EP1753952A1 - Verfahren und vorrichtung zum überwachen einer kraftstoffzuführeinrichtung einer brennkraftmaschine - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum überwachen einer kraftstoffzuführeinrichtung einer brennkraftmaschine

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EP1753952A1
EP1753952A1 EP05729792A EP05729792A EP1753952A1 EP 1753952 A1 EP1753952 A1 EP 1753952A1 EP 05729792 A EP05729792 A EP 05729792A EP 05729792 A EP05729792 A EP 05729792A EP 1753952 A1 EP1753952 A1 EP 1753952A1
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EP
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fuel
actuator
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pressure
internal combustion
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Withdrawn
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EP05729792A
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Erwin Achleitner
Martin Cwielong
Gerhard Eser
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Continental Automotive GmbH
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Siemens AG
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Publication date
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Abstract

Eine Kraftstoffzuführeinrichtung umfasst einen Niederdruckkreis, eine Hochdruckpumpe, die eingangsseitig gekoppelt ist mit dem Niederdruckkreis und die Kraftstoff in einen Kraftstoffspeicher fördert, und einen Stellantrieb, der einen Kraftstoffförderstrom der Hochdruckpumpe steuert. Bei Vorliegen einer stationären Last wird ein erster Wert eines Kraftstoffdrucks und ein erstes Stellsignal des Stellantriebs ermittelt, ein zweiter Wert des Kraftstoffdrucks wird eingestellt, der um einen vorgegebenen Betrag grösser oder kleiner ist als der erste Wert des Kraftstoffdrucks, ein zweites Stellsignal des Stellantriebs wird ermittelt, nachdem der zweite Wert des Kraftstoffdrucks eingestellt ist, und ein Fehler (ERR) in der Kraftstoffzuführeinrichtung wird erkannt abhängig von dem ersten und dem zweiten Stellsignal des Stellantriebs.

Description

Beschreibung
Verfahren und Vorrichtung zum Überwachen einer Kraftstoffzu- führeinrichtung einer Brennkraftmaschine
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Überwachen einer Kraftstoffzuführeinrichtung einer Brennkraftmaschine mit einem Niederdruckkreis, einer Hochdruckpumpe, die eingangsseitig gekoppelt ist mit dem Niederdruckkreis und die Kraftstoff in einen KraftstoffSpeicher fördert, und einem Stellantrieb, der einen Kraftstoffförderstrom der Hochdruckpumpe steuert .
Die Anforderungen an Brennkraftmaschinen, insbesondere in Kraftf hrzeugen, steigen aufgrund von gesetzlichen Bestimmungen bezüglich Schadstoffemissionen und aufgrund von Kundenwünschen hinsichtlich Zuverlässigkeit, effizientem Einsatz der Betriebsmittel, insbesondere von Kraftstoff, und geringen Wartungskosten. Diese Anforderungen können nur dann erfüllt werden, wenn Fehlfunktionen von Fahrzeugkomponenten zuverlässig und genau erkannt und protokolliert werden, so dass Fehlfunktionen ausgeglichen oder eine Reparatur der fehlerbehafteten Fahrzeugkomponenten veranlasst werden können. Zu diesem Zweck werden Fahrzeugkomponenten, insbesondere alle abgasre¬ levanten Fahrzeugkomponenten, wie zum Beispiel eine Katalysatoranlage, eine Lambdasonde und das gesamte KraftstoffSystem, überwacht. Durch die Überwachυngs aßnahmen soll ein schadstoffarmer Betrieb sichergestellt und die Fahrsicherheit aufrecht erhalten werden. Dazu gehört, dass bei dem Auftreten von Fehlern ein Notlauf der Brennkraftmaschine sichergestellt und Folgeschäden vermieden werden können. Der Fahrer des Kraftfahrzeugs wird gegebenenfalls über die Fehlfunktion informiert, so dass dieser eine Überprüfung und/oder Reparatur in einer Werkstatt veranlassen kann. Die Überwachungseinrichtung der Brennkraftmaschine speichert Informationen über die aufgetretenen Fehler, wie zum Beispiel die Fehlerart, den Fehlerort und die Betriebsbedingungen, unter denen die Fehl- funktion aufgetreten ist. Diese Informationen können in einer Werkstatt ausgewertet werden und unterstützen so die Repara¬ turarbeiten .
Die Aufgabe der Erfindung ist, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Überwachen einer Kraftstoffzuführeinrichtung einer Brennkraftmaschine zu schaffen, das bzw. die zuverlässig ist .
Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet .
Die Erfindung zeichnet sich aus durch ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zum Überwachen einer Kraftstoffzuführeinrichtung einer Brennkraftmaschine. Die Kraftstoffzuführeinrichtung umfasst einen Niederdruckkreis, eine Hochdruckpumpe, die eingangsseitig gekoppelt ist mit dem Nieder¬ druckkreis und die Kraftstoff in einen KraftstoffSpeicher fördert, und einen Stellantrieb, der einen Kraftstoffförder- strom der Hochdruckpumpe steuert. Bei Vorliegen einer stationären Last wird ein erster Wert eines Kraftstoffdrucks und ein erstes Stellsignal des Stellantriebs ermittelt, ein zweiter Wert des Kraftstoffdrucks wird eingestellt, der um einen vorgegebenen Betrag größer oder kleiner ist als der erste Wert des Kraftstoffdrucks, ein zweites Stellsignal des Stel¬ lantriebs wird ermittelt, nachdem der zweite Wert des Kraftstoffdrucks eingestellt ist, und ein Fehler in der Kraftstoffzuführeinrichtung wird erkannt abhängig von dem ersten und dem zweiten Stellsignal des Stellantriebs. Dadurch können auf einfache Weise Leckagen von der Hochdruck- auf die Niederdruckseite erkannt werden. Außer den für den Betrieb der Brennkraftmaschine erforderlichen Sensoren oder Stellgliedern sind keine zusätzlichen erforderlich.
Durch das Durchführen der Schritte zum Überwachen der Kraftstoffzuführeinrichtung bei stationärer Last kann die Kraft- Stoffzuführeinrichtung sehr einfach und präzise überwacht werden. Die Erfindung nutzt die Erkenntnis, dass bei der sta¬ tionären Last eine Drehzahl, eine den Zylindern der Brennkraftmaschine zugeführte Luftmenge und eine in die Zylinder eingespritzte Kraftstoffmenge, oder entsprechende Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine, gleich bleiben. Der Erfindung liegt ferner die Erkenntnis zugrunde, dass Änderungen des Kraftstoffförderstroms bei einer Änderung des Kraftstoffdrucks unter diesen Bedingungen charakteristisch sind für eine Leckage.
Ist keine Leckage von der Hochdruck- auf die Niederdruckseite vorhanden, dann weicht das zweite Stellsignal des Stellantriebs nur sehr wenig oder gar nicht von dem ersten Stellsignal des Stellantriebs ab. Die Hochdruckpumpe fördert in die¬ sem Fall nur die einzuspritzende Kraftstoffmenge. Ist jedoch eine Leckage in der Kraftstoffzuführeinrichtung vorhanden, dann ist die durch die Leckage entweichende Kraftstoffmenge bei einem hohen Kraftstoffdruck größer als bei einem geringen Kraftstoffdruck. Um die gleiche Kraftstoffmenge einspritzen und den Kraftstoffdruck aufrechterhalten zu können, muss die Hochdruckpumpe bei dem hohen Kraftstoffdruck eine größere Kraftstoffmenge fördern als bei dem geringen Kraftstoffdruck. In diesem Fall weichen das erste und das zweite Stellsignal des Stellantriebs voneinander ab, so dass das Vorhandensein der Leckage einfach erkannt werden kann.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird das zweite Stellsignal des Stellantriebs ermittelt, wenn der Kraftstoffdruck in dem KraftstoffSpeicher stationär ist. So kann einfach sichergestellt werden, dass dann der zweite Wert des Kraftstoffdrucks tatsächlich eingestellt ist. Der Kraft- stofffluss durch das jeweilige Einspritzventil hängt ab von dem Kraftstoffdruck . Bei einer geringen Dynamik des Kraftstoffdrucks - also wenn der Kraftstoffdruck stationär ist - kann einfacher ein präzises Zumessen der gewünschten Kraftstoff enge gewährleistet werden. Dies hat zur Folge, dass auch die Wahrscheinlichkeit sehr hoch ist, dass die tatsächlich zugemessene Kraftstoffmenge dann gleich ist derjenigen, die beim Erfassen des ersten Wertes des Kraftstoffdrucks zugemessen wurde.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird das zweite Stellsignal des Stellantriebs ermittelt, wenn eine das Luft-Kraftstoff-Verhältnis im Zylinder charakterisierende Größe stationär ist und ein Wert dieser Größe gleich dem Wert der Größe ist, den sie beim Ermitteln des ersten Wertes des Kraftstoffdrucks hatte. Bei Vorliegen der stationären Last ist die den Zylindern der Brennkraftmaschine zugeführte Luftmenge stationär. Änderungen der eingespritzten Kraftstoffmenge wirken sich auf das Luft-Kraftstoff- Verhältnis im Zylinder aus, die entsprechende Änderungen der das Luft-Kraftstoff-Verhältnis im Zylinder charakterisierenden Größe verursachen. Unter den Bedingungen der stationären Last kann so einfach und genau sichergestellt werden, dass die in die Zylinder der Brennkraftmaschine eingespritzte Kraftstoffmenge, nachdem der zweite Wert des Kraftstoffdrucks eingestellt ist, der Kraftstoffmenge entspricht, die vor der Einstellung des zweiten Werts des Kraftstoffdrucks in die Zylinder eingespritzt wurde, wenn jeweils die das Luft- Kraftstoff-Verhältnis im Zylinder charakterisierende Größe im Wesentlichen gleich ist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird der Fehler in der Kraftstoffzuführeinrichtung erkannt, wenn das zweite Stellsignal des Stellantriebs von dem ersten Stellsignal des Stellantriebs um mindestens einen vorgegebenen Betrag oder einen vorgegebenen Faktor abweicht. Dies ermöglicht eine sehr einfache und genaue Überwachung der Kraftstoffzuführeinrichtung.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird das erste und das zweite Stellsignal des Stellantriebs ermittelt, wenn die Brennkraftmaschine bei geringer Last be- trieben wird. Es hat sich gezeigt, dass bei geringer Last die Empfindlichkeit zur Erkennung von Leckagen höher ist als bei hoher Last. Die Überwachung der Kraftstoffzuführeinrichtung kann deshalb besonders genau durchgeführt werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird das erste und das zweite Stellsignal des Stellantriebs ermittelt, wenn die Brennkraftmaschine im Leerlauf betrieben wird. Bei dem Betrieb der Brennkraftmaschine im Leerlauf ist die Last meist gering und stationär. Deshalb eignet sich der Leerlauf besonders gut, um Abweichungen des zweiten Stellsig¬ nals des Stellantriebs von dem ersten Stellsignal des Stellantriebs zu ermitteln und um Leckagen in der Kraftstoffzuführeinrichtung genau und zuverlässig zu erkennen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden anhand der schematischen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine Brennkraftmaschine mit einer Kraftstoffzuführeinrichtung, und
Figur 2 ein Ablaufdiagramm eines Programms zur Erkennung von Fehlern in der Kraftstoffzuführeinrichtung.
Elemente gleicher Konstruktion oder Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Eine Brennkraftmaschine (Figur 1) umfasst einen Ansaugtrakt 1, einen Motorblock 2, einen Zylinderkopf 3 und einen Abgastrakt 4. Der Motorblock 2 umfasst mehrere Zylinder, welche Kolben und Pleuelstangen haben, über die sie mit einer Kurbelwelle 21 gekoppelt sind.
Der Zylinderkopf 3 umfasst einen Ventiltrieb mit einem Gaseinlassventil, einem Gasauslassventil und Ventilantrieben. Der Zylinderkopf 3 umfasst ferner ein Einspritzventil 34 und eine Zündkerze. Ferner ist eine Zuführeinrichtung 5 für Kraftstoff vorgesehen. Sie umfasst einen Kraftstofftank 50, der über eine erste Kraftstoffleitung mit einer Niederdruckpumpe 51 verbunden ist. Die Kraftstoffleitung mündet in einen Schwalltopf 50a. Ausgangsseitig ist die Niederdruckpumpe 51 mit einem Zulauf 53 einer Hochdruckpumpe 54 wirkverbunden. Ferner ist auch ausgangsseitig der Niederdruckpumpe 51 ein mechanischer Regulator 52 vorgesehen, welcher ausgangsseitig über eine weitere Kraftstoffleitung mit dem Kraftstofftank 50 verbunden ist. Die Niederdruckpumpe 51, der mechanische Regulator 52, die Kraftstoffleitung, die weitere Kraftstoffleitung und der Zulauf 53 bilden einen Niederdruckkreis.
Die Niederdruckpumpe 51 ist vorzugsweise so ausgelegt, dass sie während des Betriebs der Brennkraftmaschine immer eine ausreichend hohe Kraftstoffmenge liefert, die gewährleistet, dass ein vorgegebener Niederdruck nicht unterschritten wird.
Der Zulauf 53 ist hin zu der Hochdruckpumpe 54 geführt, wel¬ che ausgangsseitig den Kraftstoff hin zu einem Kraftstoffspeicher 55 fördert. Die Hochdruckpumpe 54 wird in der Regel von der Nockenwelle angetrieben und fördert somit bei konstanter Drehzahl der Kurbelwelle 21 ein konstantes Kraftstoffvolumen .
Die Einspritzventile 34 sind mit dem KraftstoffSpeicher 55 wirkverbunden. Der Kraftstoff wird somit den Einspritzventilen 34 über den KraftstoffSpeicher 55 zugeführt.
In dem Vorlauf der Hochdruckpumpe 54, das heißt stromaufwärts der Hochdruckpumpe 54, ist ein Volumenstromsteuerventil 56 vorgesehen, mittels dessen der Volumenstrom eingestellt werden kann, der der Hochdruckpumpe 54 zugeführt wird. Durch ei¬ ne entsprechende Ansteuerung des Volumenstromsteuerventils 56 kann ein vorgegebener Kraftstoffdruck FUP_SP im Kraftstoffspeicher 55 eingestellt werden. Das Volumenstromsteuerventil 56 ist ein Stellantrieb, der einen Kraftstoffförderstrom der Hochdruckpumpe 54 steuert. Das Volumenstromsteuerventil 56 steuert den Kraftstoffförderstrom beispielsweise abhängig von einer Pulsweite eines pulsweiten- modulierten elektrischen Stroms. Das Volumenstromsteuerventil 56 ist so ausgebildet, dass die von der Hochdruckpumpe 54 geförderte Kraftstoffmenge mit der Pulsweite steigt.
Zusätzlich ist die Kraftstoffzuführeinrichtung 5 mit einem elektromagnetischen Druckregulator 57 ausgangsseitig des KraftstoffSpeichers 55 und mit einer Rückführleitung in den Niederdruckkreis versehen. Wird ein Kraftstoffdruck im KraftstoffSpeicher 55 größer als der durch entsprechende Ansteuerung des elektromechanischen Druckregulators 57 vorgegebene Kraftstoffdruck FUP_SP, dann öffnet der elektromechanische Druckregulator 57 und Kraftstoff wird aus dem KraftstoffSpeicher 55 in den Niederdruckkreis abgelassen.
Alternativ kann auch das Volumenstromsteuerventil 56 in die Hochdruckpumpe 54 integriert sein, oder ein gemeinsamer Stellantrieb ist dem elektromechanischen Druckregulator 57 und dem Volumenstromsteuerventil 56 zugeordnet. Ferner kann in der Kraftstoffzuführeinrichtung 5 der elektromechanische Druckregulator 57 fehlen. Die Einstellung des vorgegebenen Kraftstoffdrucks FUP_SP erfolgt über das Volumenstromsteuerventil 56.
Ferner ist der Brennkraftmaschine eine Steuereinrichtung 6 zugeordnet, der wiederum Sensoren zugeordnet sind, die verschiedene Messgrößen erfassen und jeweils den Messwert der Messgröße ermitteln. Die Steuereinrichtung 6 ermittelt abhängig von mindestens einer der Messgrößen Stellgrößen, die dann in entsprechende Stellsignale zum Steuern von Stellgliedern mittels entsprechender Stellantriebe umgesetzt werden.
Die Sensoren sind beispielsweise ein Pedalstellungsgeber, welcher die Stellung eines Fahrpedals erfasst, ein Kurbelwel- lenwinkelsensor, welcher einen Kurbelwellenwinkel erfasst und welchem dann eine Drehzahl zugeordnet wird, ein Luftmassenmesser, ein Kraftstoffdrucksensor 58, welcher einen Kraftstoffdruck FUP_AV in dem KraftstoffSpeicher 55 erfasst, und einen Lambdasensor 7, der in dem Abgastrakt 4 einen Lambda- wert erfasst, der charakteristisch ist für das Verhältnis des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in den Zylindern der Brennkraftmaschine zum stöchiometrischen Luft-Kraftstoff- Verhältnis. Je nach Ausführungsform der Erfindung kann eine beliebige Untermenge der Sensoren oder auch zusätzliche Sensoren vorhanden sein.
Die Stellglieder sind beispielsweise als Gaseinlass- oder Gasauslassventile, Einspritzventile 34, Zündkerze, Drosselklappe, Niederdruckpumpe 51, Volumenstromsteuerventil 56 oder auch als elektromechanischer Druckregulator 57 ausgebildet.
Bevorzugt hat die Brennkraftmaschine auch weitere Zylinder, denen dann entsprechende Stellglieder zugeordnet sind.
Figur 2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Programms zum Überwa¬ chen der Kraftstoffzuführeinrichtung 5, das in der Steuereinrichtung 6 abgespeichert ist und während des Betriebs der Brennkraftmaschine abgearbeitet wird. Ein Schritt Sl wird beispielsweise ausgeführt beim Start der Brennkraftmaschine. In einem Schritt S2 wird ein erster Stationaritätswert ST1 ermittelt, der mit einem Wahrheitswert belegt wird, wenn eine stationäre Last vorliegt.
In einem Schritt S3 wird geprüft, ob der erste Stationaritätswert ST1 den Wahrheitswert hat. Vorzugsweise wird die Kraftstoffzuführeinrichtung 5 im Leerlaufbetrieb der Brennkraftmaschine überwacht, da im Leerlaufbetrieb meist eine geringe und stationäre Last vorliegt.
Stationarität der Last bedeutet beispielsweise, dass während einer Zeitdauer, die geeignet gewählt sein muss und bei- spielsweise wenige Sekunden beträgt, die Last innerhalb eines vorgegebenen, meist schmalen, Wertebereichs liegt, d.h. im Wesentlichen konstant ist. Bevorzugt wird in dem Schritt S3 auch geprüft, ob der erfasste Kraftstoffdruck FUP_AV stationär ist.
Ist die Bedingung des Schrittes S3 nicht erfüllt, dann wird in einem Schritt S4 der Programmablauf für eine erste Wartezeitdauer T_W_1 unterbrochen und dann die Bearbeitung wieder in dem Schritt S2 fortgesetzt.
Ist die Bedingung in dem Schritt S3 jedoch erfüllt, dann wird in einem Schritt S5 der aktuelle Kraftstoffdruck FUP_AV und ein erster Lambdawert LAM_1 erfasst und ein erstes Stellsignal PWM__VCV_1 des Volumenstromsteuerventils 56 ermittelt.
In einem Schritt S6 wird der vorgegebene Kraftstoffdruck FUP_SP um einen vorgegebenen Betrag oder einen vorgegebenen Faktor gegenüber dem erfassten Kraftstoffdruck FUP_AV erhöht und eingestellt. Ein in der Steuereinrichtung 6 vorgesehener Kraftstoffdruckregler regelt den Kraftstoffdruck in dem KraftstoffSpeicher 55 auf den vorgegebenen Kraftstoffdruck FUP_SP .
In einem Schritt S7 wird ein zweiter Stationaritätswert ST2 ermittelt, der charakteristisch ist für die Stationaritat des erfassten Kraftstoffdrucks FUP_AV und gegebenenfalls für die Stationaritat weiterer Betriebsgrößen, wie beispielsweise dem Lambdawert. Bei Vorliegen der Stationaritat wird der zweite Stationaritätswert ST2 mit einem Wahrheitswert belegt. In einem Schritt S8 wird der zweite Stationaritätswert ST2 auf Vorliegen der Stationaritat überprüft. Liegt keine Stationaritat vor, dann wird die Bearbeitung nach einer zweiten Wartezeitdauer T_W_2 in einem Schritt S9 wieder in dem Schritt S7 fortgesetzt. Bei Vorliegen der Stationaritat in dem Schritt S8 wird die Bearbeitung in einem Schritt S10 fortgesetzt, in dem ein zweiter Lambdawert LAM_2 erfasst wird. In einem Schritt Sll wird überprüft, ob der Betrag der Differenz aus dem zweiten Lambdawert LAM_2 und dem ersten Lambdawert LAM_1 kleiner ist als ein vorgegebener Schwellenwert LAM_THR des Lambdawerts. Ist diese Bedingung nicht erfüllt, dann verharrt das Programm in einem Schritt S12 für eine dritte Wartezeitdauer T_W_3, bevor die Bearbeitung wieder in dem Schritt S10 fortgesetzt wird. Ist die Bedingung in dem Schritt Sll jedoch erfüllt, dann wird in einem Schritt S13 ein zweites Stellsignal PWM_VCV_2 des Volumenstromsteuerventils 56 ermittelt.
Der vorgegebene Schwellenwert LAM_THR des Lambdawerts ist so klein gewählt, dass der erste und der zweite Lambdawert LAM_1, LAM_2 als im Wesentlichen gleich angesehen werden können.
In einem Schritt S14 wird überprüft, ob die Differenz aus dem zweiten Stellsignal PWM_VCV_2 und dem ersten Stellsignal PWM_VCV_1 des Volumenstromsteuerventils 56 kleiner ist als ein vorgegebener Schwellenwert PWM_VCV_THR des Stellsignals. Ist diese Bedingung erfüllt, dann wird keine Leckage erkannt und die Bearbeitung wird in einem Schritt S15 beendet oder aber, gegebenenfalls nach einer weiteren Wartezeitdauer, wieder in dem Schritt Sl fortgesetzt.
Ist die Bedingung in dem Schritt S14 jedoch nicht erfüllt, dann wird die Leckage in der Kraftstoffzuführeinrichtung 5 erkannt und in einem Schritt S16 wird ein Fehler ERR registriert und gespeichert, der bei gegebenenfalls später durchge¬ führten Wartungsarbeiten abgerufen werden kann. Ist die erkannte Leckage besonders groß, muss gegebenenfalls ein Notlauf der Brennkraftmaschine sichergestellt und/oder dem Fahrer des Kraftfahrzeugs eine erforderliche Reparatur angezeigt werden. Die Bearbeitung wird in dem Schritt S15 beendet oder in dem Schritt Sl fortgesetzt. Da die von der Hochdruckpumpe 54 geförderte Kraftstoffmenge mit der Pulsweite des pulsweitenmodulierten elektrischen Stroms steigt, führt dies bei Vorhandensein der Leckage dazu, dass das zweite Stellsignal PWM_VCV_2 des Volumenstromsteuerventils 56 größer ist als das erste Stellsignal PWM_VCV_1 des Volumenstromsteuerventils 56, wenn der vorgegebene Kraftstoffdruck FUP_SP in dem Schritt S6 erhöht wurde. Ist das zweite Stellsignal PWM_VCV_2 des Volumenstromsteuerventils 56 um mindestens einen vorgegebenen Betrag oder einen vorgegebenen Faktor größer als ein Schwellenwert PWM_VCV_THR des Stellsignals, dann wird der Fehler ERR erkannt.
Ebenso kann die Leckage erkannt werden, wenn der vorgegebene Kraftstoffdruck FUP_SP in dem Schritt S6 verringert wurde und das zweite Stellsignal PWM_VCV_2 des Volumenstromsteuerventils 56 mindestens um einen vorgegebenen Betrag oder einen vorgegebenen Faktor kleiner ist als das erste Stellsignal PWM_VCV_1 des Volumenstromsteuerventils 56.
Ferner kann das Volumenstromsteuerventil 56 so ausgebildet sein, dass der Kraftstoffförderstrom der Hochdruckpumpe 54 für steigende Pulsweiten des pulsweitenmodulierten Stellsignals fällt. Entsprechend ist bei Vorhandensein der Leckage nach der Erhöhung des vorgegebenen Kraftstoffdrucks FUP_SP das zweite Stellsignal PWM_VCV_2 des Volumenstromsteuerventils 56 um mindestens einen vorgegebenen Betrag oder einen vorgegebenen Faktor kleiner als das erste Stellsignal PWM_VCV_1 des Volumenstromsteuerventils 56 oder ist nach der Verringerung des vorgegebenen Kraftstoffdrucks FUP_SP das zweite Stellsignal PWM_VCV_2 des Volumenstromsteuerventils 56 um mindestens einen vorgegebenen Betrag oder einen vorgegebenen Faktor größer als das erste Stellsignal PWM_VCV_1 des Vo¬ lumenstromsteuerventils 56.
Alternativ zu dem Volumenstromsteuerventil 56 und der Hochdruckpumpe 54 kann beispielsweise auch eine Hochdruckpumpe 54 vorgesehen sein, deren Kraftstoffförderstrom abhängig ist von einem Ansteuerwinkel. Der Ansteuerwinkel entspricht dem Kurbelwellenwinkel, bei dem die Hochdruckpumpe 54 bei jeder Kurbelwellenumdrehung beginnt, Kraftstoff in den KraftstoffSpeicher 55 zu fördern. Die Förderung des Kraftstoffs endet jeweils, wenn der Kurbelwellenwinkel einen vorgegebenen Kurbelwellenwinkel erreicht. Das erste und das zweite Stellsignal PWM_VCV_1, PWM_VCV_2 des Volumenstromsteuerventils 56 entspricht in dieser Ausführungsform Ansteuerwinkeln. Die obigen Erläuterungen zu dem ersten und dem zweiten Stellsignal PWM_VCV_1, PWM_VCV_2 des Volumenstromsteuerventils 56 gelten entsprechend. Die Bedingung für die Erkennung der Leckage in dem Schritt S14 ist in jedem Fall entsprechend anzupassen.
Um Leckagen in der Kraftstoffzuführeinrichtung 5 genau und zuverlässig erkennen zu können, wird sichergestellt, dass die eingespritzte Kraftstoffmenge vor und nach der Änderung des vorgegebenen Kraftstoffdrucks FUP_SP in dem Schritt S6 im Wesentlichen gleich ist. Je genauer die eingespritzten Kraftstoffmengen vor und nach der Änderung des vorgegebenen Kraftstoffdrucks FUP_SP übereinstimmen, desto genauer kann die Leckage erkannt werden. Die Abweichung des zweiten Stellsignals PWM_VCV_2 des Volumenstromsteuerventils 56 von dem ersten Stellsignal PWM_VCV_1 des Volumenstromsteuerventils 56 kann so einfach der Leckage zugeordnet werden.
Die eingespritzte Kraftstoffmenge kann beispielsweise mittels des ersten und des zweiten Lambdawerts LAM_1, LAM_2 überprüft werden. Bei stationärer Last sind die Drehzahl der Brennkraftmaschine und die zugeführte Luftmasse stationär. Wenn die eingespritzte Kraftstoffmasse ebenfalls stationär ist, dann ist auch der Lambdawert stationär. Weicht der zweite Lambdawert LAM_2 nach der Änderung des Kraftstoffdrucks jedoch von dem ersten Lambdawert LAM_1 ab, so ist das Luft- Kraftstoff-Verhältnis verändert, was bei gleicher zugeführter Luftmasse auf eine geänderte eingespritzte Kraftstoffmenge zurückgeführt werden kann. Meist umfasst die Steuereinrichtung 6 eine Lambdaregelung, die die eingespritzte Kraftstoff- menge und/oder die zugeführte Luftmenge so einstellt, dass der erste und der zweite Lambdawert LAM_1, LAM_2 beispielsweise gleich Eins ist. Bei der stationären Last, bei der die zugeführte Luftmenge stationär ist, kann so einfach sicherge¬ stellt werden, dass die eingespritzte Kraftstoffmenge durch die Lambdaregelung so eingestellt wird, dass die eingespritz¬ te Kraftstoffmenge, nachdem der vorgegebene Kraftstoffdruck FUP_SP eingestellt ist, im Wesentlichen gleich der einge¬ spritzten Kraftstoffmenge vor der Änderung des vorgegebenen Kraftstoffdrucks FUP_SP ist.
Falls der erste und der zweite Lambdawert LAM_1, LAM_2 oder die Lambdaregelung zur Sicherstellung der eingespritzten Kraftstoffmenge eingesetzt wird, dann ist es erforderlich, dass der erste und der zweite Lambdawert LAM_1, LAM_2 zuver¬ lässig ermittelt werden können. Die Ermittlung des zuverlässigen ersten und zweiten Lambdawerts LAM_1, LAM_2 kann abhängig sein von der Temperatur der Brennkraftmaschine. Es ist deshalb vorteilhaft, wenn die Brennkraftmaschine ihre Be¬ triebstemperatur erreicht hat, bevor die Kraftstoffzuführeinrichtung 5 auf die Leckage überprüft wird.
Der Schwellenwert PWM_VCV_THR des Stellsignals ist vorzugsweise ein vorgegebener Wert, der beispielsweise empirisch o- der durch Simulation ermittelt wird.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Überwachen einer Kraftstoffzuführeinrichtung (5) einer Brennkraftmaschine, wobei die Kraftstoffzuführeinrichtung (5) umfasst:
- einen Niederdruckkreis,
- eine Hochdruckpumpe (54), die eingangsseitig gekoppelt ist mit dem Niederdruckkreis und die Kraftstoff in einen KraftstoffSpeicher (55) fördert, und
- einen Stellantrieb (56) , der einen Kraftstoffförderstrom der Hochdruckpumpe (54) steuert, bei dem bei einer stationären Last
- ein erster Wert eines Kraftstoffdrucks und ein erstes Stellsignal des Stellantriebs (56) ermittelt wird,
- ein zweiter Wert des Kraftstoffdrucks eingestellt wird, der um einen vorgegebenen Betrag größer oder kleiner ist als der erste Wert des Kraftstoffdrucks,
- ein zweites Stellsignal des Stellantriebs (56) ermittelt wird, nachdem der zweite Wert des Kraftstoffdrucks eingestellt ist, und
- ein Fehler (ERR) in der Kraftstoffzuführeinrichtung erkannt wird abhängig von dem ersten und dem zweiten Stellsignal des Stellantriebs (56) .
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das zweite Stellsignal des Stellantriebs ermittelt wird, wenn der Kraftstoffdruck in dem KraftstoffSpeicher (55) stationär ist.
3. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem das zweite Stellsignal des Stellantriebs (56) ermittelt wird, wenn eine das Luft-Kraftstoff-Verhältnis im Zylinder charakterisierende Größe stationär ist und ein Wert dieser Größe gleich dem Wert der Größe ist, den sie beim Ermitteln des ersten Wertes des Kraftstoffdruckes hatte.
4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der Fehler (ERR) in der Kraftstoffzuführeinrichtung (5) er- kannt wird, wenn das zweite Stellsignal des Stellantriebs von dem ersten Stellsignal des Stellantriebs um mindestens einen vorgegebenen Betrag oder einen vorgegebenen Faktor abweicht.
5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem das erste und das zweite Stellsignal des Stellantriebs ermittelt wird, wenn die Brennkraftmaschine bei geringer Last betrieben wird.
6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem das erste und das zweite Stellsignal des Stellantriebs ermittelt wird, wenn die Brennkraftmaschine im Leerlauf betrieben wird.
7. Vorrichtung zum Überwachen einer Kraftstoffzuführeinrichtung (5) einer Brennkraftmaschine, wobei die Kraftstoffzu¬ führeinrichtung (5) umfasst:
- einen Niederdruckkreis,
- eine Hochdruckpumpe (54) , die eingangsseitig gekoppelt ist mit dem Niederdruckkreis und die Kraftstoff in einen Kraft¬ stoffSpeicher (55) fördert, und
- einen Stellantrieb, der einen Kraftstoffförderstrom der Hochdruckpumpe (54) steuert, wobei die Vorrichtung derart ausgebildet ist, dass sie bei einer stationären Last
- einen ersten Wert eines Kraftstoffdrucks und ein erstes Stellsignal des Stellantriebs zu ermittelt,
- einen zweiten Wert des Kraftstoffdrucks einstellt, der um einen vorgegebenen Betrag größer oder kleiner ist als der erste Wert des Kraftstoffdrucks,
- ein zweites Stellsignal des Stellantriebs ermittelt, nachdem der zweite Wert des Kraftstoffdrucks eingestellt ist, und
- einen Fehler (ERR) in der Kraftstoffzuführeinrichtung erkennt abhängig von dem ersten und dem zweiten Stellsignal des Stellantriebs .
EP05729792A 2004-06-11 2005-03-29 Verfahren und vorrichtung zum überwachen einer kraftstoffzuführeinrichtung einer brennkraftmaschine Withdrawn EP1753952A1 (de)

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