2 ist das Ausgangssignal des Körperschallsensors über die Winkelstellung der Kurbelwelle aufgetragen. In Figur 2a ist das Ausgangssignal des Körperschallsensors bei fehlerfreiem Betrieb aller Injektoren über die Winkelstellung der Kurbelwelle aufgezeichnet. Im Bereich des oberen Totpunktes, das heißt bei 0° Kurbelwelle, des ersten Zylinders erfolgt die Zumessung in der ersten Zylinder. Dies führt während der Zumessung bzw. während der Verbrennung zu einem signifikanten Signal des Körperschallsensors. Ein entsprechendes Signal tritt bei der Verbrennung im zweiten Zylinder bei 180° Kurbelwelle, bei der Verbrennung im dritten Zylinder bei 360° und bei der Verbrennung im vierten Zylinder bei 540° Kurbelwelle auf.
In Figur 2b ist das entsprechende Signal bei einem fehlerhafte Injektor des zweiten Zylinders dargestellt. Die Schallemmision bei der Verbrennung im zweiten Zylinder ist deutlich verlängert. Dies zeigt an, daß der Injektor des zweiten Zylinders nicht ordnungsgemäß arbeitet. Dieser Injektor ist länger als vorgesehen in seinem geöffneten Zustand.
In Figur 2c wird in den zweiten Zylinder kein Kraftstoff eingespritzt, dies bedeutet, der dem zweiten Zylinder zugeordnete Injektor ermöglicht keine Kraftstoffzumessung.
In Figur 3 ist beispielhaft das Auswerteverfahren zur Erkennung des Fehlers dargestellt. In Schritt 301 wird das Ausgangssignal des Körperschallsensors bei der Kraftstoffzumessung in den ersten Zylinder Z1 erfaßt. Entsprechend wird im Schritt 300 das Körperschallsensorsignal bei der Verbrennung in den zweiten Zylinder Z2 erfaßt. In Schritt 302 und 303 wird das Körperschallsensorsignal für die Zylinder Z3 und Z4 erfaßt. Im Schritt 310 werden die Amplituden der vier Signale aufsummiert und durch 4 dividiert. Somit ergibt sich der Mittelwert M der vier Körperschallsensorsignale.
Im Schritt 320 wird ein Zähler i auf 0 gesetzt und im anschließenden Schritt 330 um 1 erhöht. Die Abfrage 340 überprüft, ob die Differenz zwischen der Amplitude Zi des i-ten Zylinders und dem Mittelwert M größer als ein Schwellwert S ist. Ist dies nicht der Fall, so überprüft die Abfrage 350 ob i größer gleich 4 ist. Ist dies nicht der Fall, so erfolgt erneut Schritt 330 bzw. wenn i größer gleich 4 ist folgt Schritt 300.
Erkennt die Abfrage 340, daß der Betrag der Differenz zwischen der Amplitude des i-ten Zylinders Zi und dem Mittelwert M größere als der Schwellwert S ist, so wird in Schritt 360 auf Fehler erkannt und eine entsprechende Maßnahmen eingeleitet.
Das dargestellte Verfahren wurde am Beispiel einer Vierzylinder Brennkraftmaschine beschrieben. Durch entsprechende Wahl der Parameter insbesondere von i kann das Verfahren auch auf Brennkraftmaschinen mit anderer Zylinderzahl ausgedehnt werden.
Alternativ kann auch vorgesehen sein, daß nicht die Amplitude des Signals, sondern die Zeitdauer des Signals zur Fehlererkennung ausgewertet wird.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung ist in den folgenden Figuren dargestellt. In Figur 4 ist schematisch eine 4-Zylinder Dieselbrennkraftmaschine mit zwei am Motor akustisch leitend angebrachten Körperschallsensoren 410 und 411 dargestellt. Mit 415 ist ein Nadelbewegungsfühler und mit 420 ist ein Zylinderdrucksensor bezeichnet. Mit 105 sind die Frischluftleitungen und mit 110 die Abgasleitungen bezeichnet.
In Figur 5 ist die Signalauswertung für die beiden Klopfsensoren 410 und 411 als Blockdiagramm dargestellt. Das Ausgangssignal des ersten Klopfsensors 410 gelangt über eine Laufzeitkorrektur 201 zu einer Zylinderauswahl 220. Entsprechend gelangt das Ausgangssignal des zweiten Klopfsensors 411 über eine zweite Laufzeitkorrektur 202 zur Zylinderauswahl 220.
Von der Zylinderauswahl 220 gelangt das Signal zu einem ersten Bandpaß 210 und zu einem zweiten Bandpaß 215. Die Ausgangssignale der Bandpässe gelangen zu einer Signalverarbeitung 230 die wiederum ein Motorsteuergerät 240 mit Signalen beaufschlagt. Ferner gelangen Ausgangssignale der Bandpässe 210 und 215 unmittelbar zur Motorsteuerung 240. Die Signalverarbeitung 230 verarbeitet ferner Signale verschiedener Sensoren 235.
Diese Einrichtung arbeitet nun wie folgt: Die Laufzeit der verschiedenen Signale von einer Signalquelle zu den unterschiedlichen Klopfsensoren 410 und 411 ist unterschiedlich. Diese Laufzeit wird durch die Laufzeitkorrekturen 201 und 202 kompensiert. Die Zylindererkennung ordnet ausgehend von der Signalhöhe, die wiederum von der Entfernung zwischen der Signalquelle und dem Sensor abhängt, das Signal einem bestimmten Sensor zu. Damit läßt sich eine Zuordnung zwischen dem erfaßten Signal und dem zugehörigen Zylinder durchführen.
Prinzipiell ist die im folgenden beschriebene Vorgehensweise auch mit einem Körperschallsensor durchführbar. Durch die Verwendung von Zweien oder mehreren Körperschallsensoren kann die Signalgüte wesentlich verbessert werden. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Körperschallsensoren an räumlich unterschiedlichen Anbauorten am Motor angeordnet sind. Durch die Addition der laufzeitkorrigierten Signale kann das Nutzsignal im Vergleich zu Störsignalen wesentlich erhöht werden.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß der erste Bandpaß Eckfrequenzen von 10 kHz und 30 kHz aufweist. Der zweite Bandpaß 215 weist Eckfrequenzen von 500 Hz und 4 kHz auf. Diese Frequenzwerte stellen nur Richtwerte dar und können je nach Typ von Brennkraftmaschine variieren.
Die Bandpässe filtern die Ausgangssignale der Klopfsensoren 410 bzw. 411. Ausgehend von den gefilterten Signalen bestimmt die Signalverarbeitung verschiedene Größen, die die Einspritzung bzw. die Verbrennung charakterisieren. Die so gewonnen Signale werden von der Motorsteuerung zu Steuerung und Regelung der Brennkraftmaschine verwendet.
In Figur 6a ist der Zylinderdruck, in Figur 6b das Ausgangssignal des Nadelbewegungsfühlers, in Figur 6c das Ausgangssignal eines der Klopfsensoren, in Figur 6d das Ausgangssignal des ersten und in Figur 6e das Ausgangssignal des zweiten Bandpasses über der Zeit aufgetragen. Bei den kleinen Mengen für die Voreinspritzung öffnet sich die Ventilnadel im allgemeinen nicht bis zum oberen Anschlag.
Bei der Voreinspritzung ist lediglich das Aufschlagen der Nadel am unteren Anschlag beim Ende des Einspritzvorgangs erkennbar. Zu diesem Zeitpunkt, steigt die Amplitude des Ausgangssignals des Klopfsensors an. Zu diesem Zeitpunkt nehmen die hochfrequenten Anteile des Ausgangssignals des Klopfsensors zu. Dieser Zeitpunkt ist mit VE bezeichnet.
Beim Beginn und dem Ende der Haupteinspritzung bewegt sich die Nadel des Nadelbewegungsfühlers bis zum unteren bzw. bis zum oberen Anschlag. Zu diesen Zeitpunkten steigt die Amplitude des Ausgangssignals des Klopfsensors und dabei insbesondere die hochfrequenten Anteile an. Dieser Zeitpunkt ist mit HE bezeichnet.
Der Spritzbeginn und das Spritzende der Haupteinspritzung wird erkannt, wenn sich die Nadel des Injektors 120 bis 123 bei Öffnen bis zum oberen Anschlag und beim Schließen bis zum unteren Anschlag bewegt. Diese Zeitpunkte werden anhand des Anstiegs des Ausgangssignal des ersten Bandpasses über einen ersten Schwellwert erkannt. Wird das Anschlagen der Nadel des Injektors nicht erkannt, bzw. wird das Anschlagen beim Schließen des Injektors nicht erkannt, so wird auf Dauereinspritzung erkannt.
Anhand dieser Signale wird bei jeder Einspritzung entschieden, ob eine Dauereinspritzung vorliegt oder nicht. Die Überwachung erfolgt vorzugsweise individuell für jeden Zylinder. Nach Erkennen von einer vorgebbaren Zahl von Dauereinspritzungen bei einem Zylinder wird auf Defekt erkannt.
Ist die Kraftstofförderpumpe als mechanische Vorförderpumpe, beispielsweise als Zahnradpumpe, ausgebildet, so besteht keine unmittelbare Möglichkeit, die Förderung von Kraftstoff mittels der Vorförderpumpe zu unterbrechen, da diese unmittelbar vom Motor angetrieben wird. Erfindungsgemäß ist deshalb vorgesehen, daß mittels des elektrischen Abschaltventil 150 zwischen der Vorförderpumpe 155 und der Hochdruckpumpe 145 die Kraftstofförderung von der Vorförderpumpe 155 zur Hochdruckpumpe 145 unterbrochen wird.
Bei erkanntem Fehler unterbricht das Ventil 150 die Kraftstoffzufuhr zur Hochdruckpumpe 145. Ein Fehler kann dabei beispielsweise mit der beschriebenen Vorgehensweise erkannt werden. Es sind aber auch andere Verfahren zur Erkennung von Fehlern möglich.
Ist das Ventil 150 als 2/2-Ventil ausgeführt, das heißt es sperrt den Durchfluß zwischen der Vorförderpumpe 155 und der Hochdruckpumpe 145, so baut sich bei geschlossenem Ventil ein Druck vor dem Ventil auf. Um diesen Druckaufbau zu vermeiden, sind geeignete Maßnahmen vorzusehen. Beispielsweise kann in der Vorförderpumpe ein Druckbegrenzungsventil integriert werden. Alternativ kann das Absperrventil als 3/2-Ventil ausgeführt werden. In diesem Fall gelangt der Kraftstoff bei angesteuertem Ventil 150 über eine gestrichelt eingezeichnete Leitung von der Vorförderpumpe 155 unmittelbar zurück in den Kraftstoffvorratsbehälter 160. In dieser Ausgestaltung kann auf das Druckbegrenzungsventil in der Vorförderpumpe 155 verzichtet werden.

Claims (4)

  1. Verfahren zur Überwachung eines Kraftstoffzumeßsystems, insbesondere eines Common-Rail-Systems einer Dieselbrennkraftmaschine, wobei der Kraftstoff von wenigstens einer Pumpe von einem Niederdruckbereich in einen Hochdruckbereich gefördert wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Defekt des Zumeßsystems erkannt wird, wenn die Amplitude und/oder die Zeitdauer eines Ausgangssignals eines Körperschallsensors und/oder eines Beschleunigungssensors von dem Mittelwert aller Zylinder abweicht.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Defekt eines Magnetventils und/oder eines Injektors des Kraftstoffzumeßsystems erkannt wird.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftstoff von wenigstens einer Vorförderpumpe von einem Niederdruckbereich in einen Hochdruckbereich gefördert wird, und daß bei einem erkannten Defekt der Kraftstofffluß zwischen der Vorförderpumpe und einer Hochdruckpumpe unterbunden wird.
  4. Vorrichtung zur Überwachung eines Kraftstoffzumeßsystems, insbesondere eines Common-Rail-Systems für eine Dieselbrennkraftmaschine, wobei der Kraftstoff von wenigstens einer Pumpe von einem Niederdruckbereich in einen Hochdruckbereich gefördert wird, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, die einen Defekt des Zumeßsystems erkennen, wenn die Amplitude und/oder die Zeitdauer eines Ausgangssignals eines Körperschallsensors und/oder eines Beschleunigungssensors von dem Mittelwert aller Zylinder abweicht.
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