DE102015207961A1

DE102015207961A1 - Verfahren zum Erkennen einer Dauereinspritzung im Betrieb einer Brennkraftmaschine, Einspritzsystem für eine Brennkraftmaschine und Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102015207961A1
Application number: DE102015207961.9A
Authority: DE
Inventors: Armin Dölker
Original assignee: MTU Friedrichshafen GmbH
Current assignee: Rolls Royce Solutions GmbH
Priority date: 2015-04-29
Filing date: 2015-04-29
Publication date: 2016-11-03
Anticipated expiration: 2035-04-30
Also published as: US10801434B2; WO2016173689A1; HK1248788A1; EP3289205B1; US20180010542A1; EP3289205A1; CN107532537B; CN107532537A; DE102015207961B4

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Erkennen einer Dauereinspritzung im Betrieb einer Brennkraftmaschine (1) mit einem einen Hochdruckspeicher (13) für einen Kraftstoff aufweisenden Einspritzsystem (3) vorgeschlagen, wobei – ein Hochdruck in dem Einspritzsystem (3) zeitabhängig überwacht wird, wobei – zum Erkennen einer Dauereinspritzung geprüft wird, ob der Hochdruck innerhalb eines vorbestimmten Dauereinspritz-Zeitintervalls (ΔtL) um einen vorbestimmten Dauereinspritz-Differenzdruckbetrag (ΔpP) gefallen ist, wobei – geprüft wird, ob ein den Hochdruckspeicher (13) mit einem Kraftstoff-Reservoir (7) verbindendes Absteuerventil angesprochen hat, wobei – eine Dauereinspritzung erkannt wird, wenn – in einem vorbestimmten Prüf-Zeitintervall (ΔtM) vor dem Abfallen des Hochdrucks kein Absteuerventil angesprochen hat, und wenn – der Hochdruck innerhalb des vorbestimmten Dauereinspritz-Zeitintervalls (ΔtL) um den vorbestimmten Dauereinspritz-Differenzdruckbetrag (ΔpP) gefallen ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erkennen einer Dauereinspritzung im Betrieb einer Brennkraftmaschine, ein Einspritzsystem für eine Brennkraftmaschine und eine Brennkraftmaschine mit einem Einspritzsystem.
Aus der deutschen Patentschrift DE 10 2011 100 187 B3 ist ein Verfahren zur Steuerung und Regelung einer Brennkraftmaschine mit einem Common-Railsystem sowie einem passiven Druckbegrenzungsventil zur Ableitung von Kraftstoff aus einem Rail in einen Kraftstofftank bekannt, bei welchem ein offenes Druckbegrenzungsventil erkannt wird, wenn der Raildruck innerhalb einer vorbestimmten Zeitspanne einen ersten Grenzwert sowohl überschreitet als auch einen zweiten, niedrigeren Grenzwert unterschreitet. Eine Dauereinspritzung ist mit diesem Verfahren nicht erkennbar. Als Dauereinspritzung wird ein Ereignis bezeichnet, bei welchem auch außerhalb vorbestimmter Einspritzzeiten, insbesondere permanent, Kraftstoff durch einen Kraftstoffinjektor in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine hineinleckt. Solche Dauereinspritzungen können beispielsweise durch klemmende Düsen, Nadeln oder anderweitig defekte Injektoren verursacht sein. Folge solcher Ereignisse ist, dass dem betroffenen Brennraum der Brennkraftmaschine eine zu große Menge an Kraftstoff zugeführt wird, was im Betrieb der Brennkraftmaschine zu Fehlfunktionen bis hin zur Beschädigung der Brennkraftmaschine führen kann. Um Brennkraftmaschinen vor solchen Ereignissen zu schützen, werden typischerweise Mengenbegrenzungsventile verbaut, die insbesondere in Injektoren integriert vorgesehen werden. Allerdings werden solche Mengenbegrenzungsventile typischerweise in Kleinserien gefertigt, wobei sie aufwändig herzustellen und teuer sind. In Serien-Großproduktion gefertigte Injektoren weisen dagegen typischerweise keine Mengenbegrenzungsventile auf. Um Kosten in Zusammenhang mit der Herstellung und dem Betrieb einer Brennkraftmaschine einsparen zu können, ist es wünschenswert, eine Dauereinspritzung auch anderweitig als über das Anschlagen eines Mengenbegrenzungsventils erkennen zu können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie ein Einspritzsystem für eine Brennkraftmaschine und eine Brennkraftmaschine zu schaffen, wobei die genannten Nachteile nicht auftreten. Insbesondere soll es mittels des Verfahrens, dem Einspritzsystem und der Brennkraftmaschine möglich sein, Dauereinspritzungen unabhängig von dem Vorhandensein eines Mengenbegrenzungsventils erkennen zu können.
Die Aufgabe wird gelöst, in dem die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche geschaffen werden. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Aufgabe wird insbesondere gelöst, in dem ein Verfahren zum Erkennen einer Dauereinspritzung im Betrieb einer Brennkraftmaschine geschaffen wird, wobei im Rahmen des Verfahrens eine Brennkraftmaschine betrieben wird, die ein Einspritzsystem aufweist, das einen Hochdruckspeicher für einen Kraftstoff aufweist. Im Rahmen des Verfahrens wird ein Hochdruck in dem Einspritzsystem zeitabhängig überwacht, wobei zum Erkennen einer Dauereinspritzung geprüft wird, ob der Hochdruck innerhalb eines vorbestimmten Dauereinspritz-Zeitintervalls um einen vorbestimmten Dauereinspritz-Differenzdruckbetrag gefallen ist. Es wird weiterhin – insbesondere fortgesetzt – geprüft, ob ein den Hochdruckspeicher mit einem Kraftstoff-Reservoir verbindendes Absteuerventil angesprochen hat. Eine Dauereinspritzung wird erkannt, wenn in einem vorbestimmten Prüf-Zeitintervall vor dem Abfallen des Hochdrucks kein Absteuerventil angesprochen hat, und wenn der Hochdruck innerhalb des vorbestimmten Dauereinspritz-Zeitintervalls um den vorbestimmten Dauereinspritz-Differenzdruckbetrag gefallen ist. Mithilfe des hier vorgeschlagenen Verfahrens ist es ohne weiteres möglich, ein Dauereinspritzereignis anhand des erfassten Hochdrucks zu erkennen, insbesondere ohne dass ein Mengenbegrenzungsventil eingesetzt werden muss. Dabei bildet der Abfall des Hochdrucks um den vorbestimmten Dauereinspritz-Differenzdruckbetrag innerhalb des vorbestimmten Dauereinspritz-Zeitintervalls ein sicheres Kriterium, um – insbesondere bei Ausschluss anderer einen solchen Druckabfall verursachender Ereignisse – sicher auf eine Dauereinspritzung schließen zu können. Dadurch, dass eine Dauereinspritzung dann erkannt wird, wenn zugleich mit dem Abfall des Hochdrucks auch festgestellt wird, dass in einem vorbestimmten Prüf-Zeitintervall vor dem Abfall des Hochdrucks um den vorbestimmten Dauereinspritz-Differenzdruckbetrag kein Absteuerventil angesprochen hat, kann sicher ausgeschlossen werden, dass der festgestellte Abfall des Hochdrucks auf ein anderes Ereignis, nämlich das Ansprechen eines Absteuerventils, zurückzuführen ist. Durch diesen Ausschluss werden mit hoher Sicherheit Fehlinterpretationen der zeitlichen Druckentwicklung in dem Hochdruck vermieden, und es kann sehr sicher auf eine Dauereinspritzung als Ursache für den Abfall des Hochdrucks erkannt werden.
Dabei ist besonders bevorzugt vorgesehen, dass im Rahmen des Verfahrens eine Dauereinspritzung nur dann erkannt wird, wenn zugleich beide Bedingungen erfüllt sind, nämlich dass zum einen der Hochdruck innerhalb des vorbestimmten Dauereinspritz-Zeitintervalls um den vorbestimmten Dauereinspritz-Differenzdruckbetrag gefallen ist, wobei zum anderen in dem vorbestimmten Prüf-Zeitintervall vor dem Abfallen des Hochdrucks kein Absteuerventil angesprochen hat. Somit kann mit sehr großer Sicherheit auf eine Dauereinspritzung als Ursache für den Abfall des Hochdrucks geschlossen werden, wobei die Dauereinspritzung durch das Abfallen des Hochdrucks erkannt und diagnostiziert werden kann. Es ist dann ohne weiteres möglich, nach Erkennen der Dauereinspritzung Maßnahmen einzuleiten, welche die Brennkraftmaschine vor einer Beschädigung schützen.
Im Rahmen des Verfahrens wird bevorzugt eine Brennkraftmaschine betrieben, welche ein sogenanntes Common-Rail-Einspritzsystem aufweist. Dabei ist insbesondere ein Hochdruckspeicher für Kraftstoff vorgesehen, der mit mindestens einem, vorzugsweise mit einer Mehrzahl von Injektoren zur Einspritzung des Kraftstoffs fluidverbunden ist. Der Hochdruckspeicher wirkt als Puffervolumen, um durch einzelne Einspritzereignisse bewirkte Druckschwankungen abzupuffern und zu dämpfen. Hierzu ist insbesondere vorgesehen, dass das Kraftstoffvolumen in dem Hochdruckspeicher groß ist im Vergleich zu einem innerhalb eines einzelnen Injektionsereignisses eingespritzten Kraftstoffvolumen. Insbesondere wenn mehrere Injektoren vorgesehen sind, bewirkt der Hochdruckspeicher in vorteilhafter Weise eine Entkopplung der Einspritzereignisse, welche verschiedenen Injektoren zugeordnet sind, sodass für jedes einzelne Einspritzereignis bevorzugt von einem identischen Hochdruck ausgegangen werden kann. Es ist zusätzlich möglich, dass der wenigstens eine Injektor einen Einzelspeicher aufweist. Insbesondere ist bevorzugt vorgesehen, dass mehrere Injektoren jeweils den Injektoren separat zugeordnete Einzelspeicher aufweisen. Diese dienen als zusätzliche Puffervolumina und können sehr effizient eine zusätzliche Separation der einzelnen Einspritzereignisse voneinander bewirken.
Dass der Hochdruck in dem Einspritzsystem zeitabhängig überwacht wird, bedeutet insbesondere, dass dieser zeitabhängig gemessen wird. Bevorzugt wird hierzu der in dem Hochdruckspeicher vorliegende Hochdruck – insbesondere mittels eines an dem Hochdruckspeicher angeordneten Drucksensors – gemessen. Dabei erweist sich der Hochdruckspeicher als besonders geeigneter Ort zur Messung des Hochdrucks, insbesondere da hier aufgrund der dämpfenden Wirkung des Hochdruckspeichers auf die einzelnen Einspritzereignisse nur in geringem Umfang kurzfristige Druckfluktuationen feststellbar sind.
Im Rahmen des Verfahrens ist bevorzugt vorgesehen, dass als Hochdruck nicht die gemessenen Rohwerte verwendet werden, sondern dass die gemessenen Hochdruckwerte vielmehr gefiltert werden, wobei die gefilterten Hochdruckwerte dem Verfahren zugrunde gelegt werden. Hierzu wird besonders bevorzugt ein PT₁-Filter eingesetzt. Diese Filterung hat den Vorteil, dass kurzfristige Hochdruckschwankungen ausgefiltert werden können, die ansonsten eine sichere Erkennung eines tatsächlich eine Dauereinspritzung anzeigenden Druckabfalls des Hochdrucks stören könnten. Es ist möglich, dass die erfassten Hochdruckwerte im Betrieb der Brennkraftmaschine zur Druckregelung des Hochdrucks ebenfalls gefiltert werden. Dabei ist bevorzugt für die Filterung zum Zwecke der Druckregelung ein erstes Filter vorgesehen, welches bevorzugt als PT₁-Filter ausgebildet ist, wobei zum Zwecke der Erkennung einer Dauereinspritzung ein zweites Filter vorgesehen ist, welches bevorzugt als PT₁-Filter ausgebildet ist. Dabei ist das zweite Filter vorzugsweise als schnelleres Filter ausgebildet, reagiert also dynamischer auf die gemessenen Hochdruckwerte, wobei es insbesondere eine kleinere Zeitkonstante aufweist als das erste Hochdruckfilter, welches zur Druckregelung des Hochdrucks verwendet wird. Die Ausgangs-Druckwerte des zur Erkennung einer Dauereinspritzung verwendeten Filters werden hier und im Folgenden auch als dynamischer Hochdruck oder dynamischer Raildruck bezeichnet. Der Begriff „dynamisch“ weist insbesondere darauf hin, dass sie mit einer vergleichsweise schnellen Zeitkonstante gefiltert sind, sodass sehr kurzfristige Schwankungen zwar ausgemittelt sind, zugleich jedoch noch eine vergleichsweise dynamische Erfassung des tatsächlich momentan vorliegenden Hochdrucks gegeben ist.
Als Prüf-Zeitintervall wird bevorzugt ein Zeitintervall verwendet, welches mindestens eine Sekunde bis höchstens drei Sekunden, besonders bevorzugt zwei Sekunden beträgt. Diese Zeit hat sich als besonders günstig herausgestellt, um ausschließen zu können, dass der erfasste Druckabfall durch das Ansprechen eines Absteuerventils verursacht ist.
Dass das Prüf-Zeitintervall vor dem Abfallen des Hochdrucks liegt, bedeutet insbesondere, dass das Prüf-Zeitintervall vor einem Startzeitpunkt für die Erfassung des Hochdruck-Abfalls, insbesondere vor einem Startzeitpunkt für das vorbestimmte Dauereinspritz-Zeitintervall liegt, wobei der Startzeitpunkt bevorzugt zugleich ein End-Zeitpunkt des Prüf-Zeitintervalls ist. Dieses ist somit als gleitendes Zeitfenster ausgestaltet, welches sich ausgehend von dem Startzeitpunkt in die Vergangenheit erstreckt.
Dass fortgesetzt geprüft wird, ob ein den Hochdruckspeicher mit einem Kraftstoff-Reservoir verbindendes Absteuerventil angesprochen hat, bedeutet insbesondere, dass dies fortlaufend, insbesondere kontinuierlich oder in vorbestimmten Zeitabständen, im Rahmen des Verfahrens überwacht wird.
Als Absteuerventil wird vorzugsweise ein Überdruckventil, insbesondere ein mechanisches Überdruckventil, und/oder ein ansteuerbares Druckregelventil verwendet. Es ist möglich, dass das Einspritzsystem nur ein mechanisches Überdruckventil aufweist, welches oberhalb eines vorbestimmten Überdruck-Absteuer-Druckbetrags anspricht und den Hochdruckspeicher zu dem Kraftstoff-Reservoir hin druckentlastet. Dies dient der Sicherheit des Einspritzsystems und vermeidet unzulässig hohe Drücke in dem Hochdruckspeicher.
Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass als Absteuerventil ein ansteuerbares Druckregelventil vorgesehen ist. Dieses kann in einem Normalbetrieb der Brennkraftmaschine dazu dienen, eine Störgröße in Form eines bestimmten Kraftstoffstroms von dem Hochdruckspeicher in das Kraftstoff-Reservoir bereitzustellen, um eine im Übrigen beispielsweise über eine Saugdrossel, die einer Hochdruckpumpe zugeordnet ist, bewirkte Druckregelung zu stabilisieren, wobei es insbesondere möglich ist, dass die Saugdrossel als erstes Druckstellglied in einem Hochdruck-Regelkreis dient, wobei das ansteuerbare Druckregelventil als zweites Druckstellglied angesteuert wird. Es ist möglich, dass das ansteuerbare Druckregelventil in einem Regelbetrieb bei einem Ausfall der Saugdrossel die Regelung des Hochdrucks vollständig übernimmt, vorzugsweise mittels eines zweiten Hochdruck-Regelkreises, welcher das ansteuerbare Druckregelventil als alleiniges Druckstellglied ansteuert. Ein Ausfall der Saugdrossel wird dabei insbesondere dadurch erkannt, dass der Hochdruck über einen vorbestimmten Regel-Absteuer-Druckbetrag ansteigt. In diesem Fall wird dann das ansteuerbare Druckregeventil zur Druckregelung angesteuert und typischerweise weiter geöffnet, als wenn es im Normalbetrieb lediglich als zweites Druckstellglied eine Störgröße erzeugt.
Insbesondere wenn kein mechanisches Überdruckventil vorgesehen ist, jedoch ein ansteuerbares Druckregelventil, ist es möglich, dass dieses zusätzlich auch die Schutzfunktion des mechanischen Überdruckventils übernimmt. In diesem Fall wird das ansteuerbare Druckregelventil vorzugsweise aufgesteuert, wenn der Hochdruck einen vorbestimmten Überdruck-Absteuer-Druckbetrag übersteigt, sodass der Hochdruckspeicher in das Kraftstoff-Reservoir druckentlastet werden kann.
Es ist offensichtlich, dass der Hochdruck zumindest kurzfristig abfällt, wenn das mechanische Überdruckventil öffnet, und/oder wenn das ansteuerbare Druckregelventil entweder erstmals zur Druckregelung oder aber zur Druckentlastung des Hochdruckspeichers im Sinne der Schutzfunktion eines Überdruckventils angesteuert wird. Damit ein solcher Druckabfall nicht fehlerhaft als Dauereinspritzung erkannt wird, wird daher im Rahmen des Verfahrens – insbesondere fortgesetzt – geprüft, ob ein Absteuerventil angesprochen hat, wobei eine Dauereinspritzung nur dann erkannt wird, wenn in dem vorbestimmten Prüf-Zeitintervall kein Absteuerventil angesprochen hat.
Es wird eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass die Dauereinspritz-Prüfung, ob der Hochdruck innerhalb des vorbestimmten Dauereinspritz-Zeitintervalls um den vorbestimmten Dauereinspritz-Differenzdruckbetrag gefallen ist, nur durchgeführt wird, wenn in dem vorbestimmten Prüf-Zeitintervall vor einem Startzeitpunkt für die Dauereinspritz-Prüfung kein Absteuerventil angesprochen hat. Es wird also bei dieser Ausführungsform des Verfahrens nicht nur in dem Fall, dass in dem Prüfintervall ein Absteuerventil angesprochen hat, keine Dauereinspritzung erkannt, sondern vielmehr wird bereits die Prüfung, ob der Hochdruck abgefallen ist, jedenfalls in dem Prüf-Zeitintervall – in diesem Fall insbesondere gemessen ab dem Ansprechen eines Absteuerventils – nicht durchgeführt, wenn ein Absteuerventil angesprochen hat. Diese Ausgestaltung des Verfahrens ist besonders ökonomisch, weil auf diese Weise Rechenzeit und Rechenressourcen eingespart werden können. Es bedarf dabei keiner weitergehenden Auswertung eines etwaigen Druckabfalls, wenn bereits aufgrund des Ansprechens eines Absteuerventils feststeht, dass ein nachfolgender Druckabfall jedenfalls nicht sicher auf eine Dauereinspritzung zurückgeführt werden kann.
Es wird auch eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass die Dauereinspritz-Prüfung zu dem Startzeitpunkt gestartet wird, wenn der Hochdruck einen Hochdruck-Sollwert um einen vorbestimmten Start-Differenzdruckbetrag unterschreitet. Auf diese Weise wird der Startzeitpunkt für das vorbestimmte Dauereinspritz-Zeitintervall in sicherer und sinnvoller sowie parametrierbarer Weise definiert. Der Hochdruck wird zeitabhängig ausgewertet, wobei die Erfassung des vorbestimmten Dauereinspritz-Zeitintervalls, mithin die Messung des Hochdruckabfalls und damit die Dauereinspritz-Prüfung zu dem Startzeitpunkt genau dann beginnt, wenn der Hochdruck den Hochdruck-Sollwert um den vorbestimmten Start-Differenzdruckbetrag unterschreitet. Somit kann insbesondere ein unnötiges und damit auch unökonomisches Auslösen der Dauereinspritz-Prüfung durch geringfügige Fluktuationen des Hochdrucks um den Hochdruck-Sollwert vermieden werden. Der vorbestimmte Start-Differenzdruckbetrag kann ohne weiteres in sinnvoller Weise so gewählt werden, dass die Prüfung nur dann startet, wenn tatsächlich ein über gewöhnliche Schwankungen um den Hochdruck-Sollwert hinausgehender Druckabfall zu befürchten ist.
Es wird auch eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass zu dem Startzeitpunkt ein Start-Hochdruck ermittelt wird, wobei das vorbestimmte Dauereinspritz-Zeitintervall abhängig von dem Start-Hochdruck bestimmt wird. Dieser Ausgestaltung des Verfahrens liegt der Gedanke zugrunde, dass der durch eine Dauereinspritzung bewirkte Druckabfall umso schneller erfolgt, je größer der momentane Hochdruck, mithin der Start-Hochdruck, zu Beginn des Dauereinspritz-Ereignisses ist. Die Abhängigkeit des vorbestimmten Dauereinspritz-Zeitintervalls von dem Start-Hochdruck dient damit einer sinnvollen und sicheren Erkennung einer Dauereinspritzung in einem möglichst großen Bereich von Werten für den Hochdruck. Es ist möglich, dass die Abhängigkeit des Dauereinspritz-Zeitintervalls von dem Start-Hochdruck in Form einer Kennlinie, einer Funktion oder einem Kennfeld hinterlegt ist. Auch eine Hinterlegung in Form einer Look-Up-Tabelle ist möglich. Die im Folgenden wiedergegebene Tabelle zeigt bevorzugte Werte für den Start-Hochdruck p_dyn,S einerseits und diesen Werten zugeordnete, bevorzugte Werte für das vorbestimmte Dauereinspritz-Zeitintervall ∆t_L andererseits:

p_dyn,S/bar ∆t_L/ms

600 150

800 135

1000 120

1200 105

1400 90

1600 75

1800 60

2000 55

2200 40
Es wird auch eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass zur Prüfung, ob ein Absteuerventil angesprochen hat, geprüft wird, ob der Hochdruck in dem Prüf-Zeitintervall einen vorbestimmten Absteuer-Druckbetrag erreicht oder überschritten hat. Wie zuvor bereits erläutert, spricht ein Absteuerventil insbesondere dann an, wenn ein vorbestimmter Druckgrenzwert oder Druckbetrag überschritten wird. Abhängig von der Art und Anzahl der Absteuerventile, welche das Einspritzsystem aufweist, können verschiedene Absteuer-Druckbeträge im Rahmen des Verfahrens verwendet werden. Beispielsweise wird als Absteuer-Druckbetrag vorzugsweise ein Überdruck-Absteuer-Druckbetrag verwendet, der eingerichtet ist für das Ansprechen eines mechanischen Überdruckventils, wenn ein solches vorgesehen ist. Alternativ oder zusätzlich wird vorzugsweise ein – gegebenenfalls von dem ersten Überdruck-Absteuer-Druckbetrag verschiedener – zweiter Überdruck-Absteuer-Druckbetrag für die Ansteuerung eines ansteuerbaren Druckregelventils verwendet, wenn dieses die Schutzfunktion eines mechanischen Überdruckventils für das Einspritzsystem übernimmt, wobei in diesem Fall vorzugsweise kein mechanisches Überdruckventil vorgesehen ist. Als Absteuer-Druckbetrag wird alternativ oder zusätzlich bevorzugt ein Regel-Absteuer-Druckbetrag für das Ansprechen eines ansteuerbaren Druckregelventils verwendet, der so definiert ist, dass bei diesem Druckbetrag das Druckregelventil als alleiniges Druckstellglied angesteuert wird, wenn beispielsweise eine Saugdrossel ausfällt und die Druckregelung alleine über das ansteuerbare Druckregelventil erfolgen soll. Es ist offensichtlich, dass ein Überschreiten von wenigstens einem dieser Absteuer-Druckbeträge dazu führt, dass das entsprechende Absteuerventil anspricht. In der Folge ergibt sich ein Druckabfall, der nicht fälschlicherweise einem Dauereinspritz-Ereignis zugeordnet werden soll. Daher ist es sinnvoll, dass geprüft wird, ob in dem Prüf-Zeitintervall wenigstens einer der vorbestimmten Absteuer-Druckbeträge erreicht oder überschritten wurde.
Es wird auch eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass die Dauereinspritz-Prüfung nur durchgeführt wird, wenn die Brennkraftmaschine eine vorbestimmte Startphase verlassen hat. Dies stellt sicher, dass die Brennkraftmaschine ihren Normalbetrieb erreicht hat, sodass Druckschwankungen in dem Hochdruck – und insbesondere auch ein Abfall desselben – nicht auf Effekte des Startens der Brennkraftmaschine zurückzuführen sind. Dass die Brennkraftmaschine die vorbestimmte Startphase verlassen hat, bedeutet insbesondere, dass sie eine vorbestimmte Leerlauf-Drehzahl erstmalig erreicht oder überschritten hat.
Alternativ oder zusätzlich ist bevorzugt vorgesehen, dass die Dauereinspritz-Prüfung nur durchgeführt wird, wenn der Hochdruck einen Hochdruck-Sollwert erstmals seit dem Starten der Brennkraftmaschine erreicht oder überschritten hat. Dies stellt ebenfalls sicher, dass der Betrieb der Brennkraftmaschine sich insoweit stabilisiert hat, als der vorbestimmte Sollwert für den Hochdruck, nämlich der Hochdruck-Sollwert, zumindest einmalig seit dem Starten der Brennkraftmaschine erreicht oder überschritten wurde, sodass von einem Normalbetrieb der Brennkraftmaschine ausgegangen werden kann, wobei etwaige Druckschwankungen und insbesondere ein Druckabfall nicht auf Starteffekte zurückzuführen sind.
Es wird auch eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass nach einer Dauereinspritz-Prüfung – bevorzugt unabhängig von dem Ergebnis der Prüfung, also unabhängig davon, ob tatsächlich eine Dauereinspritzung erkannt wurde, oder ob die Prüfung ein negatives Ergebnis, also das Fehlen einer Dauereinspritzung, zurückgeliefert hat – eine nächste Dauereinspritz-Prüfung erst dann durchgeführt wird, wenn der Hochdruck den Hochdruck-Sollwert erneut erreicht oder überschritten hat. Wird also beispielsweise ein Druckabfall festgestellt, der jedoch nicht einer Dauereinspritzung, sondern beispielsweise dem Ansprechen eines ansteuerbaren Druckregelventils oder auch dem Ansprechen eines Überdruckventils zugeordnet werden kann, so wird, bevor das Verfahren zur Erkennung einer Dauereinspritzung erneut durchgeführt wird, bevorzugt gewartet, bis sich der Hochdruck wieder stabilisiert hat, nämlich bis er den Hochdruck-Sollwert erreicht oder überschritten hat. Andernfalls kann keine sichere Interpretation der festgestellten Ergebnisse des zeitabhängigen Hochdruck-Verlaufs gewährleistet werden. Auch wenn eine Dauereinspritzung festgestellt wurde, wird das Verfahren bevorzugt erst dann erneut durchgeführt, wenn der Hochdruck den Hochdruck-Sollwert erreicht oder überschritten hat. Dies ist allerdings bevorzugt bereits deswegen gewährleistet, weil – wie noch erläutert wird – die Brennkraftmaschine bevorzugt beim Erkennen einer Dauereinspritzung gestoppt wird, wobei sie zu einem späteren Zeitpunkt neu gestartet wird, wobei ohnehin bevorzugt dann eine Startphase der Brennkraftmaschine und ein Hochlaufen des Hochdrucks auf oder über den Hochdruck-Sollwert abgewartet wird, bevor das Verfahren wieder durchgeführt wird.
Es wird auch eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass eine Dauereinspritzung nur erkannt wird, wenn ein Kraftstoff-Vordruck größer als ein oder gleich einem vorbestimmten Vordruck-Sollwert ist. Der Kraftstoff-Vordruck wird bevorzugt stromabwärts einer Niederdruck-Kraftstoffförderpumpe oder kurz Niederdruckpumpe und stromaufwärts einer Kraftstoff-Hochdruckpumpe oder kurz Hochdruckpumpe gemessen, also zwischen der Niederdruckpumpe und der Hochdruckpumpe, insbesondere vor der Hochdruckpumpe. Der Vergleich des Kraftstoff-Vordrucks mit dem Vordruck-Sollwert soll verhindern, dass ein Druckabfall fälschlich einer Dauereinspritzung zugeordnet wird, der tatsächlich von einem Druckabfall des Kraftstoff-Vordrucks herrührt. Ein solcher Abfall des Kraftstoff-Vordrucks kann beispielsweise auf einen Defekt der Niederdruckpumpe zurückzuführen sein und führt ebenfalls zu einem Druckabfall des Hochdrucks, der dann aber keiner Dauereinspritzung zugeordnet werden sollte.
Vorzugsweise wird eine Dauereinspritzung nur dann erkannt, wenn der Kraftstoff-Vordruck zur Zeit des Abfalls des Hochdrucks, insbesondere zum Ende des Druckabfalls, also im Moment des Erreichens des sich aus dem Start-Hochdruck abzüglich des Dauereinspritz-Differenzdruckbetrags ergebenden Hochdrucks, größer als der oder gleich dem Vordruck-Sollwert ist. Somit wird vorteilhaft ein relevanter Zeitpunkt festgelegt, zu dem sichergestellt sein muss, dass der Druckabfall nicht durch einen Abfall des Kraftstoff-Vordrucks verursacht ist.
Wird im Rahmen des Verfahrens eine Dauereinspritzung erkannt, wird bevorzugt ein Alarmsignal aktiviert. Das Alarmsignal zeigt bevorzugt einem Betreiber der Brennkraftmaschine an, dass eine Dauereinspritzung vorliegt.
Alternativ oder zusätzlich wird bevorzugt ein Motor-Stoppsignal aktiviert, wenn eine Dauereinspritzung erkannt wird. Aufgrund des Motor-Stoppsignals wird die Brennkraftmaschine vorzugsweise abgestellt. Auf diese Weise wird die Brennkraftmaschine schnell und sicher vor einer Beschädigung aufgrund der vorliegenden Dauereinspritzung geschützt.
Es ist bevorzugt vorgesehen, dass das Motor-Stoppsignal zurückgesetzt wird, wenn die Brennkraftmaschine steht. Es ist dann in vorteilhafter Weise möglich, die Brennkraftmaschine erneut zu starten, insbesondere wenn das Problem, welches der Dauereinspritzung zugrunde liegt, behoben ist.
Es ist bevorzugt vorgesehen, dass das Alarmsignal zurückgesetzt wird, wenn eine Alarmsignal-Zurücksetztaste durch einen Betreiber der Brennkraftmaschine betätigt wird. Auf diese Weise kann die Alarmierung zurückgesetzt werden, insbesondere wenn das der Dauereinspritzung zugrunde liegende Problem behoben wurde. Die Brennkraftmaschine kann dann neu gestartet werden.
Die Aufgabe wird auch gelöst, indem ein Einspritzsystem für eine Brennkraftmaschine geschaffen wird, welches wenigstens einen Injektor und wenigstens einen Hochdruckspeicher aufweist, der einerseits mit dem wenigstens einen Injektor und andererseits über eine Hochdruckpumpe mit einem Kraftstoff-Reservoir in Fluidverbindung ist. Das Einspritzsystem weist außerdem einen Hochdrucksensor auf, der angeordnet und eingerichtet ist zur Erfassung eines Hochdrucks in dem Einspritzsystem. Außerdem weist das Einspritzsystem wenigstens ein Absteuerventil auf, über welches der Hochdruckspeicher mit dem Kraftstoff-Reservoir fluidverbunden ist. Das Einspritzsystem weist außerdem ein Steuergerät auf, welches mit dem wenigstens einen Injektor, dem Hochdrucksensor und bevorzugt mit dem wenigstens einen Absteuerventil wirkverbunden ist. Dabei zeichnet sich das Einspritzsystem dadurch aus, dass das Steuergerät eingerichtet ist, um den Hochdruck in dem Einspritzsystem zeitabhängig zu überwachen und zum Erkennen einer Dauereinspritzung zu prüfen, ob der Hochdruck innerhalb eines vorbestimmten Dauereinspritz-Zeitintervalls um einen vorbestimmten Dauereinspritz-Differenzdruckbetrag gefallen ist. Das Steuergerät ist weiterhin eingerichtet, um – insbesondere fortgesetzt – zu prüfen, ob das wenigstens eine Absteuerventil angesprochen hat. Das Steuergerät ist schließlich eingerichtet, um eine Dauereinspritzung dann – und vorzugsweise nur dann – zu erkennen, wenn in einem vorbestimmten Prüf-Zeitintervall vor dem Abfallen des Hochdrucks kein Absteuerventil angesprochen hat, und wenn der Hochdruck innerhalb des vorbestimmten Dauereinspritz-Zeitintervalls um den vorbestimmten Dauereinspritz-Differenzdruckbetrag gefallen ist. Das Steuergerät ist bevorzugt eingerichtet zur Durchführung von einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen des Verfahrens. In Zusammenhang mit dem Einspritzsystem verwirklichen sich insbesondere die Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit dem Verfahren erläutert wurden.
Es wird ein Ausführungsbeispiel des Einspritzsystems bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass das wenigstens eine Absteuerventil ausgewählt ist aus einer Gruppe bestehend aus einem mechanischen Überdruckventil und einem Druckregelventil. Besonders bevorzugt wird auch ein Ausführungsbeispiel des Einspritzsystems, bei welchem ein mechanisches Überdruckventil und ein ansteuerbares Druckregelventil vorgesehen sind. Bevorzugt wird aber auch ein Ausführungsbeispiel des Einspritzsystems, bei welchem nur ein mechanisches Überdruckventil und kein ansteuerbares Druckregelventil vorgesehen ist. Weiterhin wird ein Ausführungsbeispiel des Einspritzsystems bevorzugt, bei welchem nur ein ansteuerbares Druckregelventil und kein mechanisches Überdruckventil vorgesehen ist.
Das Steuergerät ist eingerichtet um zu prüfen, ob eines der vorhandenen Absteuerventile angesprochen hat. Es ist insbesondere eingerichtet, um zu prüfen, ob ein mechanisches Überdruckventil und/oder ein ansteuerbares Druckregelventil angesprochen hat/haben.
Die Aufgabe wird schließlich auch gelöst, indem eine Brennkraftmaschine geschaffen wird, welche ein Einspritzsystem nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele aufweist. Dabei verwirklichen sich in Zusammenhang mit der Brennkraftmaschine im Wesentlichen die Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit dem Verfahren und dem Einspritzsystem beschrieben wurden.
Die Brennkraftmaschine ist vorzugsweise als Hubkolbenmotor ausgebildet. Es ist möglich, dass die Brennkraftmaschine zum Antrieb eines Personenkraftwagens, eines Lastkraftwagens oder eines Nutzfahrzeugs eingerichtet ist. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel dient die Brennkraftmaschine dem Antrieb insbesondere schwerer Land- oder Wasserfahrzeuge, beispielsweise von Minenfahrzeugen, Zügen, wobei die Brennkraftmaschine in einer Lokomotive oder einem Triebwagen eingesetzt wird, oder von Schiffen. Auch ein Einsatz der Brennkraftmaschine zum Antrieb eines der Verteidigung dienenden Fahrzeugs, beispielsweise eines Panzers, ist möglich. Ein Ausführungsbeispiel der Brennkraftmaschine wird vorzugsweise auch stationär, beispielsweise zur stationären Energieversorgung im Notstrombetrieb, Dauerlastbetrieb oder Spitzenlastbetrieb eingesetzt, wobei die Brennkraftmaschine in diesem Fall vorzugsweise einen Generator antreibt. Auch eine stationäre Anwendung der Brennkraftmaschine zum Antrieb von Hilfsaggregaten, beispielsweise von Feuerlöschpumpen auf Bohrinseln, ist möglich. Weiterhin ist eine Anwendung der Brennkraftmaschine im Bereich der Förderung fossiler Roh- und insbesondere Brennstoffe, beispielswiese Öl und/oder Gas, möglich. Auch eine Verwendung der Brennkraftmaschine im industriellen Bereich oder im Konstruktionsbereich, beispielsweise in einer Konstruktions- oder Baumaschine, zum Beispiel in einem Kran oder einem Bagger, ist möglich. Die Brennkraftmaschine ist vorzugsweise als Dieselmotor, als Benzinmotor, als Gasmotor zum Betrieb mit Erdgas, Biogas, Sondergas oder einem anderen geeigneten Gas, ausgebildet. Insbesondere wenn die Brennkraftmaschine als Gasmotor ausgebildet ist, ist sie für den Einsatz in einem Blockheizkraftwerk zur stationären Energieerzeugung geeignet.
Es ist möglich, dass das Einspritzsystem ein separates Steuergerät aufweist, welches in zuvor beschriebener Weise eingerichtet ist. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass die zuvor beschriebene Funktionalität in ein Steuergerät der Brennkraftmaschine integriert ist, oder dass das Steuergerät als Steuergerät der Brennkraftmaschine ausgebildet ist. Besonders bevorzugt ist die zuvor beschriebene Funktionalität in ein zentrales Steuergerät der Brennkraftmaschine (engine control unit – ECU) integriert, oder das Steuergerät ist als zentrales Steuergerät der Brennkraftmaschine ausgebildet.
Es ist möglich, dass die zuvor beschriebene Funktionalität in eine elektronische Struktur, insbesondere eine Hardware des Steuergeräts implementiert ist. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass in das Steuergerät ein Computerprogrammprodukt geladen ist, welches Anweisungen aufweist, aufgrund derer die zuvor beschriebene Funktionalität und insbesondere die zuvor beschriebenen Verfahrensschritte ausgeführt wird/werden, wenn das Computerprogrammprodukt auf dem Steuergerät läuft.
Insofern wird auch ein Computerprogrammprodukt bevorzugt, welches maschinenlesbare Anweisungen aufweist, aufgrund derer die zuvor beschriebene Funktionalität oder die zuvor beschriebenen Verfahrensschritte ausgeführt wird/werden, wenn das Computerprogrammprodukt auf einer Recheneinrichtung, insbesondere einem Steuergerät, abläuft.
Weiterhin wird auch ein Datenträger bevorzugt, welcher ein solches Computerprogrammprodukt aufweist.
Die Beschreibung des Verfahrens einerseits sowie des Einspritzsystems und der Brennkraftmaschine andererseits sind komplementär zueinander zu verstehen. Verfahrensschritte, die explizit oder implizit in Zusammenhang mit dem Einspritzsystem und/oder der Brennkraftmaschine beschrieben wurden, sind bevorzugt einzeln oder miteinander kombiniert Schritte einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens. Merkmale des Einspritzsystems und/oder der Brennkraftmaschine, die explizit oder implizit in Zusammenhang mit dem Verfahren erläutert wurden, sind bevorzugt einzeln oder miteinander kombiniert Merkmale eines bevorzugten Ausführungsbeispiels des Einspritzsystems oder der Brennkraftmaschine. Das Verfahren zeichnet sich bevorzugt durch wenigstens einen Verfahrensschritt aus, der durch wenigstens ein Merkmal des Einspritzsystems und/oder der Brennkraftmaschine bedingt ist. Das Einspritzsystem und/oder die Brennkraftmaschine zeichnet/zeichnen sich bevorzugt durch wenigstens ein Merkmal aus, welches durch wenigstens einen Verfahrensschritt der erfindungsgemäßen oder einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens bedingt ist.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Brennkraftmaschine;
2 eine schematische Detaildarstellung eines Ausführungsbeispiels eines Einspritzsystems;
3 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des Verfahrens in diagrammatischer Darstellung;
4 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des Verfahrens als Flussdiagramm, und
5 eine schematische Detaildarstellung der Ausführungsform des Verfahrens gemäß 4.
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Brennkraftmaschine 1, welche ein Einspritzsystem 3 aufweist. Das Einspritzsystem 3 ist bevorzugt als Common-Rail-Einspritzsystem ausgebildet. Es weist eine Niederdruckpumpe 5 zur Förderung von Kraftstoff aus einem Kraftstoff-Reservoir 7, eine verstellbare, niederdruckseitige Saugdrossel 9 zur Beeinflussung eines zu einer Hochdruckpumpe 11 strömenden Kraftstoff-Volumenstroms, die Hochdruckpumpe 11 zur Förderung des Kraftstoffs unter Druckerhöhung in einen Hochdruckspeicher 13, den Hochdruckspeicher 13 zum Speichern des Kraftstoffs, und vorzugsweise eine Mehrzahl von Injektoren 15 zum Einspritzen des Kraftstoffs in Brennräume 16 der Brennkraftmaschine 1 auf. Optional ist es möglich, dass das Einspritzsystem 3 auch mit Einzelspeichern ausgeführt ist, wobei dann beispielsweise in dem Injektor 15 ein Einzelspeicher 17 als zusätzliches Puffervolumen integriert ist. Es ist bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ein insbesondere elektrisch ansteuerbares Druckregelventil 19 vorgesehen, über welches der Hochdruckspeicher 13 mit dem Kraftstoff-Reservoir 7 fluidverbunden ist. Über die Stellung des Druckregelventils 19 wird ein Kraftstoffvolumenstrom definiert, welcher aus dem Hochdruckspeicher 13 in das Kraftstoff-Reservoir 7 abgesteuert wird. Dieser Kraftstoffvolumenstrom wird in 1 sowie im folgenden Text mit VDRV bezeichnet.
Das hier dargestellte Einspritzsystem 3 weist ein mechanisches Überdruckventil 20 auf, welches den Hochdruckspeicher 13 ebenfalls mit dem Kraftstoff-Reservoir 7 verbindet. Das mechanische Überdruckventil 20 spricht an, das heißt es öffnet, wenn der Hochdruck in dem Hochdruckspeicher 13 einen vorbestimmten Überdruck-Absteuer-Druckbetrag erreicht oder überschreitet. Der Hochdruckspeicher 13 wird dann über das mechanische Überdruckventil 20 zu dem Kraftstoff-Reservoir 7 hin druckentlastet. Dies dient der Sicherheit des Einspritzsystems 3 und vermeidet unzulässig hohe Drücke in dem Hochdruckspeicher 13.
Die Betriebsweise der Brennkraftmaschine 1 wird durch ein elektronisches Steuergerät 21, welches bevorzugt als Motorsteuergerät der Brennkraftmaschine 1, nämlich als sogenannte Engine Control Unit (ECU) ausgebildet ist, bestimmt. Das elektronische Steuergerät 21 beinhaltet die üblichen Bestandteile eines Mikrocomputersystems, beispielsweise einen Mikroprozessor, I/O-Bausteine, Puffer und Speicherbausteine (EEPROM, RAM). In den Speicherbausteinen sind die für den Betrieb der Brennkraftmaschine 1 relevanten Betriebsdaten in Kennfeldern/Kennlinien appliziert. Über diese berechnet das elektronische Steuergerät 21 aus Eingangsgrößen Ausgangsgrößen. In 1 sind exemplarisch folgende Eingangsgrößen dargestellt: Ein gemessener, noch ungefilterter Hochdruck p, der in dem Hochdruckspeicher 13 herrscht und mittels eines Hochdrucksensors 23 gemessen wird, eine aktuelle Motordrehzahl n_I, ein Signal FP zur Leistungsvorgabe durch einen Betreiber der Brennkraftmaschine 1, und eine Eingangsgröße E. Unter der Eingangsgröße E sind vorzugsweise weitere Sensorsignale zusammengefasst, beispielsweise ein Ladeluftdruck eines Abgasturboladers. Bei einem Einspritzsystem 3 mit Einzelspeichern 17 ist ein Einzelspeicherdruck p_E bevorzugt eine zusätzliche Eingangsgröße des Steuergeräts 21.
In 1 sind als Ausgangsgrößen des elektronischen Steuergeräts 21 beispielhaft ein Signal PWMSD zur Ansteuerung der Saugdrossel 9 als erstes Druckstellglied, ein Signal ve zur Ansteuerung der Injektoren 15 – welches insbesondere einen Spritzbeginn und/oder ein Spritzende oder auch eine Spritzdauer vorgibt –, ein Signal PWMDRV zur Ansteuerung des Druckregelventils 19 als zweites Druckstellglied und eine Ausgangsgröße A dargestellt. Über das vorzugsweise pulsweitenmodulierte Signal PWMDRV wird die Stellung des Druckregelventils 19 und damit der Kraftstoffvolumenstrom VDRV definiert. Die Ausgangsgröße A steht stellvertretend für weitere Stellsignale zur Steuerung und/oder Regelung der Brennkraftmaschine 1, beispielsweise für ein Stellsignal zur Aktivierung eines zweiten Abgasturboladers bei einer Registeraufladung.
2a) zeigt eine schematische Detaildarstellung eines Ausführungsbeispiels eines Einspritzsystems 3. Dabei ist schematisch in einem durch eine gestrichelte Linie dargestellten Kasten ein Hochdruckregelkreis 25 dargestellt, der eingerichtet ist zur Regelung des Hochdrucks in dem Hochdruckspeicher 13. Außerhalb des Hochdruckregelkreises 25 beziehungsweise des mittels der gestrichelten Linie gekennzeichneten Kastens ist eine Dauereinspritzerkennungs-Funktion 27 dargestellt.
Zunächst wird die Funktionsweise des Hochdruckregelkreises 25 näher erläutert: Eine Eingangsgröße des Hochdruckregelkreises 25 ist ein durch das Steuergerät 21 bestimmter Soll-Hochdruck p_S, der zur Berechnung einer Regelabweichung e_p mit einem Ist-Hochdruck p_I verglichen wird. Der Soll-Hochdruck p_S wird vorzugsweise in Abhängigkeit von einer Drehzahl n_I der Brennkraftmaschine 1, einer Last- oder Drehmomentanforderung an die Brennkraftmaschine 1 und/oder in Abhängigkeit weiterer, insbesondere einer Korrektur dienender Größen, aus einem Kennfeld ausgelesen. Weitere Eingangsgrößen des Hochdruckregelkreises 25 sind insbesondere die Drehzahl n_I der Brennkraftmaschine 1 sowie eine Soll-Einspritzmenge Q_S. Als Ausgangsgröße weist der Hochdruckregelkreis 25 insbesondere den von dem Hochdrucksensor 23 gemessenen Hochdruck p auf. Dieser wird – was im Folgenden noch näher erläutert wird – einer ersten Filterung unterzogen, wobei der Ist-Hochdruck p_I als Ausgangsgröße aus dieser ersten Filterung hervorgeht. Die Regelabweichung e_p ist eine Eingangsgröße eines Hochdruckreglers 29, der vorzugsweise als PI(DT1)-Algorithmus ausgeführt ist. Eine weitere Eingangsgröße des Hochdruckreglers 29 ist bevorzugt ein Proportionalbeiwert kp_SD. Ausgangsgröße des Hochdruckreglers 29 ist ein Kraftstoff-Sollvolumenstrom V_SD für die Saugdrossel 9, zu dem in einer Additionsstelle 31 ein Kraftstoff-Sollverbrauch V_Q addiert wird. Dieser Kraftstoff-Sollverbrauch V_Q wird in einem ersten Berechnungsglied 33 in Abhängigkeit von der Drehzahl n_I und der Soll-Einspritzmenge Q_S berechnet und stellt eine Störgröße des Hochdruckregelkreises 25 dar. Als Summe der Ausgangsgröße V_SD des Hochdruckreglers 29 und der Störgröße V_Q ergibt sich ein unbegrenzter Kraftstoff-Sollvolumenstrom V_U,SD. Dieser wird in einem Begrenzungselement 35 in Abhängigkeit von der Drehzahl n_I auf einen maximalen Volumenstrom V_max,SD für die Saugdrossel 9 begrenzt. Als Ausgangsgröße des Begrenzungselements 35 ergibt sich ein begrenzter Kraftstoff-Sollvolumenstrom V_S,SD für die Saugdrossel 9, welcher als Eingangsgröße in eine Pumpenkennlinie 37 eingeht. Mit dieser wird der begrenzte Kraftstoff-Sollvolumenstrom V_S,SD in einen Saugdrossel-Sollstrom I_S,SD umgerechnet.
Der Saugdrossel-Sollstrom I_S,SD stellt eine Eingangsgröße eines Saugdrossel-Stromreglers 39 dar, welcher die Aufgabe hat, einen Saugdrosselstrom durch die Saugdrossel 9 zu regeln. Eine weitere Eingangsgröße des Saugdrossel-Stromreglers 39 ist ein Ist-Saugdrosselstrom I_I,SD. Ausgangsgröße des Saugdrossel-Stromreglers 39 ist eine Saugdrossel-Sollspannung U_S,SD, welche schließlich in einem zweiten Berechnungsglied 41 in an sich bekannter Weise in eine Einschaltdauer eines pulsweitenmodulierten Signals PWMSD für die Saugdrossel 9 umgerechnet wird. Mit diesem wird die Saugdrossel 9 angesteuert, wobei das Signal somit insgesamt auf eine Regelstrecke 43 wirkt, welche insbesondere die Saugdrossel 9, die Hochdruckpumpe 11, und den Hochdruckspeicher 13 aufweist. Der Saugdrosselstrom wird gemessen, wobei ein Rohmesswert I_R,SD resultiert, welcher in einem Stromfilter 45 gefiltert wird. Das Stromfilter 45 ist vorzugsweise als PT1-Filter ausgebildet. Ausgangsgröße dieses Stromfilters 45 ist der Ist-Saugdrosselstrom I_I,SD, welcher wiederum dem Saugdrossel-Stromregler 39 zugeführt wird.
Die Regelgröße des ersten Hochdruckregelkreises 25 ist der Hochdruck p in dem Hochdruckspeicher 13. Rohwerte dieses Hochdrucks p werden durch den Hochdrucksensor 23 gemessen und durch ein erstes Hochdruck-Filterelement 47 gefiltert, welches als Ausgangsgröße den Ist-Hochdruck p_I hat. Das erste Hochdruck-Filterelement 47 ist vorzugsweise durch einen PT1-Algorithmus umgesetzt.
Im Folgenden wird die Funktionsweise der Dauereinspritzerkennungs-Funktion 27 näher erläutert: Die Rohwerte des Hochdrucks p werden durch ein zweites Hochdruck-Filterelement 49 gefiltert, dessen Ausgangsgröße ein dynamischer Raildruck p_dyn ist. Das zweite Hochdruck-Filterelement 49 ist vorzugsweise durch einen PT1-Algorithmus umgesetzt. Eine Zeitkonstante des ersten Hochdruck-Filterelements 47 ist bevorzugt größer als eine Zeitkonstante des zweiten Hochdruck-Filterelements 49. Insbesondere ist das zweite Hochdruck-Filterelement 49 als ein schnelleres Filter als das erste Hochdruck-Filterelement 47 ausgebildet. Die Zeitkonstante des zweiten Hochdruck-Filterelements 49 kann auch mit dem Wert Null identisch sein, sodass dann der dynamische Raildruck p_dyn den gemessenen Rohwerten des Hochdrucks p entspricht beziehungsweise mit diesen identisch ist. Mit dem dynamischen Raildruck p_dyn liegt somit ein hochdynamischer Wert für den Hochdruck vor, welcher insbesondere stets dann sinnvoll ist, wenn eine schnelle Reaktion auf bestimmte auftretende Ereignisse erfolgen muss.
Eine Differenz des Soll-Hochdrucks p_S und des dynamischen Raildrucks p_dyn ergibt eine dynamische Hochdruck-Regelabweichung e_dyn. Die dynamische Hochdruck-Regelabweichung e_dyn ist eine Eingangsgröße eines Funktionsblocks 51 zur Detektion einer Dauereinspritzung. Weitere – insbesondere parametrierbare – Eingangsgrößen des Funktionsblocks 51 sind verschiedene Absteuer-Druckbeträge, hier konkret ein erster Überdruck-Absteuer-Druckbetrag p_A1, bei dem oder oberhalb dessen das mechanische Überdruckventil 20 anspricht, ein Regel-Absteuer-Druckbetrag p_A2, bei dem oder oberhalb dessen das ansteuerbare Druckregelventil 19 zur Hochdruckregelung als alleiniges Druckstellglied angesteuert wird, beispielsweise wenn die Saugdrossel 9 ausfällt, und ein zweiter Überdruck-Absteuer-Druckbetrag p_A3, bei dem oder oberhalb dessen das ansteuerbare Druckregelventil 19 – vorzugsweise vollständig – aufgesteuert wird, um eine Schutzfunktion für das Einspritzsystem 3 zu übernehmen und somit quasi das mechanische Überdruckventil 20 zu ersetzen oder zu ergänzen. Weitere – insbesondere parametrierbare – Eingangsgrößen sind ein vorbestimmter Start-Differenzdruckbetrag e_S, ein vorbestimmtes Prüf-Zeitintervall Δt_M, ein vorbestimmtes Dauereinspritz-Zeitintervall Δt_L, ein vorbestimmter Dauereinspritz-Differenzdruckbetrag Δp_P, ein Kraftstoff-Vordruck p_F, der dynamische Raildruck p_dyn, und ein Alarm-Rücksetzsignal AR. Ausgangsgrößen des Funktionsblocks 51 sind ein Motor-Stoppsignal MS, und ein Alarmsignal AS.
2b) zeigt, dass das Motor-Stoppsignal MS dann, wenn es den Wert 1 annimmt, d. h. gesetzt ist, einen Motorstopp auslöst, wobei in diesem Fall auch ein einen Stopp der Brennkraftmaschine 1 bewirkendes logisches Signal SAkt gesetzt wird. Das Auslösen eines Motorstopps kann auch andere Ursachen haben, z. B. das Setzen eines externen Motorstopps. Dabei wird ein externes Stoppsignal SE mit dem Wert 1 identisch und es wird – da alle möglichen Stopp-Signale durch eine logische ODER-Verknüpfung 53 miteinander verbunden sind – auch das resultierende logische Signal SAkt mit dem Wert 1 identisch.
3 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des Verfahrens in diagrammatischer Darstellung, insbesondere in Form von verschiedenen Zeitdiagrammen, die untereinander dargestellt sind. Dabei werden die Zeitdiagramme – von oben nach unten – als erstes, zweites, usw., Diagramm bezeichnet. Das erste Diagramm ist also insbesondere das in 3 oberste Diagramm, an welches sich nach unten die folgenden, entsprechend numerierten Diagramme anschließen.
Das erste Diagramm stellt den zeitlichen Verlauf – in Abhängigkeit von einem Zeitparameter t – des dynamischen Raildrucks p_dyn als durchgezogene Kurve K1 und den zeitlichen Verlauf des Soll-Hochdrucks p_S als gestrichelte Linie K2 dar. Bis zu einem ersten Zeitpunkt t₁ sind beide Kurven K1, K2 identisch. Von dem ersten Zeitpunkt t₁ an wird der dynamische Raildruck p_dyn kleiner, während der Soll-Hochdruck p_S konstant bleibt. Es ergibt sich dadurch eine positive dynamische Hochdruck-Regelabweichung e_dyn, welche zu einem zweiten Zeitpunkt t₂ mit dem vorbestimmten Start-Differenzdruckbetrag e_S identisch wird. Zu diesem Zeitpunkt läuft ein Zeitzähler Δt_Akt los. Der dynamische Raildruck p_dyn ist zu einem zweiten Zeitpunkt t₂ mit einem Start-Hochdruck p_dyn,S identisch. Zu einem dritten Zeitpunkt t₃ ist der dynamische Raildruck p_dyn, ausgehend von dem Start-Hochdruck p_dyn,S, um den vorbestimmten Dauereinspritz-Differenzdruckbetrag Δp_P gefallen. Ein typischer Wert für Δp_P ist bevorzugt 400 bar. Der Zeitzähler Δt_Akt nimmt zu dem dritten Zeitpunkt t₃ folgenden Wert an: Δt_Akt = Δt_m = t₃ – t₂
Eine Dauereinspritzung wird detektiert, wenn die gemessene Zeitspanne Δt_m, also diejenige Zeitspanne, während derer der dynamische Raildruck p_dyn um den vorbestimmten Dauereinspritz-Differenzdruckbetrag Δp_P abfällt, kleiner als oder gleich dem vorbestimmten Dauereinspritz-Zeitintervall Δt_L ist: Δt_m ≤ Δt_L
Das vorbestimmte Dauereinspritz-Zeitintervall Δt_L wird dabei bevorzugt über eine zweidimensionale Kurve, insbesondere eine Kennlinie, aus dem Start-Hochdruck p_dyn,S berechnet. Hierbei gilt: Je niedriger der Start-Hochdruck p_dyn,S ist, desto größer ist das vorbestimmte Dauereinspritz-Zeitintervall Δt_L. Typische Werte für das vorbestimmte Dauereinspritz-Zeitintervall Δt_L in Abhängigkeit von dem Start-Hochdruck p_dyn,S sind in der folgenden Tabelle angegeben:

p_dyn,S [bar] Δt_L [ms]

600 150

800 135

1000 120

1200 105

1400 90

1600 75

1800 60

2000 55

2200 40
Um auszuschließen, dass das Abfallen des Hochdrucks durch das Ansprechen eines Absteuerventils verursacht ist, wird im Rahmen des Verfahrens geprüft, ob der Hochdruck während des vorbestimmten Prüf-Zeitintervalls Δt_M wenigstens einen der vorbestimmten Absteuer-Druckbeträge, insbesondere den ersten Überdruck-Absteuer-Druckbetrag p_A1, den Regel-Absteuer-Druckbetrag p_A2, und/oder den zweiten Überdruck-Absteuer-Druckbetrag p_A3 erreicht oder überschritten hat.
Ist dies der Fall, hat also ein Absteuerventil in dem vorbestimmten Prüf-Zeitintervall Δt_M angesprochen, wird keine Dauereinspritzung erkannt. Besonders bevorzugt wird in diesem Fall keine Dauereinspritz-Prüfung durchgeführt, also insbesondere jedenfalls in dem Prüf-Zeitintervall ausgehend von einem Ansprechen eines Absteuerventils nicht geprüft, ob der Hochdruck innerhalb des vorbestimmten Dauereinspritz-Zeitintervalls Δt_L um den vorbestimmten Dauereinspritz-Differenzdruckbetrag Δp_P gefallen ist. Ein bevorzugter Wert für das Prüf-Zeitintervall Δt_M ist ein Wert von 2 s.
Hat kein Absteuerventil in dem vorbestimmten Prüf-Zeitintervall angesprochen und ist der Hochdruck zu dem dritten Zeitpunkt t₃ innerhalb des vorbestimmten Dauereinspritz-Zeitintervalls Δt_L um mindestens den vorbestimmten Dauereinspritz-Differenzdruckbetrag Δp_P gefallen, wird geprüft, ob der Kraftstoff-Vordruck p_F größer als oder gleich einem vorbestimmten Vordruck-Sollwert p_F,L ist. Ist dies, wie in dem zweiten Diagramm dargestellt, der Fall, wird eine Dauereinspritzung erkannt. Ist dies nicht der Fall, wird angenommen, dass der Kraftstoff-Vordruck für das Abfallen des Hochdrucks verantwortlich sein könnte, und es wird keine Dauereinspritzung erkannt.
Eine Voraussetzung für die Durchführung der Dauereinspritz-Prüfung ist auch, dass die Brennkraftmaschine 1 eine Startphase verlassen hat. Dies ist dann der Fall, wenn die Brennkraftmaschine 1 eine vorbestimmte Leerlaufdrehzahl erstmalig erreicht hat. Ein in dem dritten Diagramm dargestelltes, binäres Motor-Startsignal M_St nimmt dann den logischen Wert 0 an. Wird ein Stillstand der Brennkraftmaschine 1 erkannt, wird dieses Signal auf den logischen Wert 1 gesetzt.
Eine weitere Voraussetzung für die Durchführung der Dauereinspritz-Prüfung ist, dass der dynamische Raildruck p_dyn den Soll-Hochdruck p_S erstmalig erreicht hat.
Wird zu dem dritten Zeitpunkt t₃ eine Dauereinspritzung detektiert, so wird das Alarmsignal AS gesetzt, welches in dem fünften Diagramm vom logischen Wert 0 auf den logischen Wert 1 wechselt. Gleichzeitig muss bei detektierter Dauereinspritzung ein Abstellen der Brennkraftmaschine 1 erfolgen. Entsprechend muss das Motor-Stoppsignal MS, welches anzeigt, dass ein Motorstopp in Folge der Erkennung einer Dauereinspritzung ausgelöst wird, von dem logischen Wert 0 auf den logischen Wert 1 gesetzt werden, was in dem siebten Diagramm dargestellt ist. Dasselbe gilt für das einen Stopp der Brennkraftmaschine 1 bewirkende Signal SAkt, welches schließlich zu einem Abstellen der Brennkraftmaschine 1 führt, was insbesondere in dem sechsten Diagramm dargestellt ist.
Zu einem fünften Zeitpunkt t₅ wird ein Stillstand der Brennkraftmaschine 1 erkannt, sodass ein in dem vierten Diagramm dargestelltes Steht-Signal M₀, welches anzeigt, dass die Brennkraftmaschine 1 steht, von dem logischen Wert 0 auf den logischen Wert 1 wechselt. Gleichzeitig ändert sich der Wert des in dem dritten Diagramm dargestellten Motor-Startsignals M_St, welches die Startphase der Brennkraftmaschine 1 anzeigt, von dem logischen Wert 0 auf den logischen Wert 1, da die Brennkraftmaschine 1 sich nach erkanntem Stillstand wieder in der Startphase befindet. Wird die Brennkraftmaschine 1 als stehend erkannt, werden die beiden Signale SAkt und MS wieder auf 0 gesetzt, was wiederum in dem sechsten und siebten Diagramm dargestellt ist.
Zu einem sechsten Zeitpunkt t₆ wird eine Alarm-Zurücksetztaste durch den Betreiber der Brennkraftmaschine 1 betätigt, sodass sich das Alarm-Rücksetzsignal AR, wie es in dem achten Diagramm dargestellt ist, von dem logischen Wert 0 auf den logischen Wert 1 ändert. Dies hat wiederum zur Folge, dass das Alarmsignal AS, welches in dem fünften Diagramm dargestellt ist, auf den logischen Wert 0 zurückgesetzt wird.
Wird eine Dauereinspritzung erkannt, oder wird keine Dauereinspritzung vor Ablauf des vorbestimmten Dauereinspritz-Zeitintervalls Δt_L erkannt, kann danach eine erneute Dauereinspritz-Prüfung nur ausgeführt werden, wenn der dynamische Raildruck p_dyn den Soll-Hochdruck p_S wieder erreicht oder überschritten hat: p_dyn ≥ p_S.
4 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des Verfahrens als Flussdiagramm. In einem Start-Schritt S0 startet das Verfahren. In einem ersten Schritt S1 wird die dynamische Hochdruck-Regelabweichung e_dyn als Differenz des Soll-Hochdrucks p_S und des dynamischen Raildrucks p_dyn berechnet. In einem zweiten Schritt S2 wird abgefragt, ob eine als Merker1 bezeichnete, logische Variable gesetzt ist.
Dabei bezeichnet hier und im Folgenden der Begriff „Merker“ eine logische oder binäre Variable, die zwei Zustände annehmen kann, insbesondere 0 und 1. Dass ein Merker gesetzt ist, bedeutet hier und im Folgenden, dass die entsprechende logische Variable einen ersten der beiden Zustände aufweist, insbesondere einen aktiven Zustand, beispielsweise den Wert 1. Dass der Merker nicht gesetzt ist, bedeutet hier und im Folgenden, dass die logische Variable den anderen, zweiten Zustand, insbesondere einen inaktiven Zustand, aufweist, beispielsweise den Wert 0.
Mittels der logischen Variable Merker1 wird bei der vorliegenden Ausführungsform des Verfahrens überwacht, ob sich die Brennkraftmaschine 1 in ihrer Startphase befindet, und ob der Hochdruck den Soll-Hochdruck p_S erstmals erreicht oder überschritten hat. Der Merker1 wird dabei gesetzt, wenn die Brennkraftmaschine 1 nicht mehr in der Startphase vorliegt, und wenn der dynamische Raildruck p_dyn den Soll-Hochdruck p_S erstmals erreicht oder überschritten hat. Ist eine dieser Bedingungen nicht erfüllt, wird der Merker1 nicht gesetzt.
Ist der Merker1 gesetzt, wird in einem sechsten Schritt S6 mit einem Dauereinspritzerkennungs-Algorithmus fortgefahren, der in 5 näher dargestellt ist.
Ist der Merker1 nicht gesetzt, wird mit einem dritten Schritt S3 fortgefahren. In dem dritten Schritt S3 wird abgefragt, ob die Brennkraftmaschine 1 die Startphase verlassen hat. Ist dies nicht der Fall, wird das Verfahren in einem siebten Schritt S7 fortgesetzt. Ist dies dagegen der Fall, wird in einem vierten Schritt S4 geprüft, ob die dynamische Raildruck-Regelabweichung e_dyn kleiner oder gleich 0 ist. Ist dies nicht der Fall, was bedeutet, dass der dynamische Raildruck p_dyn den Soll-Hochdruck p_S noch nicht erreicht oder überschritten hat, wird das Verfahren in dem siebten Schritt S7 fortgesetzt. Ist dagegen die dynamische Raildruck-Abweichung e_dyn kleiner oder gleich 0, wird der Merker1 in einem fünften Schritt S5 gesetzt.
In dem siebten Schritt S7 wird abgefragt, ob die Brennkraftmaschine 1 steht. Ist dies nicht der Fall, wird mit einem zehnten Schritt S10 fortgefahren. Steht die Brennkraftmaschine 1, werden der Merker1 sowie weitere logische Variablen Merker2, Merker3, Merker4 und Merker5 zurückgesetzt.
Wie noch näher erläutert wird, zeigt dabei der Merker2 an, ob ein Absteuerventil angesprochen hat, der Merker3 zeigt an, ob das Absteuerventil in dem Prüf-Zeitintervall angesprochen hat, der Merker4 zeigt an, dass eine Dauereinspritzung erkannt wurde und sperrt insoweit nachfolgende Durchführungen der Dauereinspritz-Erkennung insbesondere bis zum Stillstand und Neustart der Brennkraftmaschine 1, und der Merker5 zeigt schließlich an, dass die Dauereinspritz-Prüfung zwar durchgeführt, jedoch keine Dauereinspritzung erkannt wurde, wobei er insoweit insbesondere eine erneute Durchführung der Dauereinspritz-Prüfung sperrt, bis der dynamische Hochdruck p_dyn erneut den Soll-Hochdruck p_S erreicht oder überschritten hat, und/oder bis die Brennkraftmaschine 1 – im Falle eines zwischenzeitlichen Abstellens und eines Neustarts derselben – erneut ihre Startphase verlassen hat.
In einem neunten Schritt S9 wird das einen Stopp der Brennkraftmaschine 1 aufgrund einer erkannten Dauereinspritzung auslösende logische Motor-Stoppsignal MS sowie das einen Stopp der Brennkraftmaschine bewirkende logische Signal SAkt ebenfalls zurückgesetzt. In einem zehnten Schritt S10 wird überprüft, ob sowohl das Alarm-Rücksetzsignal AR als auch das einen Stillstand der Brennkraftmaschine anzeigende logische Steht-Signal M₀ als auch das eine erkannte Dauereinspritzung anzeigende Alarmsignal AS gesetzt sind. Ist mindestens eines dieser logischen Signale nicht gesetzt, ist das Verfahren in einem zwölften Schritt S12 beendet. Sind dagegen alle diese logischen Signale gesetzt, wird das Alarmsignal AS in einem elften Schritt S11 zurückgesetzt.
Das Verfahren wird vorzugsweise iterativ durchgeführt. Dies bedeutet insbesondere, dass das Verfahren nach seiner Beendigung in dem zwölften Schritt S12 – vorzugsweise unmittelbar – in dem Start-Schritt S0 wieder gestartet wird. Selbstverständlich ist bevorzugt vorgesehen, dass diese iterative Durchführung des Verfahrens mit einem vollständigen Abschalten des Steuergeräts 21, welches bevorzugt eingerichtet ist zur Durchführung des Verfahrens, endet. Das Verfahren beginnt dann vorzugsweise nach einem Neustart des Steuergeräts 21 wieder bei dem Start-Schritt S0.
5 zeigt eine schematische Detaildarstellung der Ausführungsform des Verfahrens gemäß 4. Insbesondere zeigt 5 eine Detaildarstellung des sechsten Schritts S6 gemäß dem Flussdiagramm von 4 wiederum in Form eines Flussdiagramms. Dabei werden die innerhalb des Schrittes S6 durchgeführten Verfahrensschritte im Folgenden als Unterschritte bezeichnet.
In einem ersten Unterschritt S6_1 wird abgefragt, ob ein mechanisches Überdruckventil 20 vorhanden ist. Diese Abfrage ist nicht zwingend erforderlich. Vielmehr ist es auch möglich, dass der Verfahrensablauf angepasst auf die konkrete Konfiguration der Brennkraftmaschine 1 adaptiert ist, wobei fest in den Verfahrensablauf implementiert ist, ob ein mechanisches Überdruckventil 20 vorhanden ist, oder nicht. In diesem Fall braucht die in dem ersten Unterschritt S6_1 dargestellte Verzweigung nicht vorgesehen zu sein, vielmehr kann sich direkt der für die Konfiguration der Brennkraftmaschine 1 passende Verfahrensschritt anschließen. Die hier beschriebene Ausführungsform des Verfahrens hat allerdings den Vorteil, dass sie unabhängig von der konkreten Konfiguration der Brennkraftmaschine 1 eingesetzt werden kann, sodass sie sehr flexibel einsetzbar und auch schnell im Sinne einer Nachrüstlösung in ein bestehendes Steuergerät 21 einer Brennkraftmaschine 1 implementierbar ist. Mittels der Abfrage in dem ersten Unterschritt S6_1 erhält das Verfahren dann die für das weitere Fortschreiten notwendige Information über das Vorhandensein eines mechanischen Überdruckventils 20.
Ist ein mechanisches Überdruckventil 20 bei der Brennkraftmaschine 1 vorhanden, wird in einem zweiten Unterschritt S6_2 abgefragt, ob der dynamische Raildruck p_dyn größer als oder gleich dem ersten Überdruck-Absteuer-Druckbetrag p_A1 ist. Ist dies nicht der Fall, wird mit einem sechsten Unterschritt S6_6 fortgefahren. Ist dies dagegen der Fall, wird der Merker2 in einem dritten Unterschritt S6_3 gesetzt. Eine Zeitvariable t_Sp wird gleichzeitig auf eine aktuelle Systemzeit t gesetzt. Anschließend wird mit dem sechsten Unterschritt S6_6 fortgefahren. Ist kein mechanisches Überdruckventil 20 vorhanden, wird von dem ersten Unterschritt S6_1 zu einem vierten Unterschritt S6_4 verzweigt. In dem vierten Unterschritt S6_4 wird abgefragt, ob der dynamische Raildruck p_dyn größer als oder gleich dem Regel-Absteuer-Druckbetrag p_A2 oder größer als oder gleich dem zweiten Überdruck-Absteuer-Druckbetrag p_A3 ist. Ist dies nicht der Fall, wird mit dem sechsten Unterschritt S6_6 fortgefahren. Ist dies der Fall, wird der Merker2 in einem fünften Unterschritt S6_5 gesetzt. Gleichzeitig wird die Zeitvariable t_Sp auf die aktuelle Systemzeit t gesetzt. Anschließend wird mit dem sechsten Unterschritt S6_6 fortgefahren.
In diesem wird der Merker4 abgefragt. Ist dieser gesetzt, wird mit dem siebten Schritt S7 gemäß 4 fortgefahren.
Ist der Merker4 nicht gesetzt, wird der Merker3 in einem siebten Unterschritt S6_7 abgefragt. Ist der Merker3 gesetzt, wird mit einem zwölften Unterschritt S6_12 fortgefahren, andernfalls wird in einem achten Unterschritt S6_8 geprüft, ob die dynamische Raildruck-Regelabweichung e_dyn größer als oder gleich dem Start-Differenzdruckbetrag e_S ist. Ist dies nicht der Fall, wird mit dem siebten Schritt S7 gemäß 4 fortgefahren. Ist dies hingegen der Fall, wird in einem neunten Unterschritt S6_9 geprüft, ob der Merker2 gesetzt ist. Ist der Merker2 nicht gesetzt, wird mit einem elften Unterschritt S6_11 fortgefahren. Ist der Merker2 gesetzt, wird in einem zehnten Unterschritt S6_10 geprüft, ob die Differenz der aktuellen Systemzeit t und des Werts der Zeitvariablen t_Sp kleiner oder gleich dem Prüf-Zeitintervall Δt_M ist. Ist dies der Fall, wird mit dem siebten Schritt S7 gemäß 4 fortgefahren. Ist dies nicht der Fall, wird in dem elften Unterschritt S6_11 der Merker3 gesetzt, und dem Start-Hochdruck p_dyn,S wird der Wert des aktuell herrschenden dynamischen Raildrucks p_dyn zugeordnet.
In dem zwölften Unterschritt S6_12 wird der Merker5 abgefragt. Ist der Merker5 gesetzt, wird mit einem siebzehnten Unterschritt S6_17 fortgefahren. Ist der Merker5 nicht gesetzt, wird eine Zeitdifferenzvariable Δt in einem dreizehnten Unterschritt S6_13 inkrementiert. Anschließend wird in einem vierzehnten Unterschritt S6_14 das vorbestimmte Dauereinspritz-Zeitintervall Δt_L als Ausgangswert einer zweidimensionalen Kurve berechnet. Eingangswert dieser Kurve ist der Start-Hochdruck p_dyn,S.
In einem fünfzehnten Unterschritt S6_15 wird abgefragt, ob die Zeitdifferenzvariable Δt größer als das Dauereinspritz-Zeitintervall Δt_L ist. Ist dies nicht der Fall, wird mit einem neunzehnten Unterschritt S6_19 fortgefahren. Ist dies der Fall, wird in dem sechzehnten Unterschritt S6_16 die Zeitdifferenzvariable Δt auf den Wert 0 gesetzt, und der Merker5 wird gesetzt. Anschließend wird in dem siebzehnten Unterschritt S6_17 abgefragt, ob die dynamische Raildruck-Regelabweichung e_dyn kleiner als oder gleich Null ist. Ist dies nicht der Fall, wird mit dem siebten Schritt S7 gemäß 4 fortgefahren. Ist dies hingegen der Fall, werden Merker3 und Merker5 in einem achtzehnten Unterschritt S6_18 jeweils zurückgesetzt. Anschließend wird mit dem siebten Schritt S7 gemäß 4 fortgefahren.
In dem neunzehnten Unterschritt S6_19 wird ein Differenzdruckbetrag Δp als Differenz des Start-Hochdrucks p_dyn,S und des dynamischen Raildrucks p_dyn berechnet.
Anschließend wird in einem zwanzigsten Unterschritt S6_20 geprüft, ob der Druckdifferenzbetrag Δp größer als oder gleich dem vorbestimmten Dauereinspritz-Differenzdruckbetrag Δp_P ist. Ist dies nicht der Fall, wird mit dem siebten Schritt S7 gemäß 4 fortgefahren. Ist dies dagegen der Fall, wird in einem einundzwanzigsten Unterschritt S6_21 geprüft, ob der Kraftstoff-Vordruck p_F kleiner als der Grenzwert p_F,L ist. Ist dies der Fall, wird in einem dreiundzwanzigsten Schritt S6_23 die Zeitdifferenzvariable Δt auf den Wert 0 gesetzt, und der Merker5 wird gesetzt. Anschließend wird mit dem siebten Schritt S7 gemäß 4 fortgefahren. Ist der Kraftstoff-Vordruck p_F nicht kleiner als der vorbestimmte Vordruck-Sollwert p_F,L, so wird in einem zweiundzwanzigsten Unterschritt S6_22 die Zeitdifferenzvariable Δt auf den Wert 0 gesetzt und der Merker3 wird zurückgesetzt. Der Merker4 sowie das Alarmsignal AS, das Motor-Stoppsignal MS, und das einen Motorstopp bewirkende logische Signal SAkt werden gleichzeitig gesetzt. Anschließend wird ebenfalls mit dem siebten Schritt S7 gemäß 4 fortgefahren.
Insgesamt zeigt sich, dass mithilfe des hier vorgeschlagenen Verfahrens, des Einspritzsystems 3 und der Brennkraftmaschine 1 eine Dauereinspritzung wirksam, in einfacher Weise, kostengünstig und sehr sicher erkannt werden kann, wobei besonders bevorzugt auf ein Mengenbegrenzungsventil verzichtet werden kann, sodass es insbesondere möglich wird, für das Einspritzsystem 3 und die Brennkraftmaschine 1 kostengünstige Injektoren zu verwenden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102011100187 B3 [0002]

Claims

Verfahren zum Erkennen einer Dauereinspritzung im Betrieb einer Brennkraftmaschine (1) mit einem einen Hochdruckspeicher (13) für einen Kraftstoff aufweisenden Einspritzsystem (3), wobei – ein Hochdruck in dem Einspritzsystem (3) zeitabhängig überwacht wird, wobei – zum Erkennen einer Dauereinspritzung geprüft wird, ob der Hochdruck innerhalb eines vorbestimmten Dauereinspritz-Zeitintervalls (Δt_L) um einen vorbestimmten Dauereinspritz-Differenzdruckbetrag (Δp_P) gefallen ist, wobei – geprüft wird, ob ein den Hochdruckspeicher (13) mit einem Kraftstoff-Reservoir (7) verbindendes Absteuerventil angesprochen hat, wobei – eine Dauereinspritzung erkannt wird, wenn – in einem vorbestimmten Prüf-Zeitintervall (Δt_M) vor dem Abfallen des Hochdrucks kein Absteuerventil angesprochen hat, und wenn – der Hochdruck innerhalb des vorbestimmten Dauereinspritz-Zeitintervalls (Δt_L) um den vorbestimmten Dauereinspritz-Differenzdruckbetrag (Δp_P) gefallen ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dauereinspritz-Prüfung, ob der Hochdruck innerhalb des vorbestimmten Dauereinspritz-Zeitintervalls (Δt_L) um den vorbestimmten Dauereinspritz-Differenzdruckbetrag (Δp_P) gefallen ist, nur durchgeführt wird, wenn in dem vorbestimmten Prüf-Zeitintervall (Δt_M) vor einem Startzeitpunkt für die Dauereinspritz-Prüfung kein Absteuerventil angesprochen hat.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dauereinspritz-Prüfung zu dem Startzeitpunkt gestartet wird, wenn der Hochdruck einen Hochdruck-Sollwert (p_S) um einen vorbestimmten Start-Differenzdruckbetrag (e_S) unterschreitet.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zu dem Startzeitpunkt ein Start-Hochdruck (p_dyn,S) ermittelt wird, wobei das vorbestimmte Dauereinspritz-Zeitintervall (Δt_L) abhängig von dem Start-Hochdruck (p_dyn,S) bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Prüfung, ob ein Absteuerventil angesprochen hat, geprüft wird, ob der Hochdruck in dem Prüf-Zeitintervall (Δt_M) einen vorbestimmten Absteuer-Druckbetrag erreicht oder überschritten hat.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dauereinspritz-Prüfung nur durchgeführt wird, wenn – die Brennkraftmaschine (1) eine vorbestimmte Startphase verlassen hat, und/oder wenn – der Hochdruck einen Hochdruck-Sollwert (p_S) erstmalig seit dem Start der Brennkraftmaschine (1) erreicht oder überschritten hat.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach einer Dauereinspritz-Prüfung eine nächste Dauereinspritz-Prüfung erst erneut durchgeführt wird, wenn der Hochdruck den Hochdruck-Sollwert (p_S) erneut erreicht oder überschritten hat.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Dauereinspritzung nur erkannt wird, wenn ein Kraftstoff-Vordruck (p_F) größer als ein oder gleich einem vorbestimmten Vordruck-Sollwert (p_F,L) ist.
Einspritzsystem (3) für eine Brennkraftmaschine (1) mit – wenigstens einem Injektor (15); – wenigstens einem Hochdruckspeicher (13), der einerseits mit dem wenigstens einen Injektor (15) und andererseits über eine Hochdruckpumpe (11) mit einem Kraftstoff-Reservoir (7) in Fluidverbindung ist, – einem Hochdrucksensor (23), angeordnet und eingerichtet zur Erfassung eines Hochdrucks in dem Einspritzsystem (3), – wenigstens einem Absteuerventil, über welches der Hochdruckspeicher (13) mit dem Kraftstoff-Reservoir (7) fluidverbunden ist, und mit – einem Steuergerät (21), das mit dem wenigstens einen Injektor (15), dem Hochdrucksensor (23), und vorzugsweise mit dem wenigstens einen Absteuerventil wirkverbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (21) eingerichtet ist, um einen Hochdruck in dem Einspritzsystem (3) zeitabhängig zu überwachen, wobei das Steuergerät (21) weiterhin eingerichtet ist, um zum Erkennen einer Dauereinspritzung zu prüfen, ob der Hochdruck innerhalb eines vorbestimmten Dauereinspritz-Zeitintervalls (Δt_L) um einen vorbestimmten Dauereinspritz-Differenzdruckbetrag (Δp_P) gefallen ist, wobei das Steuergerät (21) eingerichtet ist, um zu prüfen, ob das wenigstens eine Absteuerventil angesprochen hat, wobei das Steuergerät (21) weiterhin eingerichtet ist, um eine Dauereinspritzung zu erkennen, wenn in einem vorbestimmten Prüf-Zeitintervall (Δt_M) vor dem Abfallen des Hochdrucks kein Absteuerventil angesprochen hat, und wenn der Hochdruck innerhalb des vorbestimmten Dauereinspritz-Zeitintervalls (Δt_L) um den vorbestimmten Dauereinspritz-Differenzdruckbetrag (Δp_P) gefallen ist, wobei das Steuergerät (21) vorzugsweise eingerichtet ist zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8.
Einspritzsystem (3) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Absteuerventil ausgewählt ist aus einer Gruppe bestehend aus einem mechanischen Überdruckventil und einem ansteuerbaren Druckregelventil.
Brennkraftmaschine (1), gekennzeichnet durch ein Einspritzsystem (3) nach einem der Ansprüche 9 und 10.