DE19614884A1

DE19614884A1 - Anordnung und Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE19614884A1
Application number: DE1996114884
Authority: DE
Inventors: Juergen Biester
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1996-04-16
Filing date: 1996-04-16
Publication date: 1997-10-23
Also published as: FR2747428B1; ITMI970685A1; FR2747428A1; JPH1082351A; IT1290833B1

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche.

Ein solches Verfahren und eine solche Vorrichtung sind aus der DE-OS 195 20 300 bekannt. Dort werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine beschrieben, mit denen der Kraftstoff von wenigstens einer Pumpe von einem Niederdruckbereich in einen Hochdruckbereich gefördert wird und von dort mittels Injektoren der Brennkraftmaschine zumeßbar ist. Solche Vorrichtungen werden üblicherweise als Common-Rail-Systeme bezeichnet. Diese Einrichtung umfaßt erste Mittel, die bei einem Fehler im Hochdruckbereich ein Fehlersignal bereitstellen. Zur Erkennung von einem Fehler überwacht die Vorrichtung den Druck des Kraftstoffs im Hochdruckbereich. Sinkt der Druck unter einen vorbestimmten Wert ab, so wird auf Fehler erkannt.

Dieses Absinken des Drucks im Hochdruckbereich beruht nicht notwendigerweise auf einem Fehler im Hochdruckbereich, sondern kann auch auf einem Fehler im Niederdruckbereich beruhen.

Aufgabe der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Verfahren und bei einer Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art zwischen Fehlern im Niederdruckbereich und im Hochdruckbereich unterscheiden zu können. Diese Aufgabe wird durch die in den unabhängigen Ansprüchen gekennzeichneten Merkmale gelöst.

Vorteile der Erfindung

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann sicher zwischen Fehlern im Niederdruckbereich und im Hochdruckbereich unterschieden werden. So lassen sich beispielsweise ein leerer Tank oder andere Störungen auf der Niederdruckseite sicher erkennen. Fehldiagnosen im Hochdruckbereich werden sicher vermieden.

Vorteilhafte und zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Zeichnung

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen erläutert. Es zeigen

Fig. 1 ein Blockdiagramm der erfindungsgemäßen Vorrichtung und

Fig. 2 Flußdiagramme der erfindungsgemäßen Vorgehensweise.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In Fig. 1 sind die Elemente einer Ausführungsform eines Kraftstoffversorgungssystems einer Brennkraftmaschine mit Hochdruckeinspritzung dargestellt. Das dargestellte System wird üblicherweise als Common-Rail-System bezeichnet.

Mit 100 ist ein Kraftstoffvorratsbehälter bezeichnet. Dieser steht über ein erstes Filtermittel 105 mit einer vorzugsweise regelbaren Vorförderpumpe 110 und einem zweiten Filtermittel 115 in Verbindung. Vom zweiten Filtermittel 115 gelangt der Kraftstoff über eine Leitung zu einem Ventil 120. Die Verbindungsleitung zwischen dem Filtermittel 115 und dem Ventil 120 steht über ein Niederdruckbegrenzungsventil 140 mit dem Vorratsbehälter 100 in Verbindung. Das Ventil 120 steht über eine Hochdruckpumpe 125 mit einem Rail 130 in Verbindung. Das Rail steht über Kraftstoffleitungen mit verschiedenen Injektoren 131 in Kontakt. Über ein Druckregelventil 135 ist das Rail 130 mit dem Kraftstoffvorratsbehälter 110 verbindbar. Das Druckregelventil 135 ist mittels einer Spule 136 steuerbar.

Der Bereich zwischen dem Ausgang der Hochdruckpumpe 125 und dem Eingang des Druckregelventils 135 wird als Hochdruckbereich bezeichnet. In diesem Bereich steht der Kraftstoff unter hohem Druck. Üblicherweise werden bei Systemen für fremdgezündete Brennkraftmaschinen Druckwerte von 30 bis 100 bar und bei selbstzündenden Brennkraftmaschinen Druckwerte von 1000 bis 2000 bar erzielt. Der Druck im Hochdruckbereich wird mittels eines Sensors 140 erfaßt.

Der Bereich zwischen dem Kraftstoffvorratsbehälter und der Hochdruckpumpe 125, insbesondere der Bereich zwischen Vordruckpumpe 110 und der Hochdruckpumpe 125, wird als Niederdruckbereich bezeichnet. In diesem Niederdruckbereich ist ein zweiter Drucksensor 170 angeordnet, der ein Signal PN bereitstellt, das ein Maß für den Kraftstoffdruck im Niederdruckbereich darstellt. Im einfachsten Ausführungsbeispiel ist dies lediglich ein Druckschalter, der unterhalb eines Schwellwerts PS für den Druck einen ersten Signalwert und oberhalb des Schwellwerts PS einen zweiten Signalwert bereitstellt.

Die in Fig. 1 eingezeichnete Position ist nur ein möglicher Einbauort. Der Sensor 170 kann auch zwischen dem Ventil 120 und der Hochdruckpumpe 125 angeordnet sein. Der Drucksensor 170 ist vorzugsweise zwischen der Vorförderpumpe 110 und der Hochdruckpumpe 125 und/oder zwischen einem nicht dargestellten Abschaltventil und der Hochdruckpumpe 125 angeordnet. Der Sensor 170 wird möglichst nahe an der Hochdruckpumpe 125 angebaut.

Die Injektoren 131 und das Ventil 136 des Druckregelventils 135 wird von einer Steuerung 150 mit Ansteuersignalen beaufschlagt. Die Steuerung verarbeitet Signale verschiedener Sensoren 160.

Diese Einrichtung arbeitet wie folgt: Der Kraftstoff, der sich im Vorratsbehälter befindet, wird von der Vordruckpumpe 110 durch die Filtermittel 105 und 115 gefördert. Ausgangsseitig der Vordruckpumpe 110 ist der Kraftstoff mit einem Druck zwischen einem und ca. 3 bar beaufschlagt. Wenn der Druck im Niederdruckbereich des Kraftstoffsystems einen vorgebbaren Druck erreicht hat, öffnet das Ventil 120 und der Eingang der Hochdruckpumpe 125 wird mit einem bestimmten Druck beaufschlagt. Dieser Druck hängt von der Ausführung des Ventils 120 ab. Üblicherweise ist das Ventil 120 so ausgestaltet, daß es bei einem Druck von ca. 1 bar die Verbindung zur Hochdruckpumpe 125 freigibt.

Steigt der Druck im Niederdruckbereich auf unzulässig hohe Werte an, so öffnet das Niederdruckbegrenzungsventil 140 und gibt die Verbindung zwischen dem Ausgang der Vordruckpumpe 110 und dem Vorratsbehälter 100 frei. Mittels des Ventils 120 und dem Niederdruckbegrenzungsventil 140 wird der Druck im Niederdruckbereich auf Werte zwischen ca. 1 und 3 bar gehalten.

Die Hochdruckpumpe 125 fördert den Kraftstoff vom Niederdruckbereich in den Hochdruckbereich. Die Hochdruckpumpe 125 baut im Rail 130 einen sehr hohen Druck auf. Dieser Druck liegt in der Größenordnung zwischen 1000 und 2000 bar. Über die Injektoren 131 kann der Kraftstoff unter hohem Druck den einzelnen Zylinder der Brennkraftmaschine zugemessen werden. Üblicherweise sind die Injektoren so ausgestaltet, daß eine Zumessung nur dann Möglich ist, wenn der Druck im Hochdruckbereich oberhalb eines Mindestwertes liegt. Unterhalb eines bestimmten Druckwerts ist keine Einspritzung mehr möglich.

Mittels des Sensors 140 wird der Druck im Rail bzw. im gesamten Hochdruckbereich erfaßt. Mittels des Druckregelventils 135, das mit einer Spule 136 ansteuerbar ist, kann der Druck im Hochdruckbereich geregelt werden. Abhängig von der an der Spule 136 anliegenden Spannung bzw. des durch die Spule 136 fließenden Stromes öffnet das Druckregelventil 135 bei unterschiedlichen Druckwerten.

Als Vordruckpumpe 110 werden üblicherweise Elektrokraftstoffpumpen mit einem Gleichstrom-Motor (DC-Motoren) oder einem elektrisch komutierten Gleichstrom- Motoren (EC-Motoren) eingesetzt. Für höhere Fördermengen, die insbesondere bei Nutzkraftfahrzeugen erforderlich sind, können auch mehrere parallel geschaltete Vordruckpumpen eingesetzt werden. In diesem Fall werden wegen der höheren Lebensdauer und höheren Verfügbarkeit vorzugsweise EC-Motoren verwendet.

Die Steuerung 150 berechnet ausgehend von den Ausgangssignalen der verschiedenen Sensoren 160 Signale zur Beaufschlagung der Injektoren 131. Die derart angesteuert werden, daß zu einem vorgegebenen Zeitpunkt eine vorgegebene Kraftstoffmenge eingespritzt wird.

Desweiteren bildet sie ein Signal, daß das Druckregelventil 135 mit einer solchen Spannung beaufschlagt wird, daß es bei einem definierten Druck im Hochdruckbereich öffnet. Über das Ansteuersignal ist der Druck im Hochdruckbereich einstellbar.

Erkennt die Steuerung 150, daß ein Fehler aufgetreten ist, ein Fehler kann beispielsweise durch Auswerten des Signals PH des Drucksensors 140 im Hochdruckbereich und/oder der verschiedenen Sensorsignale 160 erkannt werden, so wird eine Fehlerreaktion eingeleitet. So erfolgt beispielsweise eine Abschaltung der Brennkraftmaschine.

In Fig. 2 sind verschiedene Vorgehensweisen zu Überwachung als Flußdiagramme dargestellt. In Teilfigur 2a ist ein Unterprogramm zur Überwachung des Niederdruckbereichs gezeigt. Im Schritt 200 startet das Unterprogramm. Dieses Unterprogramm wird beispielsweise in festen Zeiträumen oder nach Durchlaufen eines bestimmten Winkelbereichs aktiviert. Besonders vorteilhaft ist es wenn es nach einer Fehlererkennung im Hochdruckbereich aktiviert wird.

Die sich anschließende Abfrage 210 überprüft, ob der Druck PN im Niederdruckbereich kleiner als ein Schwellwert PS ist. Ist dies der Fall, so wird in Schritt 220 ein Merker NF auf Null gesetzt. Erkennt die Abfrage 210, daß der Druck größer als der Schwellwert PS ist, so wird in Schritt 225 der Merker NF auf 1 gesetzt. Im Anschluß an die Schritte 220 und 225 erfolgt jeweils im Schritt 230 der Rücksprung ins Programm.

In Fig. 2b ist ein Unterprogramm zur Überprüfung des Hochdruckbereichs dargestellt. Im Schritt 240 startet dieses Unterprogramm. Die sich anschließende Abfrage 245 überprüft, ob im Hochdruckbereich ein Fehler vorliegt. Hierzu wird beispielsweise der Druck PH im Hochdruckbereich ausgewertet. Liegt ein Fehler vor, so wird in Schritt 250 ein Fehlerspeicher HF mit dem Wert 1 gesetzt. Erkennt die Abfrage 245, daß kein Fehler vorliegt, so erfolgt im Schritt 255 der Rücksprung ins Hauptprogramm. Ebenso erfolgt im Anschluß an den Schritt 250 in Schritt 255 der Rücksprung ins Hauptprogramm.

In Teilfigur 2c ist ein Unterprogramm dargestellt, das vorzugsweise beim Start der Brennkraftmaschine abgearbeitet wird. Anschließend an den Start im Schritt 260 folgt die Abfrage 265, die überprüft, ob der Fehlerspeicher HF mit 1 gesetzt ist. Ist dies nicht der Fall, so folgt in Schritt 280 der normale Programmablauf. Ist der Fehlerspeicher gesetzt, das heißt, im vorhergehenden Betrieb der Brennkraftmaschine ist ein Fehler im Hochdruckbereich aufgetreten, so folgt die Abfrage 270. Die Abfrage 270 überprüft, ob der Speicher NF mit 1 gesetzt ist. Ist dies nicht der Fall, so folgt ebenfalls Schritt 280. Ist der Speicher NF mit 1 gesetzt, so endet das Programm im Schritt 275.

Im Schritt 275 endet das Programm, wenn der Druck PN im Niederdruckbereich größer als der Sollwert war. Ist der Druck dagegen niedriger als der Schwellwert PS, so lag kein Fehler im Hochdruckbereich vor, sondern die Abschaltung beruhte auf einem Fehler im Niederdruckbereich und es ist nun ein normaler Betrieb der Brennkraftmaschine möglich.

Erfolgte eine Abschaltung aufgrund eines Fehlers im Hochdruckbereich, so erfolgt ein Neustart der Brennkraftmaschine nur, wenn bei Auftreten des Fehlers der Druck im Niederdruckbereich kleiner als ein Schwellwert war. Bei einer Notabschaltung im Fehlerfall ist ein erneuter Start der Brennkraftmaschine möglich, wenn der Fehler im Niederdruckbereich vorlag. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn der Tank leergefahren wurde. Bei Fehlern im Hochdruckbereich dagegen ist kein erneuter Start möglich.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Überprüfung, ob der Druck im Niederdruckbereich größer als ein Schwellwert PS ist, jeweils nach einer Fehlererkennung im Hochdruckbereich erfolgt. Dies bedeutet, daß sich die Abfrage 210 der Teilfigur 2a an den Schritt 250 in Teilfigur 2b anschließt. Diese besondere Ausgestaltung ist in Teilfigur 2d dargestellt. Entsprechende Blöcke sind mit entsprechenden Bezugszeichen bezeichnet. Wird in Schritt 245 ein Fehler im Hochdruckbereich erkannt und erkennt die Abfrage 210, daß der Druck PN im Niederdruckbereich größer als ein Schwellwert PS ist, so wird in Schritt 290 auf Fehler im Hochdruckbereich erkannt und entsprechende Maßnahmen, wie beispielsweise eine Notabschaltung, eingeleitet. In den anderen Fällen, das heißt die Abfrage 245 erkennt keinen Fehler, beziehungsweise die Abfrage 210 erkennt, daß der Druck im Niederdruckbereich kleiner als der Schwellwert ist, erfolgt im Schritt 255 der Rücksprung ins Hauptprogramm.

Ein Fehler im Hochdruckbereich wird nur erkannt, wenn im Niederdruckbereich kein Fehler vorliegt. Durch diese Vorgehensweise können Notabschaltungen, die durch Fehler im Niederdruckbereich verursacht sind vermieden werden. Nachteilig gegen der vorherigen Ausführungsform ist aber, daß die Notabschaltung geringfügig verzögert wird.

Claims

1. Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine, wobei der Kraftstoff von wenigstens einer Pumpe von einem Niederdruckbereich in einen Hochdruckbereich gefördert wird, und von dort mittels Injektoren der Brennkraftmaschine zumeßbar ist, daß ein Fehlersignal vorgebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein vom Druck im Niederdruckbereich abhängiges Drucksignal vorgegeben wird und daß das Fehlersignal und das Drucksignal zur Fehlererkennung verarbeitet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nur dann auf Fehler im Hochdruckbereich erkannt wird, wenn das Fehlersignal vorliegt und das Drucksignal vorgebbare Werte annimmt.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß kein Fehler erkannt wird, wenn der Druck im Niederdruckbereich kleiner als ein Schwellwert ist.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Drucksignal einen ersten Wert annimmt, wenn der Druck im Niederdruckbereich kleiner als ein Schwellwert ist und daß das Drucksignal einen zweiten Wert annimmt, wenn der Druck im Niederdruckbereich größer als ein Schwellwert ist.

5. Verfahren einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nur dann auf Fehler im Hochdruckbereich erkannt wird, wenn das Fehlersignal vorliegt und das Drucksignal seinen zweiten Werte annimmt.

6. Verfahren einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nach einer Abschaltung aufgrund eines Fehlers im Hochdruckbereich ein Neustart der Brennkraftmaschine nur erfolgt, wenn der Druck im Niederdruckbereich kleiner als ein Schwellwert war.

7. Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine, wobei der Kraftstoff von wenigstens einer Pumpe von einem Niederdruckbereich in einen Hochdruckbereich gefördert wird, und von dort mittels Injektoren der Brennkraftmaschine zumeßbar ist, wobei erste Mittel vorgesehen sind, die ein Fehlersignal bereitstellen, dadurch gekennzeichnet, daß zweite Mittel vorgesehen sind, die ein vom Druck im Niederdruckbereich abhängiges Drucksignal vorgeben und daß Mittel vorgesehen sind, die das Fehlersignal und das Drucksignal zur Fehlererkennung verarbeiten.