DE102008043861A1 - Method for monitoring pressure flow on high pressure side of fuel injection system of internal-combustion engine, involves forming difference between output signal of pressure sensor and given reference value of combustion engine pressure - Google Patents
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Abstract
Description
Stand der TechnikState of the art
Kraftstoffeinspritzsysteme, insbesondere Common-Rail-Einspritzsysteme, weisen eine Druckregelung auf. Dazu ist ein Drucksensor auf der Hochdruckseite des Kraftstoffeinspritzsystems vorgesehen, welcher den Ist-Wert des Drucks an ein Steuergerät übermittelt. Dieser Drucksensor wird häufig im Common-Rail angeordnet. Dieser vom Drucksensor ermittelte Ist-Druck wird beispielsweise als Eingangssignal der Druckregelung des Kraftstoffeinspritzsystems verwendet.Fuel injection systems in particular common-rail injection systems, have a pressure control on. This is a pressure sensor on the high pressure side of the fuel injection system provided, which transmits the actual value of the pressure to a control unit. This pressure sensor will be common arranged in the common rail. This actual pressure determined by the pressure sensor For example, it is used as an input to the pressure control of the fuel injection system used.
Da die Hochdruckpumpe des Kraftstoffeinspritzsystems in aller Regel Kolbenpumpen sind und gleichzeitig die Injektoren innerhalb kurzer Zeitintervalle den von der Brennkraftmaschine benötigten Kraftstoff in die Brennräume einspritzen, oszilliert der Druck im Rail beziehungsweise auf der Hochdruckseite des Kraftstoffeinspritzsystems permanent. Die Amplituden dieser ”normalen” Druckschwankungen können durchaus zwischen 50 bar und 100 bar liegen, ohne dass ein Defekt oder eine Fehlfunktion des Kraftstoffeinspritzsystems vorliegt.There the high-pressure pump of the fuel injection system as a rule Piston pumps are and at the same time the injectors within a short time Time intervals the fuel required by the internal combustion engine in the combustion chambers inject, oscillates the pressure in the rail or on the High pressure side of the fuel injection system permanently. The amplitudes These "normal" pressure fluctuations can certainly between 50 bar and 100 bar, without a defect or a Malfunction of the fuel injection system is present.
Insbesondere bei hochdynamischen Laständerungen, beispielsweise wenn die Brennkraftmaschine schlagartig vom niederen Teillastbereich auf Volllast gebracht werden soll, sind die Abweichungen zwischen dem Ist-Druck und dem vom Steuergerät vorgegebenen Soll-Druck durchaus erheblich. Diese Differenz kann 200 bar und mehr betragen.Especially with highly dynamic load changes, for example, when the engine abruptly from the lower Part load range should be brought to full load, the deviations between the actual pressure and the setpoint pressure specified by the control unit quite considerably. This difference can be 200 bar or more.
Um zu verhindern, dass aufgrund dieser außergewöhnlich großen Abweichung zwischen Ist-Druck und Soll-Druck eine Fehlermeldung generiert wird, toleriert das Steuergerät für eine vorgegebenen Zeitdauer Abweichungen zwischen Ist-Druck und Soll-Druck noch über einen vorgegebenen Schwellenwert hinaus, ohne ein Fehlersignal auszugeben. Dieses Verfahren zur Drucküberwachung und zur verzögerten Ausgabe eines Fehlersignals ist Stand der Technik und funktioniert zur vollsten Zufriedenheit.Around to prevent that due to this exceptionally large deviation between actual pressure and target pressure an error message is generated tolerates the controller for a given Duration Deviations between actual pressure and setpoint pressure still over one predetermined threshold, without outputting an error signal. This method of pressure monitoring and to the delayed Output of an error signal is state of the art and works to the fullest satisfaction.
Wenn eine moderne Diesel-Brennkraftmaschine so lange betrieben wird, dass der Tank leergefahren wurde und in Folge dessen Teile des hydraulischen Systems Luft enthalten, dann kann die Wiederinbetriebnahme der Brennkraftmaschine mit Schwierigkeiten verbunden sein. Insbesondere ist es oft nicht möglich, auch bei wiederaufgefülltem Tank durch Betätigen des Anlassers die Brennkraftmaschine wieder in Betrieb zu nehmen.If a modern diesel internal combustion engine is operated for so long that the tank was drained and as a result parts of the hydraulic Systems contain air, then the recommissioning of the internal combustion engine be associated with difficulties. In particular, it is often not possible, even with refilled Tank by pressing the starter to restart the engine.
Ursache hierfür sind die zu großen eingeschlossenen Luftvolumina, welche das Ansaugen von Kraftstoff aus dem Tank und den Aufbau eines ausreichend hohen Einspritzdruckes aufgrund ihrer großen Kompressibilität verhindern. Des Weiteren kann ein Lufteinschluss im Injektor das Öffnen des Injektors verhindern, obwohl im Rail ein ausreichender Druck vorhanden ist.reason therefor are too big trapped air volumes, which are the suction of fuel from the tank and build up a sufficiently high injection pressure because of their big ones compressibility prevent. In addition, air trapping in the injector can cause the injector to open Prevent injectors, although there is sufficient pressure in the rail is.
Wenn jedoch das Ansaugen von größeren Mengen Luft in das Kraftstoffeinspritzsystem unterbunden werden kann und die Brennkraftmaschine rechtzeitig, d. h. bevor zu viel Luft in das Kraftstoffeinspritzsystem gelangt ist, abgestellt wird, dann ist es möglich, den Tank wieder aufzufüllen und dann die Brennkraftmaschine mit dem Anlasser wieder in Betrieb zu nehmen.If however, the intake of larger quantities Air can be prevented in the fuel injection system and the internal combustion engine in time, d. H. before too much air in the fuel injection system has come off, then off Is it possible, refill the tank and then the internal combustion engine with the starter back into operation to take.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bereitzustellen, welches die Gefahr zu großer Mengen angesaugter Luft im Kraftstoffeinspritzsystem erkennt und rechtzeitig die Brennkraftmaschine außer Betrieb setzt.Of the Invention has for its object to provide a method which the danger is too big Detects quantities of intake air in the fuel injection system and in time, the internal combustion engine out of service.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Überwachung des Druckverlaufs auf der Hochdruckseite eines Kraftstoffeinspritzsystems einer Brennkraftmaschine umfassend einen Drucksensor dadurch gelöst, dass regelmäßig eine Differenz zwischen dem Ausgangssignal des Drucksensors und einem Sollwert des Drucks im Rail mit einem vorgegebenen Schwellenwert verglichen wird, dass der Wert (z) eines Zählers um 1 erhöht wird, wenn die Differenz oberhalb des vorgegebenen Schwellwerts Sw liegt, dass der Wert z des Zählers mit einem vorgegebenen Grenzwert verglichen wird, und dass ein Fehlersignal ausgeben wird, wenn der Wert (z) des Zählers größer oder gleich dem Grenzwert ist.These The object is achieved by a Procedure for monitoring the pressure curve on the high pressure side of a fuel injection system an internal combustion engine comprising a pressure sensor solved in that regularly a difference between the output of the pressure sensor and a setpoint the pressure in the rail compared with a predetermined threshold will that value (z) of a counter increased by 1 if the difference is above the predetermined threshold Sw is that the value z of the counter with a predetermined limit value is compared, and that an error signal output when the value (z) of the counter is greater than or equal to the limit value is.
Das erfindungsgemäße Verfahren nutzt die Erkenntnis, dass das Leerfahren des Kraftstofftanks nicht schlagartig vonstatten geht, sondern bei sehr niedrigem Tankstand zum Beispiel beim Durchfahren einer Kurve oder wenn eine Bodenwelle überfahren wird, kurzfristig kleine Mengen von Luft in das Kraftstoffeinspritzsystem angesaugt werden. Ein besonders kritischer Fall ist das Leerfahren des Kraftstofftanks im Leerlauf der Brennkraftmaschine, beispielsweise, wenn ein Taxifahrer auf Kundschaft wartet, ohne die Brennkraftmaschine abzuschalten.The inventive method Uses the realization that the fuel tank is not running empty abruptly, but at very low tank level for example when driving through a curve or when a bump is being driven over, short-term small amounts of air in the fuel injection system be sucked. A particularly critical case is the emptying the fuel tank idling the internal combustion engine, for example, when a taxi driver waits for customers without the internal combustion engine off.
Diese kleinen, für den Betrieb der Brennkraftmaschine unkritischen Mengen angesaugter Luft, führen zu charakteristischen Druckschwankungen im Rail. Aufgrund der gegenüber Kraftstoff deutlich erhöhten Kompressibilität der Luft werden die Amplituden der Druckschwingungen im Hochdruckbereich, insbesondere im Common-Rail und mit ihr auch die Differenz zwischen Ist-Wert und Soll-Wert des Raildrucks deutlich größer sobald Luft in den Hochdruckbereich gefördert wurde. Diese Druckschwankungen werden vom vorhandenen Drucksensor erfasst und können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren im Steuergerät der Brennkraftmaschine ausgewertet werden. Dadurch ist es möglich, rechtzeitig, ein entsprechendes Signal auszugeben und die Brennkraftmaschine abzuschalten.These small, uncritical for the operation of the internal combustion engine sucked air, lead to characteristic pressure fluctuations in the rail. Due to the fuel significantly increased compressibility of the air, the amplitudes of the pressure oscillations in the high-pressure region, especially in the common rail and with it the difference between the actual value and target value of the rail pressure are significantly greater as soon as air in the high pressure was promoted. These pressure fluctuations are detected by the existing pressure sensor and can be evaluated by the method according to the invention in the control unit of the internal combustion engine. This makes it possible in good time to output a corresponding signal and to shut down the internal combustion engine.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann am wirkungsvollsten eingesetzt werden, wenn die Druckregelung im Hochdruckbereich des Kraftstoffeinspritzsystems über die saugseitig angeordnete Zumesseinheit und nicht über ein Druckregelventil erfolgt. Der Grund hierfür ist in der geringeren Regelgeschwindigkeit der Zumesseinheit zu sehen. Daher ist in weiterer erfindungsgemäßer Ausgestaltung des Verfahrens vorgesehen, beim Unterschreiten eines kritischen Tankstands die Druckregelung ausschließlich über die Zumesseineinheit vorzunehmen.The inventive method can be used most effectively when pressure regulation in the high pressure region of the fuel injection system over the suction unit arranged on the suction side and not via a pressure regulating valve. The reason for that is in the lower control speed of the metering unit too see. Therefore, in a further inventive embodiment of the method provided that falls below a critical tank level the Pressure control exclusively over the To make a unit.
Dadurch, dass die Differenz zwischen dem Ausgangssignal des Drucksensors und einem Sollwert des Drucks im Rail regelmäßig während des Betriebs der Brennkraftmaschine mit einem vorgegebenen Schwellwert Sw verglichen wird, wird eine Zunahme der Amplitude der Druckschwingungen sofort erkannt. Dies geschieht erfindungsgemäß dadurch, dass die Differenz zwischen dem Ausgangssignal des Drucksensors und einem Sollwert des Drucks im Rail mit einem vorgegebenem Schwellwert Sw verglichen wird. Wenn die Differenz oberhalb des Schwellwerts Sw liegt, besteht die Gefahr, dass angesaugte Luft im Kraftstoffeinspritzsystem ursächlich für diese Zunahme der Druckschwankungen ist.Thereby, that the difference between the output signal of the pressure sensor and a setpoint of the pressure in the rail regularly during operation of the internal combustion engine is compared with a predetermined threshold Sw, becomes a Increase in the amplitude of pressure oscillations detected immediately. This happens according to the invention in that the difference between the output of the pressure sensor and a Setpoint of the pressure in the rail with a predetermined threshold value Sw is compared. If the difference above the threshold Sw There is a risk that sucked air in the fuel injection system causal for this increase the pressure fluctuations.
Um vorschnelle Ausgaben von Fehlersignalen zu verhindern, wird regelmäßig abgefragt, ob die Differenz zwischen Soll-Wert und Ist-Wert oberhalb des vorgegebenen Schwellwerts liegt. Wenn die Differenz oberhalb des Schwellwerts liegt, wird ein Zähler um 1 heraufgesetzt. Sobald der Wert z des Zählers größer oder gleich einem vorgegebenen Grenzwert ist, wird ein Fehlersignal ausgegeben und erforderlichenfalls die Brennkraftmaschine abgeschaltet. Es hat sich in praktischen Anwendungen ein Schwellwert Sw von 50 bar oder weniger als geeignet erwiesen. Weiter hat sich ein Grenzwert von maximal 100 bewährt. Bei einer Abtastrate des Steuergeräts von 10 ms bedeutet dies, dass mit dem erfindungsgemäßen Verfahren nach Ablauf einer Sekunde das Ansaugen von Luft detektiert werden kann.Around Preventing premature output of error signals is regularly requested whether the difference between the target value and the actual value is above the specified value Threshold is. If the difference is above the threshold lies, becomes a counter increased by 1. Once the value z of the counter is greater than or equal to a predetermined Limit value, an error signal is output and, if necessary the internal combustion engine switched off. It has become practical Applications a threshold Sw of 50 bar or less than appropriate proved. Furthermore, a maximum limit of 100 has been proven. at a sampling rate of the controller of 10 ms, this means that with the method according to the invention After one second, the intake of air can be detected can.
Durch den frei wählbaren vorgegebenen Grenzwert können Besonderheiten des Kraftstoffeinspritzsystems beziehungsweise der Einbausituation in einem spezifischen Kraftfahrzeug entsprechend berücksichtigt werden. Dadurch ist es auf einfachste Weise möglich, die Empfindlichkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens auf das notwendige Maß zu reduzieren und gleichzeitig sicherzustellen, dass das Leerfahren des Kraftstofftanks wirkungsvoll und sicher verhindert wird.By the freely selectable predetermined limit can Particular features of the fuel injection system or the Installation situation in a specific motor vehicle considered accordingly become. This makes it possible in the simplest way, the sensitivity the method according to the invention to the necessary degree reduce and at the same time ensure that the emptying the fuel tank is effectively and safely prevented.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass die Zahl der Druckspitzen, welche oberhalb des vorgegebenen Schwellwerts liegen, reduziert wird, wenn Druckspitzen auftreten, die innerhalb des vorgegebenen Schwellwerts liegen. Diese Funktion führt dazu, dass nach dem Auftreten mehrerer Druckspitzen, die außerhalb des vorgegebenen Schwellwerts liegen, auch diese ”auffälligen” Druckspitzen wieder egalisiert werden, wenn anschließend mehrere Druckspitzen auftreten, deren Amplitude innerhalb des vorgegebenen Schwellwerts liegen. Dadurch ist gewährleistet, dass nach einer ausreichend langen Zeit unauffälliger Druckspitzen der gespeicherte Wert der Druckspitzen, die außerhalb des vorgegebenen Schwellwerts liegen, wieder null beträgt.In further advantageous embodiment of the method according to the invention is provided that the number of pressure peaks, which above the predetermined threshold, is reduced when pressure peaks occur within the predetermined threshold. These Function leads to that after the occurrence of several pressure spikes outside the predetermined threshold, even these "conspicuous" pressure peaks again be equalized when subsequently multiple pressure peaks occur whose amplitudes are within the predetermined threshold. This ensures that that after a sufficiently long time of inconspicuous pressure peaks the stored Value of pressure spikes outside are the predetermined threshold, again zero.
Damit die Reduktion der Zahl der Druckspitzen, die außerhalb des vorgegebenen Schwellwerts liegen, nicht zu rasch vonstatten geht, ist es möglich, das Heraufsetzen und das Heruntersetzen des Werts z des Zählers mit einem Gewichtungsfaktor zu versehen. Dieser Gewichtungsfaktor kann vorteilhafterweise zwischen 0,25 und 1 liegen. Wenn beispielsweise der Gewichtungsfaktor 0,5 beträgt, dann bedeutet dies, dass bei zwei aufeinanderfolgenden Abfragen die Differenz zwischen Soll-Wert und Ist-Wert kleiner oder gleich null sein muss, damit der Wert Z des Zählers um 1 verringert wird.In order to the reduction in the number of pressure peaks that are outside the specified threshold, is not going too fast, it is possible to step up and down decreasing the value z of the counter with a weighting factor to provide. This weighting factor may advantageously be between 0.25 and 1 lie. For example, if the weighting factor is 0.5 is, then this means that for two consecutive queries the Difference between setpoint and actual value less than or equal to zero must be, so that the value Z of the counter is reduced by 1.
Dieser Gewichtungsfaktor ist ein weiterer Parameter, um das erfindungsgemäße Verfahren an die Eigenschaften bestimmter Fahrzeuge und Einbausituationen zu applizieren. Durch die geringe Zahl der einstellbaren Parameter ist die Applikation des Verfahrens an verschiedene Fahrzeuge beziehungsweise Brennkraftmaschinen einfach und rasch möglich.This Weighting factor is another parameter to the inventive method on the characteristics of certain vehicles and installation situations to apply. Due to the small number of adjustable parameters is the application of the method to different vehicles or Internal combustion engines easily and quickly possible.
Es hat sich weiter als vorteilhaft erwiesen, wenn der Schwellwert als Abweichung, insbesondere als prozentuale Abweichung, vom zeitlichen Mittelwert des Ausgangssignals, das heißt des vom Drucksensor ermittelten Ist-Drucks definiert wird. Diese Definition des Schwellwerts führt dazu, dass bei geänderten Soll-Drücken im Hochdruckbereich der Brennkraftmaschine das erfindungsgemäße Verfahren stets anwendbar bleibt.It has further proven to be advantageous when the threshold as Deviation, in particular as a percentage deviation, of the temporal Average value of the output signal, that is, that determined by the pressure sensor Actual pressure is defined. This definition of the threshold results in that when changed Target Press in the high pressure region of the internal combustion engine, the inventive method always remains applicable.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der Schwellwert in einem Bereich von 30 bar–50 bar, bevorzugt bei 40 bar liegt.It has proved to be advantageous when the threshold in a Range of 30 bar-50 bar, preferably at 40 bar.
Nachfolgend werden anhand der Figuren Ausführungsbeispiele der Erfindung beispielhaft erläutert. Es zeigen:following Be with reference to the figures embodiments the invention exemplified. Show it:
Detaillierte BeschreibungDetailed description
Eine
Brennkraftmaschine trägt
in
Der
Betrieb der Brennkraftmaschine
In
Mit
einer zweiten Linie
Geregelt
wird der Raildruck mit Hilfe der saugseitig angeordneten Zumesseinheit
ZME. Das Reglerausgangsignal für
die ZME ist in
Der
Wert z eines Zählers
ist als vierte Linie
In
In
Anhand des Zeitintervalls zwischen T1 und T5 wird die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Zählers exemplarisch nochmals erläutert.Based the time interval between T1 and T5, the operation of the Inventive counter example explained again.
Die
erste Linie
Weiter
wird unterstellt, dass der Wert z des Zählers zum Zeitpunkt t = T1
gleich 3 ist. In Zeitintervall von T1 bis T2 befindet sich die erste
Linie
Im
Zeitintervall T2 bis T3 ist die erste Linie
Im
dem Zeitintervall T3 bis T4 ist die Linie
Im
Zeitintervall T4 bis T5 ist die Linie
Diese Bedingung ist in dem Intervall T4 bis T5 mehrmals hintereinander erfüllt, so dass der Wert z des Zählers ebenfalls wieder treppenartig abnimmt. Allerdings ist wegen des Gewichtungsfaktors G von 0,25 die „Steigung” der abwärtsführenden Treppe im Intervall T4 bis T5 weniger steil als die Steigung der aufwärtsführenden Treppe im Intervall T2 bis T3.These Condition is in the interval T4 to T5 several times in succession Fulfills, such that the value z of the counter also decreases again in a staircase. However, because of the Weighting factor G of 0.25 the "slope" of the down stairs in the interval T4 to T5 less steep than the uphill slope Stairs in the interval T2 to T3.
In dem an den Zeitpunkt T5 anschließenden Zeitraum bleibt der Wert Z des Zählers wieder konstant.In the time subsequent to the time T5 remains the Value Z of the counter again constant.
Dieses Verfahren wird kontinuierlich während des Betriebs der Brennkraftmaschine angewendet. Durch eine geeignete Gewichtung sowie geeignete Schwellwerte Sw und Grenzwerte G, kann die Empfindlichkeit des Verfahrens sichergestellt werden.This Process is continuous during the operation of the internal combustion engine applied. By a suitable Weighting and appropriate thresholds Sw and limits G, can the sensitivity of the process can be ensured.
Wenn
man nun wieder die
Da
aber, beginnend zum Zeitpunkt t = 662 s die Linie
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Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE200810043861 DE102008043861A1 (en) | 2008-11-19 | 2008-11-19 | Method for monitoring pressure flow on high pressure side of fuel injection system of internal-combustion engine, involves forming difference between output signal of pressure sensor and given reference value of combustion engine pressure |
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DE200810043861 DE102008043861A1 (en) | 2008-11-19 | 2008-11-19 | Method for monitoring pressure flow on high pressure side of fuel injection system of internal-combustion engine, involves forming difference between output signal of pressure sensor and given reference value of combustion engine pressure |
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