EP0990789A2 - Method initiating the control of a fuel pump - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ansteuerung einer
Kraftstoffpumpe bei einer Brennkraftmaschine mit den
Merkmalen des Anspruchs 1.The invention relates to a method for controlling a
Fuel pump in an internal combustion engine with the
Features of
Die Elektrokraftstoffpumpe einer Brennkraftmaschine soll bei einer gewünschten Inbetriebnahme der Brennkraftmaschine möglichst schnell aktiviert werden, damit ausreichend Kraftstoff zur Verfügung gestellt werden kann. Die Zeitspanne zwischen der Ansteuerung und der beginnenden Motordrehung soll allerdings nicht zu lang sein, damit nicht versehentlich ein Motorzylinder im Stillstand bei defektem Einspritzventil zu viel Kraftstoff erhält, wodurch der sogenannte Dieselschlag ausgelöst würde. Die Festlegung der Zeitspanne, während der die Elektrokraftstoffpumpe bei Motorstillstand bestromt wird, darf aber auch nicht zu kurz sein, sie muß zumindest länger sein als die Vorglühzeit bei Dieselmotoren.The electric fuel pump of an internal combustion engine is said to a desired commissioning of the internal combustion engine be activated as quickly as possible, so sufficient Fuel can be made available. The Time between the activation and the beginning Motor rotation should not be too long, however, so not accidentally a motor cylinder at a standstill with a defective Injector receives too much fuel, causing the so-called diesel shock would be triggered. The establishment of the Period of time during which the electric fuel pump is at Motor standstill is energized, but must not be too short it must be at least longer than the preheat time at Diesel engines.
Da mit abnehmender Umgebungstemperatur die Zeit zunimmt, die zum Vorglühen bei Dieselmotoren benötigt wird, kann unter Umständen die Elektrokraftstoffpumpe aufgrund der begrenzten Zeitspanne für die Bestromung bereits abgeschaltet sein. In diesem Fall kann eine signifikante Verlängerung der Startzeit des Motors verursacht werden, da die Elektrokraftstoffpumpe aufgrund weiterer Sicherheitsmaßnahmen erst nach Überschreiten einer vorgebbaren Schwelle für die Motordrehzahl wieder eingeschaltet wird. Bei Common-Rail-Systemen kann die Hochdruckpumpe erst den für die Einspritzungen benötigten Raildruck aufbauen, wenn die Elektrokraftstoffpumpe wieder eingeschaltet ist. Diese Wiedereinschaltung ist jedoch erst dann möglich, wenn der Motor durch den Anlasser auf eine Mindestdrehzahl, die für das Wiedereinschalten der Elektrokraftstoffpumpe nötig ist, gebracht wurde. Die dafür benötigte Zeit verlängert den Startvorgang beträchtlich.Because the time increases with decreasing ambient temperature required for preheating in diesel engines can be found under Circumstances of the electric fuel pump due to the limited The period of time for the current supply has already been switched off. In In this case, a significant extension of the Start time of the engine can be caused because of the Electric fuel pump due to further Security measures only after exceeding one Predefinable threshold for the engine speed again is switched on. In common rail systems, the High pressure pump only the one required for the injections Build up rail pressure when the electric fuel pump again is switched on. However, this restart is only possible if the engine is turned on by the starter Minimum speed required for restarting the Electric fuel pump is necessary. The one for that The time required considerably lengthens the starting process.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Verlängerung der Startzeit zu verhindern, ohne daß die Zeitspanne der Bestromung der EKP zu sehr ausgedehnt werden muß.The object of the invention is to extend to prevent the start time without the time span of Electricity supply to the EKP must be expanded too much.
Das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des
Anspruchs 1 hat den Vorteil, daß die Elektrokraftstoffpumpe
bei Motorstillstand nur eine verhältnismäßig kurze Zeit
bestromt werden muß und daß gleichzeitig sichergestellt
wird, daß die Bestromung nicht endet bevor die zum Vorglühen
benötigte Zeit abgelaufen ist. Erzielt wird dieser Vorteil,
indem die Ansteuerung der Elektrokraftstoffpumpe mit der
Vorglühzeit gekoppelt wird und diese Kopplung insbesonders
so gewählt wird, daß die Elektrokraftstoffpumpe wenigstens
so lange angesteuert bzw. bestromt wird, bis die Vorglühzeit
und gegebenenfalls eine zusätzliche Zeitspanne abgelaufen
sind. Damit wird eine Vorförderung von Kraftstoff erreicht,
die beim Start ein Ausreichen der Versorgung mit Kraftstoff
sicherstellt. Vorteilhafterweise wird das Druckregelventil
(DRV) in der selben Weise vom Steuergerät des Fahrzeugs
angesteuert wie die Elektrokraftstoffpumpe (EKP).The inventive method with the features of
Weitere Vorteile der Erfindung werden durch die in den Unteransprüchen angegebenen Maßnahmen erzielt. Dabei ist es beispielsweise vorteilhaft, die Kopplung mit der Vorglühzeit so durchzuführen, daß das anliegende Spannungssignal, z.B. von Klemme Kl.15 als Kriterium für ein gewünschtes Vorglühen gewählt wird.Further advantages of the invention are shown in the Measures specified in subclaims achieved. It is For example, the coupling with the preheating time is advantageous in such a way that the applied voltage signal, e.g. of terminal Kl.15 as a criterion for a desired preheating is chosen.
Besonders vorteilhaft ist, die Vorförderung von Kraftstoff zusätzlich von einer Erkennung eines Defektes, insbesonders eines Lecks im Kraftstoffpfad bzw. im Kraftstoffversorgungssystem abhängig zu machen und die Vorförderung zu unterdrücken, wenn aktuell oder in einem der vorausgegangenen Fahrzyklen ein solcher Defekt erkannt und in einen Fehlerspeicher eingetragen wurde.Advancing fuel is particularly advantageous in addition, detection of a defect, in particular a leak in the fuel path or To make fuel supply system dependent and the Suppress pre-funding if current or in one of the such a defect is detected in previous driving cycles and was entered in an error memory.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Figur 1 zeigt dabei, teilweise nur schematisch, die für das Verständnis der Erfindung wesentlichen Komponenten eines Kraftstoff-Einspritzsystems einer Brennkraftmaschine und die Figuren 2 und 3 jeweils ein Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes Ansteuerverfahren für die Elektrokraftstoffpumpe oder das Druckregelventil.Embodiments of the invention are in the drawing are shown and are described in the following description explained in more detail. Figure 1 shows, partially only schematically necessary for understanding the invention essential components of a fuel injection system an internal combustion engine and Figures 2 and 3 each Embodiment for an inventive Control method for the electric fuel pump or the Pressure control valve.
In Figur 1 sind die erfindungswesentlichen Bestandteile
eines Kraftstoff-Einspritzsystems, beispielsweise eines
Common-Rail-Systems bei einer Diesel-Brennkraftmaschine
dargestellt. Mit 10 ist dabei das sogenannte Common-Rrail
bezeichnet, das mit dem Hochdruckspeicher 11 in Verbindung
steht und den Kraftstoff den Einspritzventilen 12, 13, 14
und 15 zuführt. Vom Kraftstofffördersystem ist lediglich die
Hochdruckpumpe 16 und die Elektrokraftstoffpumpe 17
dargestellt, die den Kraftstoff aus dem Tank fördert und der
Hochdruckpumpe 16 zuführt.In Figure 1 are the essential components of the invention
a fuel injection system, for example one
Common rail system in a diesel internal combustion engine
shown. With 10 is the so-called common rail
referred to in connection with the
Die Regelung des Raildruckes erfolgt mittels eines
Druckreglers 18, der beispielsweise der Hochdruckpumpe 16
zugeordnet ist. Generell kann der Druck auch über ein an
geeigneter Stelle angeordnetes Druckregelventil geregelt
werden. Die Ansteuerung des Druckreglers wird durch ein
elektronisches Steuergerät 19 vorgenommen. Das Steuergerät
19, dem eine Vielzahl von für den Betrieb der
Brennkraftmaschine benötigten Daten zugeführt werden, die
mittels geeigneter Sensoren 20 gewonnen werden, aktiviert
das elektrische Vorglühen der Glühkerzen. Eine Glühkerze 21
ist beispielhaft als elektrischer Widerstand dargestellt.
Die Ansteuerung bzw. die Spannungsversorgung für die
Elektrokraftstoffpumpe, das Druckregelventil das Vorglühen
der Glühkerzen 21 wird vom Steuergerät 19 bzw. von einem mit
dem Steuergerät 19 in Verbindung stehenden
Glühzeitsteuergerät 22 veranlaßt, sobald erkannt wird, daß
ein Fahrzeugstart erfolgen soll. Die Vorförderung der
Kraftstoffpumpe, die dann beginnt, geht bei regulärem
Betrieb nach dem Erreichen vorgebbarer Kriterien in die
Hauptförderung über, näheres dazu wird in Verbindung mit der
Beschreibung der Ausführungsbeispiele angegeben.The rail pressure is regulated by means of a
Durch eine Kopplung der Ansteuerung der
Elektrokraftstoffpumpe an die Vorglühzeit soll in allen
Fällen sichergestellt werden, daß die Elektrokraftstoffpumpe
17 nicht abgeschaltet wird bevor die Vorglühzeit abgelaufen
ist. In einer erweiterten Ausführung der Erfindung wird
sichergestellt, daß die Elektrokraftstoffpumpe nicht vor
Ablauf der Vorglühzeit und einer zusätzlichen vorgebbaren
Zeitspanne abgeschaltet wird. Da die Vorglübzeit
temperaturabhängig ist, ist auch die EKP-Ansteuerung
zeitabhängig. Bei niederen Umgebungstemperaturen ist die
Vorglübzeit länger als bei hohen Umgebungstemperaturen. Dies
gilt mit der erfindungsgemäßen Kopplung auch für die EKP- bzw.
DRV-Ansteuerung. Da jedoch die Viskosität des
Dieselkraftstoffs bei tiefen Temperaturen geringer ist als
bei hohen Temperaturen, wird sichergestellt, daß bei
defektem Einspritzventil bei niederen Temperaturen und zähem
Kraftstoff kein unerwünschtes Befüllen eines Motorzylinders
eintritt. Ein Dieselschlag ist somit auch bei langer
Vorglühzeit und damit langer Bestromung der
Elektrokraftstoffpumpe nicht zu befürchten, da bei niederen
Temperaturen ein Dieselschlag weniger zu befürchten ist.
Bei hohen Temperaturen ist die Vorglühzeit und somit auch
die Ansteuerzeit kurz und die dann höhere Viskosität des
Kraftstoffs kann ebenfalls nicht zur ungewollten
Zylinderbefüllung führen.By coupling the control of the
Electric fuel pump is supposed to preheat in all
Cases are ensured that the
Ein erstes erfindungsgemäßen Verfahren zur Ansteuerung einer
Kraftstoffpumpe ist in Figur 2 dargestellt. Dieses Verfahren
läuft beispielsweise in einem Prozessor des Steuergerätes 19
ab. Dabei wird die Elektrokraftstoffpumpe (EKP) 17 und/oder
das Druckregelventil (DRV) 18, mit dem der Kraftstoffdruck
geregelt wird, nach der Betätigung des Zündschalters ZÜ
(Kl.15 ein) ebenso wie die Vorglüheinrichtung (Glübkerze)
durch Anlegen einer Spannung eingeschaltet, wobei das
Anlegen der Spannung noch bei Motorstillstand erfolgt
(Schritt S1 in Figur 2) . Die Information, daß der
Zündschalter ZÜ betätigt wird, wird dem Steuergerät 19 und
bzw. dem Glühzeitsteuergerät 22 über entsprechende
Verbindungen mitgeteilt und das betreffende Steuergerät gibt
die erforderlichen Ansteuersignale ab. A first inventive method for controlling a
Fuel pump is shown in Figure 2. This method
runs, for example, in a processor of
Zur Einschalterkennung und damit auch zur Erkennung des
Beginns der Vorglühzeit wird beispielsweise die Spannung an
Klemme Kl.15 ausgewertet und sofern eine vorgebbare
Spannungsbedingung erfüllt ist, wird erkannt, daß der Motor
gestartet werden soll. Im Gegensatz zu herkömmlichen
Elektrokraftstoffpumpenansteuerungen, bei denen eine feste
Zeit nach der Einschalterkennung die Elektrokraftstoffpumpe
17 und/oder das Druckregelventil 18 wieder abgeschaltet
wurden und damit die Vorförderung beendet wurde, sofern der
Motor nicht gestartet wurde, wird erfindungsgemäß diese
vorgebbare Zeit tEKP erst dann gestartet, wenn die
Vorglühzeit tv abgelaufen ist. Die Zeit für die Vorförderung
setzt sich also zusammen aus der Vorglühzeit tv und der
vorgegebenen Zeit tEKP. Nach Ablauf dieser Zeit wird die
Vorförderung beendet und die EKP wird entweder ausgeschaltet
oder geht in den normalen Betrieb über. In Schritt S2 wird
dabei geprüft, ob die Zeitspanne tein seit der
Einschalterkennung und damit seit dem Beginn der Vorglühzeit
tv und damit auch dem Beginn der Vorförderung größer ist als
eine Zeit, die der Summe aus der vorgebbaren Einschaltdauer
der Elektrokraftstoffpumpe tEKP und der Vorglühzeit tv
entspricht. Ist diese Bedingung erfüllt oder ist eine
vorgebbare Maximalzeit tmax überschritten, wird die
Elektrokraftstoffpumpe 17 bzw. das Druckregelventil 18 im
Schritt S3 ausgeschaltet, andernfalls werden sie weiter mit
Spannung versorgt.For switch-on detection and thus also for detection of the
At the beginning of the preheating period, for example, the voltage is turned on
Daß ein Start der Brennkraftmaschine tatsächlich erfolgt
ist, kann durch Auswertung der Drehzahl n des Motors bzw.
der Brennkraftmaschine erkannt werden. Falls die Drehzahl n
einen vorgebbaren Mindestwert nmin überschreitet wird die
Ansteuerung bzw. die Spannungsversorgung für die
Elektrokraftstoffpumpe 17 bzw. das Druckregelventils 18
fortgesetzt, diese Überprüfung erfolgt im Schritt S4. Wenn
die aktuelle Drehzahl n diese Bedingung erfüllt, bleiben die
Elektrokraftstoffpumpe 17 und das Druckregelventil 18 noch
aktiv (S5).That the engine actually starts
by evaluating the speed n of the motor or
the internal combustion engine can be recognized. If the speed n
a predetermined minimum value nmin is exceeded
Control or the power supply for the
An den Schritt S5 anschließend wird geprüft, ob die Zeit tn0 seit dem erkannt wurde, daß die Drehzahl gleich Null ist, größer ist als die Zeit tEKP. Ist dies der Fall, wird die Ansteuerung für die EKP bzw. das DRF beendet. Ist bei abgeschalteter EKP die Drehzahl n größer als nmin , wird die EKP wieder eingeschaltet (Schritt6). Im Schritt S7 werden nach Ablauf der Vorglühzeit verschiedene Drehzahluntersuchungen durchgeführt, die erkennen lassen , ob eine weitere Bestromung der EKP erforderlich ist oder ob der Motor nicht eingeschaltet wurde.After step S5, it is checked whether the time tn0 since it was recognized that the speed is zero, is greater than the time tEKP. If this is the case, the Control for the EKP or DRF ended. Is with switched off EKP the speed n is greater than nmin, the EKP switched on again (step 6). In step S7 different after the preheating period Speed studies carried out that show whether further energization of the EKP is required or whether the engine has not been started.
Falls die Drehzahl n gleich Null bleibt, wird erkannt, daß kein Start erfolgt ist und die Ansteuerung der EKP bzw. des DRV wird beendet. Falls erkannt wird, daß die Drehzahl n größer als der Minimalwert nmin ist, wird die Ansteuerung für die Vorförderung der EKP nach Ablauf der Vorglühzeit tv und der Zeit tEKP zwar beendet, es beginnt dann aber der normale Betrieb und die EKP bzw. das DRV werden weiterhin angesteuert.If the speed n remains equal to zero, it is recognized that there was no start and the control of the EKP or the DRV is terminated. If it is recognized that the speed n control is greater than the minimum value nmin for the advance promotion of the EKP after the preheating time tv and the time tEKP ends, but then begins normal operation and the EKP or DRV will continue controlled.
Da die Vorglühzeit tv bei tiefen Temperaturen lang und bei
hohen Temperaturen kurz ist, besteht nicht die Gefahr, daß
das Druckregelventil dort mangels Kraftstoffkühlung
durchbrennt und es besteht auch nicht die Gefahr, daß ein
Zylinder bei permanent geöffnetem Injektor volläuft. Dies
gilt auch für hohe Temperaturen, da dann die Vorglühzeit
kurz ist und somit bei unterbleibendem Start auch die
Bestromung der Elektrokraftstoffpumpe 17 und des
Druckregelventils 18 nur kurz ist. Because the preheat time tv is long at low temperatures and at
high temperatures is short, there is no risk that
the pressure control valve there due to lack of fuel cooling
burns out and there is no danger that a
Cylinder full when the injector is permanently open. This
also applies to high temperatures, since then the preheating time
is short and therefore also if there is no start
Energizing the
Das in Figur 3 dargestellte Ausführungsbeispiel beschreibt ein Verfahren zur Änsteuerung der EKP, das noch bei Motorstillstand beginnt. Zusätzlich zum Verfahren nach Figur 2 wird eine Fehlererkennung durchgeführt. Bei erkanntem Fehler wird dann eine EKP bzw. DRV Ansteuerung durchgeführt, die den Fehler berücksichtigt. Bei diesem Verfahren, das sich nur anfangs vom Verfahren nach Figur 2 unterscheidet, unterbleibt die Vorförderung von Kraftstoff, wenn ein Fehler im aktuellen Fahrzyklus (neu) erkannt wird (FN) oder wenn ein in einem vorausgegangenen Fahrzyklus aufgetretener Defekt im Kraftstoffpfad erkannt und im Fehlerspeicher eingetragen wurde (Fehlereing.). Schritt FS1 bezeichnet die Fehlererkennung. In diesem Fall entfällt der Schritt S1 teilweise, es erfolgt zwar ein Vorglühen, aber keine Vorförderung und die EKP bzw. das DRV bleiben zunächst ausgeschaltet, bis erkannt wird, daß die Motor-Drehzahl einen Mindestwert nmin überschreitet und daß die Zündung eingeschaltet ist (Klemme Kl15-Signal oder zusätzlich Kl50-Signal ist vorhanden). Danach wird auch bei eingetragenem Fehler die EKP eingeschaltet, da sichergestellt ist, daß eine Inbetriebnahme des Motors erfolgen soll (Schritt S5) und die Hauptförderung der EKP beginnt. Wenn im Schritt S4 ekannt wird, daß n>nmin bzw. daß der zuvor erkannte Fehler nicht mehr vorhanden ist (FNAV), bleiben das Druckregelventil und die Elektrokraftstoffpumpe aktiviert.The embodiment shown in Figure 3 describes a procedure for the control of the EKP, which is still at The engine stops. In addition to the method according to FIG 2 an error detection is carried out. When recognized An EKP or DRV control is then carried out, that takes the error into account. In this process, the only differs initially from the method according to FIG. 2, Pre-delivery of fuel is omitted if an error occurs is recognized in the current driving cycle (new) (FN) or if one that occurred in a previous driving cycle Defect detected in the fuel path and in the fault memory was entered (error entry). Step FS1 denotes the Error detection. In this case, step S1 is omitted partially, there is a preheating, but none Pre-funding and the EKP or DRV remain for the time being turned off until it is recognized that the engine speed exceeds a minimum value nmin and that the ignition is switched on (terminal Kl15 signal or additional Kl50 signal is available). After that, even if you have entered Error the EKP switched on, since it is ensured that the engine should be started up (step S5) and the main funding of the EKP begins. If in step S4 It is known that n> nmin or that the previously recognized error is no longer available (FNAV), they remain Pressure control valve and the electric fuel pump activated.
Die Hauptförderung kann auch zusätzlich in Verbindung mit
dem Kl50-Signal gestartet werden, und beginnen sofern das
Signal Kl50=1 vorliegt. Die Förderung von Kraftstoff endet
entweder beim Erkennen eines neu aufgetretenen Fehlers, der
ein Abstellen des Motors erfordert oder wenn das Zündsignal
(Signal an Kl15=0) verschwindet.The main funding can also be combined with
the Kl50 signal are started and begin if that
Signal Kl50 = 1 is present. The fuel delivery ends
either when a new error is detected, the
stopping the engine or when the ignition signal
(Signal at
Als Fehler kann beispielsweise eine Leckage im Niederdruckteil des Kraftstoffversorgungssystems auftreten Um im Falle einer solchen Leckage den Kraftstoff nicht ins Freie zu pumpen entfällt die Vorförderung, sofern ein solcher Fehler in einem vorherigen Fahrzyklus erkannt wurde.A leak in the Low pressure part of the fuel supply system occur In order to avoid fuel in the event of such a leak There is no advance pumping if there is a free pump such an error was detected in a previous driving cycle.
Die Erfindung wurde für die Verknüpfung der Vorförderung von Kraftstoff bei einem Dieselmotor mit dem Vorglühen der Glühkerzen beschrieben, sie ist aber nicht darauf beschränkt. Grundsätzlich kann die Vorförderung von Kraftstoff auch bei andern Motoren mit entsprechenden Bedingungen gekoppelt werden, beispielsweise kann die Dauer der Vorförderung abhängig von einer gemessenen Temperatur (z.B. Kraftstoff- oder Umgebungstemperatur) usw. vorgenommen werden.The invention was made for linking the advance funding of Fuel in a diesel engine with the preheating of the Glow plugs described, but it is not on it limited. In principle, advance funding of Fuel also with other engines with corresponding Conditions can be coupled, for example, the duration the pre-delivery depends on a measured temperature (e.g. fuel or ambient temperature) etc. become.
Claims (8)
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