EP1639250A1 - Verfahren zur diagnose eines volumenstromregelventils bei einer brennkraftmaschine mit hochdruck-speichereinspritzsystem - Google Patents

Verfahren zur diagnose eines volumenstromregelventils bei einer brennkraftmaschine mit hochdruck-speichereinspritzsystem

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Publication number
EP1639250A1
EP1639250A1 EP04741566A EP04741566A EP1639250A1 EP 1639250 A1 EP1639250 A1 EP 1639250A1 EP 04741566 A EP04741566 A EP 04741566A EP 04741566 A EP04741566 A EP 04741566A EP 1639250 A1 EP1639250 A1 EP 1639250A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pressure
control valve
internal combustion
combustion engine
fup
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP04741566A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Michael KÄSBAUER
Wolfgang Stadler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Continental Automotive GmbH
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP1639250A1 publication Critical patent/EP1639250A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/22—Safety or indicating devices for abnormal conditions
    • F02D41/221—Safety or indicating devices for abnormal conditions relating to the failure of actuators or electrically driven elements
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    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
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    • F02D2200/0602—Fuel pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/50—Input parameters for engine control said parameters being related to the vehicle or its components
    • F02D2200/501—Vehicle speed

Definitions

  • the invention relates to a method for diagnosing a volume flow control valve in an internal combustion engine with a high-pressure accumulator injection system according to the preamble of patent claim 1.
  • High-pressure accumulator injection systems are increasingly being used for the fuel supply to internal combustion engines.
  • Such injection systems are known as Com on-Rail systems for diesel engines and as HPDI (High Pressure Direct Injection) injection systems for Otto engines.
  • HPDI High Pressure Direct Injection
  • These injection systems have i.a. a pre-feed pump, high pressure pump, fuel filter, pressure control valve, volume flow control valve, high pressure accumulator, injectors (injectors) and associated lines.
  • the prefeed pump conveys fuel from a fuel tank via the fuel filter to the high pressure pump. This compresses the fuel and feeds it under high pressure into the high-pressure accumulator (common rail), from which the injectors on the individual cylinders are supplied.
  • the opening and closing of the injectors is usually controlled electrically or electromagnetically.
  • the high-pressure accumulator In addition to pressure storage, the high-pressure accumulator also serves to smooth out pressure pulsations, which requires a sufficiently large storage volume.
  • the volume flow control valve is used to adjust the volume flow of the high pressure pump as required. With the help of the pressure regulating valve, the pressure is provided a ⁇ in the high-pressure accumulator according to the operating conditions of the internal combustion engine. 2003 P 09349
  • the invention has for its object to provide a method with which a faulty volume flow control valve can be easily recognized during operation of the internal combustion engine.
  • the clutch is engaged and there is no driver request.
  • the signals from various sensors and encoders are evaluated.
  • the diagnosis is aborted immediately if one of the release conditions is no longer fulfilled during the diagnosis period.
  • diagnosis it is possible for the diagnosis to be carried out only once per driving cycle or in each case only after predetermined time intervals, provided the activation conditions were fulfilled for a sufficiently long time.
  • FIG. 1 shows a schematic illustration of an injection system for an internal combustion engine working with direct fuel injection, 2003 P 09349
  • FIG. 2 is a flowchart of the inventive method
  • Figure 3 is a diagram for selected waveforms.
  • FIG. 1 schematically shows the structure of a fuel injection system for an internal combustion engine BKM that works with direct fuel injection, as is used under the name common rail system especially in vehicles with a diesel internal combustion engine. Only those components are shown that are necessary for understanding the invention.
  • fuel is drawn in from a fuel tank 10 via a fuel line 11 by a pre-feed pump 12.
  • the prefeed pump 12 conveys the fuel via a fuel filter 13 to a high-pressure pump 14, which compresses the fuel and feeds it under high pressure into a high-pressure accumulator 15, the so-called rail.
  • This high pressure accumulator 15 has in addition to
  • Pressure storage is also the essential task of smoothing pressure pulsations with a sufficiently large storage volume.
  • volume flow control valve VCV In order to be able to adjust the volume flow of the high-pressure pump 14 into the high-pressure accumulator 15 as required depending on the respective operating conditions of the internal combustion engine BKM, an additional suction throttle valve is referred to in the fuel line 11 between the prefeed pump '12 and the high-pressure pump 14, hereinafter referred to as volume flow control valve VCV , arranged. With its help, the flow rate of the high pressure pump 14 can be regulated.
  • This volume flow control valve VCV is controlled by a control unit 16 via a control line 17.
  • the control unit 16 is preferably integrated in an electronic control unit 18 of the internal combustion engine, which controls and / or regulates all the processes required for operating the internal combustion engine BKM.
  • the control unit 18 of the internal combustion engine BKM has a large number 2003 P 09349
  • Input signals ES recorded by means of appropriate sensors are supplied.
  • the individual actuators and components that are required for operating the internal combustion engine BKM are controlled via output signals AS.
  • the control unit 16 has a time counter 32 and a memory 31 in which various threshold values FUP_SW, N_SW, VIST_SW and time periods ti, t 2 are stored, the meaning of which will be explained in more detail later with reference to the description of FIGS. 2 and 3.
  • a fault memory 36 is also assigned to the control unit 16 and the control device 18.
  • a pressure control valve PCV is also connected into the fuel line 11 after the high-pressure pump 14.
  • This pressure control valve PCV controls and / or regulates excess fuel, which is not required to maintain a desired pressure in the high-pressure accumulator 15, into the fuel reservoir 10 via a fuel return line 19, the holding pressure of the pressure control valve PCV being controlled by the control unit 16 via a Control line 20 is set.
  • a pressure sensor 21 is also provided for pressure control in the high-pressure accumulator 15. This pressure sensor 21 is used to detect the fuel pressure FUP currently prevailing in the high-pressure accumulator 15, on the basis of which the control unit 16 carries out the pressure control via the pressure control valve PCV in accordance with the desired operating conditions of the internal combustion engine BKM.
  • fuel pressures of 0 to 1650 bar can be generated using the arrangement shown. These fuel pressures are applied to injectors 23 (injection valves) via fuel injection lines 22, which if necessary inject fuel directly into the combustion chambers of the BKM internal combustion engine. These injectors 23 generally have an injection nozzle which is closed with a spring-loaded needle. The injection process will 2003 P 09349
  • control unit 16 which is connected to the injectors 23 via control lines 24.
  • the leakage flow occurring in the injectors 23 is returned to the fuel reservoir 10 via fuel return lines 25 shown in broken lines.
  • a speed sensor 28 is provided on the internal combustion engine BKM, which outputs a signal corresponding to the speed N of the crankshaft of the internal combustion engine to the control unit 16 for further processing.
  • Speed sensor 34 and the signal from a pedal value transmitter 35 are also fed to control unit 18. The latter serves to transmit the driver's request.
  • the prefeed pump 12 is driven by an electric motor 26, which is connected to the control unit 16 via a control line 27. Furthermore, such an electrically driven pre-feed pump 12 can also be designed to be adjustable in speed.
  • the prefeed pump 12 and the high pressure pump 14 can also be driven by the internal combustion engine BKM, the rotational speeds of which are then set at a fixed transmission ratio proportional to the rotational speed of the internal combustion engine.
  • the prefeed pump 12 is preferably integrated in the housing of the high-pressure pump 14.
  • the pressure control valve PCV is opened in order to drain the fuel from the high-pressure accumulator.
  • the volume flow control valve VCV remains briefly open during the run-on of the control unit 16 in order to refill the pump chamber of the high-pressure pump 14. This eliminates 2003 P 09349
  • the pressure control valve PCV is open when de-energized, i.e. when the BKM internal combustion engine is switched off, it is de-energized.
  • the volume flow control valve VCV is closed when de-energized, so that after the run-on time has elapsed, the fuel supply line 11 to the high-pressure pump 14 is interrupted by switching off the power supply. If the power supply fails, both valves assume a safe state.
  • the flow diagram according to FIG. 2 and the time diagram of selected signals according to FIG. 3 show how the volume flow control valve VCV can be checked with regard to its functionality.
  • the fuel pressure FUP, the ON / OFF state of the volume flow control valve VCV and the pressure control valve PCV, and the state of the flag LV_CDN are plotted from time to time over time t.
  • a first method step S1 it is checked whether the internal combustion engine BKM is in overrun mode (switched off fuel injection, overrun cutoff), that is in one
  • Load state is in which a negative work is done, ie the engine does not give up work, but starts work. If there is no overrun operation of the internal combustion engine, ie if the query in method step S1 is negative, no check routine for the volume flow control valve VCV is started and this query is carried out repeatedly. Otherwise, it is checked in a method step S2 whether additional release conditions for checking the 2003 P 09349
  • volume flow control valve VCV are met.
  • a query is made as to whether the engine speed N is above a predefined threshold value N_SW, the vehicle speed VIST is above a predefined threshold value VIST_SW, the clutch is engaged and there is no driver request.
  • the signals from sensors 33, 34 and pedal value transmitter 35 are evaluated.
  • the pressure control valve PCV is actuated again and a certain holding pressure is thus set again.
  • the holding pressure is selected, for example, as a function of the speed N of the internal combustion engine.
  • the volume flow control valve VCV remains closed.
  • the time periods t1, t2 are determined experimentally by tests and are stored in the memory 31 of the control unit 16.
  • the time counter 32 controls and monitors these time periods t1, t2.
  • the fuel pressure FUP drops very quickly.
  • the fuel pressure FUP is continuously detected by means of the pressure sensor 21 (method step S4) and compared with a predetermined threshold value FUP_SW (method step S5). If the fuel pressure FUP remains sufficiently often below the threshold value FUP_SW within the time period tl, the volume flow control valve VCV is classified as faultless in a method step S6, otherwise as defective (method step S7) and a corresponding entry is made in the error memory 36 (method step S8 ).
  • the result can be conveyed to the driver acoustically and / or optically, at least in the case of an incorrectly functioning volume flow control valve VCV.
  • the query of the fuel pressure FUP in the rail 15 by means of the pressure sensor 21 is filtered accordingly in order to rule out any interference.
  • the volume flow control valve VCV is opened again by means of signals from the control unit 16 (method step S9).
  • the degree of opening can preferably be selected depending on the speed N of the internal combustion engine BKM. The method is then ended (method step S10).
  • diagnosis it is also possible to allow the diagnosis to be carried out in full only once per driving cycle or after certain time intervals, provided the activation conditions have been fulfilled for a sufficiently long time.

Abstract

Bei einer Brennkraftmaschine mit Hochdruck-Speichereinspritzsystem, bei dem das Fördervolumen und der Druck mittels eines Volumenstromregelventils (VCV) und eines Druckregelventils (PCV) eingestellt werden, wird im Schiebebetrieb der Brennkraftmaschine überprüft, ob vorgegebene Freigabebedingungen für die Durchführung der Diagnose erfüllt sind und bei positivem Ergebnis der Abfrage das Regelventil (VCV) für eine vorgegebene Zeitdauer (t1) geschlossen, während der Zeitdauer (t1) Werte für den Kraftstoffdruck (FUP) mittels des Drucksensors (21) erfasst, die Werte für den Kraftstoffdruck (FUP) mit einem vorgegebenen Schwellenwert (FUP-SW) verglichen und das Regelventil (VCV) als fehlerfrei eingestuft wird, wenn die Werte für den Kraftstoffdruck (FUP) innerhalb der Zeit dauer (t1) ausreichend oft unterhalb des Schwellenwertes (FUP_SW) liegen.

Description

2003 P 09349
Beschreibung
Verfahren zur Diagnose eines Volumenstromregelventils bei einer Brennkraftmaschine mit Hochdruck-Speichereinspritzsystem
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Diagnose eines Volumenstromregelventils bei einer Brennkraftmaschine mit Hochdruck-Speichereinspritzsystem gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Für die Kraftstoffversorgung von Brennkraftmaschinen werden zunehmend Hochdruck-Speichereinspritzsysteme verwendet. Solche Einspritzsysteme sind als Com on-Rail-Systeme für Diesel- Brennkraftmaschinen und als HPDI- (High Pressure Direct In- jection) Einspritzsysteme für Otto-Brennkraftmaschinen bekannt. Diese Einspritzsysteme weisen u.a. eine Vorförderpum- pe, Hochdruckpumpe, Kraftstofffilter, Druckregelventil, Volumenstromregelventil, Hochdruckspeicher, Injektoren (Einspritzventile) und zugehörige Leitungen auf.
Die Vorförderpumpe fördert Kraftstoff von einem Kraftstoffvorratsbehälter über das Kraftstofffilter zu der Hochdruckpumpe. Diese verdichtet den Kraftstoff und speist ihn unter hohen Druck in den Hochdruckspeicher (Common Rail) , von dem aus die Injektoren an den einzelnen Zylindern versorgt werden. Das Öffnen und Schließen der Injektoren wird in der Regel elektrisch oder elektromagnetisch gesteuert.
Neben der Druckspeicherung dient der Hochdruckspeicher auch zur Glättung von Druckpulsationen, wozu ein ausreichend großes Speichervolumen erforderlich ist.
Das Volumenstromregelventil dient zum bedarfsabhängigen Einstellen des Volumenstromes der Hochdruckpumpe. Mit Hilfe des Druckregelventils wird der Druck im Hochdruckspeicher entsprechend den Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine ein¬ gestellt. 2003 P 09349
Neben der elektrischen Diagnose von Komponenten eines solchen Hochdruck-Speichereinspritzsystems ist auch deren Plausibili- sierung ein wichtiges Instrument zum Erkennen von Betriebsstörungen. Insbesondere können in dem vorgenannten System Druckschwankungen in dem Hochdruckspeicher auftreten, wenn das Volumenstromregelventil nicht richtig arbeitet. Dies kann zu einer Beeinträchtigung der Fahrbarkeit und zu erhöhten Abgasemissionen führen.
Das Auftreten von Druckoszillationen kann neben einem fehlerhaft arbeitenden Volumenstromregelventil auch andere Ursachen haben und ist deshalb nicht eindeutig auf ein fehlerhaftes Volumenstromregelventil zurückzuführen .
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mit dem auf einfache Weise während des Betriebes der Brennkraftmaschine ein fehlerhaft arbeitendes Volumenstromregelventil erkannt werden kann.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
Bei einer Brennkraftmaschine mit Hochdruck-Speichereinspritzsystem, bei dem das Fördervolumen und der Druck mittels eines Volumenstromregelventils und eines Druckregelventils eingestellt werden, wird im Schubbetrieb der Brennkraftmaschine ü- berprüft, ob vorgegebene Freigabebedingungen für die Durchführung der Diagnose erfüllt sind und bei positivem Ergebnis der Abfrage das Regelventil für eine vorgegebene Zeitdauer (Diagnosezeitdauer) geschlossen. Während der Diagnosezeitdauer werden Werte für den Kraftstoffdruck mittels eines Drucksensors am Hochdruckspeicher erfasst und diese Werte für den Kraftstoffdruck mit einem vorgegebenen Schwellenwert verglichen. Das Regelventil wird als fehlerfrei eingestuft, wenn die Werte für den Kraftstoffdruck innerhalb der Diagnosezeitdauer ausreichend oft unterhalb des Schwellenwertes liegen. 2003 P 09349
Besonders vorteilhaft ist es, wenn zum Zeitpunkt des Schlie- ßens des Volumenstromregelventils gleichzeitig das Druckregelventil kurzzeitig geöffnet wird. Dadurch wird ein schneller und definierter Druckabbau erreicht.
Als Freigabebedingungen für die Diagnose werden vorteilhaft einzelne oder mehrere der folgenden Parameter ausgewertet :
Insbesondere wird abgefragt, ob die Kraftstoffeinspritzung abgeschaltet ist (Schubbetrieb) , die Drehzahl der Brennkraftmaschine oberhalb eines vorgegebenen Schwellenwertes liegt, die Fahrzeuggeschwindigkeit oberhalb eines vorgegebenen Schwellenwertes liegt, die Kupplung in Eingriff ist und kein Fahrerwunsch vorliegt. Hierzu werden u.a. die Signale ver- schiedener Sensoren und Geber ausgewertet.
Um die Diagnose nicht zu verfälschen, wird die Diagnose sofort abgebrochen, wenn während der Diagnosezeitdauer eine der Freigabebedingungen nicht mehr erfüllt ist.
Des weiteren ist es möglich, dass die Diagnose nur einmal pro Fahrzyklus oder jeweils nur nach vorbestimmten Zeitabständen durchgeführt wird, sofern die Aktivierungsbedingungen ausreichend lang erfüllt waren.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
Figur 1 eine schematische Darstellung eines Einspritzsystems für eine mit Kraftstoff-Direkteinspritzung arbeitende Brennkraftmaschine, 2003 P 09349
Figur 2 ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens und
Figur 3 ein Diagramm für ausgewählte Signalverläufe.
Die Figur 1 zeigt schematisch den Aufbau eines Kraftstoffein- spritzsystems für eine mit Kraftstoff-Direkteinspritzung arbeitende Brennkraftmaschine BKM, wie es unter der Bezeichnung Common-Rail-System vor allem bei Fahrzeugen mit einer Diesel- Brennkraftmaschine eingesetzt wird. Dabei sind nur diejenigen Komponenten dargestellt, die für das Verständnis der Erfindung nötig sind.
Bei diesem Einspritzsystem wird Kraftstoff aus einem Kraft- stoffvorratsbehälter 10 über eine Kraftstoffleitung 11 durch eine Vorförderpumpe 12 angesaugt. Die Vorförderpumpe 12 fördert den Kraftstoff über einen Kraftstofffilter 13 zu einer Hochdruckpumpe 14, die den Kraftstoff verdichtet und unter hohem Druck in einen Hochdruckspeicher 15, das sogenannte Rail einspeist. Dieser Hochdruckspeicher 15 hat neben der
Druckspeicherung auch die wesentliche Aufgabe, durch ein ausreichend großes Speichervolumen Druckpulsationen zu glätten.
Um den Volumenstrom der Hochdruckpumpe 14 in den Hochdruck- Speicher 15 entsprechend den jeweiligen Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine BKM bedarfsabhängig einstellen zu können, ist in der Kraftstoffleitung 11 zwischen der Vorförderpumpe '12 und der Hochdruckpumpe 14 ein zusätzliches Saugdrosselventil, im folgenden als Volumenstromregelventil VCV be- zeichnet, angeordnet. Mit dessen Hilfe kann der Förderstrom der Hochdruckpumpe 14 geregelt werden. Dieses Volumenstromregelventil VCV wird von einer Steuereinheit 16 über eine Steuerleitung 17 angesteuert. Die Steuereinheit 16 ist vorzugsweise in ein elektronisches Steuergerät 18 der Brennkraftma- schine integriert, das alle zum Betrieb der Brennkraftmaschine BKM nötigen Abläufe steuert und/oder regelt. Hierzu werden dem Steuergerät 18 der Brennkraftmaschine BKM eine Vielzahl 2003 P 09349
mittels entsprechender Sensorik aufgenommener Eingangssignale ES zugeführt. Über Ausgangssignale AS werden die einzelnen Aktoren und Komponenten angesteuert, die zum Betrieb der Brennkraftmaschine BKM notwendig sind. Die Steuereinheit 16 weist einen Zeitzähler 32, sowie einen Speicher 31 auf, in dem u.a. verschiedene Schwellenwerte FUP_SW, N_SW, VIST_SW und Zeitdauern ti, t2 gespeichert sind, deren Bedeutung später anhand der Beschreibung der Figuren 2 und 3 näher erläutert wird. Ferner ist der Steuereinheit 16 und dem Steuerge- rät 18 ein Fehlerspeicher 36 zugeordnet.
Um den Druck im Hochdruckspeicher 15 entsprechend den gewünschten Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine BKM einstellen zu können, ist weiterhin nach der Hochdruckpumpe 14 ein Druckregelventil PCV in die Kraftstof leitung 11 geschaltet. Dieses Druckregelventil PCV steuert und/oder regelt über eine gestrichelt dargestellte Kraftstoffrückführleitung 19 ü- berschüssigen Kraftstoff, der nicht zur Aufrechterhaltung eines im Hochdruckspeicher 15 gewünschten Drucks benötigt wird, in den Kraftstoffvorratsbehälter 10 ab, wobei der Haltedruck des Druckregelventils PCV von der Steuereinheit 16 über eine Steuerleitung 20 eingestellt wird. Zur Druckregelung im Hochdruckspeicher 15 ist weiter ein Drucksensor 21 vorgesehen. Dieser Drucksensor 21 dient zum Erfassen des augenblicklich im Hochdruckspeicher 15 herrschenden Kraftstoffdruckes FUP, auf dessen Grundlage die Steuereinheit 16 entsprechend den gewünschten Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine BKM die Druckregelung über das Druckregelventil PCV vornimmt.
Im Hochdruckspeicher 15 lassen sich mit Hilfe der dargestellten Anordnung Kraftstoffdrücke von 0 bis 1650 bar erzeugen. Diese Kraftstoffdrücke stehen über Kraftstoffeinspritzleitungen 22 an Injektoren 23 (Einspritzventile) an, die bedarfsweise Kraftstoff direkt in die Brennkammern der Brennkraftma- schine BKM einspritzen. Diese Injektoren 23 weisen im allgemeinen eine Einspritzdüse auf, die mit einer unter Federkraft stehenden Nadel verschlossen ist. Der Einspritzvorgang wird 2003 P 09349
durch die Steuereinheit 16 ausgelöst, die über Steuerleitungen 24 mit den Injektoren 23 verbunden ist. Der in den Injektoren 23 auftretende Leckagestrom wird über gestrichelt dargestellte Kraftstoffrückführleitungen 25 in den Kraftstoff- vorratsbehälter 10 zurückgeführt.
Ferner ist an der Brennkraftmaschine BKM ein Drehzahlsensor 28 vorgesehen, der ein der Drehzahl N der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine entsprechendes Signal an die Steuereinheit 16 zur weiteren Verarbeitung abgibt. Das Signal VIST eines
Geschwindigkeitssensors 34, sowie das Signal eines Pedalwertgebers 35 werden ebenfalls dem Steuergerät 18 zugeführt. Letzteres dient dazu, den Fahrerwunsch zu übertragen.
Die Vorförderpumpe 12 wird in einer bevorzugten Ausgestaltung über einen Elektromotor 26 angetrieben, der über eine Steuerleitung 27 mit der Steuereinheit 16 verbunden ist. Desweiteren kann eine solche elektrisch angetriebene Vorförderpumpe 12 auch in der Drehzahl regelbar ausgeführt sein.
Die Vorförderpumpe 12 und die Hochdruckpumpe 14 können auch von der Brennkraftmaschine BKM angetrieben werden, deren Drehzahlen sich dann mit einem festen Übersetzungsverhältnis proportional der Drehzahl der Brennkraftmaschine einstellt. Die Vorförderpumpe 12 ist dabei vorzugsweise in das Gehäuse der Hochdruckpumpe 14 integriert.
Desweiteren ist es auch möglich, die Hochdruckpumpe 14 unabhängig von der Drehzahl der Brennkraftmaschine BKM anzutrei- ben, beispielsweise mittels eines Elektromotors.
Beim Abstellen der Brennkraftmaschine BKM wird das Druckregelventil PCV geöffnet, um den Kraftstoff vom Hochdruckspeicher abzulassen. Das Volumenstromregelventil VCV bleibt nach dem Abstellen der Brennkraftmaschine BKM während des Nachlaufs der Steuereinheit 16 noch kurz geöffnet, um den Pumpraum der Hochdruckpumpe 14 wieder zu befüllen. Damit entfällt 2003 P 09349
beim nächsten Start der Brennkraftmaschine BKM die Füllung dieses Totraumes, was zu einer schnelleren Betriebsbereitschaft des Hochdruck-Speichereinspritzsystems führt.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Druckregelventil PCV stromlos offen, d.h. beim Abschalten der Brennkraftma- sσhine BKM wird es stromlos geschaltet. Das Volumenstromregelventil VCV ist stromlos geschlossen, so dass nach Ablauf der Nachlaufzeit durch Abschalten der Stromversorgung die KraftstoffZuleitung 11 zu der Hochdruckpumpe 14 unterbrochen ist. Bei Ausfall der Spannungsversorgung nehmen also beide Ventile einen sicheren Zustand ein.
Anhand des Ablaufdiagra mes nach Figur 2 und des Zeitdiagram- mes ausgewählter Signale nach Figur 3 wird gezeigt, wie das Volumenstromregelventil VCV hinsichtlich seiner Funktionsfähigkeit überprüft werden kann. In dem Diagramm nach Figur 3 sind dabei von oben nach unten jeweils über der Zeit t der Kraftstoffdruck FUP, der EIN/AUS-Zustand des Volumenstromre- gelventils VCV und des Druckregelventils PCV, sowie der Zustand des Flags LV_CDN aufgetragen.
In einem ersten Verfahrensschritt Sl wird überprüft, ob sich die Brennkraftmaschine BKM im Schubbetrieb (abgeschaltete Kraftstoffeinspritzung, Schubabschneiden) , also in einem
Lastzustand befindet, in dem eine negative Arbeit verrichtet wird, d. h. die Brennkraftmaschine keine Arbeit abgibt, sondern Arbeit aufnimmt. Liegt kein Schubbetrieb der Brennkraftmaschine vor, ist also die Abfrage in Verfahrensschritt Sl negativ, so wird keine Überprüfungsroutine für das Volumenstromregelventil VCV gestartet und diese Abfrage wiederholt ausgeführt. Andernfalls wird in einem Verfahrensschritt S2 ü- berprüft, ob weitere Freigabebedingungen zum Überprüfen des 2003 P 09349
Volumenstromregelventils VCV erfüllt sind. Insbesondere wird abgefragt, ob die Drehzahl N der Brennkraftmaschine oberhalb eines vorgegebenen Schwellenwertes N_SW liegt, die Fahrzeuggeschwindigkeit VIST oberhalb eines vorgegebenen Schwellen- wertes VIST_SW liegt, die Kupplung in Eingriff ist und kein Fahrerwunsch vorliegt. Hierzu werden u.a. die Signale der Sensoren 33, 34 und des Pedalwertgebers 35 ausgewertet.
Ist eine der Bedingung nicht erfüllt, so wird ein Flag (Mer- ker) LV_CDN = 0 gesetzt und das Verfahren ist zu Ende (Verfahrensschritt S10) . Sind diese Bedingungen aber erfüllt, so wird in einem Verfahrensschritt S3 das Flag LV_CDN = 1 gesetzt und über entsprechende Signale das Volumenstromregelventil VCV zum Zeitpunkt TSTART für eine vorgegebene Zeitdau- er tl (Diagnosezeitdauer) geschlossen. Um einen schnellen und definierten Druckabbau in Einspritzsystem zu erreichen, wird gleichzeitig zum Zeitpunkt TSTART das Druckregelventil PCV für eine vorgegebene Zeitdauer t2 < tl geöffnet. Letzteres ist nicht unbedingt erforderlich, macht die Diagnose aber de- finierter. Nach dem Ablauf der Zeitdauer t2 wird das Druckregelventil PCV wieder angesteuert und damit wieder ein bestimmter Haltedruck eingestellt. Der Haltedruck wird beispielsweise in Abhängigkeit von der Drehzahl N der Brennkraftmaschine gewählt. Das Volumenstromregelventil VCV bleibt aber weiterhin geschlossen.
Die Zeitdauern tl, t2 werden experimentell durch Versuche ermittelt und sind in dem Speicher 31 der Steuereinheit 16 abgelegt. Die Steuerung und Überwachung dieser Zeitdauern tl, t2 übernimmt der Zeitzähler 32.
Messungen des Kraftstoffdruckes FUP erlauben nun die Ansteu- erbarkeit des Volumenstromregelventils VCV zu bewerten. 2003 P 09349
Unmittelbar nach dem Schließen des Volumenstromregelventils VCV fällt der Kraftstoffdruck FUP sehr schnell ab. Während der Zeitdauer tl wird der Kraftstoffdruck FUP ständig mittels des Drucksensors 21 erfasst (Verfahrensschritt S4) und mit einem vorgegebenen Schwellenwert FUP_SW verglichen (Verfahrensschritt S5) . Bleibt der Kraftstoffdruck FUP innerhalb der Zeitdauer tl ausreichend oft unterhalb des Schwellenwertes FUP_SW, so wird in einem Verfahrensschritt S6 das Volumen- stromregelventil VCV als fehlerfrei, andernfalls als defekt eingestuft (Verfahrensschritt S7) und es erfolgt ein entsprechender Eintrag in den Fehlerspeicher 36 (Verfahrensschritt S8) . Zugleich kann das Ergebnis, zumindest im Falle eines fehlerhaft arbeitenden Volumenstromregelventils VCV, dem Fah- rer akustisch und/oder optisch vermittelt werden. Die Abfrage des Kraftstoffdruckes FUP im Rail 15 mittels des Drucksensors 21 wird entsprechend gefiltert, um etwaige Störungseinflüsse auszuschließen .
Nach vollständigem Ablauf der Diagnose (Zeitpunkt TENDE) wird das Volumenstromregelventil VCV mittels Signale der Steuereinheit 16 wieder geöffnet (Verfahrensschritt S9) . Der Öffnungsgrad kann dabei bevorzugt in Abhängigkeit der Drehzahl N der Brennkraftmaschine BKM gewählt werden. Anschließend ist das Verfahren beendet (Verfahrensschritt S10) .
Findet während der Diagnose ein Wechsel des Flags auf LV_CDN = 0 statt, beispielsweise hervorgerufen durch einen Fahrerwunsch und erfasst durch den Pedalwertgeber 35, so führt dies zum sofortigen Abbruch der Diagnose. In diesem Falle können eventuell auftretende Druckschwankungen das Ergebnis der Diagnose verfälschen. 2003 P 09349
10
Darüber hinaus ist es auch möglich, die vollständige Durchführung der Diagnose nur einmal pro Fahrzyklus zuzulassen o- der nach bestimmten Zeitabständen, sofern die Aktivierungsbedingungen ausreichend lang erfüllt waren.

Claims

2003 P 0934911Patentansprüche
1. Verfahren zur Diagnose eines zum Einstellen des Kraftstrom-Volumenstroms dienenden Regelventils (VCV) bei einer Brennkraftmaschine (BKM) mit Hochdruck-Speichereinspritzsystem, bei dem Kraftstoff mittels einer Vorförderpumpe (12) und einer Hochdruckpumpe (14) zu einem Hochdruckspeicher (15) gefördert wird, an dem mindestens ein Injektor (23) zum Einspritzen des Kraftstoffes in mindestens einen Zylinder der Brennkraftmaschine (BKM) angeschlossen ist, mit einem dem
Hochdruckspeicher (15) zugeordneten Drucksensor (21) und einem Druckregelventil (PCV) zum Einstellen des Druckes im Hochdruckspeicher (15) auf der Grundlage des von dem Drucksensor (21) gelieferten Signals (FUP) , dadurch gekennzeichnet, dass im Schubbetrieb der Brennkraftmaschine (BKM) überprüft wird, ob weitere vorgegebene Freigabebedingungen für die Durchführung der Diagnose erfüllt sind, bei positivem Ergebnis der Abfrage das Regelventil (VCV) für eine vorgegebene Zeitdauer (tl) geschlossen wird, während der Zeitdauer (tl) Werte für den KraftStoffdruck (FUP) mittels des Drucksensors (21) erfasst werden, die Werte für den Kraftstoffdruck (FUP) mit einem vorgegebenen Schwellenwert (FUP_SW) verglichen werden, - das Regelventil (VCV) als fehlerfrei eingestuft wird, wenn die Werte für den Kraftstoffdruck (FUP) innerhalb der Zeitdauer (tl) ausreichend oft unterhalb des Schwellenwertes (FUP_SW) liegen, andernfalls das Regelventil (VCV) als defekt eingestuft wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Freigabebedingung abgefragt wird, ob die Drehzahl (N) der Brennkraftmaschine (BKM) oberhalb eines vorgegebenen Schwel- lenwertes (N SW) liegt. 2003 P 09349
12
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Freigabebedingung abgefragt wird, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit (VIST) des mittels der Brennkraftmaschine (BKM) angetriebenen Fahrzeuges oberhalb eines vorgegebenen Schwel- lenwertes (VIST_SW) liegt.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Freigabebedingung abgefragt wird, ob die Kupplung des Fahrzeuges in Eingriff ist.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Freigabebedingung abgefragt wird, ob ein Fahrerwunsch vorliegt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2-5, dadurch gekennzeichnet, dass die Diagnose abgebrochen wird, wenn während der Zeitdauer (tl) eine der Freigabebedingungen nicht mehr erfüllt ist.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Diagnose einmal pro Fahrzyklus durchgeführt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Diagnose nach vorbestimmten Zeitabständen durchgeführt wird, sofern die Aktivierungsbedingungen ausreichend lang erfüllt waren.
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass gleichzeitig mit dem Schließen des Regelventils (VCV) das Druckregelventil (PCV) kurzzeitig für eine Zeitdauer (t2<tl) geöffnet wird und anschließend für den Rest der Zeitdauer (tl) auf einen bestimmten Haltedruck gesetzt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwellenwert (FUP_SW) für den Kraftstoffdruck (FUP) experimentell ermittelt wird und in einem Speicher (31) einer Steuereinheit (16) abgelegt sind. 2003 P 09349
13
11. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwellenwert (N_SW) für die Drehzahl (N) experimentell ermittelt wird und in einem Speicher (31) einer Steuereinheit (16) abgelegt sind.
12. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwellenwert (VIST_SW) für die Fahrzeuggeschwindigkeit (VIST) experimentell ermittelt wird und in einem Speicher (31) einer Steuereinheit (16) abgelegt sind.
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