DE19957732B4 - Verfahren zur Überprüfung einer betriebssicherheitsrelevanten Komponente einer Anlage - Google Patents

Verfahren zur Überprüfung einer betriebssicherheitsrelevanten Komponente einer Anlage Download PDF

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Abstract

Verfahren zur Überprüfung einer betriebssicherheitsrelevanten Komponente einer Anlage, die durch einen Startvorgang in Betrieb und durch einen Abschaltvorgang außer Betrieb gesetzt wird, welche jeweils extern ausgelöst werden, bei welchem Verfahren
– zu bestimmten Zeitpunkten während des Betriebes der Anlage die Komponente in einer Grobüberprüfung auf einen Fehler überprüft wird;
– wenn bei der Grobüberprüfung ein Fehler erkannt wurde, zur genaueren Spezifikation des Fehlers eine Feinüberprüfung 1. Art durchgeführt wird, bei welcher bei einem Versagen der Komponente kein sicherheitsgefährdender Betriebszustand der Anlage eintreten kann, wobei
– in der Feinüberprüfung 1. Art nach der Auslösung eines Start- oder Abschaltvorganges die Komponente in einem Prüfbetrieb betrieben wird, bei welchem der Startvorgang erfolglos verläuft bzw. der Abschaltvorgang verlängert wird.

Description

  • Verfahren zur Überprüfung einer betriebssicherheitsrelevanten Komponente einer Anlage
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überprüfung einer betriebssicherheitsrelevanten Komponente einer Anlage, die durch einen Startvorgang in Betrieb und durch einen Abschaltvorgang außer Betrieb gesetzt wird, welche jeweils extern ausgelöst werden.
  • Die Überprüfung betriebssicherheitsrelevanter Komponenten bei Anlagen ist für den sicheren Betrieb vielfältig erforderlich. Oftmals kann man jedoch eine solche Komponente während des Betriebs der Anlage nur eingeschränkt dahingehend prüfen, daß grob festgestellt wird, ob die Komponente einen Fehler aufweist, oder ob nicht. Oftmals kann eine solche Überprüfung dadurch erfolgen, indem das Betriebsverhalten der Komponente überwacht wird, und bei vom Soll-Zustand abweichendem Betriebsverhalten auf einen Fehler geschlossen wird.
  • Ein Beispiel für eine Anlage, deren Betrieb ständig überwacht wird, ist eine moderne Brennkraftmaschine. In diesem Fall kann es sich bei der betriebssicherheitsrelevanten Komponente beispielsweise um eine Einspritzdüse, die einem Zylinder der Brennkraftmaschine zugeordnet ist, handeln. Eine Brennkraftmaschine ist eine Anlage, die durch einen Startvorgang im Betrieb und durch einen Abschaltvorgang außer Betrieb gesetzt wird, wobei diese Vorgänge jeweils extern, z.B. vom Fahrer eines mit der Brennkraftmaschine ausgerüsteten Kraftfahrzeuges eingeleitet werden.
  • Aus Gründen der besseren Anschaulichkeit wird im folgenden der Hintergrund der Erfindung anhand einer Brennkraftmaschine als Beispiel für eine Anlage näher erläutert.
  • Bei einer Brennkraftmaschine, bei der zylinderselektiv Kraftstoff eingespritzt wird, kann man während des Betriebs der Brennkraftmaschine die Einspritzdüsen, die diese Kraftstoffeinspritzung vornehmen, nur sehr eingeschränkt überwachen. Wird ein Fehlverhalten einer Einspritzdüse erkannt, so muß diese aus Sicherheitsgründen sofort stillgelegt werden. Andernfalls bestünde die Gefahr, daß die Einspritzdüse konstant im offenen Zustand verbleibt, was einen sicheren Betrieb der Brennkraftmaschine, insbesondere unter Einhaltung vorgegebener Abgasgrenzwerte, unmöglich machte. Wird nun am Betriebsverhalten der Brennkraftmaschine, beispielsweise durch einen zu großen Momentenbeitrag des Zylinders, dem das Einspritzventil zugeordnet ist, erkannt, daß ein Einspritzventil nicht wunschgemäß arbeitet, so wird es stillgelegt. Man möchte nun dieses Einspritzventil der Brennkraftmaschine als Komponente der Anlage betriebssicher, d.h. ohne Gefährdung für den Betrieb so überprüfen können, daß ein Fehler qualitativ genauer spezifiziert werden kann, also über die bloße Grobangabe, daß ein Fehler vorliegt, hinaus.
  • Die DE 197 42 083 A1 offenbart ein Verfahren zur Überwachung einer Brennkraftmaschine, bei welchem im Normalbetrieb das Ist-Drehmoment der Brennkraftmaschine mit einem maximalen zulässigen Drehmoment verglichen wird. Bei einem vermuteten Fehler wird dieser Momentenvergleich abgeschaltet und eine zweite Überwachungsfunktion aktiviert, welche z. B. bei losgelassenem Fahrpedal die Kraftstoffzufuhr der Brennkraftmaschine abschaltet, wenn eine vorgegebene Motordrehzahl überschritten wird.
  • Die zweite Überwachungsfunktion ermöglicht jedoch keine Fehlererkennung. Die zweite Überwachungsfunktion stellt vielmehr nur einen Sicherheitsbetrieb dar, in dem der vermutete Fehler die Betriebssicherheit der Brennkraftmaschine nicht gefährden kann. Eine genauere Überprüfung des vermuteten Fehlers findet nicht statt.
  • Die DE 195 40 826 A1 offenbart ebenfalls ein Verfahren zur Erkennung von Fehlfunktionen bei der Kraftstoffeinspritzung einer Brennkraftmaschine. Es wird vorgeschlagen, ausgehend von einem definierten Betriebszustand mit erhöhter Drehzahl sequentiell für jeden Zylinder zunächst einen Befehl zur Unterbrechung der Kraftstoffzuführung abzugeben und dann zu erfassen, ob die Differenz der Motordrehzahl vor und nach Abgabe dieses Befehls geringer als ein vorgegebener Grenzwert ist, wobei bejahendenfalls eine Fehlfunktionsinformation erzeugt wird. Damit lassen sich Fehlfunktionen wie ein verstopftes oder klemmendes Einspritzventil bei laufendem Motorbetrieb diagnostizieren.
  • Die DE 43 44 137 A1 betrifft ein System zur Überwachung eines Katalysators. Hierbei wird anhand einer maximal zulässigen Katalysatortemperatur und der tatsächlichen Katalysatortemperatur entschieden, welche Maßnahmen zur Kühlung des Katalysators getroffen werden. Die Entscheidung erfolgt durch Vergleich der Differenz zwischen der maximal zulässigen und der tatsächlichen Katalysatortemperatur mit einer Reihe von Schwellwerten, bei deren Unterschreitung sukzessiv den Schwellwerten zugeordnete Maßnahmen zur Kühlung des Katalysators getroffen werden. Durch dieses System soll eine hohe Betriebssicherheit des Systems erreicht werden.
  • In der DE 42 43 178 A1 wird wiederum ein Verfahren zur Erkennung fehlerhafter Einspritzventile beschrieben, bei dem beim Startvorgang unter vorgebbaren Bedingungen alle Zylinder, auch die nicht eingespritzten, gezündet werden, und eine Drehzahlmessung und Überwachung derart erfolgt, dass eine von einer zusätzlichen Entflammung in einem Zylinder verursachte Drehzahlsteigerung eindeutig erkannt wird. Dieses Verfahren kann bei jedem Start ablaufen oder nur bei jedem n-ten Start, die Aktivierung des Verfahrens lässt sich auf bestimmte Motortemperaturen oder Temperaturverläufe beschränken.
  • Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Überprüfen einer betriebssicherheitsrelevanten Komponente einer Anlage der beschriebenen Art anzugeben, mit dem eine betriebssichere, qualitative Überprüfung der Komponente möglich ist.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Verfahrens gemäß Anspruch 1 und 2 gelöst.
  • Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass nach Groberkennung eines Fehlers an der Komponente, in bestimmten Betriebszuständen der Anlage eine Überprüfung der betriebssicherheitsrelevanten Komponente ohne Betriebsgefährdung möglich ist. Diese Betriebszustände sind der Startvorgang und der Abschaltvorgang der Anlage.
  • Prinzipiell sind auch noch andere Betriebsphasen zur Feinüberprüfung der betriebssicherheitsrelevanten Komponente denkbar. Dabei ist jedoch die Anforderung zu erfüllen, daß die Feinüberprüfung der Komponente möglich ist, ohne daß bei einem Versagen der Komponente ein sicherheitgefährdender Betriebszustand der Anlage eintreten kann.
  • Bei elektromechanischen Komponenten kann man die elektrische Ansteuerung so gestalten, daß der Zeitablauf der Ansteuerung einen normalen Betriebszyklus des mechanischen Komponententeils aufgrund mechanischer Trägheit unmöglich macht, obwohl die elektrische Ansteuerung alle Betriebszyklen durchlief.
  • Es sind also zwei prinzipiell verschiedene Feinüberprüfungsmöglichkeiten gegeben, während eines Start- und/oder Abschaltvorganges (im folgenden Feinüberprüfung 1. Art) und bei bestimmten Komponenten auch im normalen Betrieb (im folgenden Feinüberprüfung 2. Art).
  • Durch dieses Überprüfungsschema ergibt sich der Vorteil, daß eventuelle Fehldiagnosen bei der Grobüberprüfung der Komponente während des normalen Betriebs der Anlage, wie sie beispielsweise durch Überwachung des Betriebsverhaltens der Komponente erfolgen kann, ohne dauerhafte Folge bleiben, da die erfindungsgemäße Überprüfung eine genauere, qualitative Überprüfung der Komponente ermöglicht und somit eine solche Fehldiagnose zu erkennen erlaubt.
  • In einer Ausführungsform der Erfindung wird deshalb die Grobüberprüfung der Komponente zu vorbestimmten Zeitpunkten während des Betriebs der Anlage vorgenommen. Die vorbestimmten Zeitpunkte können dabei durch ein festes Zeitintervall oder auch durch das Vorliegen bestimmter Betriebspunkte der Anlage definiert sein. Wird in dieser Grobüberprüfung das Vorliegen eines Fehlers erkannt, so wird die Komponente stillgelegt, bis eine Feinüberprüfung 1. Art oder 2. Art erfolgen kann.
  • Wird die Komponente erfindungsgemäß in einer Feinüberprüfung 1. Art während eines Abschaltvorgangs überprüft, so wird dabei in Kauf genommen, daß kein normaler Start- bzw. Abschaltvorgang durchführbar ist. Im Falle eines Startvorganges wird toleriert, daß dieser erfolglos verläuft. Ein Abschaltvorgang wird verlängert. Versagt während der Überprüfung der Komponente diese derart bzw. stellt sich ein Fehler heraus, aufgrund dessen sich bei normalem Betrieb der Anlage ein gefährlicher Betriebszustand ergäbe, so ist dies für den Vorgang der Prüfung folgenlos, da die Anlage entweder sich in einem Abschaltvorgang befindet, mithin ohnehin nicht mehr weiterläuft, oder der Startvorgang erfolglos bleibt, also die Anlage nicht in Betrieb gesetzt wird.
  • Ergibt diese Feinüberprüfung 1. Art einen betriebskritischen Fehler, so wird die Komponente beim nächsten Startvorgang stillgelegt, so dies möglich ist. Andernfalls muß die Anlage dadurch stillgelegt werden, daß kein Startvorgang mehr zugelassen wird. Ergibt die Überprüfung der Komponente, daß kein betriebssicherheitskritischer Fehler vorliegt, oder daß überhaupt kein Fehler vorliegt, wird sie als fehlerfrei oder eingeschränkt fehlerfrei erkannt und beim nächsten Startvorgang normal oder eingeschränkt betrieben.
  • Die Feinüberprüfung 2. Art erfolgt im normalen Betrieb und ist nur bei elektromechanischen Komponenten möglich. Eine solche liegt beispielsweise vor bei einer einem Zylinder zugeordneten Einspritzdüse für Kraftstoff einer Brennkraftmaschine. Diese Einspritzdüse kann man so ansteuern, daß sie einen vollständigen Einspritzvorgang ausführt. Der Zeitablauf der Ansteuerung wird dann zur Feinüberprüfung so gewählt, daß aufgrund der Zeitkonstante des mechanischen Teils der Einspritzdüse es zu keiner oder nur einer verschwindend geringen Abgabe von Kraftstoff kommt. Dieser Prüfbetrieb kann als „Nullinjektion" bezeichnet werden. Bei einer Brennkraftmaschine mit Kraftstoffdruckspeicherschiene zur Versorgung der Einspritzdüse ergibt sich dabei der Vorteil, daß die Ein spritzdüse bei normalem Kraftstoffdruck, insbesondere im normalen Betrieb, überprüft wird, mithin druckrelevante Elemente der Einspritzdüse kontrolliert werden können.
  • Eine andere Möglichkeit, eine Dauereinspritzung bei einer Einspritzdüse, die durch einen Fehler während der Überprüfung ungewollt offenbleibt, zu verhindern, ist es, während des Prüfbetriebes den Druck in der Kraftstoffdruckspeicherschiene ausreichend abzusenken. Dann ist allerdings nur eine Feinüberprüfung 1. Art möglich.
  • Schließlich kann man ein mechanisches Zumeßteil einer Einspritzdüse in einer Feinüberprüfung 1. Art während eines Abschaltvorganges dadurch überprüfen, daß man sie normal ansteuert und zugleich das von der Brennkraftmaschine abgegebene Moment zylinderselektiv erfaßt. Aus dem Moment des Zylinders, dem die betroffene Einspritzdüse zugeordnet ist, kann man erkennen, ob das Zumeßteil korrekt arbeitet, d.h. ob es die korrekte Kraftstoffmenge zumißt. Wird dabei ein Zumeßfehler erkannt, kann dieser beim weiteren Betrieb der Brennkraftmaschine durch eine entsprechend korrigierte Ansteuerung ausgeglichen werden. Auf diese Weise kann eine Einspritzdüse, die während des normalen Betriebs der Brennkraftmaschine durch Überwachung ihres Betriebsverhaltens als fehlerhaft diagnostiziert wurde, durch eine Feinüberprüfung hinsichtlich der Art des Fehlers genauer qualitativ spezifiziert werden. Möglicherweise zeigt sich dabei, daß an der Einspritzdüse kein Fehler vorliegt, oder daß der Fehler für den weiteren Betrieb der Brennkraftmaschine durch entsprechende Korrektur ausgleichbar ist.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
  • 1 eine schematische Darstellung einer Einspritzanlage mit Kraftstoffdruckspeicherschiene,
  • 2 eine schematische Darstellung einer Einspritzdüse und
  • 3 einen Ablaufplan einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • In 1 ist eine Einspritzanlage einer Dieselbrennkraftmaschine dargestellt. Diese Einspritzanlage umfaßt einen Kraftstofftank 1, aus dem von einer Vorförderpumpe 3 über ein Filter 2 Kraftstoff angesaugt wird. Der von der Vorförderpumpe 3 abgegebene Kraftstoff wird von einer Hochdruckförderpumpe 4 auf ein hohes Druckniveau, beispielsweise 1.500 bar, verdichtet. Der unter Druck stehende Kraftstoff wird in eine Speicherschiene 7 eingegeben, an der ein Druckaufnehmer 6 den Druck des Kraftstoffes abfühlt. Der Druck in der Speicherschiene 7 wird durch ein Druckregelventil 5 eingestellt, das dazu geeignet Kraftstoff über (nicht dargestellte) Leitungen in den Kraftstofftank 1 abläßt. An die Speicherschiene 7 sind im vorliegenden Beispiel sechs Einspritzdüsen 8 angeschlossen, jedoch ist eine solche Einspritzanlage auf beliebige Zylinderzahl anpaßbar. Die Einspritzdüsen 8 haben neben der Hochdruckverbindung zur Speicherschiene 7 auch noch einen Leckageablaß, über den Kraftstoff zum Kraftstofftank 1 zurückgeführt werden kann.
  • Der Betrieb der Einspritzanlage wird von einem Steuergerät 10 überwacht, das u.a. mit der Hochdruckförderpumpe 4 verbunden ist, um diese anzusteuern, und das die Meßwerte des Druckaufnehmers 6 ausliest. Das Steuergerät 10 ist noch an die Ausgänge weiterer Sensoren 9 angeschlossen. Auch die Einspritzdüsen 8 werden vom Steuergerät 10 entsprechend angesteuert.
  • Eine Einspritzdüse 8 ist schematisch in 2 genauer dargestellt. Über eine Kraftstoffzuleitung 15 wird der Einspritz düse 8 der Kraftstoff von der Speicherschiene 7 zugeführt. Der Leckageablaß ist zur Vereinfachung in 2 nicht dargestellt. Die Einspritzdüse 8 weist weiter eine Düse 12 auf, die von einem Piezoaktor 11 betätigt wird. Aus dem Spritzloch 13 der Düse wird ein Strahl 14 abgegeben, wenn der Piezoaktor 11 die Düse 12 öffnet. Der Piezoaktor 11 wird über zwei elektrische Anschlüsse 16 und 17 vom Steuergerät 10 angesteuert.
  • Der Piezoaktor 11 setzt über ein Piezoelement die an den elektrischen Anschlüssen 16, 17 als Steuersignal anliegende Spannung in eine mechanische Längenänderung um, mittels der die Düse 12 geöffnet wird. Ein solcher Aktor ist beispielsweise im Artikel, Clephas B., Janocha H., „Aktoren mit piezoelektrischen und magnetostriktiven Festkörperwandlern", Automatisierungstechnische Praxis 40 (1998) 4, näher beschrieben. Für das Verständnis der Erfindung ist hier nur wesentlich, daß die Einspritzdüse 8 im wesentlichen aus dem Piezoaktor 11 als elektrischem Teil und der Düse 12 als mechanischem Teil zusammengesetzt ist. Bei beiden Teilen können während des Betriebs Fehler auftreten. So kann beispielsweise durch Bruch der Verbindung zwischen den elektrischen Anschlüssen 16 und 17 und dem im Piezoaktor 11 befindlichen Piezoelement dieser in einem Zustand verbleiben, in dem die Düse 12 konstant offen ist. Es ist zwar möglich, im Piezoelement des Piezoaktors 11 einen Not-Entladewiderstand vorzusehen, der in einem solchen Fall die am Piezoelement anliegende Spannung abbaut, jedoch möchte man diesen Entladewiderstand so groß wie möglich wählen, da im normalen Betrieb an ihm nur unnötig elektrische Leistung in Wärme umgewandelt wird. Versagt somit der Piezoaktor 11, bleibt die Düse 12 einige Zeit offen, wodurch ständig an der Kraftstoffzuleitung 15 zugeführter Kraftstoff aus dem Spritzloch 13 abgegeben würde.
  • Als betriebssicherheitsrelevantes Bauteil wird die Einspritzdüse 8 während des Betriebs ständig überwacht. Dieses Überwachungsschema ist in 3 vereinfacht dargestellt. In 3 bezeichnen die mit dem Buchstaben S beginnenden Bezugszeichen entsprechende Verfahrensschritte.
  • Im Schritt S1 wird das Verfahren begonnen. Im darauffolgenden Schritt S2 wird überprüft, ob eine Grobüberprüfung der Einspritzdüsen 8 vorgenommen werden muß. Beispielsweise können die Überprüfungen in bestimmtem Zeitraster erfolgen. Ergibt Schritt S2, daß eine Grobüberprüfung fällig ist, wird mit Schritt S3 fortgefahren, ansonsten wird zum Anfang von Schritt S2 zurückgesprungen.
  • In Schritt S3 wird die Grobüberprüfung vorgenommen. Dazu kann man das Signal des Druckaufnehmers 6 bei jeder Betätigung einer Einspritzdüse 8 überwachen und aus dem Druckabfall auf die eingespritzte Kraftstoffmenge rückschließen. Auch ist es möglich, die zum Betätigen des Piezoaktors 11 aufgewandte elektrische Energie zu ermitteln, die innerhalb eines gewissen Sollbereiches liegen muß. Man kann auch das Moment der Brennkraftmaschine zylinderselektiv erfassen und oberhalb gewisser Abweichungen zwischen Soll- und Ist-Moment einen Fehler der entsprechenden Einspritzdüse 8 diagnostizieren.
  • Ergibt die Grobüberprüfung, daß die Einspritzdüse 8 fehlerhaft arbeitet, wird sie in Schritt S4 für den weiteren Betrieb der Brennkraftmaschine stillgelegt. Bei geringfügigen Fehlern, die für die Sicherheit der Brennkraftmaschine noch tolerierbar sein können, beispielsweise bei einem zu geringen Momentenbeitrag eines Zylinders, kann man alternativ in Schritt S4 den Weiterbetrieb der Einspritzdüse 8 zulassen. Auf jeden Fall wird im Steuergerät 10 die entsprechende Einspritzdüse 8 als fehlerhaft markiert.
  • Wurde in Schritt S3 die Einspritzdüse dagegen als fehlerfrei erkannt, wird vor Schritt S2 zurückgesprungen.
  • Nach Ergreifen der entsprechenden Reaktion in Schritt S4 wird in Schritt S5 abgefragt, ob ein Betriebszustand vorliegt, in dem eine Feinüberprüfung der Einspritzdüse betriebssicher möglich ist. Mögliche Betriebszustände für eine Feinüberprüfung 1. Art sind der Startvorgang und der Abschaltvorgang der Brennkraftmaschine. Eine Feinüberprüfung 2. Art erfolgt dagegen im normalen Betrieb, wie noch ausgeführt werden wird. Liegt ein solcher Betriebszustand vor, wird mit Schritt S6 weitergefahren, ansonsten vor Schritt S5 zurückgesprungen. Die Entscheidung, welche Feinüberprüfung durchgeführt wird, ob 1. Art oder 2. Art, kann vom während der Grobüberprüfung in Schritt S3 diagnostizierten Fehler der Einspritzdüse 8 abhängig gemacht werden. Auf diesen Gesichtspunkt wird später noch eingegangen.
  • Ist eine Feinüberprüfung der Einspritzdüse angefordert, so können in Schritt S6 unter anderem folgende Prüfbetriebe zur Feinüberprüfung der Einspritzdüse 8 eingeleitet werden:
    • 1. Man kann die Einspritzdüse 8 in einer Feinüberprüfung 2. Art in der Betriebsart der „Nullinjektion" betreiben. Dabei wird der Piezoaktor 11 so angesteuert, daß die Einspritzdüse 8 alle Abläufe einer Einspritzung durchführt. Der zeitliche Ablauf der Ansteuerung wird jedoch so gewählt, daß aufgrund der Zeitkonstanten der Düse 12, am Spritzloch 13 so gut wie kein, bestenfalls gar kein Kraftstoff abgegeben wird. Diese „Nullinjektion" ist also eine Ansteuerung der Einspritzdüse 8 mit minimaler Ansteuerdauer. Diese Nullinjektion wird im normalen Betrieb dann durchgeführt, wenn ein Fehler des mechanischen Teils, nicht aber des elektrischen Teils vermutet wird.
    • 2. Die als fehlerhaft erkannte Einspritzdüse 8 kann in einer Feinüberprüfung 1. Art auch während eines Abschaltvorganges der Brennkraftmaschine normal angesteuert werden. Zugleich kann man vorzugsweise dann zylinderselektiv das von der Brennkraftmaschine abgegebene Moment überwachen. Aus dieser Überwachung kann die am Spritzloch 13 abgegebene Kraftstoffmenge ermittelt werden. Dieser Prüfbetrieb ermöglicht somit eine Überwachung der Düse 12, mithin des mechanischen Zumeß teils der Einspritzdüse 8. Deshalb ist dieser Prüfbetrieb insbesondere dann vorteilhaft anzuwenden, wenn ein Fehler an der Düse 12 vermutet wird. Eine solche Vermutung liegt dann nahe, wenn am Piezoaktor 11 die normale elektrische Leistung zum Öffnen und Schließen der Düse 12 abgenommen wird, jedoch die Überwachung des Drucks der Speicherschiene 7 oder des zylinderselektiven Moments die Abgabe einer zu geringen oder zu großen Kraftstoffmenge anzeigt. Tritt dabei ein Versagen der Einspritzdüse 8 auf, bei dem die Düse 12 dauerhaft offen bleibt, so ist die daraus folgende Dauerabgabe von Kraftstoff am Spritzloch 13 nicht schädlich, wenn sich die Brennkraftmaschine während dieser Zeit im Abschaltvorgang befindet.
    • 3. In der Startphase kann man in einer anderen Feinüberprüfung 1. Art die Einspritzdüse 8 besonders betriebssicher überprüfen. Dazu wird die Hochdruckförderpumpe 4 bzw. das Druckregelventil 5 vom Steuergerät 10 derart angesteuert, daß der Druck in der Speicherschiene 7 stark abgesenkt ist. Für die Startphase bedeutet das, daß beispielsweise der normalerweise zum Aufbau des Drucks in der Speicherschiene 7 erforderliche Vorlauf der Hochdruckförderpumpe 4 entfällt. Steuert man nun das Einspritzventil 8 im Prüfbetrieb mit normalen Signalen an, so hat ein eventuelles Versagen des Einspritzventils 8 mit dauerhafter Öffnung der Düse 12 keine negativen Folgen, da der Druck in der Speicherschiene 7 stark abgesenkt ist. Zugleich ist dabei sichergestellt, daß die Brennkraftmaschine gar nicht in Betrieb gesetzt werden kann, der Startvorgang verläuft also erfolglos. Ergab diese Feinüberprüfung 1. Art, daß die Einspritzdüse 8 fehlerfrei ist, wird die Brennkraftmaschine für den nächsten Startvorgang freigegeben, der dann normal abläuft. Zeigt sich ein sicherheitsrelevanter Fehler, beispielsweise bleibt die Einspritzdüse 8 offen, kann die Freigabe des nächsten Startvorganges so lange verzögert werden, bis sichergestellt ist, daß die Einspritzdüse 8 geschlossen ist. Im Falle eines Versagens des Piezoaktors 11 genügt es dazu, lediglich so lange zu warten, bis über den Not-Entladungswiderstand im Piezoaktor 11 die Spannung am Piezoelement abgebaut und somit die Düse 12 geschlossen ist. Nach Ablauf dieser Zeitdauer kann wieder ein normaler Startvorgang freigegeben werden.
  • Nach der Feinüberprüfung 1. Art oder 2. Art in Schritt S6 wird dann in Schritt S7 festgelegt, ob und gegebenenfalls wie die betroffene Einspritzdüse 8 weiter zu betreiben ist. Vom normalen Betrieb über den korrigierten Betrieb (mit Korrektur eines Zumeßfehlers) bis zum ständigen Stillegen des Einspritzventils 8 ist ein breites Band an Möglichkeiten gegeben. Wird ein ernsthaftes Dauerversagen der Einspritzdüse 8 festgestellt, bei dem diese dauerhaft offen bleibt, kann entweder eine weitere Notmaßnahme eingeleitet werden, beispielsweise ein (in 1 nicht dargestelltes) Sicherheitsventil in der Verbindungsleitung zwischen Einspritzdüse 8 und Speicherschiene 7 geschlossen oder die Brennkraftmaschine sogar zwangsweise stillgelegt werden.

Claims (9)

  1. Verfahren zur Überprüfung einer betriebssicherheitsrelevanten Komponente einer Anlage, die durch einen Startvorgang in Betrieb und durch einen Abschaltvorgang außer Betrieb gesetzt wird, welche jeweils extern ausgelöst werden, bei welchem Verfahren – zu bestimmten Zeitpunkten während des Betriebes der Anlage die Komponente in einer Grobüberprüfung auf einen Fehler überprüft wird; – wenn bei der Grobüberprüfung ein Fehler erkannt wurde, zur genaueren Spezifikation des Fehlers eine Feinüberprüfung 1. Art durchgeführt wird, bei welcher bei einem Versagen der Komponente kein sicherheitsgefährdender Betriebszustand der Anlage eintreten kann, wobei – in der Feinüberprüfung 1. Art nach der Auslösung eines Start- oder Abschaltvorganges die Komponente in einem Prüfbetrieb betrieben wird, bei welchem der Startvorgang erfolglos verläuft bzw. der Abschaltvorgang verlängert wird.
  2. Verfahren zur Überprüfung einer betriebssicherheitsrelevanten elektromechanischen Komponente einer Anlage, welche Komponente elektrisch in einem Betriebszyklus angesteuert wird, bei welchem Verfahren – zu bestimmten Zeitpunkten während des Betriebes der Anlage die Komponente in einer Grobüberprüfung auf einen Fehler überprüft wird; – wenn bei der Grobüberprüfung ein Fehler erkannt wurde, zur genaueren Spezifikation des Fehlers eine Feinüberprüfung 2. Art durchgeführt wird, bei welcher bei einem Versagen der Komponente kein sicherheitsgefährdender Betriebszustand der Anlage eintreten kann, wobei – in der Feinüberprüfung 2. Art die Komponente in einem Prüfbetrieb betrieben wird, bei welchem die Komponente in allen Betriebszyklusphasen angesteuert wird, der Zeitablauf der Ansteuerung jedoch so gewählt wird, das der mechanische Teil der Komponente aufgrund mechanischer Trägheit keinen regulären Betriebszyklus ausführt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Grobüberprüfung den normalen Betrieb der Anlage nicht verhindert, und dass nach Erkennen eines Fehlers in dieser Grobüberprüfung die Anlage mit stillgelegter Komponente weiterbetrieben wird, bis eine Feinüberprüfung erster oder zweiter Art erfolgt.
  4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die Anlage eine Brennkraftmaschine und die Komponente eine einem Zylinder zugeordnete, elektrisch angesteuerte Einspritzdüse für Kraftstoff ist.
  5. Verfahren nach Anspruch 4 in Verbindung mit Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspritzdüse in dem Prüfbetrieb der Feinüberprüfung zweiter Art so angesteuert wird, dass ein vollständiger Einspritzvorgang auszuführen ist, wobei der Zeitablauf der Ansteuerung so gewählt wird, dass nur eine verschwindende Kraftstoffmenge von der Einspritzdüse abgegeben wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 4, soweit rückbezogen auf Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Einspritzdüse, die aus einer Kraftstoffdruckspeicherschiene versorgt wird, für den Prüfbetrieb der Druck in der Kraftstoffdruckspeicherschiene abgesenkt wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Einspritzdüse, die ein mechanisches Zumessteil aufweist, welches bei der Bestimmung der zugemessenen Kraftstoffmenge mitwirkt, wenn die Einspritzdüse in dem Prüfbetrieb der Feinüberprüfung der ersten oder zweiten Art angesteuert wird, zugleich das von der Brennkraftmaschine abgegebene Moment zylinderselektiv erfasst wird und aus dem Moment des Zylinders, dem die betroffene Einspritzdüse zugeordnet ist, erkannt wird, ob das Zumessteil der Einspritzdüse korrekt arbeitet.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei Erkennen eines Fehlers des Zumessteils ein entsprechender Zumessfehler bestimmt und dieser beim weiteren Betrieb der Brennkraftmaschine durch entsprechende Korrektur der Ansteuerung der dazugehörigen Einspritzdüse ausgeglichen wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, sowie auf Anspruch 1 rückbezogen, dadurch gekennzeichnet, dass nach Abschluss der Feinüberprüfung erster Art bei Spezifikation des Fehlers als betriebssicherheitskritisch beim nächsten Startvorgang mindestens die Komponente stillgelegt, anderenfalls die Komponente als fehlerfrei erkannt und normal weiterbetrieben wird.
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