CN100430589C - 用于使一个内燃机工作的方法 - Google Patents

Abstract

涉及用于使具有一个以燃油驱动的内燃式发动机(5)的一种内燃机(1)进行工作的方法，该方法可以区分出燃油输送***中的故障。在这种情况下，燃油在压力下经过一个燃油输送***(10)被输送给内燃式发动机(5)。求出燃油输送***(10)中的压力下降速度，并根据该压力下降速度同一个给定的阈值进行的比较而推断出一种故障。

Description

用于使一个内燃机工作的方法

背景技术

本发明涉及按照独立权利要求的前序部分所述的用于使一个内燃机工作的方法。

用于使配有一个以燃油驱动的内燃式发动机的内燃机进行工作的方法是早已熟悉的了。在这种情况下，燃油在压力下经过一个燃油输送***被输送给该内燃式发动机。这时，燃油输送***中的压力被调节到一个额定值。

发明内容

所述具有独立权利要求特征的、根据本发明的方法相比较而言具有如下优点：可求得燃油输送***中的压力下降速度；根据该压力下降速度同一个给定的阈值的比较，便可推断出一种故障。以这种方式，可识别燃油输送***的一个高压环路中的所有渗漏，并将之与燃油供给***中的其它故障区分开。

通过在各项从属权利要求中述及的措施，使得在独立权利要求中述及的方法的优选改进方案和完善方案成为可能。

特别有利之处是，在压力的实际值在给定的时间并未达到所述额定值的情况下识别一个故障，并求得燃油输送***中的压力下降速度；根据该压力下降速度同给定的阈值进行的比较，便可得出故障的种类。这样可区分压力实际值和额定值之间造成调节偏差的不同故障的原因。上述区分此外还可在内燃机运行过程中实现。通过区分故障原因，例如便可在维修车间简化诊断过程。

特别有利之处还有：根据故障种类可采取应急措施。这样可实现内燃机增高的可利用性，这是因为根据故障种类可继续开动内燃机。

另一种优点在于：在数值上压力下降速度超过给定的阈值时，可识别出燃油输送***中的漏泄现象。以这种方式便可特别简单而可靠地识别出燃油输送***中的漏泄。

还有一种优点在于：一旦识别出燃油输送***中的漏泄，便可使内燃机停止运转。以这种方式可确保内燃机的安全运行。这一点尤其在内燃机驱动汽车的情况下是非常重要的。在这种情况下可提高汽车行驶安全性。

另一种优点是：在识别出燃油输送***中存在漏泄时，可以锁闭重新启动内燃机。这样便可防止出现以下问题：在消除故障之前开动内燃机。这样也可确保在内燃机运行时的安全性。

特别有利之处还有：在数值上压力下降速度没有超出预定的阈值时，可识别燃油供给***中的一种故障。这样，检测出一个故障，这个故障不要求关断内燃机，而允许其继续进行工作。从而以这种方式可提高内燃机的可利用性。

另一种优点在于：在识别出燃油供给***中的故障时，可对所供给的燃油量施行限制。这样可以使内燃机以减小的功率实现一种应急运转。

另一种优点在于：当内燃机在空转时或者在低于一个给定的负荷阈值的小的负荷时，内燃机于是也可以在识别出的故障情况下，不依赖于该故障种类而加以停机。这样，便可考虑如下的实际情况：在空转或小负荷条件下，如果在燃油输送***中压力的实际值不再达到额定值，那么使内燃机继续工作不再有什么意义。

另一种优点在于：为了求得压力下降速度，可以将燃油输送***的一个高压环路与一个低压环路加以分开，并求得高压环路中的压力下降速度。这样，便可特别简单地求得压力下降速度。

另一种优点在于：在识别出故障时，可以发出报警信号。这样，内燃机的操作者、在此情况下就是汽车的操作者即汽车驾驶员，便可获得关于存在故障的信息。

附图说明

本发明的一个实施例在附图中示出，在以下的说明中将予以详细描述。图1表示一个带有一个通向一个内燃式发动机的燃油输送***的内燃机的一个方框线路图；图2表示一种用于根据本发明的方法的示例性过程的流程图。

具体实施方式

图1中以1表示一个内燃机，该内燃机例如驱动一辆汽车。该内燃机1包含一个以燃油驱动的内燃式发动机5，该发动机例如可作为汽油机或作为柴油发动机加以设计。内燃机1还包含一个燃油供给***15，该***经过一个燃油输送***10向内燃式发动机5供给燃油。燃油供给***15包括一个机械式驱动的或电驱动的输送泵30，该输送泵将一个燃油箱40中的燃油沿朝向内燃式发动机5的方向泵送到燃油输送***10中。输送泵30可以例如并联一个带有压力阀的机械式压力调节器。此外，可以在燃油箱40的输出口处安置一个燃油过滤器。这在图1中由于清楚之故而未加以绘示。首先将燃油箱40中的燃油泵送到一个低压管道65中。在这种情况下，输送泵30例如产生一个约为3.5巴的初压。在低压管道65中须加以调定的压力可以例如由一个并联的带有压力阀的压力调节器予以实现。因此，一个例如由内燃式发动机5驱动的高压泵35得到馈供。高压泵35所具有的任务是：将燃油压力例如由约为3.5巴的初压提高到例如约为120巴。高压泵35沿着朝内燃式发动机5的方向将燃油输送到一条高压管道70中。在高压管道70中安置了一个压力调节阀45，该调节阀由一个发动机控制装置80加以控制，并根据为高压管道70中的压力须调定的额定值而加以调定。一个非所希望的超压可经过一条回流管道85如此加以减小：相应多余的燃油经过回流管道85送回到燃油箱40中。在高压泵35上还可以集成一个计量单元或其它装置以用于调定输送量，该计量单元同样可担任压力调节作用。在此情况下，压力调节阀受到控制，或者必要时还可附带地加以调节。也可以采用一种没有压力调节阀的变型方案。在本实施例中当然是从采用压力调节阀45出发的。在压力调节阀45后面沿燃油流动方向在高压管道70中安置了一个压力传感器50，该传感器可检测出高压管道70中燃油的压力，并将之传送给发动机控制装置80。燃油的流动方向在图1中以箭头表示在各条管道65、70、85中。在压力传感器50后面，在燃油的流动方向中安置了一个计量装置55，该计量装置例如包含一个或多个喷油阀，利用该喷油阀可按本领域技术人员已知的方式对所述将要喷入到内燃式发动机5的一个燃烧室中的燃油量进行调整。此外，计量装置55也由发动机控制装置80加以控制，以获得一个预定的待喷入的燃油量。燃油可以直接喷射到内燃式发动机5的一个或多个气缸中或一个吸管中，燃油经过该吸管同空气一起被输送给发动机5。在图1中象征性地绘出一条喷油管道75，燃油经过该喷油管道由计量装置55输送给内燃式发动机5。此外，绘示了一个带有一个警示灯90的信号发出装置60，该装置由发动机控制装置80加以控制。燃油供给***15如所述及地包含输送泵30、燃油箱40、低压管道65以及高压泵35。一个低压环路25包含：燃油箱40、输送泵30、低压管道65以及图中未示出的并联的压力调节器。低压管道65中一种非所希望的超压的压力降低例如可经过回流管道85来予以实现，这在图1中由于清楚之故而未示出。在低压环路25中，因此在低压管道65中的燃油的压力利用图中未示出的压力阀进行调节。一个高压环路20包含所述高压泵35、高压管道70、压力调节阀45、压力传感器50以及计量装置55。在高压环路20中，利用压力调节阀45或利用在高压泵35上所配置的计量单元来调节高压管道70中的燃油压力。燃油输送***10包含所述低压管道65、高压泵35、高压管道70、压力调节阀45以及压力传感器50。

依据本发明，所述发动机控制装置80借助于压力传感器50获得高压管道70中燃油压力的实际值，并将之同一个给定的额定值、例如120巳进行比较。在出现一个由发动机控制装置80所识别的正调节偏差的情况下，其中所述额定值大于实际值、而且在预定时间内不会被通过压力调节阀45的相应控制的实际值所达到，则发动机控制装置80便确定出一个故障。所述给定的时间在这种情况下例如可这样合适地加以选择，借以一方面允许实际值瞬时的波动，另一方面可及早地探测出该故障。对给定时间的一个合适的值例如可以是一秒钟。在这种情况下，发动机控制装置80可以通过激活信号发出装置60(在本实施例中是激活警示灯90来显示所述故障。信号发出装置60可以附加地或可替代地包括一个声学报警机构，在检定出故障时该报警机构由发动机控制装置80激活。紧挨着在识别出故障之后、或者在短的延迟时间例如也为一秒钟之后，发动机控制装置80通过对相应的计量装置55的控制、或者对所述喷油阀的控制就实现停止喷油。为此，将所述喷油阀加以闭锁。随后，发动机控制装置80通过对于压力调节阀45的相应控制或通过对于高压泵35中的计量单元的相应控制，为高压管道70中的燃油压力调定出一个尽可能最大的额定值。这个额定值例如可以是120巴。如果不能调定出这一最大可能的额定值，例如同样在给定时间为一秒钟内不能调定出的话，则发动机控制装置80便通过相应的对于压力调节阀45的控制促使实现将高压管道70中的燃油压力调节到最高可达到的额定值，在本实施例中低于120巴。如果这个额定值由实际值达到，则接下来可将高压环路20与低压环路25如此加以分开：压力调节阀45和高压泵35中的计量单元由发动机控制装置80加以关闭，而且计量装置55并因此燃油喷射***被安全截止，其中计量装置55早已被锁闭。然后，可根据压力传感器50的信号求出所述压力下降速度。为此，发动机控制装置80从压力传感器50的信号中计算出每个时间的压力变化。所述每个时间的压力变化即是压力下降速度，如果它是负的话、也就是说该压力变化是负的话。所求得的压力下降速度由发动机控制装置80同一个给定的阈值进行比较。若压力下降速度在数值上高于给定的阈值的话，则必须从高压环路20中、特别从高压管道70中存在漏泄出发来考虑问题。在这种情况下，给定的阈值可以如此加以选择，使得一种由于可容许的泄漏所造成的自然的压力损失一例如所述泄漏由于高压管道70的材料、压力调节阀45及压力传感器50的安装以及同高压泵35和计量装置55的联接所造成(例如阀具有经常进入到回流中的渗漏现象)一可导致一种压力下降速度，它从数值上低于给定的阈值；只有在高压管道70中存在真正漏泄的情况下，压力下降速度才会在数值上超越所给定的阈值。在这种情况下，所述给定的阈值可以通过在试验台上的系列试验而相应地求得。也就是说，如果在高压环路20中、特别由于在高压管道70中存在漏泄而检测出一种故障作为故障种类的话，则发动机控制装置80关停内燃机1来作为消除故障的措施，例如通过闭锁空气供给机构和/或点火机构(该点火机构在采用汽油机的情况下才使用)来实现上述关停。此外，发动机控制装置80还可以制止内燃机1的重新启动，更确切地说，也是通过闭锁空气供给机构和/或点火机构来实现。如果压力下降速度从数值上说低于给定的阈值，那么识别到在燃油供给***15中的问题作为故障种类，其中高压环路20是严密的，不会因漏油造成危险。在此情况下，产生故障的原因例如在于：输送泵30或高压泵35未能以全功率进行工作。这时，内燃机1可以至少以较低功率继续工作。

上述对故障种类的探求可以在瞬时之内、例如几秒钟之内予以实现，所以内燃机1、更确切地说一部由该内燃机例如所驱动的汽车在上述探求故障种类的过程中不会变得明显放慢。采用根据本发明的方法特别在下述情况下是合适的：内燃机1处于具有中等的或高的负荷的工作范围时。如果在小的负荷或空转时出现对于至少是给定时间的所述正调节偏差的话，那么内燃机1的继续工作通常就不再可能是合适的了，因此与故障种类无关地由发动机控制装置80例如按所述方式予以终止。这时负荷可以由发动机控制装置80按本领域技术人员所熟悉的和在图1中未示出的方式根据以下各因素求得：向内燃式发动机5所供给的空气流量、在汽车情况下的加速踏板的位置、调节元件的位置(例如用于影响空气供给的节气门的位置)、燃油喷射量等等。然后将一个相应的负荷信号同一个给定的负荷阈值进行比较，借以将一个小的负荷或空运转同一个中等的或更高的负荷区分开来。在这种情况下，所述给定的负荷阈值可以在一个试验台上如此合适地加以选择，使得低于给定负荷阈值的负荷值在一个正调节偏差的情况下对至少所述给定时间不再会导致内燃机1合适的工作，而内燃机1具有高于给定负荷阈值的负荷值时，即使在一个正调节偏差的情况下对至少所述预定的时间而言也可以毫无问题地运转。

下面将参照图2所示的流程图以实例来说明根据本发明的方法。程序开始之后，发动机控制装置80在一个程序点100处求出高压管道70中燃油压力的额定值和实际值之间的调节偏差。此外，将一个时间变量设定为零。然后分支到一个程序点105。

在程序点105处，发动机控制装置80检查是否存在一个正的调节偏差，即额定值大于实际值。如果是这种情形，则分支到一个程序点110，否则仍回到程序点100。

在程序点110处，在发动机控制装置80上，时间变量被提高一个给定的增量、例如10微秒。然后分支到一个程序点115。

在程序点115处，发动机控制装置80检查所述时间变量是否已达到或超过给定时间。如果是，则分支到一个程序点150，否则就回到程序点105。

在程序点150处，发动机控制装置80检查所求得的负荷是否低于给定的负荷阈值。如果是，则分支到一个程序点140，否则就分支到一个程序点120。

在程序点120处，发动机控制装置80使信号发出装置60的警示灯90激活，并显示出一个已识别的故障。此外，发动机控制装置80还使计量装置55关闭，从而使喷油机构关闭。随后分支到一种程序点125。

在程序点125处，发动机控制装置80借助于对由压力传感器50提供的信号的分析处理以及对压力调节阀45的控制，促使高压管道70中燃油压力的实际值调节到最大可能的、即最高可达到的额定值。然后分支到一个程序点130。

在程序点130处，发动机控制装置80促使压力调节阀45关闭，从而促使高压环路20与低压环路25分开。然后，发动机控制装置80便借助于压力传感器50的信号求出压力下降速度、即高压管道70中每个时间的燃油压力损失。随后分支到一个程序点135。

在程序点135处，发动机控制装置80检查压力下降速度的值是否超过给定的阈值。如果是，便分支到程序点140，否则就分支到一个程序点145。

在程序点140处，发动机控制装置80已检测出作为故障种类的燃油输送***10中的一个漏泄，并作为对该故障种类的反应而促使内燃机1停止运转，例如通过中断空气供给机构和/或点火机构。附带地或者可供选择地，在程序点140处发动机控制装置80还能锁闭内燃机1的重新启动。然后离开该程序。

在程序点145处，发动机控制装置80已经检测出燃油供给***15中的一个故障作为故障种类，并作为对该故障种类的反应而促使计量装置55和压力调节阀45再打开，从而使内燃机1以至少减小的功率继续工作，这是因为原来需要调整的额定值由于保持正的调节偏差之故而未被高压管道70中的燃油压力的实际值而达到。在这种情况下，发动机控制装置80可以如此控制计量装置55，使得燃油的喷射依照驾驶员愿望的转移相应于对于汽车加速踏板的操纵而缓慢地加以提高。此外，对于所喷射的燃油的油量的限制也可由发动机控制装置80来激活，借以防止不必要的燃油消耗，从而也可防止不必要的废气变劣，并实现应急运转。然后离开该程序。

特别在采用配有无漏泄的喷射器的***、例如柴油或汽油直接喷油阀上的压力喷射器时，在计量装置55上，高压管道70中的压力下降在分离开的高压环路20和低压环路25的条件下是比较缓慢的，这是因为计量装置55没有漏泄之故。高压管道70中的附加漏泄于是导致明显较快的压力下降，从而该泄漏可以简单地利用一个合适求得的、用于压力下降速度的给定阈值加以识别。在采用配有其它计量装置55的***(例如柴油机中的磁阀喷射器)时，由于该处存在喷射器漏泄之故，高压管道70中的压力下降在分离开的高压环路20和低压环路25的条件下，与在高压管道70中有附加漏泄情况下的压力下降相比，是稍缓慢的。因此，在采用配有磁阀喷射器的***时，高压管道70中的附加漏泄不太容易与已存在的喷射器漏泄区别开来，这就是说，在此情况下对压力下降速度的给定阈值必须更仔细地予以求得。此外，在选择这一阈值时必须考虑下述问题：磁阀喷射器的漏泄会在磁阀喷射器的使用寿命中增高，而且会产生不同磁阀喷射器的漏泄散布现象。为压力下降速度选择给定阈值的容差范围因此要小于采用压力喷射器情况下的容差范围。

通过根据本发明的方法，可以特别将高压环路20中的渗漏现象同其它故障区别开来。这些渗漏例如可能是由于高压管道70中的漏泄、或者一个或多个在计量装置55上的喷油阀中的漏泄所致。基于有故障的喷油阀的渗漏现象例如可能是下述原因造成的：喷油阀由于脏物微粒堆积而不再能关严。特别在内燃机1停止运转之后，本来由于高压环路20中的微小渗漏之故、特别是在有一个或多个相应地被脏污的喷油阀的情况下，燃油输送***10中的压力降低了。这时，如果一个喷油阀例如由于脏物微粒之故而不再能关闭的话，那么燃油就会由于燃油输送***10中存在的压力或者由于重力的原因而流入到内燃机1的相应气缸中。这在下一次启动内燃机1时便会导致对内燃式发动机5的损害。这一点可以通过所述对于内燃机1重新启动进行锁闭而加以防止。根据本发明的方法可以用来确定燃油输送***10中的压力下降速度，可根据前述实施例执行，即使在关闭喷油阀的情况下停止内燃机1运转之后也可予以实施。于是，只要喷油阀是完全密封的，给内燃式发动机5的燃油输送在此就被封锁了。在此情况下，向内燃式发动机5所输送的燃油不会进入到燃烧室中。

根据本发明的方法也可按所述方式应用在一种所谓的流泻试验(Shed-Tests)的领域中。利用这种流泻试验可以检测出通过燃油箱40的燃油蒸气发射及其成分。在这种情况下，热油加油设备可以使下述之点实现：在加油过程中通过不同的油品和在不同模拟条件下检验燃油输送***10的状况。于是，通过根据本发明的方法，将之应用在流泻试验过程中，便可按所述方式推断出在高压环路20中或在燃油输送***10中的渗漏现象，从而可推断出燃油供给***15中存在的故障。

Claims (10)

1.用于使具有一个以燃油驱动的内燃式发动机(5)的内燃机(1)进行工作的方法，其中燃油在压力下经过一个燃油输送***(10)被输送给内燃式发动机(5)，可以求出燃油输送***(10)中的一种压力下降速度，根据该压力下降速度同一个给定的阈值的比较便可推断出一个故障，其特征在于，可将燃油的压力调节到一个额定值；在压力的实际值在给定时间内没有达到该额定值的情况下可识别出一个故障，并求得燃油输送***(10)中的所述压力下降速度；根据压力下降速度同给定阈值的比较而求得故障的种类。

2.按权利要求1所述的方法，其特征在于，根据故障的种类而采取一种应急措施。

3.按以上权利要求1所述的方法，其特征在于，在数值上压力下降速度超过给定的阈值时，可识别出燃油输送***(10)中存在漏泄。

4.按权利要求3所述的方法，其特征在于，在识别出在燃油输送***(10)中存在漏泄时即可关停内燃机(1)。

5.按权利要求3或4所述的方法，其特征在于，在识别出在燃油输送***(10)中有漏泄时可锁闭内燃机(1)的重新启动。

6.按以上权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在数值上压力下降速度低于给定的阈值时可识别出燃油供给***(15)中有故障。

7.按权利要求6所述的方法，其特征在于，在识别出在燃油供给***(15)中有故障时激活对于所输供的燃油量的限制。

8.按以上权利要求1或2所述的方法，其特征在于，当内燃机(1)在空转工作时或以低于给定负荷阈值的小负荷进行工作时，即使在识别出故障时也与故障种类无关地关停内燃机(1)。

9.按以上权利要求1或2所述的方法，其特征在于，为了获得压力下降速度，将燃油输送***(10)的一个高压环路(20)与一个低压环路(25)分开，并求出高压环路(20)中的压力下降速度。

10.按以上权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在识别出故障时可发出报警信号。

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