WO2008058969A1 - Verfahren zur funktionsüberprüfung einer druckerfassungseinheit eines einspritzsystems einer brennkraftmaschine - Google Patents

Verfahren zur funktionsüberprüfung einer druckerfassungseinheit eines einspritzsystems einer brennkraftmaschine Download PDF

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Definitions

  • the invention relates to a method for functional testing of a pressure detection unit of an injection system of an internal combustion engine according to the features of the preamble of main claim 1.
  • Fuel injectors for operating an internal combustion engine have generally been known for many years.
  • a so-called common rail injection system the fuel supply into the respective combustion chamber of the internal combustion engine is effected by injectors.
  • a high injection pressure is advantageous because on the one hand a high specific power of the internal combustion engine and on the other hand, a low emission of pollutants can be achieved.
  • a high-pressure pump and a pressure accumulator (rail) for the fuel injection pressures of 1600 to 1800 bar can be achieved. Due to the high injection pressures, there are also high demands on the safety technology and its components.
  • Methods are known from the prior art, in which the injection system has a high-pressure control valve.
  • the operability of a pressure detection unit with the internal combustion engine switched off takes place by means of a rail pressure examination.
  • the pressure is switched off after switching off the internal combustion engine Discharged by opening the high pressure valve.
  • the pressure reduction takes place very quickly, so that it can be determined after a very short predetermined time, whether the pressure detection unit works properly. For this purpose, it is considered whether the pressure value determined after the pressure reduction is above a predetermined limit value after a predetermined time.
  • the object underlying the present invention is now to provide a method which, when using an injection system without a high-pressure control valve, makes it possible to determine the functional state of a pressure detection unit.
  • the advantages achieved by the invention are, in particular, that a method for injection systems without high-pressure control valve is available for determining the operability of a pressure detection unit.
  • the method determines the operability of the pressure detection unit with slow decay of railroad pressure.
  • Figure 1 a flowchart for determining the functional state of the pressure detection unit
  • FIG. 2 shows the temporal rail pressure profile in the event that no malfunction of the pressure detection unit is identified
  • FIG. 3 shows the temporal rail pressure profile in the event that a malfunction of the pressure detection unit is identified.
  • FIG. 1 shows a flow chart for determining the functional state of the pressure detection unit.
  • the internal combustion engine is turned off in step Sl.
  • step S10 pressure values are continuously determined and, based on these, the respective pressure gradients are determined on the basis of two successive pressure values. The time interval between the determination of these two pressure values, which are needed to determine the pressure gradients, can be specified.
  • step S20 it is determined whether the determined pressure gradient falls below a stored pressure gradient limit. In the event that the particular pressure gradient exceeds this pressure gradient threshold, it is assumed that the pressure will normally decrease via leakage. The function check of the pressure detection unit is then not pursued.
  • step S30 If, however, the pressure gradient falls below the stored pressure gradient limit value, it is checked in step S30 whether the pressure value determined at the second time is greater than a stored pressure limit value. If the pressure value determined at the second time is greater than the stored pressure limit value, then appropriate measures are initiated in step S40. It has proved to be particularly advantageous that the pressure value determined at the second time corresponds to the last determined pressure value.
  • the functional check of the pressure detection unit can also take place before the next engine start. This is particularly necessary in the event that the post-run functional check may not become active because the condition that the pressure gradient value is less than a stored pressure gradient limit value is not identified before the controller shuts down. Since the function check is part of the control unit, it can only function when the control unit is energized. A caster is understood to mean that the engine control unit also performs functions for a certain period of time after the engine has been switched off.
  • the rail pressure is completely reduced. Then the pressure gradient value is automatically smaller than a stored pressure gradient limit, so that the fault diagnosis is carried out immediately when the internal combustion engine is switched on, and thus the pressure determined last can be compared with the stored second limit value.
  • FIG. 2 shows the temporal rail pressure course 1 in the event that no malfunction is identified in the pressure detection unit.
  • the dashed line corresponds to the time profile of the stored pressure limit P2 for determining the operability of the pressure detection unit.
  • the internal combustion engine is turned off at time tl. From this point in time, the rail pressure progression Pl decreases. Up to the point in time t2, the pressure gradient curve is above a stored pressure gradient limit value, both curves not being shown in the diagram. Only from the time t2 does the pressure gradient curve fall short of the stored pressure gradient limit value and a value comparison between the rail pressure P1 determined at the second time and the stored pressure limit value P2 is carried out. The result shows that the rail pressure Pl is below the stored pressure limit value P2 at the time t2 and the pressure detecting unit is not defective.
  • FIG. 3 shows the temporal rail pressure curve PlO in the event that a malfunction occurs in the pressure detection unit is identified.
  • the dashed line corresponds to the time profile of the stored pressure limit value P20 for determining the operability of the pressure detection unit.
  • the internal combustion engine is switched off at the time t 1 '. From this point in time, the rail pressure gradient PlO has dropped. Until the time t2 ', the pressure gradient curve is above a stored pressure gradient limit, both curves not being shown in the diagram. Only from the time t2 'the pressure gradient falls below the stored Druckgradientengrenzwert and a value comparison between the last determined rail pressure PlO and the stored pressure limit P20 is performed. Since the rail pressure PlO is above the stored pressure threshold P20, an error of the pressure detection unit is identified.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Funktionsüberprüfung einer Druckerfassungseinheit eines Einspritzsystems einer Brennkraftmaschine. Dabei wird ein Einspritzsystem betrachtet, das kein Hochdruckventil aufweist. Ein Fehler tritt auf, wenn ein Druckgradientenwert einen Druckgradientengrenzwert unterschreitet, und gleichzeitig der zuletzt ermittelte Druck größer ist als ein Druckgrenzwert.

Description

Beschreibung
Verfahren zur Funktionsüberprüfung einer Druckerfassungseinheit eines Einspritzsystems einer Brennkraftmaschine.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Funktionsüberprüfung einer Druckerfassungseinheit eines Einspritzsystems einer Brennkraftmaschine gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Hauptanspruchs 1.
Kraftstoffeinspritzvorrichtungen zum Betrieb einer Brennkraftmaschine sind generell seit vielen Jahren bekannt. Bei einem sogenannten Common-Rail Einspritzsystem erfolgt die KraftstoffZuführung in den jeweiligen Brennraum der Brenn- kraftmaschine durch Injektoren. Dabei ist ein hoher Einspritzdruck vorteilhaft, da hierdurch einerseits eine hohe spezifische Leistung der Brennkraftmaschine und andererseits eine geringe Emission von Schadstoffen erreicht werden kann. Bei Verwendung einer Hochdruckpumpe und eines Druckspeichers (Rail) für den Kraftstoff können Einspritzdrücke von 1600 bis 1800 bar erreicht werden. Aufgrund der hohen Einspritzdrücke ergeben sich auch hohe Anforderungen an die Sicherheitstechnik und deren Komponenten. Die Überprüfung der Funktionsfähigkeit einer für eine Brennkraftmaschine vorgesehenen Dru- ckerfassungseinheit, erfolgt üblicherweise dadurch, dass die Brennkraftmaschine abgeschaltet und der sich mit dem Abschalten kontinuierlich abbauende Raildruck betrachtet wird. Da sowohl Einspritzsysteme mit Hochdruckregelventil als auch solche ohne Hochdruckregelventil verwendet werden, müssen da- her jeweils unterschiedliche Funktionsüberprüfungsverfahren zum Einsatz kommen.
Aus dem Stand der Technik sind Verfahren bekannt, bei denen das Einspritzsystem ein Hochdruckregelventil aufweist. Die Funktionsfähigkeit einer Druckerfassungseinheit bei abgeschalteter Brennkraftmaschine erfolgt durch eine Raildruck- betrachtung. In einem Einspritzsystem mit Hochdruckregelventil wird nach Abschalten der Brennkraftmaschine der Druck durch Öffnen des Hochdruckventils abgelassen. Der Druckabbau erfolgt dabei sehr schnell, so dass es sich nach einer sehr kurzen vorgebbaren Zeit feststellen lässt, ob die Druckerfassungseinheit einwandfrei funktioniert. Hierzu wird betrach- tet, ob sich der nach dem Druckabbau ermittelte Druckwert nach einer vorgegebenen Zeit oberhalb eines vorgegebenen Grenzwertes befindet.
Bei Einspritzsystemen, bei denen kein Hochdruckregelventil zum Einsatz kommt, erfolgt der Raildruckabbau hingegen nur sehr langsam (z.B. durch Leckageverluste). Der Raildruckabbau kann dabei sogar zeitlich länger dauern, als das Steuergerät bestromt wird. Da aber das Funktionsüberprüfungsverfahren der Druckerfassungseinheit ein Bestandteil des Steuergeräts ist, kann keine Aussage zur Funktionsfähigkeit einer Druckerfassungseinheit nach einem Abschalten der Bestromung des Steuergeräts getätigt werden.
Die der vorliegenden Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe be- steht nun darin, ein Verfahren bereitzustellen, das bei einer Verwendung eines Einspritzsystems ohne Hochdruckregelventil es ermöglicht den Funktionszustand einer Druckerfassungseinheit zu ermitteln.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesonde- re darin, dass ein Verfahren für Einspritzsysteme ohne Hochdruckregelventil zur Bestimmung der Funktionsfähigkeit einer Druckerfassungseinheit zur Verfügung steht. Insbesondere ermittelt das Verfahren die Funktionsfähigkeit der Druckerfassungseinheit bei langsamen Raildruckabbau.
Einzelheiten der Erfindung werden anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt: Figur 1: ein Flussdiagramm zur Bestimmung des Funktionszustandes der Druckerfassungseinheit
Figur 2: den zeitlichen Raildruckverlauf für den Fall, dass kein Funktionsfehler der Druckerfassungseinheit identifiziert wird,
Figur 3: den zeitlichen Raildruckverlauf für den Fall, dass ein Funktionsfehler der Druckerfassungseinheit identifiziert wird.
Figur 1 zeigt ein Flussdiagramm zur Bestimmung des Funktionszustandes der Druckerfassungseinheit. Dabei wird im Schritt Sl die Brennkraftmaschine ausgeschaltet. Anschließend werden im Schritt SlO kontinuierlich Druckwerte ermittelt und basierend auf diesen die jeweiligen Druckgradienten anhand zweier aufeinanderfolgender Druckwerte bestimmt. Die Zeitspanne zwischen der Ermittlung dieser beiden Druckwerte, die zur Bestimmung der Druckgradienten benötigt werden, ist vorgebbar. Im Schritt S20 wird ermittelt, ob der bestimmte Druckgradient einen gespeicherten Druckgradientengrenzwert unterschreitet. Für den Fall, dass der bestimmte Druckgradient diesen Druckgradientengrenzwert überschreitet, wird angenommen, dass der Druck sich normal über Leckage abbaut. Die Funktionsüberprüfung der Druckerfassungseinheit wird dann nicht weiter verfolgt. Sollte der Druckgradient den gespeicherten Druckgra- dientengrenzwert aber unterschreiten, so wird im Schritt S30 überprüft, ob der zum zweiten Zeitpunkt ermittelte Druckwert größer ist als ein gespeicherter Druckgrenzwert. Sollte der zum zweiten Zeitpunkt ermittelte Druckwert größer sein als der gespeicherte Druckgrenzwert, so werden im Schritt S40 entsprechende Maßnahmen eingeleitet. Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, dass der zum zweiten Zeitpunkt ermittelte Druckwert dem zuletzt ermittelten Druckwert entspricht .
Weiterhin kann die Funktionsüberprüfung der Druckerfassungseinheit auch vor dem nächsten Motorstart erfolgen. Dies ist insbesondere für den Fall notwendig, dass die Funktionsüberprüfung im Nachlauf unter Umständen nicht aktiv wird, weil die Bedingung, dass der Druckgradientenwert kleiner als ein gespeicherter Druckgradientengrenzwert ist, nicht identifiziert wird, bevor sich das Steuergerät abschaltet. Da die Funktionsüberprüfung Bestandteil des Steuergeräts ist, kann diese auch nur bei einer Bestromung des Steuergeräts funktionieren. Unter einem Nachlauf wird dabei verstanden, dass das Motorsteuergerät auch noch nach dem Abstellen der Brennkraftmaschine Funktionen für eine bestimmte Zeitdauer ausführt.
Bei einem längeren Stillstand der Brennkraftmaschine ist der Raildruck komplett abgebaut. Dann ist der Druckgradientenwert automatisch kleiner als ein gespeicherter Druckgradientengrenzwert, so dass sofort bei einem Einschalten der Brennkraftmaschine die Fehlerdiagnose durchgeführt, und damit der zuletzt ermittelte Druck mit dem gespeicherten zweiten Grenzwert verglichen werden kann.
Figur 2 zeigt den zeitlichen Raildruckverlauf 1 für den Fall, dass kein Funktionsfehler bei der Druckerfassungseinheit i- dentifiziert wird. Die strichlierte Linie entspricht dabei dem zeitlichen Verlauf des gespeicherten Druckgrenzwerts P2 zur Bestimmung der Funktionsfähigkeit der Druckerfassungseinheit. Die Brennkraftmaschine wird zum Zeitpunkt tl abgestellt. Ab diesem Zeitpunkt erfolgt ein Abfall des Raildruck- Verlaufs Pl. Bis zum Zeitpunkt t2 befindet sich der Druckgradientenverlauf oberhalb eines gespeicherten Durckgradien- tengrenzwerts, wobei beide Verläufe im Diagramm nicht dargestellt sind. Erst ab dem Zeitpunkt t2 unterschreitet der Druckgradientenverlauf den gespeicherten Druckgradienten- grenzwert und ein Wertvergleich zwischen dem zum zweiten Zeitpunkt ermittelten Raildruck Pl und dem gespeicherten Druckgrenzwert P2 wird durchgeführt. Das Ergebnis zeigt, dass sich der Raildruck Pl zum Zeitpunkt t2 unterhalb des gespeicherten Druckgrenzwerts P2 befindet und die Druckerfassungs- einheit nicht defekt ist.
Figur 3 zeigt den zeitlichen Raildruckverlauf PlO für den Fall, dass ein Funktionsfehler bei der Druckerfassungseinheit identifiziert wird. Die strichlierte Linie entspricht dabei dem zeitlichen Verlauf des gespeicherten Druckgrenzwerts P20 zur Bestimmung der Funktionsfähigkeit der Druckerfassungseinheit. Die Brennkraftmaschine wird zum Zeitpunkt tl' abge- stellt. Ab diesem Zeitpunkt erfolgt ein Abfall des Raildruck- verlaufs PlO. Bis zum Zeitpunkt t2' befindet sich der Druckgradientenverlauf oberhalb eines gespeicherten Druckgradientengrenzwerts, wobei beide Verläufe im Diagramm nicht dargestellt sind. Erst ab dem Zeitpunkt t2' unterschreitet der Druckgradientenverlauf den gespeicherten Druckgradientengrenzwert und ein Wertvergleich zwischen dem zuletzt ermittelten Raildruck PlO und dem gespeicherten Druckgrenzwert P20 wird durchgeführt. Da sich der Raildruck PlO oberhalb des gespeicherten Druckgrenzwerts P20 befindet, wird ein Fehler der Druckerfassungseinheit identifiziert.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Funktionsüberprüfung einer Druckerfassungseinheit in einem kein Hochdruckregelventil aufweisenden Einspritzsystem einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Common Rail Einspritzsystems, dadurch gekennzeichnet, dass unmittelbar nach Abschalten der Brennkraftmaschine ein sich zwischen zwei Zeitpunkten ergebender Druckgradient ermittelt und mit einem gespeicherten Druckgradientengrenzwert vergli- chen wird, und dass, wenn der Druckgradient diesen Druckgradientengrenzwert unterschreitet, ein zum zweiten Zeitpunkt ermittelte Druckwert mit einem gespeicherten Druckgrenzwert verglichen wird, und dann ein Funktionsfehler signalisiert wird, wenn der zum zweiten Zeitpunkt ermittelte Druckwert den gespeicherten Druckgrenzwert überschreitet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenn der Druckgradient den gespeicherten Druckgradientengrenzwert überschreitet, kein Vergleich des zuletzt ermittel- ten Druckwerts mit dem gespeicherten Druckgrenzwert durchgeführt wird.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitspanne zwischen den zwei Zeitpunkten zur Bestimmung des Druckgradienten vorgebbar ist.
4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, das eine Funktionsüberprüfung der Druckerfassungseinheit bei dem nächsten Starten der Brennkraftmaschine nachgeholt wird, wenn die Funktionsüberprüfung nach dem Abschalten der Brennkraftmaschine aufgrund einer zu kurzen Bestromung des Steuergerätes nicht durchgeführt werden kann.
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