DE10145194C1 - Prüfverfahren für einen Drucksensor einer Einspritzanlage - Google Patents
Prüfverfahren für einen Drucksensor einer EinspritzanlageInfo
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Abstract
Prüfverfahren für einen Drucksensor einer Einspritzanlage für eine Brennkraftmaschine, mit den folgenden Schritten: Erfassung eines ersten Messwerts des Kraftstoffdrucks durch den Drucksensor vor dem Starten einer Niederdruckpumpe, Starten der Niederdruckpumpe, Erfassung eines zweiten Messwerts des Kraftstoffdrucks durch den Drucksensor, DOLLAR A Bestimmung eines die Funktionsfähigkeit des Drucksensors wiedergebenden Prüfsignals in Abhängigkeit von dem ersten Messwert und dem zweiten Messwert.
Description
Die Erfindung betrifft ein Prüfverfahren für einen Drucksen
sor einer Einspritzanlage gemäß Anspruch 1.
Herkömmliche Einspritzanlagen für Brennkraftmaschinen weisen
üblicherweise eine Niederdruckpumpe auf, die Kraftstoff aus
einem Kraftstoffbehälter ansaugt und an eine stromabwärts ge
legene Hochdruckpumpe weiterleitet, die den zur Einspritzung
des Kraftstoffs in die Brennräume der Brennkraftmaschine er
forderlichen Kraftstoffdruck erzeugt.
Im Niederdruckbereich zwischen der Niederdruckpumpe und der
Hochdruckpumpe ist hierbei ein Niederdruckregelventil ange
ordnet, das beim Überschreiten eines vorgegebenen Kraftstoff
drucks in dem Niederdruckbereich einen Teil des von der Nie
derdruckpumpe geförderten Kraftstoffstroms abzweigt und in
den Kraftstoffbehälter zurückführt.
Die Hochdruckpumpe ist ausgangsseitig mit einem Druckspeicher
(common rail) verbunden, aus dem die den einzelnen Brennräu
men der Brennkraftmaschine zugeordneten Injektoren den einzu
spritzenden Kraftstoff entnehmen.
Die Steuerung des Kraftstoffdrucks in dem Druckspeicher kann
beispielsweise durch ein Hochdruckregelventil erfolgen, das
beim Überschreiten eines vorgegebenen Kraftstoffdrucks in dem
Druckspeicher einen Teil des von der Hochdruckpumpe geforder
ten Kraftstoffstroms abzweigt und in den Niederdruckbereich
oder in den Kraftstoffbehälter zurückführt. Es ist jedoch zur
Steuerung des Kraftstoffdrucks in dem Druckspeicher auch mög
lich, eine volumenstromgesteuerte Hochdruckpumpe zu verwen
den, deren Förderleistung zur Anpassung des Kraftstoffdrucks
eingestellt werden kann.
In beiden Fällen muss jedoch der aktuelle Kraftstoffdruck in
dem Druckspeicher gemessen werden, um das Hochdruckregelven
til bzw. die volumenstromgesteuerte Hochdruckpumpe entspre
chend regeln zu können. Hierzu wird ein mit dem Druckspeicher
verbundener Drucksensor verwendet, der ein druckabhängiges
Spannungssignal ausgibt.
Nachteilig daran ist, dass Ausfall des Drucksensors bei
spielsweise aufgrund einer Unterbrechung der Spannungsversor
gung des Drucksensors oder einer Unterbrechung der Sensorzu
leitung zu einer fehlerhaften Regelung des Kraftstoffdrucks
in dem Druckspeicher führen kann.
Aus DE 199 25 099 A1 ist ein Prüfverfahren für einen Druck
sensor bekannt, bei dem eine Messung des Kraftstoffdrucks er
folgt, wenn der Kraftstoffdruck in dem Druckspeicher durch
den Kraftstoffdruck im Niederdruckbereich bestimmt wird.
Hierbei erfolgen zwei Messungen, bei denen der Kraftstoff
druck durch verschiedene Niederdruckregler mit einem vorgege
benen Soll-Druck festgelegt wird. Aus dem Vergleich der ge
messenen Kraftstoffdrücke einerseits und der bekannten Soll-
Drücke andererseits kann dann auf die Funktionsfähigkeit des
Drucksensors geschlossen werden.
Nachteilig daran ist jedoch, dass zur Festlegung der beiden
als Referenzwerte dienenden Soll-Drücke zwei Niederdruckreg
ler erforderlich sind, was aufwändig ist.
Ferner ist aus DE 199 08 411 A1 ein Betriebsverfahren für ei
ne Einspritzanlage bekannt, bei dem ein Drucksensor anhand
von gemessenen Kraftstoffdrücken im Niederdruckbereich abge
glichen wird. Als Referenzwert dienen hierbei stets bekannte
Kraftstoffdrücke zwischen Niederdruckwerten und Hochdruckwer
ten.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
anzugeben, das die möglichst einfache Erkennung einer Fehl
funktion des Drucksensors ermöglicht.
Die Aufgabe wird durch ein erfindungsgemäßes Verfahren ge
mäß Anspruch 1 gelöst.
Die Erfindung geht von der technischen Erkenntnis aus, dass
der Druckaufbau beim Einschalten der Niederdruckpumpe durch
den vorgegebenen Soll-Regeldruck für den Niederdruckbereich
der Einspritzanlage vorgegeben ist und deshalb eine Überprü
fung der korrekten Funktion des Drucksensors ermöglicht. Im
Rahmen der Erfindung wird deshalb der Druckaufbau während des
Einschaltens der Niederdruckpumpe gemessen und mit dem vorge
gebenen Soll-Regeldruck verglichen, um in Abhängigkeit von
dem gemessenen Druckaufbau ein Prüfsignal zu erzeugen, das
die Funktionsfähigkeit des Drucksensors wiedergibt.
Hierzu wird vor oder unmittelbar nach dem Ein
schalten der Niederdruckpumpe ein erster Meßwert für den
Kraftstoffdruck bestimmt, der im wesentlichen dem Umgebungs
druck entspricht, da die Niederdruckpumpe zum Druckaufbau ei
ne vorgegebene Totzeit benötigt. Die Erfassung des ersten
Messwertes für den Kraftstoffdruck kann also auch innerhalb
eines vorgegebenen Zeitintervalls nach dem Einschalten der
Niederdruckpumpe erfolgen, sofern innerhalb dieses Intervalls
noch kein nennenswerter Druckaufbau erfolgt ist.
Das erfindungsgemäße Prüfverfahren wird nur dann durchge
führt, wenn die Niederdruckpumpe bzw. die Brennkraftmaschine
zuvor mindestens für eine vorgegebene Ausschaltzeit ausge
schaltet war, damit der Kraftstoffdruck im Niederdruckbereich
der Einspritzanlage wieder auf Umgebungsdruck abgeklungen
sein kann. Dies ist vorteilhaft, da ansonsten der im Nieder
druckbereich verbliebene Restdruck die Messung verfälschen
würde.
Darüber hinaus erfolgt vorzugsweise auch eine Plausibilitäts
prüfung des ersten Messwertes des Kraftstoffdrucks, um Fehl
messungen auszuschließen. Hierzu wird vorzugsweise aus dem
Umgebungsdruck und der bauteilspezifischen Messtoleranz des
Drucksensors die Fehlerbandbreite des Drucksensors berechnet.
Anschließend wird dann überprüft, ob der gemessene erste
Messwert innerhalb der vorgegebenen Fehlerbandbreite liegt.
Falls dies nicht der Fall ist, so kann ohne weiteres von ei
nem Sensorfehler ausgegangen werden. Falls der erste Messwert
dagegen innerhalb der Fehlerbandbreite liegt, so wird zu
nächst eine vorgegebene Totzeit abgewartet, welche die Nie
derdruckpumpe benötigt, um im Niederdruckbereich den Soll-
Kraftstoffdruck aufzubauen. Anschließend wird dann ein zwei
ter Messwert für den Kraftstoffdruck gemessen und mit dem
ersten Messwert verglichen, um in Abhängigkeit von beiden
Messwerten ein Prüfsignal zu bestimmen, das die Funktionsfä
higkeit des Drucksensors wiedergibt. Üblicherweise wird hier
bei von einer korrekten Sensorfunktion ausgegangen, wenn die
Differenz zwischen den beiden Messwerten einen vorgegebenen
Schwellenwert überschreitet.
Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den
Unteransprüchen gekennzeichnet oder werden nachstehend zusam
men mit der Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels
der Erfindung anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbei
tende Einspritzanlage als Blockschaltbild, und
Fig. 2 das erfindungsgemäße Verfahren als Flussdiagramm.
Die in Fig. 1 dargestellte Einspritzanlage ist weitgehend
herkömmlich aufgebaut und weist eine Niederdruckkraftstoff
pumpe 1 auf, die Kraftstoff aus einem Kraftstoffbehälter 2
ansaugt und an eine stromabwärts nachgeordnete Hochdruckpumpe
3 weiterleitet, die den zur Einspritzung des Kraftstoffs in
die Brennräume der Brennkraftmaschine erforderlichen Kraft
stoffdruck erzeugt.
In dem Niederdruckbereich zwischen der Niederdruckkraftstoff
pumpe 1 und der Hochdruckkraftstoffpumpe 3 ist ein Nieder
druckregelventil 4 angeordnet, das bei Überschreiten eines
vorgegebenen Kraftstoffdrucks in dem Niederdruckbereich einen
Teil des von der Niederkraftstoffpumpe 1 geförderten Kraft
stoffstroms abzweigt und in den Kraftstoffbehälter 2 zurück
führt, so dass der Kraftstoffdruck in dem Niederdruckbereich
zwischen der Niederdruckkraftstoffpumpe 1 und der Hochdruck
kraftstoffpumpe 3 im Normalbetrieb der Einspritzanlage annä
hernd konstant bleibt.
Der Antrieb der Niederdruckkraftstoffpumpe 1 erfolgt durch
einen nicht dargestellten Elektromotor, wohingegen der An
trieb der Hochdruckkraftstoffpumpe 3 durch eine Nockenwelle 5
erfolgt, jedoch ist auch ein gemeinsamer Antrieb durch die
Nockenwelle 5 möglich.
Ausgangsseitig ist die Hochdruckkraftstoffpumpe 3 über ein
Rückschlagventil 6 mit einem Druckspeicher 7 verbunden, aus
dem die den einzelnen Brennräumen der Brennkraftmaschine zu
geordneten und hier nur schematisch dargestellten Injektoren
den Kraftstoff zur Einspritzung in die Brennräume der Brenn
kraftmaschine entnehmen.
Der Druckspeicher 7 ist in herkömmlicher Weise mit einem
Drucksensor 8 verbunden, der ein Spannungssignal erzeugt, das
den Kraftstoffdruck in dem Druckspeicher 7 wiedergibt, wobei
das Spannungssignal des Drucksensors 8 an eine elektronische
Motorsteuerung 9 weitergeleitet wird.
Die elektronische Motorsteuerung 9 hat u. a. die Aufgabe, die
volumenstromgesteuerte Hochdruckkraftstoffpumpe 3 so anzu
steuern, dass die Förderleistung der Hochdruckkraftstoffpumpe
3 an den jeweiligen Kraftstoffbedarf angepasst ist, damit der
Kraftstoffdruck in dem Druckspeicher annähernd konstant
bleibt. Das von der elektronischen Motorsteuerung 9 an die
Hochdruckkraftstoffpumpe 3 ausgegebene Steuersignal bestimmt
also die Förderleistung der Hochdruckkraftstoffpumpe 3 und
damit den Kraftstoffdruck in dem Druckspeicher 7.
Es ist jedoch auch möglich, anstelle der volumenstromgesteu
erten Hochdruckkraftstoffpumpe 3 eine kontinuierlich fördern
de Hochdruckkraftstoffpumpe in Verbindung mit einem Proporti
onalregelventil einzusetzen. Bei dieser Technologie wird das
Proportionalregelventil mit einer pulsweitenmodulierten Span
nung beaufschlagt, wobei die Spannung einen Stromfluss her
vorruft, der einen dazu proportionalen Kraftstoffdruck verur
sacht.
Die elektronische Motorsteuerung 9 führt hierbei das im fol
genden beschriebene erfindungsgemäße Verfahren durch, um den
Drucksensor 8 zu prüfen.
Das erfindungsgemäße Prüfverfahren beginnt gemäß der Darstel
lung nach Fig. 2 in einem ersten Schritt 10 mit der Messung
eines ersten Messwertes U1 für den Kraftstoffdruck durch den
Drucksensor 8, wobei der erste Messwert U1 in der elektroni
schen Motorsteuerung 9 zwischengespeichert wird.
In einem zweiten Schritt 11 wird dann die Niederdruckpumpe 1
angeschaltet, wobei die Messung des ersten Messwertes U1
wahlweise auch kurz nach dem Einschalten der Niederdruckpumpe
1 erfolgen kann, sofern die Messung so frühzeitig erfolgt,
dass noch kein wesentlicher Druckaufbau in dem Niederdruckbe
reich erfolgt ist.
In einem dritten Schritt 12 wird dann die Ausschaltzeit TAUS
der Niederdruckpumpe 1 seit dem letzten Betrieb der Ein
spritzanlage bestimmt. Dies ist wichtig, da der Kraftstoff
druck in dem Niederdruckbereich der Einspritzanlage nach dem
Ausschalten der Einspritzanlage nur langsam abklingt, so dass
der verbliebene Restdruck möglicherweise das erfindungsgemäße
Prüfverfahren stört.
In einem nächsten Schritt 13 wird die Ausschaltzeit TAUS des
halb mit einem Minimalwert TMIN verglichen, wobei das erfin
dungsgemäße Prüfverfahren abgebrochen wird, wenn die Aus
schaltzeit TAUS den vorgegebenen Minimalwert TMIN unterschrei
tet, da der Kraftstoffdruck in dem Niederdruckbereich der
Einspritzanlage in einem solchen Fall noch nicht bis auf Um
gebungsdruck abgeklungen ist.
Andernfalls wird in einem nächsten Schritt 14 die Fehlerband
breite des Drucksensors 8 berechnet. Hierbei wird davon aus
gegangen, dass in dem Niederdruckbereich bei der Messung des
ersten Messwertes U1 Umgebungsdruck PUMG herrscht, so dass
sich aus der bekannten Spannungs-Druck-Kennlinie des Druck
sensors 8 und der ebenfalls bekannten Bauteilspezifischen
Messtoleranz ΔUFEHLER die Fehlerbandbreite berechnen lässt.
In einem nächsten Schritt 15 wird dann überprüft, ob der ers
te Messwert U1 innerhalb der vorgegebenen Fehlerbandbreite
liegt, um eine Fehlmessung ausschließen zu können. Falls der
erste Messwert U1 nicht innerhalb der vorgegebenen Fehler
bandbreite liegt, so wird in einem nächsten Schritt 16 von
einem Sensorfehler ausgegangen und das erfindungsgemäße Prüf
verfahren abgebrochen.
Andernfalls wird in einem Schritt 17 zunächst eine vorgegebe
ne Totzeit Ttot abgewartet, die für den Druckaufbau in dem
Niederdruckbereich der Einspritzanlage erforderlich ist.
Anschließend wird dann in einem Schritt 18 ein zweiter Mess
wert U2 für den Kraftstoffdruck von dem Drucksensor 8 gemes
sen, um in einem nächsten Schritt 19 den gemessenen Druckauf
bau U2 - U1 mit dem technisch vorgegebenen Druckaufbau ΔU
vergleichen zu können. Falls der gemessene Druckaufbau klei
ner ist als der technisch vorgegebene Druckaufbau, so kann in
dem Schritt 16 von einem Sensorfehler ausgegangen werden. An
dernfalls wird zu einem Schritt 20 übergegangen und von einer
korrekten Sensorfunktion ausgegangen.
Claims (6)
1. Prüfverfahren für einen Drucksensor (8) einer Einspritz
anlage für eine Brennkraftmaschine, die einen Niederdruck
bereich und einen Hochdruckbereich aufweist, mit den folgen
den Schritten:
dass der erste Messwert vor oder kurz nach dem Starten der Nieder druckpumpe (1) erfasst wird und
dass die Ausschaltzeit zwischen dem letzten Abschalten der Brennkraftmaschine und dem darauf folgenden Einschalten der Niederdruckpumpe (1) gemessen wird, wobei der erste Messwert für den Kraftstoffdruck nur dann bei der Bestimmung des Prüf signals berücksichtigt wird, wenn die Ausschaltzeit eine vor gegebene Zeitdauer überschreitet.
- - Erfassung eines ersten Messwerts des Kraftstoffdrucks durch den Drucksensor (8),
- - Starten der Niederdruckpumpe (1),
- - Erfassung eines zweiten Messwerts des Kraftstoffdrucks durch den Drucksensor (8) nach dem Starten der Nieder druckpumpe (1),
- - Bestimmung eines die Funktionsfähigkeit des Drucksensors (8) wiedergebenden Prüfsignals in Abhängigkeit von dem ersten Messwert und dem zweiten Messwert,
dass der erste Messwert vor oder kurz nach dem Starten der Nieder druckpumpe (1) erfasst wird und
dass die Ausschaltzeit zwischen dem letzten Abschalten der Brennkraftmaschine und dem darauf folgenden Einschalten der Niederdruckpumpe (1) gemessen wird, wobei der erste Messwert für den Kraftstoffdruck nur dann bei der Bestimmung des Prüf signals berücksichtigt wird, wenn die Ausschaltzeit eine vor gegebene Zeitdauer überschreitet.
2. Prüfverfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass zwischen dem Starten der Niederdruckpumpe (1) und der
Erfassung des zweiten Messwerts des Kraftstoffdrucks eine
vorgegebene Totzeit abgewartet wird.
3. Prüfverfahren nach mindestens einem der vorhergehenden An
sprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der erste Messwert des Kraftstoffdrucks einer Plausi
bilitätsprüfung unterzogen und nur bei erfolgreicher Plausi
bilitätprüfung bei der Bestimmung des Prüfsignals berück
sichtigt wird.
4. Prüfverfahren nach dem vorangehenden Anspruch,
dadurch gekennzeichnet,
dass der erste Messwert mit einem vorgegebenen Minimalwert
verglichen und bei der Bestimmung des Prüfsignals nur berück
sichtigt wird, wenn er oberhalb des Minimalwertes liegt.
5. Prüfverfahren nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass der erste Messwert mit einem vorgegebenen Maximalwert
verglichen und bei der Bestimmung des Prüfsignals nur berück
sichtigt wird, wenn er unterhalb des Maximalwertes liegt.
6. Prüfverfahren nach mindestens einem der vorhergehenden An
sprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass zur Bestimmung des Prüfsignals die Differenz zwischen
dem ersten Messwert und dem zweiten Messwert des Kraftstoff
drucks ermittelt wird und mit einem vorgegebenen Minimalwert
verglichen wird, wobei das Prüfsignals von dem Vergleich ab
hängt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10145194A DE10145194C1 (de) | 2001-09-13 | 2001-09-13 | Prüfverfahren für einen Drucksensor einer Einspritzanlage |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10145194A DE10145194C1 (de) | 2001-09-13 | 2001-09-13 | Prüfverfahren für einen Drucksensor einer Einspritzanlage |
Publications (1)
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ID=7698933
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DE10145194A Expired - Fee Related DE10145194C1 (de) | 2001-09-13 | 2001-09-13 | Prüfverfahren für einen Drucksensor einer Einspritzanlage |
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---|---|
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- 2001-09-13 DE DE10145194A patent/DE10145194C1/de not_active Expired - Fee Related
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8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
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