-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Feststellen
des Betriebs eines Einspritzsystems mit gemeinsamer Kraftstoffleitung eines
Verbrennungsmotors.
-
Von
den verschiedenen Problemen, die in einem Einspritzsystem mit gemeinsamer
Kraftstoffleitung auftreten können,
ist bekanntlich das Schlimmste und Gefährlichste eine Undichtigkeit
des Hochdruck-Kreises, die in einer Kraftstoff-Undichtigkeit in der Form eines sehr
feinen Sprühnebels
resultiert, und wobei eine oder mehrere der Einspritzdüsen bzw.
Injektoren in der offenen Position blockieren.
-
Einerseits
können
Hochdruck-Kraftstoff-Undichtigkeiten ein Feuer erzeugen, wenn der
Kraftstoffnebel auf besonders heiße Motoroberflächen treffen
sollte; und andererseits resultiert eine offen-blockierte Einspritzdüse in kontinuierlicher
Kraftstofflieferung zu den Zylindern, die dann wieder nicht nur
in übermäßigen Kraftstoffverbrauch
resultiert, sondern auch in einer abnormalen Verbrennung, die durch
Druckspitzen und einen beträchtlichen
Temperaturanstieg in den Zylindern charakterisiert ist.
-
Solche
Defekte können
nur toleriert werden, solange keine ernsthafte Beschädigung dem
Motor, zum Beispiel den Pleueln, Kolben oder Einspritzdüsen, zugefügt wird,
und sie können
sofort den Betrieb und die Sicherheit des Fahrzeugs beeinträchtigen.
-
Zum
Verhindern dieses Ereignisses wurden Diagnoseeinheiten vorgeschlagen
zum Erfassen von gefährlichen
Situationen, die auf das Einspritzsystem einwirken, um die Kraftstoffversorgung
zu den Einspritzdüsen
sofort abzuschalten und somit den Motor sofort zu stoppen.
-
In
einem Einspritzsystem mit gemeinsamer Kraftstoffleitung ist jedoch
der Niedrigdruck-Kreis auch einer Kraftstoff-Undichtigkeit unterworfen, die zum Beispiel
durch feine Risse in den Niedrigdruck-Rohrleitungen oder durch fehlerhafte
Niedrigdruck-Kreis-Teile erzeugt werden. Eine solche Undichtigkeit
ist jedoch nicht so schwerwiegend wie die durch einen Kraftstoffsprühnebel oder
eine offen-blockierte Einspritzdüse
erzeugte, aufgrund der nicht sofortigen Beeinträchtigung des Betriebs und der
Sicherheit des Fahrzeuges, welches in diesen Fällen, in der Tat, sicher mindestens
zu der nächsten
Reparaturwerkstatt gefahren werden kann.
-
Bekannte
Diagnoseeinheiten waren jedoch unfähig, zwischen einer Hochdruck-Kreis
Kraftstoff-Undichtigkeit, zum Beispiel durch eine offen-blockierte
Einspritzdüse
erzeugt, und einer durch einen allgemeinen Fehler in dem Niedrigdruck-Schaltkreis erzeugten
Niedrigdruck-Kreis Undichtigkeit zu unterscheiden. Folglich, auch
in dem Fall von geringen, nicht gefährlichen Fehlern in dem Niedrigdruck-Kreis, schalteten
bekannte Diagnoseeinheiten das Fahrzeug sofort ab, und bewirkten
somit für
den Fahrer beträchtliche
Unannehmlichkeiten, außerhalb
aller mit der unmittelbaren Gefahr verbundenen Verhältnisse.
-
Deshalb
sind kürzlich
Diagnoseeinheiten vorgeschlagen worden, die zum Unterscheiden zwischen
einer durch eine offenblockierte Einspritzdüse bewirkten Einspritzsystem-Kraftstoff-Undichtigkeit und
einer durch einen allgemeinen Fehler in dem Einspritzsystem bewirkten
Undichtigkeit entworfen sind.
-
Zum
Beispiel beschreibt die Europäische
Patentanmeldung EP-0785349
der Anmelderin eine Diagnoseeinheit zum Bestimmen einer offen-blockierten-Einspritzdüsen Bedingung
unter Verwendung, unter anderen Dingen, eines Beschleunigungsmessersignals,
das auf die Intensität
der Erschütterung auf
den Motor bezogen ist und durch einen Beschleunigungsmessersensor
auf dem Motorblock erzeugt wird. Insbesondere vergleicht die Diagnoseeinheit die
Amplitude des Beschleunigungsmessersignals mit einem ersten Referenzwert;
vergleicht mit einem zweiten Referenzwert den Motorwinkelwert, bei
dem die Amplitude des Beschleunigungsmessersignals den ersten Referenzwert überschreitet;
und bestimmt eine offen-blockierte Einspritzdüsenbedingung gemäß dem Ergebnis
der zwei Vergleiche.
-
Die
europäische
Patentanmeldung EP-0786593 der Anmelderin beschreibt andererseits eine
Kraftstoff-Auffangkonstruktion zum Bestimmen einer Undichtigkeit
von den Einspritzdüsenkraftstoff-Versorgungsrohrleitungen.
Insbesondere umfasst die Konstruktion eine Anzahl von aus einem elastischen
Polymerisationsmaterial hergestellten Hüllen, die die Einspritzdüsen-Versorgungsrohrleitungen
umgeben, zum Auffangen irgendeines aus den Rohrleitungen auslaufenden
Kraftstoffs; einen mit den Hüllen
verbundenen Auffangsammler zum Aufnehmen irgendeines Kraftstoffs,
der aus den Rohrleitungen ausläuft
und durch die Hüllen überbracht
wird; einen Flüssigkeitssensor,
der unterhalb des Auffangsammlers angebracht ist, zum Erzeugen eines
Lecksignals, das das Vorhandensein von Kraftstoff in dem Auffangsammler
anzeigt; und einen mit dem Flüssigkeitssensor
verbundenen Alarmschaltkreis zum Erzeugen eines Alarmsignals, wenn
der Auffangsammler Kraftstoff enthält.
-
Obwohl
beide beschriebene Lösungen
zahlreiche Vorteile haben, besonders bezüglich der effizienten Erfassung
der obigen Kraftstoff-Undichtigkeitsbedingungen, haben diese einen
Nachteil, der die volle Verwertung ihrer Vorteile verhindert.
-
Dieser
besteht darin, dass beide Bedingungen – durch eine offen-blockierte
Einspritzdüse
bewirkte Kraftstoff-Undichtigkeit
und eine Kraftstoff-Undichtigkeit aus den Versorgungsrohrleitungen – durch zusätzliche
zweckgebundene Elemente bestimmt werden, die normaler Weise nicht
in einem Fahrzeug bereitgestellt werden, wie einen Beschleunigungsmessersensor
und die oben beschriebene Auffangkonstruktion, die, außer dass
sie zur Herstellung Geld kostet, ebenso einer periodischen Wartung
bedarf.
-
JP-A-10
089 135 offenbart ein Diagnostizieren einer Kraftstoff-Undichtigkeit
in einem Einspritzsystem mit gemeinsamer Kraftstoffleitung eines Fahrzeugs
basierend auf einem Kraftstoffdruckabfall während eines Zeitintervalls,
während
dessen eine Kraftstoffeinspritzung nicht durchgeführt wird
und die gemeinsame Kraftstoffleitung nicht mit Kraftstoff versorgt
wird, zum Beispiel wenn der Motor bremst oder das Fahrzeug seine
Geschwindigkeit verringert.
-
Es
ist deshalb ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum
Feststellen des Betriebs eines Einspritzsystems mit gemeinsamer
Kraftstoffleitung bereitzustellen, das eine unkomplizierte, preisgünstige Art
bereitstellt zum Unterscheiden zwischen einer Hochdruck-Kreis-Kraftstoff-Undichtigkeit und einer
durch einen allgemeinen Fehler in dem Niedrigdruck-Kreis erzeugten
Undichtigkeit, ohne Erfordernis von zusätzlichen, anderen als den bereits
im Fahrzeug bereitgestellten Elementen.
-
Gemäß der vorliegenden
Erfindung, wird ein Verfahren zum Feststellen des Betriebs eines
Einspritzsystems mit gemeinsamer Kraftstoffleitung eines internen
Verbrennungsmotors wie in Anspruch 1 definiert bereitgestellt.
-
Eine
bevorzugte, nicht einschränkende
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird mittels eines Beispiels mit Bezug
auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben werden, in denen:
-
1 ein
vereinfachtes Diagramm eines Einspritzsystems mit gemeinsamer Kraftstoffleitung zeigt;
-
2, 3 und 4 Flussdiagramme zeigen,
die das Feststellungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung
erläutern.
-
Ziffer 1 in 1 kennzeichnet
als Ganzes ein Einspritzsystem mit gemeinsamer Kraftstoffleitung für einen
Verbrennungsmotor 2, im Besonderen einen Dieselmotor, umfassend
eine Anzahl von Zylindern 3 und eine Kurbelwelle 4 (schematisch
durch die strichpunktierte Linie gezeigt).
-
Einspritzsystem 1 umfasst
im Wesentlichen eine Anzahl von Einspritzdüsen 5, die Hochdruck-Kraftstoff
zu den Zylindern 3 des Motors 2 liefern; einen
Hochdruck-Kreis 6, der Hochdruck-Kraftstoff zu den Einspritzdüsen 5 liefert;
und einen Niedrigdruck-Kreis 7, der Kraftstoff zum Hochdruck-Kreis 6 liefert.
-
Niedrigdruck-Kreis 7 umfasst
einen Kraftstofftank 35; eine mit dem Tank 35,
zum Beispiel elektrisch, verbundene Versorgungspumpe 8;
eine mit der Versorgungspumpe 8 durch eine Niedrigdruck-Versorgungsleitung 11 verbundene
Hochdruck-Pumpe 10;
und einen Kraftstofffilter 13, der entlang Niedrigdruck-Versorgungsleitung 11 zwischen
Versorgungspumpe 8 und Hochdruck-Pumpe 10 angeordnet
ist.
-
Hochdruck-Kreis 6 umfasst
eine bekannte gemeinsame Kraftstoffleitung 9, die durch
eine Hochdruck-Versorgungsleitung 12 mit
der Hochdruck-Pumpe 10, und durch jeweilige Hochdruck-Versorgungsrohrleitungen 14 mit
den Einspritzdüsen 5 verbunden
ist, die ebenso durch jeweilige Kreislaufumpump-Rohrleitungen 15 mit
einer Abflussleitung 16 verbunden sind, die dann wieder
mit Tank 35 verbunden ist zum Rückführen eines Teils des Kraftstoffs,
der auf bekannte Weise durch und für den Betrieb der Einspritzdüsen 5 verwendet
wird, in den Tank 35.
-
Abflussleitung 16 ist
ebenso mit Hochdruck-Pumpe 10 durch eine jeweilige Kreislaufumpump-Rohrleitung 20 verbunden,
und mit Versorgungspumpe 8 und Kraftstofffilter 13 durch
jeweilige Kreislaufumpump-Rohrleitungen 17 und jeweilige Überdruckventile 18.
-
Hochdruck-Pumpe 10 ist
mit einem an/aus-, sogenannten Abschalt-, Ventil 19 (schematisch
gezeigt) ausgerüstet
zum Ermöglichen
der Versorgung zu den Pumpelementen (nicht gezeigt) der Hochdruck-Pumpe 10,
wenn ein Druckunterschied zwischen Niedrigdruck-Versorgungsleitung 11 und Kreislaufumpump-Rohrleitung 20 vorliegt.
-
Hochdruck-Kreis 6 umfasst
auch eine Druckreguliereinrichtung (21), die zwischen der
Hochdruck-Versorgungsleitung 12 und Abflussleitung 16 durch
eine Versorgungs-Rohrleitung 22a beziehungsweise eine Kreislaufumpump-Rohrleitung 22b verbunden
ist. Wenn aktiviert, stellt Reguliereinrichtung 21 das
Rückführen in
Tank 35 eines Teils des Kraftstoffes bereit, der durch
Hochdruck-Pumpe 10 zu der gemeinsamen Kraftstoffleitung 9 geliefert
wird, um auf bekannte und nicht im Detail beschriebene Weise den
Druck des durch die Hochdruck-Pumpe 10 gelieferten Kraftstoffs
zu regulieren und somit den Druck des Kraftstoffs in der gemeinsamen
Kraftstoffleitung 9.
-
Hochdruck-Kreis 6 umfasst
auch eine Druckentlastungsvorrichtung 23, die auf der einen
Seite mit der gemeinsamen Kraftstoffleitung 9 und auf der
anderen Seite durch eine Kreislaufumpump-Rohrleitung 24 mit
Abflussleitung 16 verbunden ist, und die verhindert, dass
der Druck des Kraftstoffs in der gemeinsamen Kraftstoffleitung 9 einen
vorbestimmten maximalen Wert überschreitet.
-
Einspritzsystem 1 umfasst
auch eine Diagnoseeinheit 25 zum Erfassen und Diagnostizieren
einer Undichtigkeit im Einspritzsystem 1.
-
Diagnoseeinheit 25 umfasst
einen mit der gemeinsamen Kraftstoffleitung 9 verbundenen Drucksensor 26,
der ein Drucksignal P erzeugt, das mit dem Druck des Kraftstoffs
in der gemeinsamen Kraftstoffleitung 9 und deshalb mit
dem Kraftstoffeinspritzdruck korreliert ist; und eine Erfassungsvorrichtung 27 zum
Erfassen der Geschwindigkeit und Winkelposition von Kurbelwelle 4,
die der Reihe nach ein an der Kurbelwelle 4 angebrachtes
bekanntes Tonrad (sound wheel) 28 umfasst, und einen mit
dem Tonrad 28 verbundenen elektromagnetischen Sensor 29,
der ein Bewegungssignal M erzeugt, das mit der Geschwindigkeit und
der Winkelposition von Tonrad 28 und deshalb mit der Geschwindigkeit
und Winkelposition von Kurbelwelle 4 korreliert ist.
-
Diagnoseeinheit 25 umfasst
auch eine elektronische Zentralsteuereinheit 30 (bildendes
Teil, zum Beispiel, einer nicht gezeigten Zentralmotorsteuereinheit)
zum Steuern von Einspritzsystem 1, die Druck- und Bewegungssignale
P und M empfängt und
ein zur Druckreguliereinrichtung 21 geliefertes erstes
Steuersignal C1, ein zur Versorgungspumpe 8 geliefertes
zweites Steuersignal C2, und ein zu den Einspritzdüsen 5 geliefertes
drittes Steuersignal C3 erzeugt durch Ausführen der
mit Bezug auf 2 beschriebenen Operationen:
Bestimmen
einer möglichen
Undichtigkeitsbedingung im Einspritzsystem 1;
Bestimmen,
ob die Undichtigkeitsbedingung aufgrund der Undichtigkeit in Hochdruck-Kreis 6 vorliegt, zum
Beispiel erzeugt durch eine oder mehrere offen-blockierte Einspritzdüsen oder
durch einen Riss in den Hochdruck- Rohrleitungen, oder aufgrund eines allgemeinen
Fehlers im Niedrigdruck-Kreis 7 vorliegt; und
geeignet
auf Einspritzsystem 1 Einwirken gemäß dem Typ der diagnostizierten
Undichtigkeit.
-
Im
Besonderen, wie in 2 gezeigt, gewinnt die elektronische
Zentralsteuereinheit 30 kontinuierlich Drucksignal P (Block 100)
und bestimmt entsprechend, Zeitpunkt für Zeitpunkt, den Momentan-Druckwert
PRAIL des Kraftstoffs in der gemeinsamen
Kraftstoffleitung 9 (Block 110).
-
Die
elektronische Zentralsteuereinheit bestimmt auch einen Druckfehler ΔP gleich
dem Betrag der Differenz zwischen Momentan-Druckwert PRAIL und
einem Referenzdruckwert PREF (Block 120),
dass heißt ΔP = |PRAIL – PREF|.
-
Im
Besonderen ist Referenzdruckwert PREF das,
was der Druckwert in der gemeinsamen Kraftstoffleitung 9 sein
sollte zum Erreichen der durch den Fahrer geforderten Leistung,
dass heißt
er stellt das Ziel der den Druck in der gemeinsamen Kraftstoffleitung 9 regulierenden
geschlossenen-Schleifen-Steuerung
dar.
-
Die
elektronische Zentralsteuereinheit 30 bestimmt dann die
Betriebsart (bzw. den Arbeitszyklus) DC des zur Druckreguliereinrichtung 21 gelieferten ersten
Steuersignals C1 (Block 130) zum
Erreichen der von Einspritzsystem 1 geforderten Druckbedingungen
(PREF). Betriebsart-DC-Werte unterhalb des normalen
Bereichs zeigen an, dass Einspritzsystem 1 eine Schwierigkeit
mit dem Erreichen des erforderlichen Einspritzdrucks (PREF)
hat.
-
Die
elektronische Zentralsteuereinheit 30 vergleicht dann Momentan-Druckwert
PRAIL mit einem Schwellenwert-Druckwert
PTH (Block 140), der gemäß der Geschwindigkeit
von Motor 2 berechnet ist und einen minimal zulässigen Druckwert
darstellt, zum Beispiel 120 – 200
bar, unterhalb dessen Einspritzsystem 1 definitiv schlecht
funktioniert und für eine
Prozedur zum Bestimmen des Grundes ruft.
-
Wenn
der Momentan-Druckwert PRAIL geringer als
oder gleich dem Schwellenwert-Druckwert PTH ist
(JA Ausgabe von Block 140), diagnostiziert die elektronische
Zentralsteuereinheit 30 Fehler im Einspritzsystem 1 und
führt eine
erste Diagnoseprozedur durch – später im Detail
mit Bezug auf 3 beschrieben – zum Bestimmen,
ob die Fehler aufgrund einer offen-blockierten Einspritzdüse, einer
Kraftstoff-Undichtigkeit
im Hochdruck-Kreis 6, oder aufgrund eines allgemeinen Fehlers
im Niedrigdruck-Kreis 7 vorliegen (Block 150).
-
Umgekehrt,
wenn der Momentan-Druckwert PRAIL größer als
Schwellenwert-Druckwert PTH ist (NEIN Ausgabe
von Block 140), vergleicht die elektronische Steuereinheit 30 Druckfehler ΔP mit einem Schwellenwert-Druckfehler ΔPTH, der einen maximal zulässigen Druckfehler darstellt,
zum Beispiel 250 bar, oberhalb dessen Einspritzsystem 1 definitiv schlecht
funktioniert, und vergleicht Betriebsart DC mit einem Schwellenwert-Betriebsartwert
DCTH, zum Beispiel von 95% (Block 160).
-
Wenn
Druckfehler ΔP
größer als
oder gleich dem Schwellenwert-Druckfehler ΔPTH ist
und Betriebsart DC größer als
oder gleich dem Schwellenwert-Betriebsartwert DCTH ist
(JA Ausgabe von Block 160), diagnostiziert die elektronische
Zentralsteuereinheit 30 Fehler im Einspritzsystem 1 und
führt eine zweite
Diagnoseprozedur durch – später im Detail
mit Verweis auf 4 beschrieben – zum Bestimmen,
ob die Fehler aufgrund einer offen-blockierten Einspritzdüse, einer
Kraftstoff-Undichtigkeit im Hochdruck-Kreis 6 oder aufgrund
einer allgemeinen Störung
im Niedrigdruck-Kreis 7 vorliegen (Block 170).
-
Umgekehrt,
wenn Druckfehler ΔP
geringer ist als Schwellenwert-Druckfehler ΔPTH,
oder Betriebsart DC geringer als Schwellenwert-Betriebsartwert DCTH ist (NEIN Ausgabe von Block 160),
diagnostiziert die elektronische Zentralsteuereinheit 30 keine
Fehler im Einspritzsystem 1, und der Betrieb fährt noch
einmal von Block 100 fort.
-
Wie
in 3 gezeigt, bestimmt die elektronische Zentralsteuereinheit 30 zuerst,
in der ersten Diagnoseprozedur, die durchgeführt wird, wenn Momentan-Druckwert PRAIL geringer als oder gleich dem Schwellenwert
PTH ist, ob die Kraftstoff-Undichtigkeit im
Einspritzsystem 1 durch eine oder mehrere offen-blockierte
Einspritzdüsen
verursacht ist (Block 200).
-
Im
Besonderen wird bestimmt, ob irgendeine der Einspritzdüsen offen
blockiert ist oder nicht, durch Verwenden des im Detail in der Europäischen Patentanmeldung
EP-0785358 beschriebenen Verfahrens, das, knapp zusammengefasst,
die Reduzierung der in die Zylinder 3 eingespritzten Kraftstoffmenge
ermöglicht,
zum Beispiel durch komplettes Ausschalten der Einspritzdüsen; Berechnen
des Wertes des durch Motor 2 erzeugten Nutz-Drehmomentes CU; Vergleichen des Nutz-Drehmomentwertes
CU mit einem Referenzwert CT;
und Bestimmen, gemäß dem Ergebnis
des Vergleichs, ob die Undichtigkeit in Einspritzsystem 1 durch
eine oder mehrere offen-blockierte Einspritzdüsen erzeugt ist oder nicht.
-
Im
Besonderen, wird eine offen-blockierte Einspritzdüsenbedingung
diagnostiziert, wenn der Nutz-Drehmomentwert
CU größer ist
als Referenzwert CT; andernfalls wird eine
allgemeine Störungsbeschaffenheit
des Einspritzsystem 1 diagnostiziert.
-
Das
bedeutet, wenn die Kraftstoff-Undichtigkeit nicht durch eine offen-blockierte
Einspritzdüse erzeugt
ist, erzeugt das Reduzieren der in die Zylinder 3 eingespritzten
Kraftstoffmenge eine vorbestimmte Reduzierung des Beitrags von jedem
Zylinder 3 zu dem Nutz-Drehmomentwert, dessen Reduzierung
eine Funktion der Menge ist, um die die eingespritzte Kraftstoffmenge
reduziert wird.
-
Umgekehrt,
wenn die Kraftstoff-Undichtigkeit durch eine offen-blockierte Einspritzdüse erzeugt wird,
resultiert dieses in kontinuierlicher Kraftstofflieferung zu dem
jeweiligen Zylinder, so dass dort keine Reduzierung des Beitrags
von diesem Zylinder zu dem Wert des durch Motor 2 erzeugten
Nutz-Drehmomentes vorliegt.
-
Deshalb,
durch Bestimmen, ob die Reduzierung des Beitrags eines jeden Zylinders
zu dem durch den Motor erzeugten Nutz-Drehmoment eine Funktion der Reduzierung
der eingespritzten Kraftstoffmenge ist, ist es nicht nur möglich, zu
bestimmen, dass eine Einspritzdüse,
sondern auch welche Einspritzdüse
in der offenen Position blockiert ist.
-
Bezüglich Block 200,
wenn das Vorliegen einer oder mehrerer offen-blockierter Einspritzdüsen diagnostiziert
ist (JA Ausgabe von Block 200), schaltet die elektronische
Zentralsteuereinheit 30 Versorgungspumpe 8 ab,
um die Kraftstoffversorgung zu den Einspritzdüsen 5 abzuschalten
(Block 210), öffnet
Druckreguliereinrichtung 21 vollständig zum Ableiten des Kraftstoffs
aus der gemeinsamen Kraftstoffleitung 9 (Block 220),
und schaltet alle Einspritzdüsen 5 ab
(wenn sie es nicht schon sind) zum Abschalten der Kraftstoffeinspritzung
in die Zylinder 3 (Block 230), und schaltet somit
Motor 2 ab.
-
Dann
zeigt die elektronische Zentralsteuereinheit 30 den Typ
der erfassten Undichtigkeit mittels einer Anzeige im Fahrzeug oder
akustischen Anzeigevorrichtungen an (Block 240).
-
Umgekehrt,
wenn keine offen-blockierten Einspritzdüsen diagnostiziert werden (NEIN
Ausgabe von Block 200), führt die elektronische Zentralsteuereinheit 30 eine
Serie von Operationen – weiter
unten mit Verweis auf Blöcke 250 – 340 beschrieben – durch
zum Bestimmen des Typs des Fehlers, der verantwortlich für das schlechte
Funktionieren von Einspritzsystem 1 ist, und im Besonderen,
ob die Störung
durch eine Undichtigkeit im Hochdruck-Kreis 6 oder durch
eine Störung
im Niedrigdruck-Kreis 7 erzeugt ist.
-
Im
Besonderen, schaltet die elektronische Zentralsteuereinheit Versorgungspumpe 8 ab
(Block 250) und schaltet auf Bereitschaft (stand by) für eine Zeit
T0, die lang genug zum vollständigen Abschalten von
Versorgungspumpe 8 und zum Abschalten von Ventil 19 von
Hochdruck-Pumpe 10 zum kompletten Schließen ist
(Block 260).
-
Bei
diesem Punkt schließt
die elektronische Zentralsteuereinheit 30 die Druckreguliereinrichtung 21 und
trennt die Kraftstoffversorgung durch die Einspritzdüsen 5 ab,
um die gemeinsame Kraftstoffleitung 9 hydraulisch von dem
Rest des Einspritzsystems zu isolieren, bis auf eine unvermeidbare
Undichtigkeit in Einspritzdüsen 5,
Druckreguliereinrichtung 21 und Hochdruck-Pumpe 10 (Block 270).
-
Sobald
das Einspritzsystem 1 vollständig hydraulisch isoliert ist,
führt die
elektronische Zentralsteuereinheit 30 eine Serie von Operationen
durch – im
Detail weiter unten beschrieben mit Verweis auf Blöcke 280 – 310 – zum Bestimmen,
ob, in einem vorbestimmten Zeitintervall TF1 von
beispielsweise 500 ms, der Kraftstoffdruck in der gemeinsamen Kraftstoffleitung 9 relativ
schnell fällt – einen
Fehler in Hochdruck-Kreis 6, zum Beispiel ein Riss in den Hochdruck-Rohrleitungen, anzeigend – oder der Kraftstoffdruck
relativ langsam fällt – einen
Fehler in dem Niedrigdruck-Kreis von Einspritzsystem 1 anzeigend.
-
Zum
Bestimmen des obigen Kraftstoffdruckabfallens nimmt die elektronische
Zentralsteuereinheit 30, zum Ende der Bereitschaftszeit
T0, den Druckwert PRAIL (T0) in der gemeinsamen Kraftstoffleitung 9 auf
(Block 280) und berechnet, als eine Funktion vom Druckwert
PRAIL (T0), einen
Grenz-Druckwert SP1, zum Beispiel ungefähr 50 bar
niedriger als Druckwert PRAIL (T0) (Block 290), der zum Auseinanderhalten
des Fehlertyps im Einspritzsystem 1 verwendet wird, und
der die beim Druckabfall durch eine Undichtigkeit in Druckreguliereinrichtung 21,
Einspritzdüsen 5 und
Hochdruck-Pumpe 10 gespielte Rolle, unter anderen Dingen,
berücksichtigt.
-
Im
Besonderen bestimmt die elektronische Zentralsteuereinheit 30 zum
Feststellen der Geschwindigkeit, bei der der Kraftstoffdruck in
der gemeinsamen Kraftstoffleitung 9 abfällt, ob der Momentan-Druckwert
PRAIL des Kraftstoffs in der gemeinsamen
Kraftstoffleitung 9 geringer als oder gleich dem Grenz-Druckwert
SP1 ist (Block 300).
-
Wenn
der Momentan-Druckwert PRAIL geringer ist
oder gleich dem Grenz-Druckwert SP1 (JA
Ausgabe von Block 300), diagnostiziert die elektronische Zentralsteuereinheit 30 einen
Fehler im Hochdruck-Kreis 6, der durch ein Kraftstoffleck
außerhalb der
Zylinder 3 verursacht wird – zum Beispiel wegen eines
Risses in den Versorgungsrohrleitungen 14, fehlerhafter
Dichtung bei Druckreguliereinrichtung 21, oder fehlerhafter
Dichtung bei einem Einweg-Ventil (nicht gezeigt) von Hochdruck-Pumpe 10, etc. – und öffnet deshalb
Druckreguliereinrichtung 21 vollständig zum Abschalten von Motor 2 (Block 305).
-
Die
elektronische Zentralsteuereinheit 30 zeigt dann den erfassten
Undichtigkeitstyp an mittels einer Anzeige im Fahrzeug oder akustischen
Anzeigevorrichtungen (Block 307).
-
Umgekehrt,
wenn der Momentan-Druckwert PRAIL größer als
der Grenz-Druckwert SP1 ist (NEIN Ausgabe
von Block 300), bestimmt die elektronische Zentralsteuereinheit 30,
ob Zeit TF1 verstrichen ist, seit sie die
Block 300 Überprüfung startete
(Block 310).
-
Wenn
Zeit TF1 nicht verstrichen ist (NEIN Ausgabe
von Block 310), führt
die elektronische Zentralsteuereinheit 30 die Block 300 Überprüfung erneut
aus. Umgekehrt, wenn Zeit TF1 verstrichen
ist (JA Ausgabe von Block 310), diagnostiziert die elektronische
Zentralsteuereinheit 30 eine Störung im Niedrigdruck-Kreis 7,
zum Beispiel durch eine Störung
in Hochdruck-Pumpe 10, Versorgungspumpe 8, oder Überdruck-Ventil 18 des
Kraftstofffilters 13, durch Verstopfen von Kraftstofffilter 13,
Kraftstoffleck in Tank 35, oder eine Undichtigkeit entlang
Niedrigdruck-Versorgungsleitung 11, etc. verursacht – und begrenzt
deshalb die Motorleistung durch Begrenzen der maximalen in jeden
Zylinder 3 einspritzbaren Kraftstoffmenge (Block 320)
und des maximal zulässigen
Kraftstoffdrucks in der gemeinsamen Kraftstoffleitung 9 (Block 330).
-
Die
elektronische Zentralsteuereinheit 30 zeigt dann den Typ
der erfassten Undichtigkeit mittels einer Anzeige im Fahrzeug oder
akustischen Anzeigevorrichtungen an (Block 340).
-
Wie
in 4 gezeigt, in der zweiten Diagnoseprozedur, die
durchgeführt
wird, wenn Druckfehler ΔP
größer als
oder gleich dem Schwellenwert-Druckfehler ΔPTH ist,
und Betriebsart DC größer als
oder gleich der Schwellenwert-Betriebsart
DCTH ist, vergleicht die elektronische Zentralsteuereinheit 30 zuerst
Momentan-Druckwert PRAIL mit einem vorbestimmten
Test-Druckwert PTEST, zum Beispiel von 400 bar
(Block 400).
-
Wenn
Momentan-Druckwert PRAIL größer als Test-Druckwert
PTEST ist (JA Ausgabe von Block 400), erzwingt
die elektronische Zentralsteuereinheit 30, dass Referenz-Druckwert
PREF – der
das Ziel der den Druck in der gemeinsamen Kraftstoffleistung 9 regulierenden
geschlossenen-Schleifenregelung ist – gleich zum Test-Druckwert
PTEST ist (Block 410), und schaltet
dann Versorgungs-Pumpe 8 ab (Block 420). Umgekehrt,
wenn Momentan-Druckwert
PRAIL geringer als oder gleich dem Test-Druckwert
PTEST ist (NEIN Ausgabe von Block 400),
schaltet die elektronische Zentralsteuereinheit 30 einfach
Versorgungspumpe 8 ab (Block 420).
-
Die
elektronische Zentralsteuereinheit 30 schaltet dann auf
Bereitschaft für
eine Zeit T1 um, in der sie fortfährt zu bestimmen,
ob Momentan-Druckwert PRAIL geringer als
oder gleich dem Test-Druckwert PTEST ist
(Block 430). Auch in diesem Fall ist Zeit T1 lang
genug zum vollständigen
Abschalten von Versorgungspumpe 8 und deshalb zum Abschalten
von Ventil 19 von Hochdruck-Pumpe 10 zum vollständigen Schließen.
-
Solange
wie Momentan-Druckwert PRAIL größer als
Test-Druckwert PTEST ist, oder Zeit T1 noch nicht
verstrichen ist (NEIN Ausgabe von Block 430), fährt die
elektronische Zentralsteuereinheit 30 mit dem Überprüfen von
Momentan-Druckwert
PRAIL fort; umgekehrt, wenn Momentan-Druckwert
PRAIL geringer als oder gleich dem Test-Druckwert
PTEST ist und Zeit T1 verstrichen
ist (JA Ausgabe von Block 430), schließt die elektronische Zentralsteuereinheit 30 Druckreguliereinrichtung 21 und
schaltet die Einspritzdüsen 5 ab
zum hydraulischen Isolieren der gemeinsamen Kraftstoffversorgung 9,
bis auf eine unvermeidliche Undichtigkeit in den Einspritzdüsen 5, Druckreguliereinrichtung 21 und
Hochdruck-Pumpe 10 (Block 440).
-
Sobald
Einspritzsystem 1 vollständig hydraulisch isoliert ist,
führt die
elektronische Zentralsteuereinheit 30 eine Serie von Operationen
durch – im
Detail weiter unten beschrieben mit Verweis auf Blöcke 450 – 500 – zum Bestimmen,
ob, in einem vorbestimmten Zeitintervall TF2 von
beispielsweise 500 ms, der Kraftstoffdruck in der gemeinsamen Kraftstoffleitung 9 relativ
schnell fällt – einen
Fehler in Hochdruck-Kreis 6 anzeigend, zum Beispiel eine
offenblockierte Einspritzdüse
oder eine Undichtigkeit außerhalb
der Zylinder 3 – oder
der Kraftstoffdruck relativ langsam fällt – eine Störung im Niedrigdruck-Kreis 7 anzeigend.
-
Im
Besonderen nimmt die elektronische Zentralsteuereinheit 30 den
Druckwert PRAIL (T1)
in der gemeinsamen Kraftstoffleitung 9 auf (Block 450)
und berechnet, als eine Funktion vom Druckwert PRAIL (T1), einen Grenz-Druckwert SP2,
zum Beispiel ungefähr
50 bar niedriger als Druckwert PRAIL (T1) (Block 460), der zum Unterscheiden
des Fehlertyps im Einspritzsystem 1 verwendet wird, und
der die beim Druckabfall durch eine Undichtigkeit in Druckreguliereinrichtung 21,
Einspritzdüsen 5 und
Hochdruck-Pumpe 10 gespielte Rolle berücksichtigt.
-
Im
Besonderen, zum Feststellen der Geschwindigkeit, mit der der Kraftstoffdruck
in der gemeinsamen Kraftstoffleitung 9 fällt, bestimmt
die elektronische Zentralsteuereinheit 30, ob der Momentan-Druckwert
PRAIL des Kraftstoffs in der gemeinsamen
Kraftstoffleitung 9 geringer als oder gleich dem Grenz-Druckwert
SP2 ist (Block 470).
-
Wenn
der Momentan-Druckwert PRAIL geringer als
oder gleich dem Grenz-Druckwert SP2 ist
(JA Ausgabe von Block 470), diagnostiziert die elektronische
Zentralsteuereinheit 30 eine Störung im Hochdruck-Kreis 6,
zum Beispiel durch eine offenblockierte Einspritzdüse oder
durch ein Leck außerhalb
der Zylinder 3 verursacht – wegen zum Beispiel eines Risses
in den Versorgungs-Rohrleitungen 14, fehlerhafter Dichtung
bei Druckreguliereinrichtung 21, fehlerhafter Dichtung
bei einem Einweg-Ventil (nicht gezeigt) von Hochdruck-Pumpe 10,
hoher Rückführung in
den Einspritzdüsen 5,
etc. – und öffnet deshalb Druckreguliereinrichtung 21 vollständig zum
Abschalten von Motor 2 (Block 480).
-
Die
elektronische Zentralsteuereinheit zeigt dann den Typ der erfassten
Undichtigkeit mittels einer Anzeige im Fahrzeug oder akustischen
Anzeigevorrichtungen an (Block 490).
-
Umgekehrt,
wenn der Momentan-Druckwert PRAIL größer als
Grenz-Druckwert SP2 ist (NEIN Ausgabe von Block 470), bestimmt
die elektronische Zentralsteuereinheit 30, ob eine Zeit
TF2 verstrichen ist, seit sie die Block 470 Überprüfung startete
(Block 500).
-
Wenn
Zeit TF2 nicht verstrichen ist (NEIN Ausgabe
von Block 500), führt
die elektronische Zentralsteuereinheit 30 die Block 470 Überprüfung erneut
durch. Umgekehrt, wenn Zeit TF2 verstrichen
ist (JA Ausgabe von Block 500), diagnostiziert die elektronische
Zentralsteuereinheit 30 einen Fehler in dem Niedrigdruck-Kreis
vom Einspritzsystem 1 – verursacht
zum Beispiel durch einen Fehler in Hochdruck-Pumpe 10,
nicht ausreichende Versorgung durch Versorgungspumpe 8,
einen Fehler im Überdruckventil 18 des
Kraftstofffilters 13, Verstopfen von Kraftstofffilter 13,
Kraftstoffmangel in Tank 35, oder eine Undichtigkeit entlang
Niedrigdruck-Versorgungsleitung 11,
etc. – und
begrenzt deshalb die Motorleistung durch Begrenzen der maximal in
jeden Zylinder 3 einspritzbaren Kraftstoffmenge (Block 510) und
des maximal zulässige
Kraftstoffdrucks in der gemeinsamen Kraftstoffleitung 9 (Block 520).
-
Die
elektronische Zentralsteuereinheit 30 zeigt dann den Typ
der erfassten Undichtigkeit mittels einer Anzeige im Fahrzeug oder
akustischen Anzeigevorrichtungen an (Block 530).
-
Die
Vorteile dieses Feststellungsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung
werden von der vorhergehenden Beschreibung klar sein.
-
Im
Besonderen, anders als bekannte Verfahren, sorgt das Verfahren gemäß der Erfindung
für das Unterscheiden
des Typs eines Fehlers, der für
das Kraftstoffdruckabfallen oder den Druckfehler zwischen dem eigentlichen
Kraftstoffdruck und dem geschlossenen-Schleifen-Regelungs-Referenz-Druck verantwortlich
ist, sogar wenn der Fehler nicht aufgrund eines offen-blockierten
Einspritzdüse
vorliegt.
-
Die
vorliegende Erfindung kann nicht nur während des Betriebs eines Fahrzeugs
verwendet werden zum Bestimmen des Typs eines Fehlers, der für das Einspritzdruck-Abfallen
verantwortlich ist, sondern auch zum Beispiel jedes Mal, wenn der
Motor abgeschaltet wird, um einen Einspritzsystem-Alterungsindex
zu erzeugen, der zum Informieren des Fahrzeugeigentümers über die
Erfordernis einer Systemwartung verwendet werden kann, oder als
ein Mittel zum Klassifizieren des Einspritzsystems am Ende einer
Fahrzeugfertigungsstraße.
-
Im
Besonderen, jedes Mal wenn der Motor abgeschaltet wird, oder am
Ende der Fertigungsstraße,
kann die elektronische Zentralsteuereinheit 30 die oben
beschriebenen Schritte durchführen
zum Abschalten von Versorgungspumpe 8, Schließen von Druckreguliereinrichtung 21,
Abschalten der Einspritzdüsen 5 zum
hydraulischen Isolieren der gemeinsamen Kraftstoffleitung 9 von
dem Rest des Einspritzsystems 1 und zum Bestimmen des Druckabfalls
in der gemeinsamen Kraftstoffleitung 9.
-
Wenn
die oben beschriebenen Schritte am Ende der Fahrzeugfertigungsstraße durchgeführt werden,
kann der bestimmte Druckabfallwert verwendet werden als eine Basis
zum Klassifizieren des Einspritzsystems. Das heißt, ein System mit einem relativ
geringen Druckabfall wird als exzellent beurteilt werden, wohingegen
eines mit einem ernsthaften Druckabfall als schlecht beurteilt und
deshalb abgelehnt werden wird.
-
Umgekehrt,
wenn die oben beschriebenen Schritte jedes Mal durchgeführt werden,
wenn der Motor abgeschaltet wird, wird der jedes Mal bestimmte Druckabfallwert
verwendet zum Erzeugen eines Einspritzsystem-Alterungsindex, zum
Beispiel eines Index, der ein gewichteter Durchschnitt des letzten erfassten
Druckabfallwertes und des zuvor gespeicherten Druckabfallwertes
ist, der dann wieder ein gewichteter Durchschnitt ist, der von noch
einem anderen vorhergehenden Druckabfallwert erhalten wird, und
so weiter.
-
Wenn
der Alterungsindex einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet,
kann ein einfaches Signal auf dem Instrumentenbrett den Benutzer
informieren, dass das System sich ernsthaft verschlechtert hat und
eine Wartung erfordert, oder dieselbe Information kann in der zentralen
Steuerungseinheit gespeichert werden und bei der ersten Gelegenheit durch
einen das Fahrzeug wartenden Techniker ausgelesen werden.
-
Zum
Vermeiden von fehlerhaften Alterungssignalen oder fehlerhaften Beurteilungen
am Ende einer Fertigungsstrasse aufgrund von zum Beispiel das Einspritzsystem
gelegentlich betreffenden Faktoren können Vorkehrungen zum Bestätigen der
Beurteilung oder des Alterungsindex durchgeführt werden, das heißt durch
nur Anzeigen einer Ablehnung oder des Erfordernisses einer Einspritzsystem-Wartung,
wenn ernsthafte Druckabfallwerte mehrmals erfasst werden, zum Beispiel
mindestens dreimal.
-
Offensichtlich
können
Veränderungen
an dem wie hier beschriebenen und erläuterten Verfahren durchgeführt werden,
ohne jedoch von dem Anwendungsbereich der vorliegenden Erfindung
abzuweichen.