CN101061303A - 用于内燃机燃料喷射阀泄漏检查的方法和装置 - Google Patents

Abstract

对用于内燃机燃料喷射阀泄漏检查的方法和装置，要求出表明燃料喷射阀至少一部分的温度的特征的温度参数。由这个温度参数推断泄漏的存在。

Description

用于内燃机燃料喷射阀泄漏检查的方法和装置

技术领域

本发明涉及如独立权利要求前序部分所述的用于内燃机燃料喷射阀泄漏检查的方法和装置，它具有执行机构，通过该执行机构至少间接地通过电控制单元控制燃料喷射阀与高压燃料源的连接。

背景技术

对于装有内燃机的机动车，燃料借助燃料泵从燃料箱进行输送并通过燃料管路输送给也称为喷射器的燃料喷射阀。多余的燃料通常通过回流管路回到燃料箱中。对于带有高压喷射***的内燃机，特别是有自动点火***的内燃机，在燃料泵上连接着另外一个泵，它在一个也称为油轨的高压区域产生非常高的压力，该油轨与喷射器相连。对于这种燃料供应***存在高压部分泄漏的危险，由此燃料到达回流管路中。这通常被称为内部泄漏。此外也可能有向外的泄漏，在这种情况下燃料在高压下到达发动机舱。喷射器升高的泄漏导致油轨压力的持续的偏差。这可能导致内燃机发生故障。

由DE 197 03 891 A1公开了一种识别内燃机特别是带有共轨***的内燃机的燃料供应***中的泄漏的方法和装置，其中压力传感器采集高压区域中的压力。在这种情况下要采集至少两个不同时刻的压力值，由这两个压力值产生燃料量对照，此时从燃料量对照推断出故障。通过这种方法和这种装置尽管一般可以识别出泄漏，但是不能以这种方式识别特定缸的泄漏。因此在有泄漏的情况下必须更换所有的喷射器，尽管例如只有一个唯一的喷射器有泄漏。这不仅在成本观点上是不利的，而且所有喷射器的更换也需要不可忽略的装配费用。

此外已知仅用于工场的在喷射器上利用小试管进行个别喷射器泄漏测量，不过这只对客车使用并且此外未被所有汽车生产商接受，因为这种泄漏测量要求对运转的内燃机用燃料开放地操作，这是不可忽略的安全风险。

发明内容

因此本发明的任务在于提出用于内燃机燃料喷射阀泄漏检查的方法和装置，通过该方法和装置能够以简单且安全的方式确定，是否单个的喷射器有泄漏。

该任务对于开头所述类型的用于内燃机燃料喷射阀泄漏检查的方法和装置通过权利要求1和9的特征解决。

本发明使用根据经验得到的认识，即泄漏强化加热喷射器本体包括其附件。因此本发明的基本构思是，采集表明燃料喷射阀的至少一部分的温度的特征的温度参数并由此推断泄漏的存在。可以借助传感器直接测量温度作为温度参数。特别有利的是，温度参数可以由电参数导出。例如电磁阀的线圈的电阻与线圈的温度是相关的。也就是说通过采集电流和电压值得出电阻。然后由电阻计算出温度。在这里特别有利的是，可以使用测量参数例如电流或电压中的一个作为温度参数，或使用计算的参数例如电阻作为温度参数。在下面温度参数只称为温度。

因为在有故障的情况下泄漏不是突然地，而是连续地升高，在内燃机出现完全停止运转之前，可以以这种方式借助温度测量探测有故障的喷射器并更换。

特别有利的是该方法可以在使用电磁阀的情况下应用。在这种情况下采集电磁阀励磁线圈的温度，并由此推断泄漏的存在。

特别有利的是，不测量喷射器的单次回流量也可以进行泄漏测量。由此明显降低了测量费用。对于单次回流量不能或只能很困难测量的***，才可以通过该方法进行诊断。

在此如果温度参数超过了可预设的阈值和/或如果温度参数的时间梯度超过了可预设的另一个阈值和/或如果温度参数的时间梯度的时间变化超过了可预设的另一个阈值，那么总是推断出泄漏的存在。

为了改善泄漏识别，在确定可预设的阈值时要考虑内燃机的温度，因为该温度可能歪曲地作用在线圈温度上。在此甚至优选采集单个气缸的温度参数，因为在内燃机内部可能出现温度梯度。

温度参数原则上可以以不同的方式方法例如也借助温度传感器或类似器件进行采集。这特别对压电执行机构有意义。在一种有利的实施方式中温度参数由线圈电流确定，并且在此优选由保持电流调节器的占空因数确定。优选温度参数在确定的预设占空因数的情况下由电流水平的高度确定。由此可以使用已经存在的控制单元并无需附加的传感器元件。特别有利的是在没有触发执行机构的阶段给执行机构加载检测电流。在这里优选选择恒定电流，并由出现的电压的高度求出温度参数。

这意味着，温度参数由电压和电流的比求出，其中这些成比例的参数中的一个在执行机构上相应是恒定的，而另一个参数则要测量。

根据本发明的方法不仅可以在行驶中通过普通的在行驶中控制内燃机的控制单元实施，而且可以在维修时通过诊断测试仪-下面也称为测试仪-实施。在这里即使在旧车辆中也不用改变控制器就能进行测量。在此可以将单个元件和任务任意分配到控制单元和测试仪上。也就是说用于实施根据本发明的方法的机构至少部分是控制单元的组成部分，或者说用于实施根据本发明的方法的机构至少部分是测试仪的组成部分。

特别有利的是对两个在不同的油轨压力下测量的温度参数之间的差进行分析。

附图说明

本发明另外的优点和特征是下面对本发明的实施例的说明和图解示意图的主题。

图中示出：

图1是根据本发明的带有电磁阀喷射器的装置的示意剖面图；

图2是占空因数关于线圈温度示意图；以及

图3是该方法的实施方式的流程图。

具体实施方式

喷油开始和喷油量利用可电子触发的、安装在内燃机的气缸300中的喷射器、例如在图1中所示的电磁阀喷射器调整。燃料从燃料高压源95-它例如对于共轨***至少包括燃料高压泵和高压存储器(油轨)-经过高压接头90进入高压进口通道92到达也被称为喷嘴针的喷嘴60以及经过进口节流阀100输送到阀门控制室50。阀门控制室50可以经过出口节流阀80与燃料回路10连接，该出口节流阀80可以通过由励磁线圈20、衔铁30以及阀球40组成的电磁阀打开。

在出口节流阀80关闭的状态下，阀门活塞110上的液压力超过在喷嘴针60的压力凸肩62上的力。因此喷嘴针60压在它的座上并相对(未示出的)发动机舱密封地关闭高压进口通道92。在发动机不运转和例如在高压存储器中无压力时，喷嘴弹簧64关闭喷射器。

在触发电磁阀时，即励磁线圈20和由此衔铁30和阀球40由此打开出口节流阀80，即阀球40从其座上脱离。进口节流阀100阻止完全的压力平衡，这样阀门控制室50中的压力以及由此阀门活塞110上的液压力下降。一旦液压力下降到低于作用在喷嘴针60的压力凸肩62上的力，喷嘴针60就打开。现在燃料通过喷油孔70达到发动机的燃烧室310中。在电磁阀(励磁线圈20)不再被触发时，衔铁30通过阀门弹簧22的力向下压。阀球40关闭出口节流阀80。由此在阀门控制室50中通过进口节流阀100的流入重新建立对应于油轨压力的压力。这个较大的压力在阀门活塞110上作用较高的力，这样喷嘴针60重新关闭。进口节流阀100的流量决定喷嘴针60的关闭速度。

使用这种通过液压力增强***的喷嘴针60的间接触发，是因为利用电磁阀不能产生喷嘴针60快速打开必需的力。在此除了喷射的燃料量以外所需的控制量通过控制室的节流阀达到燃料回路10中。

在有泄漏的情况下，那么喷射器本体包括其附件被强化加热。泄漏量本身同样是热的并加热布置在燃料回路中的衔铁30和励磁线圈20。那么本发明的基本构思是，由喷射器的至少一部分的温度，特别是励磁线圈20的温度推断出泄漏。

励磁线圈20的温度例如通过控制单元200中已知的保持电流调节器的占空因数求出。在这种情况下使用对于励磁线圈20的触发总归必须的连接导线205，210用于温度的求出，由此以特别有利的方式无需附加的导线。线圈温度例如在固定的预设占空因数下由电流水平的高度确定。

如图2所示，保持电流调节器的占空因数相对线圈温度成比例地变化。由此可以从保持电流调节器的占空因数推断出励磁线圈20的温度。

如果励磁线圈20的温度上升超过了可预设的阈值和/或温度的可预设的时间梯度和/或温度的时间梯度的时间变化的可预设的值分别超过了可预设的阈值，将推断出燃料喷射阀的泄漏。为了排除泄漏测量的错误，此时在确定阈值时必须考虑发动机的温度，并且特别考虑装有燃料喷射阀的单个气缸300的温度。

上述方法优选适合用于内燃机的运转工况。也就是说该方法在内燃机工作期间执行。如果根据本发明的方法通过外部的诊断测试仪实施和/或初始化则是特别有利的。它在在工场中维护时进行。

在使用这样的诊断测试仪时，下面也称为测试仪，下面描述的方法的应用是特别有利的。该方法也可以在行驶中由控制单元执行。

在这里温度测量的实现优选在没有喷射的阶段完成。其中测量可以在两次喷射之间的间歇或在没有配量燃料的阶段进行。为了测量将执行机构加载恒定电流。从电流和电压之间的比，不管是已知的还是测量的，得出执行机构的电阻并由此得出执行机构的温度。

在最可能接近的位置线束被在插头连接处断开并借助适配器插头在发动机控制器和喷射器之间接入测试仪。由此测试仪得到喷射器电接头的测针。

对于温度测量或者说电阻测量，通过相应的触发获得发动机控制器在喷射器上的喷射控制之间的供使用的间歇。在该间歇中由测试仪给喷射器加上恒定的测量电流。检测出现的电压下降。从加上的电流和测量的电压计算出电阻并由此计算出温度。

该测量流程将自动对每个喷射器在一个低的和一个高的油轨压力下进行。通过分析在不同油轨压力下的温度的差值ΔT可以排除不同的热力学基态的影响，这些基态归因于相应的气缸位置。如果气缸的差值ΔT超过了确定的极限值，则该喷射器识别为有故障的。

在图3中借助流程图示出了检查的流程。在步骤400开始检查程序。在步骤410触发压力调节器，从而设定第一油轨压力水平。在步骤420等候一段时间，在该时间内喷射器的温度在设定的油轨压力水平下稳定。在步骤430所有气缸的线圈温度通过加载恒定电流并检测电压下降求出。在步骤440触发压力调节器，从而设定第二油轨压力水平。优选第二油轨压力水平明显高于第一油轨压力水平。在步骤450等候一段时间，在该时间内喷射器的温度在设定的油轨压力水平下稳定。在步骤460所有气缸的线圈温度通过加载恒定电流并检测电压下降求出。接着在步骤470求出两个在不同油轨压力下的温度值之间的差值ΔT并与一个极限值比较。如果求出的差值在至少其中一个气缸中大于极限值，则识别出故障。在步骤480进行结果的显示。在步骤490结束检查方法。

Claims (13)

1.用于内燃机燃料喷射阀泄漏检查的方法，其特征在于，求出表明燃料喷射阀至少一部分的温度的特征的温度参数并由此推断泄漏的存在。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述温度参数由保持电流调节器的占空因数确定。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述温度参数在确定的预设占空因数下由电流水平的高度确定。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述温度参数由电压和电流的比例求出，其中这些成比例的参数中的一个在执行机构上是恒定的，而测量另一个参数。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述温度参数在执行机构没有触发的阶段求出。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述两个在不同的燃料压力下的温度参数之间的差进行分析。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，如果所述温度参数超过了可预设的阈值和/或如果温度参数的时间梯度超过了可预设的另一个阈值和/或如果温度参数的时间梯度的时间变化超过了可预设的另一个阈值，则推断出有泄漏。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在确定所述阈值时要考虑内燃机的温度。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在确定所述阈值时要考虑装有燃料喷射阀的内燃机的气缸(300)的温度。

10.用于内燃机燃料喷射阀泄漏检查的装置，其特征在于，设置求出表明燃料喷射阀至少一部分的温度的特征的温度参数并由此推断泄漏的存在的机构。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，使用电磁阀作为执行机构。

12.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述机构至少部分是控制内燃机运转的控制单元的组成部分。

13.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述机构至少部分是诊断测试仪的组成部分。

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