JP3902692B2 - 噴射システムの監視方法及び装置 - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばコモンレールシステムを有する内燃機関のための噴射システムの監視方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関の監視方法は、例えば日本国特許公開第６３１４３３８３号公報から公知である。そこにはいわゆるコモンレールシステムが記述されており、このコモンレールシステムでは、図示されていないポンプが燃料を低圧領域から高圧領域に供給する。圧力調整バルブによって、高圧領域レールの圧力を所定の値に調整することができる。このバルブは、高圧領域の圧力が所定の値に達する場合に高圧領域と低圧領域との間の接続を開放する。このバルブは高圧領域の圧力を制御するために使用される。
【０００３】
圧力が所定の閾値を越える場合、このことが信号ランプによって表示される。他の手段は自動的には行われず、運転者によって行われる必要がある。
【０００４】
ディーゼルエンジンのための別の燃料噴射システムは、MTZ Motortechnische Zeitung 54,1993,11の５８８頁〜５９９頁に記載されている。このシステムでは、圧力は、高圧ポンプの制御によって、圧力の目標値と実際値との比較に依存して調整される。圧力が所定の値を越えた場合に、圧力制限バルブが高圧領域とフューエルタンクとの間の接続を開放する。この圧力制限バルブの監視は記載されていない。
【０００５】
さらに、ドイツ特許出願公開第３８０２７７１号公報から内燃機関のための安全システムが公知である。この安全システムでは、オーバーラン動作状態（エンジンブレーキ動作状態）における安全のための遮断切換バルブの監視のために、内燃機関に供給される燃料量は、応答信号が実際に行われる噴射によって発生されるまで高められる。噴射が識別されると、この安全のための遮断切換バルブが制御され、この噴射の後でまだ噴射が行われているかどうかが検査される。
【０００６】
コモンレールシステムではしばしば圧力調整バルブのほかに圧力制限バルブが使用される。この圧力制限バルブは、圧力が最大許容値を越えた場合に、高圧領域と低圧領域との間の接続を開放する。この安全のためのバルブは、通常動作においては常に閉じられている。結果的に圧力を非常に高い値に上昇させる障害の際にのみこのバルブが開けられる。
【０００７】
はりつき（動きが重くなること）、汚れること、凍結すること又は外部からの損傷によって、この圧力制限バルブはその機能を妨げられる可能性がある。相応の障害が識別されない場合、これは万一の場合に圧力制限バルブの故障及び許容できないシステム圧力を引き起こす。またこれはシステムの個々の構成要素の過負荷の原因となり、この過負荷は噴射システム乃至は内燃機関の破壊を、乃至は燃焼室への燃料の漏出を引き起こしうる。
【０００８】
圧力制限バルブの故障は簡単に識別できない。というのも、この圧力制限バルブは、通常システムに障害がある場合にのみ、例えば圧力が閾値を越えた場合に、作動するからである。通常動作では普通はこの圧力制限バルブは機能しないのである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、噴射システムの監視方法及び装置において、圧力制限バルブのコスト安で簡単な監視を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、噴射システムの監視方法において、少なくとも１つのポンプが燃料を低圧領域から高圧領域に供給し、圧力制限バルブを設け、この圧力制限バルブは、圧力が高圧領域で閾値を越えた場合に高圧領域を低圧領域に接続し、さらに、所定の動作状態において、とりわけオーバーラン動作状態（エンジンブレーキ動作状態）において、圧力を制御するための手段を制御して圧力制限バルブがエラーのない状態で高圧領域を低圧領域に接続するようにし、高圧領域の圧力をエラー識別のために評価し、高圧領域の圧力が閾値を越えて上昇する場合に圧力制限バルブのエラーを識別することによって解決され、
噴射システムの監視装置において、少なくとも１つのポンプを有し、該ポンプは燃料を低圧領域から高圧領域に供給し、高圧領域の圧力を制御する手段を有し、圧力制限バルブを有し、該圧力制限バルブは、高圧領域の圧力が閾値を越えた場合に高圧領域を低圧領域に接続し、所定の動作状態において、とりわけオーバーラン動作状態（エンジンブレーキ動作状態）において圧力を制御するための手段を制御して圧力制限バルブがエラーのない状態で高圧領域を低圧領域に接続するようにし、高圧領域の圧力をエラー識別のために評価し、高圧領域の圧力が閾値を越えて上昇する場合に圧力制限バルブのエラーを識別する手段を有することによって解決される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
ここに記述される方法によって簡単で確実な圧力制限バルブの監視が可能である。
【００１２】
本発明の有利な実施形態及び改良実施形態は従属請求項に記されている。
【００１３】
本発明を次に図面に示された実施例に基づいて説明する。
【００１４】
図１には、高圧噴射を有する内燃機関の燃料供給システムの基本的構成部材が示されている。この図示されたシステムは通常コモンレールシステムと呼ばれる。
【００１５】
１００でフューエルタンクが示されている。このフューエルタンクは、第１のフィルタ１０５、吐出ポンプ１１０を介して第２のフィルタ手段１１５に接続されている。この第２のフィルタ手段１１５から燃料は導管を介してバルブ１２０に達する。フィルタ手段１１５とバルブ１２０との間の接続導管は低圧制限バルブ１４０を介してフューエルタンク１００に接続されている。バルブ１２０は高圧ポンプ１２５を介してレール１３０に接続されている。このレールは燃料導管を介して異なるインジェクタ１３１に接続されている。圧力調整バルブ１３５を介してこのレール１３０はフューエルタンク１００に接続されている。この圧力調整バルブ１３５はコイル１３６によって制御される。
【００１６】
高圧ポンプ１２５の出力側と圧力調整バルブ１３５の入力側との間の導管は高圧領域と呼ばれる。この領域では燃料は高い圧力下にある。この高圧領域の圧力はセンサ１５０によって検出される。
【００１７】
圧力調整バルブ１３５に加えて、圧力制限バルブ１４５が配置されている。この圧力制限バルブ１４５は、次のように構成されている。すなわち、所定の圧力の場合に初めて高圧領域と低圧領域との間の接続を開放し、従って迅速な減圧がレール１３０において可能となるように構成されている。この圧力制限バルブ１４５が開かれる圧力は、この場合、次のように選択される。すなわち、この圧力の値は通常のエラーのない動作では普通は現れないように選択される。
【００１８】
制御装置１０は、高圧ポンプ１２５及び/又は圧力調整バルブ１３６に制御信号を供給する。
【００１９】
この装置は、次のように動作する。フューエルタンクにある燃料は吐出ポンプ１１０によってフィルタ手段１０５及び１１５を通って供給される。この吐出ポンプ１１０の出力側には、１〜ほぼ３barの間の圧力を有する燃料が供給される。この燃料系の低圧領域の圧力が所定の圧力に達した時にバルブ１２０が開き、高圧ポンプ１２５の入力側に所定の圧力が加えられる。この圧力はバルブ１２０の構成に依存する。通常このバルブ１２０は、ほぼ１barの圧力で高圧ポンプ１２５への接続を開放するように構成される。
【００２０】
低圧領域の圧力が許容できないほど高い値に上昇した場合、低圧制限バルブ１４０が開き、吐出ポンプ１１０の出力側とフューエルタンク１００との間の接続を開放する。バルブ１２０及び低圧制限バルブ１４０によって低圧領域の圧力はほぼ１barと３barとの間の値に保持される。
【００２１】
高圧ポンプ１２５は、燃料を低圧領域から高圧領域に供給する。この高圧ポンプ１２５は、レール１３０で非常に高い圧力を形成する。通常、外部点火式内燃機関のためのシステムの場合にはほぼ３０〜１００barの圧力値が得られ、そして自己点火式内燃機関の場合にはほぼ１０００〜２０００barの圧力値が得られる。インジェクタ１３１を介して高圧の燃料が内燃機関の個々のシリンダに配分される。
【００２２】
センサ１５０によってレール乃至は全高圧領域の圧力が検出される。コイル１３６によって制御可能な圧力調整バルブ１３５によって、高圧領域の圧力は調整される。コイル１３６に印加される電圧乃至はコイル１３６を流れる電流に依存して、この圧力調整バルブ１３５は様々な圧力値で開かれる。
【００２３】
圧力制限バルブ１４５は、システムに障害がある場合にのみ、例えば圧力が所定の閾値を越えた時に介入作動する。通常動作中にはこの圧力制限バルブ１４５は機能しない。
【００２４】
はりつき（動きが重くなること）、汚れること、凍結すること又は外部からの損傷によって、この圧力制限バルブ１４５はその機能を妨げられる可能性がある。相応の障害が識別されない場合、これは万一の場合に圧力制限バルブ１４５の故障及び許容できないシステム圧力を引き起こす。これは、システムの、例えば内燃機関のさらに別の深刻な損傷を引き起こし得る。
【００２５】
圧力制限バルブ１４５の機能を万一の場合に保証することができるためには、次のように構成される。
【００２６】
問題のない走行状況において、制御装置１０は、圧力調整バルブ１３６及び/又は高圧ポンプ１２５の制御によって、レール１３０内の圧力を、作動可能な圧力制限バルブ１４５が応答する値にまで高める。このような走行状況は、例えば燃料が噴射されない場合に発生する。これは例えばオーバーラン動作状態がそうである。さらに、いわゆるランオン（run-on）時の遮断切換過程の際に及び/又はスタートの前に検査が実施される。この制御装置が、内燃機関を遮断切換すべきだと識別するやいなや、圧力制限バルブが応答するまで圧力が高められる。
【００２７】
圧力が降下する場合、この制御装置は機能している圧力制限バルブ１４５を識別する。圧力がクリティカルな値を越えた場合、この制御装置は圧力制限バルブ１４５の機能障害を識別し、緊急走行モードに移行する。この緊急走行モードはシステムの過負荷を防止する。
【００２８】
相応する本発明の方法は、図２に実施例の形式で図示されている。ステップ２００ではオーバーラン動作状態が識別される。これは、エラー監視が作動されることを意味する。このエラー監視は、所定の動作条件がそろった場合にステップ２００で作動される。このような動作条件は、例えば燃料が噴射されない場合にそろう。これは例えばオーバーラン動作状態がそうである。
【００２９】
次いで、ステップ２１０ではタイムカウンタｔが０にセットされる。次のステップ２２０では、高圧領域の目下の圧力ＰＡが検出される。次のステップ２３０では、制御信号が送出され圧力が上昇する。これは、圧力調整バルブ１３５に信号が供給され圧力が増大することによって実現される。付加的に又は選択的に、相応に構成された高圧ポンプ１２０において、圧力が上昇するようにこれを制御することが可能である。
【００３０】
次いで、ステップ２４０でタイムカウンタｔが高められる。試問ステップ２５０で、タイムカウンタｔが閾値ｔｓより大きいかどうか検査される。タイムカウンタｔが閾値ｔｓより大きくない場合、改めてステップ２２０、２３０、２４０が実施される。
【００３１】
試問ステップ２５０が、タイムカウンタｔは閾値ｔｓより大きいと識別した場合、ステップ２６０が実施され、新たな圧力値ＰＮが検出される。この閾値ｔｓは、次のように選択される。すなわち、圧力が上昇してこの値にまで達すると、普通エラーのない動作の場合には圧力制限バルブ１４５が開くように選択される。これは、待機時間ｔｓが経過すると圧力が降下することを意味する。
【００３２】
それゆえステップ２７０では新しい値ＰＮと圧力上昇前の値ＰＡとの間の圧力差が計算される。ステップ２８０では、この圧力差ＰＤが０より小さいかどうかが検査される。この圧力差ＰＤが０より小さい場合、これは圧力が降下したことを意味する。この場合にはこのプログラムはステップ２９５で終了する。
【００３３】
試問ステップ２８０が圧力差は０より大きいと識別する場合、これは圧力が降下していないことを意味し、さらにこれは圧力制限バルブ１４５が開いていないことを推論させる。この場合、ステップ２９０でエラーが識別され、相応のエラーに対する措置が講じられる。次いでこのプログラムは同様にステップ２９５で終了する。
【００３４】
選択的に、ステップ２８０で、圧力ＰＮが、普通は圧力制限バルブが開く圧力ＰＳより大きいかどうかが検査されるように構成することもできる。圧力ＰＮがこの圧力ＰＳより大きい場合、同様にエラーが識別される。
【００３５】
常に安全のための技術において重要な構成要素である圧力制限バルブに関する情報が得られると有利である。噴射システム乃至は内燃機関の過負荷及び機能故障は確実に防止される。圧力制限バルブの機能の確実性は寿命に亘って保証され得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の装置のブロック図である。
【図２】本発明の方法のフローチャートである。
【符号の説明】
１０ 制御装置
１００ フューエルタンク
１０５ 第１のフィルタ
１１０ 吐出ポンプ
１１５ 第２のフィルタ
１２０ バルブ
１２５ 高圧ポンプ
１３０ レール
１３１ インジェクタ
１３５ 圧力調整バルブ
１３６ コイル
１４０ 低圧制限バルブ
１４５ 圧力制限バルブ
１５０ センサ

Claims (3)

  1. 噴射システムの監視方法において、
    少なくとも１つのポンプが燃料を低圧領域から高圧領域に供給し、
    圧力制限バルブを設け、該圧力制限バルブは、高圧領域の圧力が閾値を越えた場合に高圧領域を低圧領域に接続し、
    所定の動作状態において、とりわけオーバーラン動作状態（エンジンブレーキ動作状態）において、圧力を制御するための手段を制御して前記圧力制限バルブがエラーのない状態で高圧領域を低圧領域に接続するようにし、高圧領域の圧力をエラー識別のために評価し、高圧領域の圧力値が閾値を越えて上昇する場合に前記圧力制限バルブのエラーを識別する、噴射システムの監視方法。
  2. 燃料が噴射されない動作状態において検査を行うことを特徴とする請求項１記載の方法。
  3. 噴射システムの監視装置において、
    少なくとも１つのポンプを有し、該ポンプは燃料を低圧領域から高圧領域に供給し、
    高圧領域の圧力を制御する手段を有し、
    圧力制限バルブを有し、該圧力制限バルブは、高圧領域の圧力が閾値を越えた場合に高圧領域を低圧領域に接続し、
    所定の動作状態において、とりわけオーバーラン動作状態（エンジンブレーキ動作状態）において圧力を制御するための手段を制御して前記圧力制限バルブがエラーのない状態で高圧領域を低圧領域に接続するようにし、高圧領域の圧力をエラー識別のために評価し、高圧領域の圧力が閾値を越えて上昇する場合に前記圧力制限バルブのエラーを識別する手段を有する、噴射システムの監視装置。
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