EP2593654A2 - Verfahren und vorrichtung zum fehlererkennung beim betreiben eines kraftstoffeinspritzsystems - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum fehlererkennung beim betreiben eines kraftstoffeinspritzsystems

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EP2593654A2
EP2593654A2 EP11727465.4A EP11727465A EP2593654A2 EP 2593654 A2 EP2593654 A2 EP 2593654A2 EP 11727465 A EP11727465 A EP 11727465A EP 2593654 A2 EP2593654 A2 EP 2593654A2
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
pressure
fuel
output signal
sprail
injection system
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP11727465.4A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Matthias Siedentopf
Christian Kuhnert
Daniel Heitz
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a
  • Fuel injection system in particular for an internal combustion engine of a motor vehicle, in which a fuel pressure in a pressure accumulator characterizing output signal of the pressure accumulator associated
  • the invention further relates to a corresponding device.
  • a method and a device of this kind are already known from EP 1 310 655
  • the known methods and devices have the disadvantage that a reliable detection of an undesirably high fuel pressure in the pressure accumulator is possible only with not insignificant delays, so that short-term critical pressure increases in the pressure accumulator may not be detected in time.
  • Fuel injection system is closed when the output signal of Pressure sensor for at least a predetermined observation period takes a maximum possible value.
  • the invention is based on the assumption that the pressure sensor, although it normally outputs an output signal proportional to the fuel pressure to be detected in its working range, acts as a limiter beyond this operating range, thus limiting the output signal to a maximum possible value for the output signal as soon as the fuel pressure reaches predetermined limit value is reached, for example, an upper limit of the working range of the pressure sensor.
  • this limit is about 200 bar above a nominal operating pressure of the fuel system, wherein the nominal operating pressure of the fuel system, for example, may be up to about 2000 bar.
  • This change in the characteristic of the pressure sensor which can also be understood as a “kink” in a transfer function (pressure to output signal) or characteristic curve of the pressure sensor, is used according to the invention to determine the achievement of the pressure limit value almost without delay.
  • Filter algorithms are omitted, which make, for example, a low-pass filtering of the output signal, and which respond accordingly sluggishly to an increase of the output signal.
  • Output signal for the predetermined observation period has been detected can, for. to be closed on a mistake.
  • the observation period is preferably chosen to be much lower than the time constants of conventional filter algorithms.
  • the pressure sensor gives an electrical
  • Output signal for example, an electrical voltage in the normal Working range of the pressure sensor is usually proportional to the detected fuel pressure.
  • the pressure sensor limits its electrical output voltage representing the output signal to a corresponding voltage limit, i. a maximum possible
  • a still more reliable detection of an undesirably high fuel pressure in the pressure accumulator or more generally an error is possible according to a further variant of the invention, if only then the undesirable high fuel pressure in the pressure accumulator or the error is closed, if a temporal change of the output signal a predetermined
  • the first criterion for the detection of an overpressure is another criterion, namely
  • Pressure sensor closed to the undesirably high fuel pressure.
  • Pressure accumulator reducing countermeasure can be initiated.
  • the countermeasure may be the deactivation of a
  • Accumulator with pressurized fuel supplying supply unit for example, a Kraftstoffh ch or duck the
  • the countermeasure may include activating a pressure control valve to release fuel from the pressure accumulator.
  • the operating method according to the invention is particularly suitable for use in a fuel injection system, which is designed as a two-actuator system in which the pressure prevailing in the pressure accumulator
  • fuel pressure can be influenced by means of two actuators (metering unit for the fuel high pressure pump on the low pressure side and pressure control valve on the high pressure side).
  • the output signal can be made plausible by taking into account at least one further operating variable of the fuel injection system.
  • a plausibility check with an electrical diagnosis of the actuators influencing the fuel pressure (metering unit of a high-pressure pump,
  • Figure 1 is a schematic block diagram of an internal combustion engine with an inventively operated fuel injection system
  • FIG. 2 schematically shows a time profile of operating variables of a
  • Fuel injection system. 1 shows an internal combustion engine 1 of a motor vehicle is shown, in which a piston 2 in a cylinder 3 back and forth.
  • the cylinder 3 is provided with a combustion chamber 4, which inter alia by the piston 2, a
  • Inlet valve 5 and an exhaust valve 6 is limited. With the intake valve 5, an intake pipe 7 and with the exhaust valve 6, an exhaust pipe 8 is coupled.
  • Fuel system of the internal combustion engine 1 is denoted by the reference numeral 130
  • an injection valve 9 and a spark plug 10 protrude into the combustion chamber 4.
  • fuel can be injected into the combustion chamber 4.
  • spark plug 10 the fuel in the combustion chamber 4 can be ignited.
  • Internal combustion engine 1 is described, the invention is also applicable to self-igniting internal combustion engines or their fuel systems.
  • a rotatable throttle valve 1 1 is housed, via which the intake pipe 7 air can be supplied.
  • the amount of air supplied depends on the angular position of the throttle valve 1 1.
  • a catalyst 12 is housed, which is the cleaning of the combustion of the fuel
  • the injection valve 9 is connected via a pressure line with a fuel accumulator 13, also referred to as a common rail. In a corresponding manner, the injection valves of the other, not shown here, the cylinder
  • Fuel and return pump 14 a is provided, which is adapted to build up the desired pressure in the fuel accumulator 13. On the input side is the
  • a pressure sensor 14 with which the pressure in the fuel accumulator 13 can be measured, is arranged on the fuel accumulator 13. This pressure is the pressure exerted on the fuel and therefore the pressure
  • a control unit 15 is acted upon by input signals 16, which represent measured operating variables of the internal combustion engine 1 by means of sensors.
  • the control unit 15 with the pressure sensor 14, an air mass sensor, a
  • Lambda sensor, a speed sensor and the like connected. Furthermore, the control unit 15 is connected to an accelerator pedal sensor which generates a signal indicative of the position of a driver-actuated accelerator pedal and thus the requested torque. The control unit 15 generates output signals 17 with which the behavior of the internal combustion engine 1 can be influenced via actuators or actuators. For example, the control unit 15 is connected to the injection valve 9, the spark plug 10 and the throttle plate 1 1 and the like and generates the signals required for their control.
  • the control unit 15 is in particular also designed to be a
  • FIG. 2 shows a time profile of the fuel pressure prail in FIG
  • Pressure accumulator 13 ( Figure 1) and a corresponding output signal Sprail of the pressure sensor 14, wherein it is e.g. can be an output voltage.
  • the rail pressure prail is indicated on the left-hand ordinate in FIG.
  • the fuel pressure prail continuously increases, as may for example be the case in the case of a malfunction of a pressure regulator or of the metering unit 14b (FIG. 1).
  • the fuel pressure prail has a predeterminable limit pgrenz for the proper operation of the engine
  • Output signal Sprail of the pressure sensor 14 substantially proportional to the actual pressure prail. At rail pressures prail above the limit value pgrenz, however, the pressure sensor 14 no longer outputs a spray signal proportional to the fuel pressure prail, but rather a constant one
  • Output signal Smax having a maximum possible value corresponding to the pressure limit pgrenz.
  • the pressure sensor 14 or its output signal Sprail providing electronics acts as a limiter.
  • the pressure sensor 14 therefore only outputs the output signal which is limited to the value Smax from the time t0, although the rail pressure prail continues to increase, cf. the dashed part of the pressure curve for t> tO.
  • This effect is used according to the invention to detect the occurrence of an undesirably high fuel pressure in the pressure accumulator 13 or an associated error of the fuel injection system 130th
  • the output signal Sprail is further observed for a predefinable observation period Tb. If, within this observation period Tb, the output signal Sprail does not fall below the maximum value Smax again, that is to say when the output signal
  • the observation period Tb can advantageously be chosen so short that it is significantly smaller than conventional
  • Fuel injection system 130 is detected. The in by 2 by
  • barriers S1, S2 define by way of example a possible range for the temporal gradient of the output signal Sprail. If the gradient of the output signal Sprail lies in the range defined by the barriers S1, S2, and if the output signal Sprail then has the maximum possible value for a predefinable observation period Tb
  • Smax takes advantage of an undesirably high fuel pressure in the pressure accumulator 13 or an error in the
  • Fuel injection system 130 ( Figure 1) closed.
  • at least one countermeasure reducing the fuel pressure prail in the pressure accumulator 13 can be initiated.
  • a high-pressure pump 14a (FIG. 1) can be deactivated, which acts on the pressure accumulator 13 with fuel at high pressure.
  • High-pressure fuel pump 14a and the common rail 13 is provided, alternatively, a fuel supply to the pressure accumulator 13 influencing metering unit 14b are driven to counteract the pressure increase.
  • Fuel injection system 130 is actuated to operate in a controlled manner
  • the method according to the invention can increase the precision of the
  • Evaluation be provided to plausibilize the output signal Sprail of the pressure sensor 14 by at least one further operating size of the
  • Fuel injection system 130 is considered, for example, such sizes, which in an electrical diagnosis of the metering unit 14b or the
  • the pressure regulating valve 14c of the pressure accumulator 13 are activated.
  • delay-free closing or deactivation of the metering unit 14b of the high-pressure pump 14a can be initiated.
  • the internal combustion engine 1 containing the fuel injection system 130 can be deactivated.
  • a restart of the internal combustion engine 1 after a detected error of the fuel injection system 130 can be prevented.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftstoffeinspritzsystems (130), insbesondere für eine Brennkraftmaschine (1) eines Kraftfahrzeugs, bei dem ein einen Kraftstoffdruck (prail) in einem Druckspeicher (13) charakterisierendes Ausgangssignal (Sprail) eines dem Druckspeicher (13) zugeordneten Drucksensors (14) ausgewertet wird. Erfindungsgemäß wird dann auf einen unerwünscht hohen Kraftstoffdruck in dem Druckspeicher (13) und/oder einen Fehler in dem Kraftstoffeinspritzsystem (130) geschlossen, wenn das Ausgangssignal (Sprail) für mindestens einen vorgebbaren Beobachtungszeitraum (Tb) einen maximal möglichen Wert (Smax) annimmt.

Description

Beschreibung
Titel
Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Kraftstoffeinspritzsystems Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines
Kraftstoffeinspritzsystems, insbesondere für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, bei dem ein einen Kraftstoffdruck in einem Druckspeicher charakterisierendes Ausgangssignal eines dem Druckspeicher zugeordneten
Drucksensors ausgewertet wird.
Die Erfindung betrifft ferner eine entsprechende Vorrichtung. Ein Verfahren und eine Vorrichtung dieser Art sind bereits aus der EP 1 310 655
B1 bekannt. Die bekannten Verfahren und Vorrichtungen haben den Nachteil, dass eine zuverlässige Erkennung eines unerwünscht hohen Kraftstoffdrucks in dem Druckspeicher nur mit nicht unerheblichen Verzögerungen möglich ist, so dass kurzzeitige kritische Druckanstiege in dem Druckspeicher unter Umständen nicht rechtzeitig erkannt werden können.
Offenbarung der Erfindung
Demgemäß ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass eine möglichst schnelle Erkennung eines Druckanstiegs möglich ist.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass dann auf einen unerwünscht hohen Kraftstoff druck in dem Druckspeicher und/oder einen Fehler in dem
Kraftstoffeinspritzsystem geschlossen wird, wenn das Ausgangssignal des Drucksensors für mindestens einen vorgebbaren Beobachtungszeitraum einen maximalen möglichen Wert annimmt.
Die Erfindung geht davon aus, dass der Drucksensor, obwohl er in seinem Arbeitsbereich üblicherweise ein zu dem zu erfassenden Kraftstoffdruck proportionales Ausgangssignal ausgibt, jenseits dieses Arbeitsbereichs als Begrenzer wirkt, mithin das Ausgangssignal auf einen maximal möglichen Wert für das Ausgangssignal begrenzt, sobald der Kraftstoffdruck einen vorgebbaren Grenzwert erreicht, beispielsweise einen oberen Grenzwert des Arbeitsbereichs des Drucksensors. Beispielsweise liegt dieser Grenzwert bei etwa 200 bar über einem Nenn-Betriebsdruck des Kraftstoff Systems, wobei der Nenn-Betriebsdruck des Kraftstoffsystems beispielsweise etwa bis zu 2000 bar betragen kann.
Sobald der von dem Drucksensor überwachte Kraftstoffdruck den Grenzwert überschreitet, ändert sich das Ausgangssignal des Drucksensors nicht mehr beziehungsweise nur noch unwesentlich. Mit anderen Worten ist in diesem Wertebereich des Kraftstoffdrucks, der über dem Grenzwert liegt, keine
Proportionalität mehr gegeben zwischen dem Kraftstoffdruck und dem
Ausgangssignal des Drucksensors. Die Proportionalität ist nur unterhalb des Grenzwerts gegeben.
Diese Änderung der Charakteristik des Drucksensors, die auch als„Knick" in einer Übertragungsfunktion (Druck zu Ausgangssignal) bzw. Kennlinie des Drucksensors aufgefasst werden kann, wird erfindungsgemäß dazu ausgenutzt, das Erreichen des Druckgrenzwerts nahezu verzögerungsfrei festzustellen.
Insbesondere kann bei dieser Auswertungsstrategie vollständig auf
Filteralgorithmen verzichtet werden, welche beispielsweise eine Tiefpassfilterung des Ausgangssignals vornehmen, und welche dementsprechend träge auf einen Anstieg des Ausgangssignals reagieren. Sobald die Begrenzung des
Ausgangssignals für den vorgebbaren Beobachtungszeitraum erkannt worden ist, kann z.B. auf einen Fehler geschlossen werden. Der Beobachtungszeitraum wird bevorzugt deutlich geringer gewählt als Zeitkonstanten herkömmlicher Filteralgorithmen. Bei einer bevorzugten Erfindungsvariante gibt der Drucksensor ein elektrisches
Ausgangssignal aus, beispielsweise eine elektrische Spannung, die im normalen Arbeitsbereich des Drucksensors üblicherweise proportional zu dem erfassten Kraftstoffdruck ist. Sobald der erfasste Kraftstoff druck den vorgebbaren
Grenzwert erreicht beziehungsweise überschreitet, begrenzt der Drucksensor seine das Ausgangssignal repräsentierende elektrische Ausgangsspannung auf einen entsprechenden Spannungsgrenzwert, d.h. eine maximal mögliche
Ausgangsspannung des Drucksensors. Bei dem Erreichen dieses
Spannungsgrenzwerts kann eine das Ausgangssignal des Drucksensors auswertende Steuereinheit dementsprechend auf das Erreichen des
Kraftstoffdruckgrenzwerts schließen.
Eine noch zuverlässigere Erkennung eines unerwünscht hohen Kraftstoffdrucks in dem Druckspeicher oder ganz allgemein eines Fehlers ist einer weiteren Erfindungsvariante zufolge dann möglich, wenn erst dann auf den unerwünscht hohen Kraftstoffdruck in dem Druckspeicher oder den Fehler geschlossen wird, wenn eine zeitliche Änderung des Ausgangssignals einen vorgebbaren
Maximalwert überschritten hat, bevor der maximal mögliche Wert für das Ausgangssignal erreicht worden ist. Das bedeutet, bei dieser Erfindungsvariante tritt zu dem ersten Kriterium für die Erkennung eines Überdrucks (Begrenzung Ausgangssignal des Drucksensors) ein weiteres Kriterium, nämlich die
Auswertung eines Gradienten des Ausgangssignals. Erfindungsgemäß wird - zusätzlich zu dem ersten Kriterium - erst bei Überschreiten eines vorgebbaren Maximalwerts für den zeitlichen Gradienten des Ausgangssignals, das bedeutet bei einem zeitlich sich besonders stark ändernden Ausgangssignal des
Drucksensors, auf den unerwünscht hohen Kraftstoffdruck geschlossen.
Einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform zufolge kann bei dem Erkennen eines unerwünscht hohen Drucks in dem Druckspeicher und/oder eines Fehlers in dem Kraftstoffeinspritzsystem mindestens eine den Druck in dem
Druckspeicher reduzierende Gegenmaßnahme eingeleitet werden.
Beispielsweise kann die Gegenmaßnahme das Deaktivieren einer den
Druckspeicher mit unter Druck stehendem Kraftstoff versorgenden Zuführeinheit, beispielsweise einer Kraftstoffh och d ruckpumpe oder einer die
Kraftstoffhochdruckpumpe eingangsseitig mit Kraftstoff versorgenden
Zumesseinheit, umfassen. Ferner kann die Gegenmaßnahme das Aktivieren eines Druckregelventils umfassen, um Kraftstoff aus dem Druckspeicher austreten zu lassen. Das erfindungsgemäße Betriebsverfahren eignet sich in besonderer Weise für die Verwendung in einem Kraftstoffeinspritzsystem, welches als Zwei-Steller- System ausgebildet ist, bei dem der in dem Druckspeicher herrschende
Kraftstoffdruck demnach mittels zweier Stellglieder (Zumesseinheit für die Kraftstoffh och d ruckpumpe auf der Niederdruckseite und Druckregelventil auf der Hochdruckseite) beeinflussbar ist.
Einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform zufolge kann das Ausgangssignal plausibilisiert werden, indem mindestens eine weitere Betriebsgröße des Kraftstoffeinspritzsystems berücksichtigt wird. Hierbei kann insbesondere eine Plausibilisierung mit einer elektrischen Diagnose der den Kraftstoffdruck beeinflussenden Stellglieder (Zumesseinheit einer Hochdruckpumpe,
Druckregelventil) erfolgen.
Als eine weitere Lösung der Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung gemäß Patentanspruch 9 angegeben.
Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren der Zeichnung dargestellt sind. Dabei bilden alle beschriebenen oder dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer
Zusammenfassung in den Patentansprüchen oder deren Rückbeziehung sowie unabhängig von ihrer Formulierung beziehungsweise Darstellung in der
Beschreibung beziehungsweise in der Zeichnung.
In der Zeichnung zeigt:
Figur 1 ein schematisches Blockschaltbild einer Brennkraftmaschine mit einem erfindungsgemäß betriebenen Kraftstoffeinspritzsystem, und
Figur 2 schematisch einen zeitlichen Verlauf von Betriebsgrößen eines
Kraftstoffeinspritzsystems. In der Figur 1 ist eine Brennkraftmaschine 1 eines Kraftfahrzeugs dargestellt, bei der ein Kolben 2 in einem Zylinder 3 hin- und herbewegbar ist. Der Zylinder 3 ist mit einem Brennraum 4 versehen, der unter anderem durch den Kolben 2, ein
Einlassventil 5 und ein Auslassventil 6 begrenzt ist. Mit dem Einlassventil 5 ist ein Ansaugrohr 7 und mit dem Auslassventil 6 ist ein Abgasrohr 8 gekoppelt. Ein
Kraftstoffsystem der Brennkraftmaschine 1 ist mit dem Bezugszeichen 130
bezeichnet.
Im Bereich des Einlassventils 5 und des Auslassventils 6 ragen ein Einspritzventil 9 und eine Zündkerze 10 in den Brennraum 4. Über das Einspritzventil 9 kann Kraftstoff in den Brennraum 4 eingespritzt werden. Mit der Zündkerze 10 kann der Kraftstoff in dem Brennraum 4 entzündet werden. Obwohl vorliegend eine fremdgezündete
Brennkraftmaschine 1 beschrieben ist, ist die Erfindung auch auf selbstzündende Brennkraftmaschinen bzw. deren Kraftstoffsysteme anwendbar.
In dem Ansaugrohr 7 ist eine drehbare Drosselklappe 1 1 untergebracht, über die dem Ansaugrohr 7 Luft zuführbar ist. Die Menge der zugeführten Luft ist abhängig von der Winkelstellung der Drosselklappe 1 1 . In dem Abgasrohr 8 ist ein Katalysator 12 untergebracht, der der Reinigung der durch die Verbrennung des Kraftstoffs
entstehenden Abgase dient.
Das Einspritzventil 9 ist über eine Druckleitung mit einem auch als Common-Rail bezeichneten Kraftstoffspeicher 13 verbunden. In entsprechender Weise sind auch die Einspritzventile der anderen, vorliegend nicht abgebildeten, Zylinder der
Brennkraftmaschine 1 mit dem Kraftstoffspeicher 13 verbunden. Der Kraftstoffspeicher
13 wird über eine Zuführleitung 13a mit Kraftstoff versorgt. Hierzu ist eine
Kraftstoffh och d ruckpumpe 14a vorgesehen, die dazu geeignet ist, den erwünschten Druck in dem Kraftstoffspeicher 13 aufzubauen. Eingangsseitig ist der
Kraftstoffh och d ruckpumpe 14a eine Zumesseinheit 14b zugeordnet, die dazu ausgebildet ist, eine der Kraftstoffh och d ruckpumpe 14a saugseitig zugeführte
Kraftstoffmenge zu steuern.
Weiterhin ist an dem Kraftstoffspeicher 13 ein Drucksensor 14 angeordnet, mit dem der Druck in dem Kraftstoffspeicher 13 messbar ist. Bei diesem Druck handelt es sich um denjenigen Druck, der auf den Kraftstoff ausgeübt wird, und mit dem deshalb der
Kraftstoff über das Einspritzventil 9 in den Brennraum 3 der Brennkraftmaschine 1 eingespritzt wird.
Im Betrieb der Brennkraftmaschine 1 wird Kraftstoff in den Kraftstoffspeicher 13 gefördert. Dieser Kraftstoff wird über die Einspritzventile 9 der einzelnen Zylinder 3 in die zugehörigen Brennräume 4 eingespritzt. Mit Hilfe der Zündkerzen 10 werden Verbrennungen in den Brennräumen 3 erzeugt, durch die die Kolben 2 in eine Hin- und Herbewegung versetzt werden. Diese Bewegungen werden auf eine nicht-dargestellte Kurbelwelle übertragen und üben auf diese ein Drehmoment aus.
Ein Steuergerät 15 ist von Eingangssignalen 16 beaufschlagt, die mittels Sensoren gemessene Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine 1 darstellen. Beispielsweise ist das Steuergerät 15 mit dem Drucksensor 14, einem Luftmassensensor, einem
Lambda-Sensor, einem Drehzahlsensor und dergleichen verbunden. Des Weiteren ist das Steuergerät 15 mit einem Fahrpedalsensor verbunden, der ein Signal erzeugt, das die Stellung eines von einem Fahrer betätigbaren Fahrpedals und damit das angeforderte Drehmoment angibt. Das Steuergerät 15 erzeugt Ausgangssignale 17, mit denen über Aktoren bzw. Steller das Verhalten der Brennkraftmaschine 1 beeinflusst werden kann. Beispielsweise ist das Steuergerät 15 mit dem Einspritzventil 9, der Zündkerze 10 und der Drossellappe 1 1 und dergleichen verbunden und erzeugt die zu deren Ansteuerung erforderlichen Signale.
Das Steuergerät 15 ist insbesondere auch dazu ausgebildet, ein den
Kraftstoff druck in dem Druckspeicher 13 charakterisierendes Ausgangssignal
Sprail des Drucksensors 14 auszuwerten. Vorteilhaft ist vorgesehen, dass dann auf einen unerwünscht hohen Kraftstoffdruck in dem Druckspeicher 13 und/oder einen Fehler in dem Kraftstoffeinspritzsystem 130 geschlossen wird, wenn das Ausgangssignal Sprail für mindestens einen vorgebbaren Beobachtungszeitraum einen maximal möglichen Wert annimmt.
Figur 2 zeigt hierzu einen zeitlichen Verlauf des Kraftstoffdrucks prail in dem
Druckspeicher 13 (Figur 1 ) sowie ein entsprechendes Ausgangssignal Sprail des Drucksensors 14, bei dem es sich z.B. um eine Ausgangsspannung handeln kann. Der Raildruck prail ist auf der in Figur 2 linken Ordinate angegeben,
während das Ausgangssignal Sprail auf der in Figur 2 rechten Ordinate
angegeben ist. Aus Figur 2 ist ersichtlich, dass bei dem veranschaulichten Betriebsszenario der Kraftstoffdruck prail kontinuierlich ansteigt, wie es beispielsweise bei einer Fehlfunktion eines Druckreglers oder auch der Zumesseinheit 14b (Figur 1 ) der Fall sein kann. Zu dem Zeitpunkt t = tO hat der Kraftstoff druck prail einen vorgebbaren Grenzwert pgrenz für den ordnungsgemäßen Betrieb des
Drucksensors 14 erreicht. Bis hin zu diesem Grenzwert pgrenz ist das
Ausgangssignal Sprail des Drucksensors 14 im wesentlichen proportional zu dem tatsächlichen Druck prail. Bei Raildrücken prail oberhalb des Grenzwerts pgrenz gibt der Drucksensor 14 jedoch nicht mehr ein zu dem Kraftstoffdruck prail proportionales Ausgangssignal Sprail aus, sondern vielmehr ein konstantes
Ausgangssignal Smax, das einen maximal möglichen Wert aufweist, der mit dem Druckgrenzwert pgrenz korrespondiert. Insoweit wirkt der Drucksensor 14 beziehungsweise seine das Ausgangssignal Sprail bereitstellende Elektronik wie ein Begrenzer.
Bei dem Szenario gemäß Figur 2 gibt der Drucksensor 14 ab dem Zeitpunkt tO demnach nur noch das auf den Wert Smax begrenzte, mithin konstante, Ausgangssignal ab, obwohl der Raildruck prail weiter ansteigt, vgl. den gestrichelten Teil der Druckkurve für t > tO.
Dieser Effekt wird erfindungsgemäß dazu ausgenutzt, das Auftreten eines unerwünscht hohen Kraftstoffdrucks in dem Druckspeicher 13 festzustellen beziehungsweise einen damit verbundenen Fehler des Kraftstoffeinspritzsystems 130.
Einer besonders bevorzugten Ausführungsform zufolge wird nämlich, ab dem Zeitpunkt tO des Erreichens des Grenzwerts pgrenz, das Ausgangssignal Sprail für einen vorgebbaren Beobachtungszeitraum Tb weiter beobachtet. Sofern innerhalb dieses Beobachtungszeitraums Tb das Ausgangssignal Sprail nicht wieder unter den Maximalwert Smax fällt, das heißt wenn das Ausgangssignal
Sprail für den vorgebbaren Beobachtungszeitraum Tb den maximal möglichen Wert Smax annimmt, wird darauf geschlossen, dass der Kraftstoffdruck prail möglicherweise weiter ansteigt und daher unerwünscht hohe Werte annimmt beziehungsweise ein Fehler in dem Kraftstoffeinspritzsystem 130 vorliegt. Der Beobachtungszeitraum Tb kann erfindungsgemäß vorteilhaft so kurz gewählt werden, dass er deutlich kleiner ausfällt als von herkömmlichen
Auswertealgorithmen, welche auf einer Tiefpassfilterung des Raildrucks prail basieren, bekannte Filterzeiten. Dadurch ist vorteilhaft die Möglichkeit gegeben, bereits nach sehr kurzer Zeit Tb einen Fehler beziehungsweise einen
unerwünscht hohen Kraftstoffdruck zu erkennen, während herkömmliche
Verfahren aufgrund der Filterung nicht bereits ein entsprechendes
Auswerteergebnis liefern können. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist zusätzlich zu der Erkennung des maximal möglichen Werts Smax des Ausgangssignals Sprail vorgesehen, den zeitlichen Gradienten des Ausgangssignals Sprail vor dem Erreichen des maximal möglichen Werts Smax für das Ausgangssignal Sprail zu betrachten. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass zur Erkennung eines Fehlers oder eines unerwünscht hohen Kraftstoffdrucks in dem Druckspeicher 13 vor dem Zeitpunkt tO des Erreichens des maximal möglichen Werts Smax ein besonders steiler Anstieg des Ausgangssignals Sprail, das heißt ein besonders großer zeitlicher Gradient, vorliegen muss, damit ein Fehler des
Kraftstoffeinspritzsystems 130 erkannt wird. Die in Figur 2 durch
Geradenabschnitte angedeuteten Schranken S1 , S2 definieren beispielhaft einen möglichen Bereich für den zeitlichen Gradienten des Ausgangssignals Sprail. Sofern der Gradient des Ausgangssignals Sprail in dem durch die Schranken S1 , S2 definierten Bereich liegt, und sofern anschließend das Ausgangssignal Sprail für einen vorgebbaren Beobachtungszeitraum Tb den maximal möglichen Wert
Smax einnimmt, wird vorteilhaft auf einen unerwünscht hohen Kraftstoffdruck in dem Druckspeicher 13 beziehungsweise einen Fehler in dem
Kraftstoffeinspritzsystem 130 (Figur 1 ) geschlossen. Einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform zufolge kann bei dem Erkennen eines unerwünscht hohen Drucks in dem Druckspeicher 13 und/oder eines Fehlers in dem Kraftstoffeinspritzsystem 130 mindestens eine den Kraftstoffdruck prail in dem Druckspeicher 13 reduzierende Gegenmaßnahme eingeleitet werden. Hierbei kann beispielsweise eine Hochdruckpumpe 14a (Fig. 1 ) deaktiviert werden, welche den Druckspeicher 13 mit unter hohem Druck stehendem Kraftstoff beaufschlagt. Für gängige Common-Rail Systeme, bei denen eine feste mechanische Kopplung zwischen der
Kraftstoffhochdruckpumpe 14a und dem Common-Rail 13 vorgesehen ist, kann alternativ auch eine die Kraftstoffzufuhr in den Druckspeicher 13 beeinflussende Zumesseinheit 14b angesteuert werden, um dem Druckanstieg zu begegnen.
Als eine weitere Gegenmaßnahme kann ein Druckregelventil 14c des
Kraftstoffeinspritzsystems 130 betätigt werden, um in kontrollierter Weise
Kraftstoff aus dem Druckspeicher 13 entweichen zu lassen.
Bei einer weiteren besonders vorteilhaften Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Verfahrens kann zur Steigerung der Präzision der
Auswertung vorgesehen sein, das Ausgangssignal Sprail des Drucksensors 14 zu plausibilisieren, indem mindestens eine weitere Betriebsgröße des
Kraftstoffeinspritzsystems 130 berücksichtigt wird, beispielsweise solche Größen, welche bei einer elektrischen Diagnose der Zumesseinheit 14b oder des
Druckregelventils 14c erhalten werden.
Die Anwendung des erfindungsgemäßen Prinzips ermöglicht vorteilhaft eine frühzeitige Begrenzung des Kraftstoffdrucks in dem Druckspeicher 13.
Beispielsweise kann bei einem Fehler der Zumesseinheit 14b nahezu
verzögerungsfrei, nämlich nach der Zeit Tb (Fig. 2), das Druckregelventil 14c des Druckspeichers 13 aktiviert werden. Alternativ oder ergänzend kann auch eine Elektrokraftstoffpumpe deaktiviert werden, welche die Hochdruckpumpe 14a über die Zumesseinheit 14b in an sich bekannter Weise mit Kraftstoff versorgt. Analog hierzu kann bei einem Fehler des Druckregelventils 14c das nahezu
verzögerungsfreie Schließen beziehungsweise Deaktivieren der Zumesseinheit 14b der Hochdruckpumpe 14a veranlasst werden.
Alternativ oder ergänzend kann die das Kraftstoffeinspritzsystem 130 enthaltende Brennkraftmaschine 1 deaktiviert werden. Gegebenenfalls kann auch ein erneuter Start der Brennkraftmaschine 1 nach einem erkannten Fehler des Kraftstoffeinspritzsystems 130 unterbunden werden.

Claims

Ansprüche
1 . Verfahren zum Betreiben eines Kraftstoffeinspritzsystems (130),
insbesondere für eine Brennkraftmaschine (1 ) eines Kraftfahrzeugs, bei dem ein einen Kraftstoff druck (prail) in einem Druckspeicher (13)
charakterisierendes Ausgangssignal (Sprail) eines dem Druckspeicher (13) zugeordneten Drucksensors (14) ausgewertet wird, dadurch
gekennzeichnet, dass dann auf einen unerwünscht hohen Kraftstoff druck in dem Druckspeicher (13) und/oder einen Fehler in dem
Kraftstoffeinspritzsystem (130) geschlossen wird, wenn das Ausgangssignal (Sprail) für mindestens einen vorgebbaren Beobachtungszeitraum (Tb) einen maximal möglichen Wert (Smax) annimmt.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei der Drucksensor (14) ein elektrisches Ausgangssignal (Sprail), insbesondere eine Ausgangsspannung, ausgibt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Drucksensor (14) das
Ausgangssignal (Sprail) auf den maximal möglichen Wert (Smax) begrenzt, wenn der Kraftstoffdruck (prail) einen vorgebbaren Grenzwert überschreitet. 4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass erst dann auf den unerwünscht hohen Kraftstoff druck in dem Druckspeicher (13) und/oder einen Fehler in dem
Kraftstoffeinspritzsystem (130) geschlossen wird, wenn eine zeitliche Änderung des Ausgangssignals (Sprail) einen vorgebbaren Maximalwert überschritten hat, bevor der maximal mögliche Wert (Smax) für das
Ausgangssignal (Sprail) erreicht worden ist.
5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass bei dem Erkennen eines unerwünscht hohen Drucks in dem Druckspeicher (13) und/oder eines Fehlers in dem
Kraftstoffeinspritzsystem (130) mindestens eine den Druck (prail) in dem Druckspeicher (13) reduzierende Gegenmaßnahme eingeleitet wird. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Gegenmaßnahme das Deaktivieren einer den Druckspeicher (13) mit unter Druck stehendem Kraftstoff versorgenden Zuführeinheit (14a, 14b) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, wobei die Gegenmaßnahme das Aktivieren eines Druckregelventils (14c) umfasst, um Kraftstoff aus dem Druckspeicher (13) austreten zu lassen.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das Ausgangssignal (Sprail) plausibilisiert wird, indem mindestens eine weitere Betriebsgröße des Kraftstoffeinspritzsystems (130) berücksichtigt wird.
Vorrichtung (15) zum Betreiben eines Kraftstoffeinspritzsystems (130), insbesondere für eine Brennkraftmaschine (1 ) eines Kraftfahrzeugs, wobei die Vorrichtung (15) dazu ausgebildet ist, ein einen Kraftstoffdruck (prail) in einem Druckspeicher (13) charakterisierendes Ausgangssignal (Sprail) eines dem Druckspeicher (13) zugeordneten Drucksensors (14) auszuwerten, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (15) dazu ausgebildet ist, dann auf einen unerwünscht hohen Kraftstoffdruck in dem Druckspeicher (13) und/oder einen Fehler in dem Kraftstoffeinspritzsystem (130) zu schließen, wenn das Ausgangssignal (Sprail) für mindestens einen vorgebbaren Beobachtungszeitraum (Tb) einen maximal möglichen Wert (Smax) annimmt.
10. Vorrichtung (15) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die
Vorrichtung (15) zur Ausführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 2 bis 8 ausgebildet ist.
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