EP1432905A1 - Verfahren zum betreiben eines kraftstoffversorgungssystems für einen verbrennungsmotor eines kraftfahrzeugs - Google Patents

Verfahren zum betreiben eines kraftstoffversorgungssystems für einen verbrennungsmotor eines kraftfahrzeugs

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EP1432905A1
EP1432905A1 EP02760108A EP02760108A EP1432905A1 EP 1432905 A1 EP1432905 A1 EP 1432905A1 EP 02760108 A EP02760108 A EP 02760108A EP 02760108 A EP02760108 A EP 02760108A EP 1432905 A1 EP1432905 A1 EP 1432905A1
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EP
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pressure
pressure sensor
signal
value
stored
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Klaus Joos
Jens Wolber
Thomas Frenz
Ruediger Weiss
Markus Amler
Karsten Hinn
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Robert Bosch GmbH
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    • F02M63/00—Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/02—Fuel-injection apparatus having several injectors fed by a common pumping element, or having several pumping elements feeding a common injector; Fuel-injection apparatus having provisions for cutting-out pumps, pumping elements, or injectors; Fuel-injection apparatus having provisions for variably interconnecting pumping elements and injectors alternatively
    • F02M63/0225—Fuel-injection apparatus having a common rail feeding several injectors ; Means for varying pressure in common rails; Pumps feeding common rails

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a fuel supply system for an internal combustion engine of a motor vehicle, with a fuel reservoir, with a fuel pump and with a pressure sensor, the fuel pump fuel from the
  • Fuel tank delivers into a pressure area, the pressure sensor being arranged in the pressure area and the pressure sensor generating a signal representing the pressure in the pressure area.
  • the invention further relates to a corresponding control device for an internal combustion engine, a computer program with program code means, a computer program product with program code means and a fuel supply system for an internal combustion engine of a motor vehicle.
  • Generic systems are used, for example, in motor vehicles with gasoline direct injection.
  • the invention can also be used in the context of a high-pressure diesel injection or in the context of low-pressure gasoline or diesel injections.
  • State of the art
  • Fuel injection method for an internal combustion engine the fuel being conveyed from the fuel tank into a storage space with the aid of an electric fuel pump and a downstream high-pressure pump.
  • the pressure generated in the storage space is measured using a pressure sensor.
  • the system is controlled and regulated to a setpoint value for the pressure in the storage space.
  • An error in the fuel supply system is recognized by a plausibility check in accordance with DE 199 08 352 AI.
  • a diagnostic cycle of the internal combustion engine is initiated, whereby diagnostic functions are activated that check the functionality of individual components of the fuel supply system.
  • an electrical check of the high-pressure sensor is carried out by evaluating the output signals of the pressure sensor.
  • Fuel supply system for an internal combustion engine of a motor vehicle with a fuel reservoir, with a fuel pump and with a pressure sensor, the fuel pump conveying fuel from the fuel reservoir into a pressure area, is further developed compared to the state in that the pressure sensor is arranged in the pressure area in that the pressure sensor generates a signal representing the pressure in the pressure area and that for a diagnosis of the pressure sensor the signal representing the pressure in the pressure area is evaluated.
  • a pressure sensor in the low-pressure area of a fuel supply system is used in the method according to the invention and, if appropriate, an additional pressure sensor in the high-pressure area.
  • the diagnosis of the pressure sensor based on the signal representing the pressure in the pressure range creates an inexpensive and reliable diagnostic option, since on the one hand no increased hardware expenditure is required and the diagnosis can be carried out in an engine control unit that is already present and on the other hand the signal evaluation within the engine control unit represents a particularly reliable option.
  • a preferred development provides that, for diagnosis, the signals representing the pressure in the pressure area are recorded at different, predeterminable times and stored in a memory.
  • the advantageous storage of signal values results in a wide range of diagnostic options, including the options for analyzing averaged signal values or analyzing pressure values that correspond to specific signal values.
  • the result of the analysis of the signal values stored in the memory is advantageously a measure of the state of the pressure sensor. Storage at predeterminable times, which depend on an operating situation of the motor vehicle system and / or a driving situation of the motor vehicle, is particularly advantageous. This differentiated storage option for signal values at selected points in time results in various diagnostic options which are further elaborated within the scope of the subclaims.
  • a first analysis possibility is that the detected signal values are checked to determine whether they are within a plausible signal range, which is formed by a maximum and a minimum threshold, and that an error of the pressure sensor is concluded in the event of a negative result.
  • the maximum and minimum threshold values can be assigned to the respective
  • the adapted threshold values can be stored, for example, in the memory of the engine control unit.
  • a second advantageous analysis option provides that a difference is formed between two successive signal values, that if this difference is less than a predefinable threshold value, a counter is incremented, that if this difference is greater than the predefinable threshold value, the Counter is set to zero, and that when the counter has reached a predefinable threshold value, an error in the pressure sensor is concluded.
  • a buffered signal value and the current signal value are preferably used as two temporally successive signal values. Together with the zeroing of the counter, the current signal value is buffered.
  • This analysis option preferably takes place at operating points at which an unsteady pressure signal is to be expected, ie as soon as an engine speed has been detected or when injection is active.
  • this analysis option means that an error in the pressure sensor is inferred if the measured pressure values change only inadequately over a certain period of time.
  • a third advantageous analysis option provides that the fuel pump is controlled in accordance with a predefinable target pressure in the pressure range, that a first target pressure is specified and a first signal value is stored after a settling time, that a second target pressure is specified and a second signal value is stored after a settling time, that an absolute value of the difference between the first and second signal values is formed, and that if the absolute value is less than a threshold value dependent on the difference between the first and second signal values, an error in the pressure sensor is concluded.
  • it is checked whether a change in the set pressure in the pressure area results in a corresponding change in the signal representing the pressure in the pressure area. In other words, it is checked whether the actual pressure changes in the same way as the target pressure.
  • Another advantageous analysis option provides that a first signal value is stored when the motor vehicle is started, before the fuel pump is activated, that a second signal value is stored after a predeterminable time after activation of the fuel pump, and that when the absolute value of the difference is out first and second signal value is less than a threshold value dependent on a shutdown pressure and an increase in pressure, an error of the pressure sensor is concluded.
  • This analysis option serves to check whether the pressure value in the pressure chamber rises as expected after the fuel pump has been started up. The check is advantageously dependent on the parking pressure and an increase in pressure. The latter is particularly important if the pressure increase behavior of the fuel system is known.
  • the pressure sensor can also advantageously be analyzed in that a first signal value is stored during a coasting operation of the motor vehicle, that the fuel pump is deactivated, that a second signal value is stored after a predefinable deactivation time, and that when the amount of the difference between the first and second signal value is smaller than a predefinable threshold value, an error of the pressure sensor is concluded.
  • the period of overrun of the motor vehicle is used to deactivate the fuel umpe and to check whether the signal value subsequently detected by the pressure sensor corresponds to the expectations.
  • deactivation time and the further predeterminable threshold values of this analysis method as well as of the previous and subsequent analysis methods can be adapted to the respective framework conditions of the fuel supply system and for this purpose, for example, corresponding data can be stored in a memory of the engine control unit.
  • Another advantageous analytical method is very similar to the previously described method.
  • This analysis method is characterized in that the fuel pump is deactivated during a coasting operation of the motor vehicle, that after a predefinable deactivation time, a first signal value is stored, that the fuel pump is activated, that after a predefinable activation time, a second signal value is stored, and that when the absolute value of the difference between the first and second signal values is less than a predefinable threshold value an error of the pressure sensor is closed.
  • a signal value is initially recorded when the fuel pump is deactivated and only then is a signal value when the fuel pump is activated.
  • a particularly preferred analysis option which is carried out during engine control after-running after the motor vehicle has been switched off, is that after the internal combustion engine has been switched off, a first signal value is stored, that after a specifiable switch-off time, a second signal value is stored, and then when the absolute value of the Difference between the first and second signal value is smaller than a predeterminable threshold value, an error in the pressure sensor is concluded.
  • This latter analysis method takes advantage of the fact that the pressure in the pressure range generally drops after the motor vehicle has been switched off or the internal combustion engine has been switched off (and the fuel pump has been deactivated as a result).
  • Realizations in the form of a computer program with program code means and in the form of a computer program product are also of particular importance Program code means.
  • the computer program according to the invention has program code means to carry out all steps of the method according to the invention when the program is executed on a computer, in particular a control device for an internal combustion engine of a motor vehicle.
  • the invention is thus implemented by a program stored in the control device, so that this control device provided with the program represents the invention in the same way as the method, for the execution of which the program is suitable.
  • the computer program product according to the invention has program code means which are stored on a computer-readable data carrier in order to carry out the method according to the invention when the program product is executed on a computer, in particular a control device for an internal combustion engine of a motor vehicle.
  • the invention is implemented by a data carrier, so that the method according to the invention can be carried out when the program product or the data carrier is integrated into a control unit for an internal combustion engine, in particular a motor vehicle.
  • a data carrier or as
  • an electrical storage medium can be used, for example a read only memory (ROM), an EPROM or an electrical permanent memory such as a CD-ROM or a DVD.
  • ROM read only memory
  • EPROM EPROM
  • electrical permanent memory such as a CD-ROM or a DVD.
  • a fuel supply system according to the invention for an internal combustion engine of a motor vehicle has means for carrying out the method according to the invention.
  • FIG. 1 shows a first diagnostic option
  • FIG. 2 shows a second diagnostic option
  • FIG. 3 shows a third diagnostic option
  • FIG. 4 shows a fourth diagnostic option
  • FIGS. 5a and 5b show a fifth diagnostic option in different configurations
  • FIG. 6 shows a sixth diagnostic option
  • Figure 7 shows an embodiment of a device according to the invention.
  • Figure 1 shows a first diagnostic possibility of the method according to the invention.
  • a pressure sensor 76 is arranged within a fuel supply system for an internal combustion engine of a motor vehicle - corresponding to FIG. 7 - between the electric fuel pump 72, which conveys the fuel from the fuel reservoir or the tank 70, and a possibly adjoining high-pressure pump 77, the pressure sensor being temporarily stored in this 75 measures the pressure.
  • the pressure signal of this pressure range generated by the pressure sensor 76 is evaluated for the diagnosis of the pressure sensor 76.
  • a first diagnostic possibility is to examine the pressure value or the voltage value supplied by the sensor for a plausible voltage or signal value. For this purpose, according to FIG. 1, step 10 checks whether the signal value or the voltage value is below a minimum or above a maximum threshold value.
  • step 10 It is determined in step 10 that the signal value outside the Range between the minimum and maximum threshold value, a transition is made to a step 11 in which a faulty pressure sensor is decided. This transition to step 11 can optionally take place after a certain delay time, thereby preventing short-term “signal outliers” from being recognized as errors in the pressure sensor.
  • step 10 it is found that the signal or voltage value of the pressure sensor 76 is within a plausible signal - or voltage range, the process moves to step 12 by deciding that the pressure sensor 76 is OK.
  • the minimum threshold value, the maximum threshold value and also the possible additional delay time can be stored in a memory 74 of an engine control unit 73.
  • Figure 2 shows a second diagnostic option of the method according to the invention.
  • this second diagnostic option it is checked whether the signal or voltage profile of the pressure sensor 76 has a plausible profile.
  • sensor values are recorded at different successive times and stored in a memory, for example the memory 74 in the control unit 75.
  • the second diagnostic option described in FIG. 2 is based on the fact that there is always a certain unrest in the pressure signal during operation of the motor vehicle. If this unrest is absent and an approximately constant signal is detected instead, then the pressure sensor is most likely defective.
  • the signal value or the sensor voltage is compared with previously stored values. If the amount of the difference between these two values is less than a predefinable threshold value, this indicates a possible error.
  • a counter is counted up in the event that the difference value is smaller than the threshold value. If this happens a certain number of steps in a row, So if the detected sensor signal does not change significantly compared to the previously stored values, then a signal error is recognized. If, on the other hand, a sensor value is detected that has changed by more than the threshold value compared to the previous signal value, the counter is reset and an intact pressure sensor 76 is inferred.
  • the diagnostic option can preferably take place at operating points at which an unsteady signal from the pressure sensor is to be expected, that is to say, for example, as soon as an engine speed has been detected or with active injection.
  • a signal value of the pressure sensor 76 is temporarily stored in a first step 20.
  • a step 21 it is checked whether the amount of the difference between the current sensor signal value and the previously stored sensor signal value is smaller than a predefinable threshold value. If this is not the case that the sensor signal therefore exhibits the expected unrest, then a transition is made to a step 22 in which a counter is reset. Following step 22, the method continues to step 20. If, on the other hand, it is determined in step 21 that the absolute value is less than the predeterminable threshold value, then a transition is made to a step 23 in which the counter is incremented. In step 24, which follows step 23, a query is made as to whether the counter has reached an applicable value.
  • step 24 the process jumps back from step 24 to step 21. If, on the other hand, the counter has reached an applicable threshold value in step 24, then a transition is made to step 11, in which a defective pressure sensor is detected. In practical terms, reaching the counter of an applicable threshold value means that a certain period of time is determined by the amount of the Applicable threshold value can be defined, the signal value of the pressure sensor has changed insufficiently.
  • Figure 3 shows a third diagnostic option of the method according to the invention.
  • This third diagnostic option is based on the possibility of varying the system pressure in demand-controlled fuel supply systems by specifying a target pressure.
  • a current sensor value is temporarily stored for diagnosis of the pressure sensor.
  • a setpoint pressure that differs from the current pressure is then specified (which corresponds to a change in the reference variable) and a specific, applicable time is waited until the actual pressure has settled to the setpoint pressure.
  • a sensor signal value is recorded again and checks whether the magnitude of the difference is greater than or equal to an applicable threshold value that is dependent on the change in the reference variable. If this is the case, the pressure sensor is OK; If no significant pressure difference is discernible, that is, if the amount of the difference is less than an applicable threshold value that depends on the change in the reference variable, then a defective pressure sensor can be concluded.
  • a current pressure sensor signal value or a pressure sensor voltage is temporarily stored in a first step 30.
  • the target pressure is changed and an applicable time is waited until this pressure value has settled.
  • the fuel pump 72 can, for example, be controlled by the engine control unit 73 via voltage or speed control via a signal line. With this voltage or speed control, any pressure setting in the first pressure range 75 is possible within certain limits. Has changed accordingly If a new pressure value is set in step 31, this is detected by the pressure sensor 76 in step 32. The absolute value of the difference between the first and the second detected signal value is formed and this absolute value is compared with a threshold value.
  • the threshold value is dependent on the difference between the first and second setpoint pressures in the first pressure range 75. If it appears in step 32 that the absolute value of the difference between the first and second signal values is less than the threshold value, a defective pressure sensor is concluded and the step is taken 11 passed. If, on the other hand, it is determined in step 32 that the aforementioned condition is not met, the process moves on to step 12, in which a conclusion is drawn that the pressure sensor is in a proper state. After step 12, the experience according to the invention begins again in step 30.
  • FIG. 4 shows a fourth diagnostic option according to the invention, which is based on the pressure difference between deactivated and activated fuel pump 72.
  • a fuel pressure value detected by the pressure sensor 76 is stored.
  • a certain applicable time after the activation of the fuel pump 72 a pressure value in the pressure area 75 is again recorded and stored.
  • the difference in amount of the previously stored two pressure values is then formed. If the absolute value of the difference between the first and second pressure values is less than a threshold value dependent on a shutdown pressure and an increase in pressure, an error in the pressure sensor 76 is concluded.
  • a first signal value is stored before the fuel pump 71 is activated when the motor vehicle is started becomes.
  • the fuel pump 72 is activated.
  • step 42 which follows step 41, a certain applicable time is waited until the pressure in the pressure region 75 has settled to the pressure value predetermined by the activated fuel pump 72.
  • step 43 the absolute value of the difference between the first signal value after step 40 and a current, second signal value is formed. This absolute value of the difference between the first and second signal values is compared with a threshold value. The applicable threshold value depends on the parking pressure and the pressure increase.
  • the corresponding data for the applicable threshold value can be stored in a map of the engine control unit 73. If it is determined in step 43 that the difference between the first and second signal value is greater than the threshold value, it is determined in subsequent step 12 that the pressure sensor is OK. If the absolute value of the difference is less than or equal to the threshold value, or if the absolute value of the difference is not greater than the threshold value, a defective pressure sensor is concluded in subsequent step 11.
  • FIGS. 5a and 5b A fifth diagnostic possibility according to the invention is shown in the two FIGS. 5a and 5b, which take advantage of the possibility of briefly deactivating the fuel pump 72 during a coasting operation of the motor vehicle and of using the resulting pressure difference values in the pressure range 75.
  • a first signal value representing the pressure in the pressure area 75 is stored in a step 50 during a coasting operation of the motor vehicle. This first pressure measurement after step 50 thus takes place during overrun in a state in which the fuel pump 72 is activated.
  • the fuel pump 72 is briefly deactivated and there is a predeterminable time the activation of the fuel pump 72 is waited so that the new resulting pressure level can be set in the pressure range 75.
  • step 52 the absolute value of the difference between the first, stored signal value and the current signal value is formed. This absolute value of the difference is then compared to a predefinable threshold. If it turns out that the absolute value of the difference is greater than a predeterminable threshold value, the process moves to step 12 by concluding that the pressure sensor is intact. If, on the other hand, the absolute value of the difference is not greater than the predeterminable threshold value, then a transition is made to step 11 by deciding on a defective pressure sensor.
  • the fuel pump 72 can be reactivated in order to provide the required fuel pressure in the pressure region 75 in the event of a possible restart after the overrun mode.
  • FIG. 5b describes a diagnostic option according to the invention which is based on the same physical principle as FIG. 5a.
  • step 53 the electric fuel pump 72 is first deactivated during a coasting operation of the motor vehicle and a predefinable deactivation time is waited for. Following this deactivation time, a first pressure value of the pressure sensor 76 is stored in step 54.
  • step 55 the fuel pump 72 is reactivated and a predefinable activation time is waited for.
  • the subsequent step 56 the then current pressure sensor value is detected and the absolute value of the difference between the first and second pressure sensor signal values is formed. If this absolute value of the difference is greater than a predeterminable threshold value, the process continues to step 12 in that an intact pressure sensor is inferred. If this is not the case, step 11 is followed by one defective pressure sensor is closed.
  • the deactivation time used in the context of FIGS. 5a and 5b or the activation time serves to ensure that the
  • Fuel pressure range 75 can set to a steady state.
  • FIG. 6 shows a sixth possibility of diagnosis of the method according to the invention.
  • This diagnostic option is based on a pressure measurement during the control unit run-up after the engine of the motor vehicle has been switched off.
  • a signal value of the pressure sensor is stored in the control unit run-on shortly after the engine of the motor vehicle is switched off.
  • a certain applicable switch-off time is waited for in step 61.
  • a current signal value of the pressure sensor is recorded in step 62 and the absolute value of the difference is formed from the first and second signal values. If an absolute value of the difference between the first and second signal value is determined that is greater than an applicable threshold value, the process moves on to step 12 by concluding that an intact pressure sensor is used. If this is not the case, the process moves to step 11 in that a defective pressure sensor is concluded.
  • step 11 can be followed by a corresponding display in the field of vision of the driver of the motor vehicle or other measures by concluding that a defective pressure sensor is present.
  • these further measures can be, for example, an entry in a fault memory of a memory 74 of a control unit 73 or an emergency operation function of the motor vehicle or the internal combustion engine.
  • threshold values described in the figures can be applied throughout. This means that the threshold values can be adapted to the respective application or to the respective motor vehicle type as desired by the manufacturer of the motor vehicle.
  • threshold values desired by the manufacturer are stored in a memory 74 of the engine control unit 73. This takes place during an application at the manufacturer of the engine control unit before delivery to the motor vehicle manufacturer.
  • an averaged sensor signal value for the method according to the invention instead of recording a single sensor signal value in order to further increase the accuracy and reliability of the method according to the invention.
  • a corresponding pressure value can be taken from a signal value-pressure value characteristic curve in accordance with the sensor signal value determined by the pressure sensor.
  • the immediate mental stress values of the pressure sensor can be used to carry out the method according to the invention. In the latter case, the applicable threshold values have to be adjusted accordingly.
  • Figure 7 shows an inventive
  • Fuel supply system for an internal combustion engine of a motor vehicle Starting from the fuel reservoir 70, the fuel is conveyed from a fuel pump 72 into one of the pressure areas 75 via a fuel line 71.
  • the fuel pump 72 is controlled by an engine control unit 73 with a memory 74.
  • This control is in the illustration of Figure 7 by a dashed line between the engine control unit 73 and the Fuel pump marked 72.
  • the method according to the invention also includes uncontrolled or uncontrolled fuel pumps.
  • the pressure in the pressure area 75 is determined by means of a pressure sensor 76 which is arranged in the pressure area 75.
  • the data of the pressure sensor 76 or the sensor signal values of the pressure sensor 76 are transmitted to the engine control unit 73.
  • This transmission is indicated by a dashed line between the pressure sensor 76 and the engine control unit 73.
  • the fuel is conducted by a high-pressure pump 77 into a high-pressure area 78, which opens into a so-called common rail 80.
  • the corresponding control signals are indicated from the engine control unit 73 to the high-pressure pump 77 via a dashed line.
  • the pressure in the common rail 80 is detected by a high-pressure sensor 81, which transmits the measured pressure signals - also indicated by a broken line - to the engine control unit 73.
  • the fuel is injected directly into the combustion chambers of the internal combustion engine (not shown in FIG. 7) via injection valves 82, so-called injectors.
  • the injectors or the injection nozzles 82 are in turn controlled by the engine control unit 73. This control is indicated by a dashed line starting from the engine control unit 73 to the injectors 82.
  • a means 83 influencing the pressure in the common rail 80 is also arranged on the common rail 80. In the simplest case, this is an overpressure regulator which, in the event of an excessively high pressure in the common rail 80, discharges fuel via the pressure regulator 83 into a return line 84. The fuel returns to the pressure region 75 via the return line 84 Engine control unit 73 indicated by a dashed line.
  • the engine control unit 73 with the program data and characteristic diagrams stored in the memory 74, as well as applicable threshold values and other data, carries out the method previously described in the context of FIGS. 1 to 6, the pressure signal values determined by the pressure sensor 76 and those by the pressure sensor 76 representing the pressure in Signals representing pressure range 75 are evaluated in engine control unit 73. Based on these evaluated signals, it can be concluded that the pressure sensor is functioning correctly.
  • the fuel system consists of a fuel pump 72 and a high-pressure pump 77 and a subsequent direct injection into the combustion chambers of an internal combustion engine.
  • the method according to the invention can also be used in a device which carries out a low-pressure injection, in which case there is no high-pressure pump 77, no common rail 80 and no direct injection.
  • the fuel can be injected into an intake manifold from the pressure region 75 via injection valves.
  • proper operation of the pressure sensor 76 can be determined by means of the diagnosis according to the invention.

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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftstoffversorgungssystems für einen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs, mit einem Kraftstoffvorratsbehälter, mit einer Kraftstoffpumpe und mit einem Drucksensor, wobei die Kraftstoffpumpe Kraftstoff aus dem Kraftstoffvorratsbehälter in einem Druckbereich fördert, wobei der Drucksensor in dem Druckbereich angeordnet ist und wobei der Drucksensor ein dem Druck in dem Druckbereich repräsentierendes Signal erzeugt. Die Erfindung betrifft weiterhin ein entsprechendes Steuergerät für eine Brennkraftmaschine, ein Computerprogramm mit Programmcodemitteln, ein Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln und ein Kraftstoffversorgungssystem für einen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeuges.

Description

Verfahren zum Betreiben eines Kraftstoffversorgungssystems für einen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftstoffversorgungssystems für einen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs, mit einem Kraftstoffvorratsbehalter, mit einer Kraftstoffpumpe und mit einem Drucksensor, wobei die Kraftstoffpumpe Kraftstoff aus dem
Kraftstoffvorratsbehalter in einen Druckbereich fördert, wobei der Drucksensor in dem Druckbereich angeordnet ist und wobei der Drucksensor ein dem Druck in dem Druckbereich repräsentierendes Signal erzeugt. Die Erfindung betrifft weiterhin ein entsprechendes Steuergerät für eine Brennkraftmaschine, ein Computerprogramm mit Programmcodemitteln, ein Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln und ein Kraftstoffversorgungssystem für einen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeuges .
Gattungsgemäße Systeme werden beispielsweise bei Kraftfahrzeugen mit Benzindirekteinspritzung eingesetzt. Eine Verwendung der Erfindung ist jedoch auch im Rahmen einer Hochdruckdieseleinspritzung oder im Rahmen von Niederdruckbenzin- oder Dieseleinspritzungen möglich. Stand der Technik
Die DE 199 08 352 AI offenbart ein
Kraftstoffeinspritzverfahren für eine Brennkraftmaschine, wobei mit Hilfe einer Elektrokraftstoffpumpe und einer nachgeordneten Hochdruckpumpe der Kraftstoff aus dem Kraftstofftank in ein Speicherraum gefördert wird. Der dabei im Speicherraum erzeugte Druck wird mit Hilfe eines Drucksensors gemessen. Die Steuerung und Regelung des Systems erfolgt auf einen Sollwert des Drucks im Speicherraum. Ein Fehler im Kraftstoffversorgungssystem wird entsprechend der DE 199 08 352 AI durch eine Plausibilitätskontrolle erkannt. Bei Erkennen eines Fehlers im Kraftstoffversorgungssystem wird ein Diagnosezyklus der Brennkraftmaschine eingeleitet, wobei Diagnosefunktionen aktiviert werden, die einzelne Komponenten des Kraftstoffversorgungssystems auf ihre Funktionsfähigkeit überprüfen. Unter anderem wird eine elektrische Überprüfung des Hochdrucksensors durch Auswerten der Ausgangssignale des Drucksensors durchgeführt. Hierbei wird zum einen überprüft, ob das Ausgangssignal Werte innerhalb eines zulässigen Bereichs einnimmt. Zum Anderen wird überprüft, ob der Zeitverlauf des Ausgangssignals eine in Abhängigkeit vom Kraftstoffversorgungssystem typische Form aufweist. Ist eine dieser beiden Bedingungen nicht erfüllt wird auf einen Defekt bzw. einen Fehler des Drucksensors geschlossen. Als Reaktion auf den erkannten Fehler des Drucksensors wird der Fehler mit Hilfe einer Anzeigeeinrichtung angezeigt und gleichzeitig ein Notlaufbetrieb der Brennkraftmaschine eingestellt. Der Notlaufbetrieb kann hierbei derart erfolgen, dass die Druckregelung abgeschaltet wird, so dass der Druck im Speicherraum nur noch von der Druckvorsteuerung eingestellt wird. Vorteile der Erfindung
Ein Verfahren zum Betreiben eines
Kraftstoffversorgungssystem für ein Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeuges, mit einem Kraftstoffvorratsbehalter, mit einer Kraftstoffpumpe und mit einem Drucksensor, wobei die Kraftstoffpumpe Kraftstoff aus dem Kraftstoffvorratsbehalter in einen Druckbereich fördert, ist gegenüber dem Stand dadurch weitergebildet, dass der Drucksensor in dem Druckbereich angeordnet ist, dass der Drucksensor ein den Druck in dem Druckbereich repräsentierendes Signal erzeugt und dass zu einer Diagnose des Drucksensors das den Druck in dem Druckbereich repräsentierende Signal ausgewertet wird. Im Gegensatz zum Stand der Technik wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Drucksensor im Niederdruckbereich eines KraftstoffVersorgungssystems eingesetzt und gegebenenfalls zusätzlich ein Drucksensor im Hochdruckbereich. Durch die erfindungsgemäße Diagnose des Drucksensors anhand das den Druck in dem Druckbereich repräsentierende Signal wird eine kostengünstige und zuverlässige Diagnosemöglichkeit geschaffen, da zum einen kein erhöhter Hardwareaufwand erforderlich ist und die Diagnose in einem ohnehin vorhandenen Motorsteuergerät durchgeführt werden kann und zum anderen die Signalauswertung innerhalb des Motorsteuergerätes eine besonders zuverlässige Möglichkeit darstellt.
Eine bevorzugte Weiterbildung sieht vor, dass zur Diagnose das den Druck in dem Druckbereich repräsentierende Signale zu verschiedenen, vorgebbaren Zeitpunkten erfasst und in einem Speicher abgelegt werden. Durch die vorteilhafte Speicherung von Signalwerten ergeben sich vielfältige Diagnosemöglichkeiten inklusive der Möglichkeiten, gemittelte Signalwerte zu analysieren oder Druckwerte zu analysieren, die bestimmten Signalwerten entsprechen. Das Ergebnis der Analyse der im Speicher abgelegten Signalwerte ist in vorteilhafter Weise ein Maß für den Zustand des Drucksensors. Besonders vorteilhaft ist die Speicherung zu vorgebbaren Zeitpunkten, die von einer Betriebssituation des Kraftfahrzeugsystems und/oder einer Fahrsituation des Kraftfahrzeugs abhängen. Durch diese differenzierte Speichermöglichkeit von Signalwerten zu ausgewählten Zeitpunkten ergeben sich verschiedene Diagnosemöglichkeiten, die im Rahmen der Unteransprüche weiter ausgeführt werden.
Eine erste Analysemöglichkeit besteht darin, dass die erfassten Signalwerte daraufhin überprüft werden, ob sie innerhalb eines plausiblen Signalbereichs, der durch eine maximale und eine minimale Schwelle gebildet wird, liegen, und dass bei einem negativen Ergebnis auf ein Fehler des Drucksensors geschlossen wird. Der maximale und der minimale Schwellenwert können an das jeweilige
Kraf stoffVersorgungssystem eines Kraftfahrzeugs bzw. an den jeweiligen verwendeten Drucksensor adaptiert werden. Die adaptierten Schwellenwerte können beispielsweise im Speicher des Motorsteuergerätes abgelegt werden.
Eine zweite vorteilhafte Analysemöglichkeit sieht vor, dass eine Differenz zwischen zwei zeitlich aufeinanderfolgenden, Signalwerten gebildet wird, dass dann wenn diese Differenz kleiner als ein vorgebbarer Schwellenwert ist, ein Zähler inkrementiert wird, dass dann, wenn diese Differenz größer als der vorgebbare Schwellenwert ist, der Zähler auf Null gesetzt wird, und dass dann wenn der Zähler einen vorgebbaren Schwellenwert erreicht hat, auf ein Fehler des Drucksensors geschlossen wird. Vorzugsweise werden als zwei zeitlich aufeinanderfolgende Signalwerte ein zwischengespeicherter Signalwert und der aktuelle Signalwert herangezogen. Zusammen mit der Nullsetzung des Zählers wird der aktuelle Signalwert zwischengespeichert . Diese Analysemöglichkeit basiert darauf, dass im Betrieb des Kraftfahrzeugs immer eine gewisse Unruhe im Drucksignal vorhanden ist. Fehlt diese Unruhe und wird statt dessen ein konstantes Signal gemessen, dann ist sehr wahrscheinlich der Sensor defekt. Diese Analysemöglichkeit findet bevorzugt in Betriebspunkten statt, bei denen ein unruhiges Drucksignal zu erwarten ist, d.h. sobald eine Motordrehzahl erkannt worden ist oder bei aktiver Einspritzung. Diese Analysemöglichkeit bedeutet mit anderen Worten, dass auf einen Fehler des Drucksensors geschlossen wird, wenn sich die gemessenen Druckwerte über einen bestimmten Zeitraum nur unzureichend ändern.
Eine dritte vorteilhafte Analysemöglichkeit sieht vor, dass die Kraftstoffpumpe entsprechend eines vorgebbaren Solldruckes in dem Druckbereich angesteuert wird, dass ein erster Solldruck vorgegeben und nach einer Einschwingzeit ein erster Signalwert gespeichert wird, dass ein zweiter Solldruck vorgegebenen und nach einer Einschwingzeit ein zweiter Signalwert gespeichert wird, dass ein Betragswert der Differenz aus erstem und zweitem Signalwert gebildet wird, und dass dann, wenn der Betragswert kleiner als ein von der Differenz zwischen dem ersten und zweiten Signalwert abhängigen Schwellenwert ist, auf einen Fehler des Drucksensors geschlossen wird. Entsprechend dieser Analysemöglichkeit wird überprüft, ob sich bei einer Solldruckänderung in dem Druckbereich eine entsprechende Änderung des den Druck in dem Druckbereich repräsentierenden Signals ergibt. Mit anderen Worten, es wird überprüft, ob sich der Istdruck in gleicher Weise ändert wie der Solldruck.
Eine weitere vorteilhafte Analysemöglichkeit sieht vor, dass bei einem Start des Kraftfahrzeugs ein erster Signalwert gespeichert wird, bevor die Kraftstoffpumpe aktiviert wird, dass nach einer vorgebbaren Zeit nach Aktivierung der Kraf stoffpumpe ein zweiter Signalwert gespeichert wird, und dass dann wenn der Betragswert der Differenz aus erstem und zweitem Signalwert kleiner als ein von einem Abstelldruck und einem Druckanstieg abhängiger Schwellenwert ist, auf einen Fehler des Drucksensors geschlossen wird. Diese Analysemöglichkeit dient dazu, zu überprüfen ob der Druckwert in dem Druckraum nach der Inbetriebnahme der Kraftstoffpumpe wie erwartet ansteigt. Vorteilhaft ist die Überprüfung dabei vom Abstelldruck und einem Druckanstieg abhängig. Letzteres ist es insbesondere dann von Bedeutung, wenn das Druckzunahmeverhalten des KraftstoffSystems bekannt ist .
Vorteilhaft kann der Drucksensor auch dadurch analysiert werden, dass während eines Schubbetriebes des Kraftfahrzeuges ein erster Signalwert gespeichert wird, dass die Kraftstoffpumpe deaktiviert wird, dass nach einer vorgebbaren Deaktivierungszeit ein zweiter Signalwert gespeichert wird, und dass dann, wenn der Betragswert der Differenz aus erstem und zweitem Signalwert kleiner als einer vorgebbarer Schwellenwert ist, auf einen Fehler des Drucksensors geschlossen wird. Entsprechend dieser Analysemöglichkeit wird die Zeitdauer des Schubbetriebes des Kraftfahrzeuges dazu genutzt, die Kraftstoff umpe zu deaktivieren und zu überprüfen, ob der im Anschluss vom Drucksensor detektierte Signalwert den Erwartungen entspricht. Die Deaktivierungszeit sowie die weiteren vorgebbaren Schwellenwerte sowohl dieses Analyseverfahrens als auch der vorhergehenden und der nachfolgenden Analyseverfahren können an die jeweiligen Rahmenbedingungen des Kraftstoffversorgungssystems adaptiert werden und hierzu beispielsweise entsprechende Daten in einem Speicher des Motorsteuergerätes abgelegt werden.
Ein weiteres vorteilhaf es Analyseverfahren ähnelt sehr dem zuvor beschriebenen Verfahren. Dieses Analyseverfahren zeichnet sich dadurch aus, dass während eines Schubbetriebes des Kraftf hrzeuges die Kraftstoffpumpe deaktiviert wird, dass nach einer vorgebbaren Deaktivierungszeit ein erster Signalwert gespeichert wird, dass die Kraftstoffpumpe aktiviert wird, dass nach einer vorgebbaren Aktivierungszeit ein zweiter Signalwert gespeichert wird, und dass dann, wenn der Betragswert der Differenz aus erstem und zweitem Signalwert kleiner als ein vorgebbarer Schwellenwert ist, auf einen Fehler des Drucksensors geschlossen wird. Im Gegensatz zum zuvor beschriebenen Analyseverfahren wird also hierbei zunächst ein Signalwert bei deaktivierter Kraftstoffpumpe aufgenommen und erst im Anschluss ein Signalwert bei aktivierter Kraftstoffpumpe.
Eine besonders bevorzugte Analysemöglichkeit, die während des Motorsteuergerätenachlaufs nach Abstellen des Kraf fahrzeugs durchgeführt wird, besteht darin, dass nach Ausschalten des Verbrennungsmotors ein erster Signalwert gespeichert wird, dass nach einer vorgebbaren Ausschaltzeit ein zweiter Signalwert gespeichert wird, und dass dann, wenn der Betragswert der Differenz aus erstem und zweitem Signalwert kleiner als ein vorgebbarer Schwellenwert ist, auf einen Fehler des Drucksensors geschlossen wird. Bei diesem letztgenannten Analyseverfahren wird ausgenutzt, dass der Druck im Druckbereich nach Abstellen des Kraftfahrzeugs bzw. nach Ausschalten des Verbrennungsmotors (und damit einhergehender Deaktivierung der Kraftstoffpumpe) in der Regel sinkt.
Von besonderer Bedeutung ist die Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens in der Form eines Steuergerätes für eine Brennkraf maschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs. Hierbei sind Mittel zur Durchführung der Schritte des zuvor beschriebenen Verfahrens vorgesehen.
Von besonderer Bedeutung sind weiterhin die Realisierungen in Form eines Computerprogrammes mit Programmcodemitteln und in Form eines Computerprogrammprodukts mit Programmcodemitteln. Das erfindungsgemäße Computerprogramm weist Programmcodemittel auf, um alle Schritte des erfindungsgemäße Verfahrens durchzuführen, wenn das Programm auf einem Computer, insbesondere einem Steuergerät für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs ausgeführt wird. In diesem Fall wird also die Erfindung durch ein in dem Steuergerät abgespeichertes Programm realisiert, so dass dieses mit dem Programm versehene Steuergerät in gleicher Weise die Erfindung darstellt wie das Verfahren, zu dessen Ausführung das Programm geeignet ist. Das erfindungsgemäße Computerprogrammprodukt weist Programmcodemittel auf, die auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert sind, um das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen, wenn das Programmprodukt auf einem Computer, insbesondere einem Steuergerät für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs ausgeführt wird. In diesem Fall wird also die Erfindung durch einen Datenträger realisiert, so dass das erfindungsgemäße Verfahren ausgeführt werden kann, wenn das Programmprodukt bzw. der Datenträger in ein Steuergerät für eine Brennkraftmaschine insbesondere eines Kraftfahrzeugs integriert wird. Als Datenträger bzw. als
Computerprogrammprodukt kann insbesondere ein elektrisches Speichermedium zur Anwendung kommen, beispielsweise ein Read Only Memory (ROM) , ein EPROM oder auch ein elektrischer Permanentspeicher wie beispielsweise eine CD-ROM oder eine DVD.
Ein erfindungsgemäßes Kraftstoffversorgungssystem für einen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeuges weist Mittel zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf .
Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den nachfolgenden Figuren dargestellt sind. Beschreibung von Ausführungsbeispielen
Figur 1 zeigt eine erste Diagnosemöglichkeit ,
Figur 2 zeigt eine zweite Diagnosemöglichkeit,
Figur 3 zeigt eine dritte Diagnosemöglichkeit,
Figur 4 zeigt eine vierte Diagnosemöglichkeit,
Figuren 5a und 5b zeigen eine fünfte Diagnosemöglichkeit in unterschiedlicher Ausgestaltung,
Figur 6 zeigt eine sechste Diagnosemöglichkeit und
Figur 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Figur 1 zeigt eine erste Diagnosemöglichkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens . Erfindungsgemäß ist innerhalb eines Kraftstoffversorgungssystems für ein Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs - entsprechend Figur 7 - zwischen der Elektrokraftstoffpumpe 72, die den Kraftstoff aus dem Kraftstoffvorratsbehalter bzw. dem Tank 70 fördert, und einer sich möglicherweise anschließenden Hochdruckpumpe 77 ein Drucksensor 76 angeordnet, der in diesem zwischengelagerten Druckbereich 75 den Druck mißt. Das von dem Drucksensor 76 erzeugte Drucksignal dieses Druckbereichs wird zur Diagnose des Drucksensors 76 ausgewertet. Hierbei ist eine erste Diagnosemöglichkeit, den Druckwert bzw. den vom Sensor gelieferten Spannungswert auf einen plausiblen Spannungs- bzw. Signalwert hin zu untersuchen. Dazu wird entsprechend Figur 1 in einem Schritt 10 überprüft, ob der Signalwert bzw. der Spannungswert unterhalb eines minimalen oder eines oberhalb maximalen Schwellenwerts liegt. Wird im Schritt 10 festgestellt, das der Signalwert außerhalb des Bereichs zwischen minimalen und maximalen Schwellenwert liegt, wird zu einem Schritt 11 übergegangen indem auf einen fehlerhaften Drucksensor entschieden wird. Dieser Übergang zu Schritt 11 kann gegebenenfalls nach einer bestimmten Verzögerungszeit geschehen, wodurch verhindert wird, dass kurzfristige „Signalausreißer" als Fehler des Drucksensors erkannt werden. Wird in Schritt 10 hingegen festgestellt, dass der Signal- bzw. Spannungswert des Drucksensors 76 innerhalb eines plausiblen Signal- bzw. Spannungsbereichs liegt, wird zu Schritt 12 übergegangen, indem darauf entschieden wird, dass der Drucksensor 76 in Ordnung ist. Der minimale Schwellenwert, der maximale Schwellenwert und auch die eventuelle zusätzliche Verzögerungszeit können in einem Speicher 74 eines Motorsteuergeräts 73 abgelegt sein.
Figur 2 zeigt eine zweite Diagnosemöglichkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens . Im Rahmen dieser zweiten Diagnosemöglichkeit wird überprüft, ob der Signal- bzw. Spannungsverlauf des Drucksensors 76 einen plausiblen Verlauf aufweist. Hierzu werden zu verschiedenen aufeinanderfolgenden Zeitpunkten Sensorwerte erfasst und in einem Speicher beispielsweise dem Speicher 74 im Steuergerät 75 abgelegt. Die in Figur 2 beschriebene zweite Diagnosemöglichkeit basiert darauf, dass im Betrieb des Kraftfahrzeugs immer eine gewisse Unruhe im Drucksignal vorhanden ist. Fehlt diese Unruhe und wird statt dessen ein näherungsweise konstantes Signal erfasst, dann ist mit hoher Wahrscheinlichkeit der Drucksensor defekt. Hierzu wird der Signalwert bzw. die Sensorspannung mit zuvor zwischengespeicherten Werten verglichen. Ist der Betrag der Differenz dieser beiden Werte kleiner als ein vorgebbarer Schwellenwert, so deutet dies auf einen möglichen Fehler hin. Um dies über einen gewissen Zeitraum zu verifizieren, wird in dem Fall indem der Differenzwert kleiner als der Schwellenwert ist, ein Zähler hochgezählt. Geschieht dieser Vorgang eine bestimmte Zahl von Schritten nacheinander, ändert sich also das erfasste Sensorsignal nicht wesentlich gegenüber den zuvor zwischengespeicherten Werten, dann wird ein Signalfehler erkannt. Wird hingegen ein Sensorwert erfasst, der sich gegenüber dem vorhergehenden Signalwert um mehr als den Schwellenwert geändert hat, so wird der Zähler zurückgesetzt und es wird auf einen intakten Drucksensor 76 geschlossen. Vorzugsweise kann die Diagnosemöglichkeit in Betriebspunkten stattfinden, bei den ein unruhiges Signal des Drucksensor zu erwarten ist, das heißt beispielsweise sobald eine Motordrehzahl erkannt worden ist oder bei aktiver Einspritzung.
Entsprechend des konkreten in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiels, wird in einem ersten Schritt 20 ein Signalwert des Drucksensors 76 zwischengespeichert. In einem Schritt 21 überprüft, ob der Betrag der Differenz aus aktuellem Sensorsignalwert und dem zuvor zwischengespeicherten Sensorsignalwert kleiner als ein vorgebbarer Schwellenwert ist. Ist dies nicht der Fall, dass das Sensorsignal also die erwartete Unruhe aufweist, so wird zu einem Schritt 22 übergegangen, in dem ein Zähler zurückgesetzt wird. Im Anschluss an Schritt 22 geht das Verfahren erneut zum Schritt 20 über. Wird in Schritt 21 hingegen festgestellt, das der Betragswert kleiner als der vorgebbare Schwellenwert ist, so wird zu einem Schritt 23 übergegangen, in dem der Zähler inkrementiert wird. Im Schritt 24 der sich an den Schritt 23 anschließt, wird abgefragt, ob der Zähler einen applizierbaren Wert erreicht hat. Ist dies nicht der Fall, wird vom Schritt 24 zurückgesprungen zum Schritt 21. Hat der Zähler in Schritt 24 hingegen einen applizierbaren Schwellenwert erreicht, so wird zu Schritt 11 übergegangen, in dem auf ein defekten Drucksensor erkannt wird. Praktisch gesehen bedeutet die Erreichung des Zählers eines applizierbaren Schwellenwertes, dass sich eine bestimmte Zeitdauer, die durch die Höhe des applizierbaren Schwellenwertes definiert werden kann, der Signalwert des Drucksensors nur unzureichend verändert hat.
Figur 3 zeigt eine dritte Diagnosemöglichkeit des erfindungsgemäßen Ver ahrens . Diese dritte Diagnosemöglichkeit basiert auf der Möglichkeit, bei bedarfsgeregelten Kraftstoffversorgungssystemen, den Systemdruck durch Vorgabe eines Solldrucks zu variieren. Zur Diagnose des Drucksensors wird hierbei ein aktueller Sensorwert zwischengespeichert. Im Anschluss wird ein vom aktuellen Druck unterschiedlicher Solldruck vorgegeben (was einer Führungsgrößenänderung entspricht) und eine bestimmte, applizierbare Zeit abgewartet, bis sich der Istdruck auf den Solldruck eingeschwungen hat. Nun wird erneut ein Sensorsignalwert erfasst, und überprüft ob der Betrag der Differenz größer oder gleich einem von der Führungsgrößenänderung abhängigen, applizierbaren Schwellenwert ist. Ist dies der Fall, ist der Drucksensor in Ordnung; ist keine wesentliche Druckdifferenz erkennbar, ist also der Betrag der Differenz kleiner als einer von der Führungsgrößenänderung abhängiger, applizierbarer Schwellenwert, so kann auf einen defekten Drucksensor geschlossen werden.
In der konkreten Darstellung nach Figur 3 wird in einem ersten Schritt 30 ein aktueller Drucksensorsignalwert bzw. eine Drucksensorspannung zwischengespeichert. Im anschließenden Schritt 31 wird der Solldruck verändert und eine applizierbare Zeit abgewartet, bis sich dieser Druckwert eingeschwungen hat. Um unterschiedliche Druckwerte im Niederdruckbereich zu erreichen, kann beispielsweise die Kraftstoffpumpe 72 vom Motorsteuergerät 73 über eine Signalleitung spannungs- oder drehzahlgeregelt angesteuert werden. Durch diese Spannungs- oder Drehzahlansteuerung ist eine, in gewissen Grenzen, beliebige Druckeinstellung im ersten Druckbereich 75 möglich. Hat sich entsprechend Schritt 31 ein neuer Druckwert eingestellt, so wird dieser in Schritt 32 vom Drucksensor 76 erfasst. Es wird der Betragswert der Differenz aus dem ersten und dem zweiten erfassten Signalwert gebildet und dieser Betragswert mit einem Schwellenwert verglichen. Hierbei ist der Schwellenwert abhängig von der Differenz zwischen erstem und zweitem Solldruck im ersten Druckbereich 75. Ergibt sich in Schritt 32, dass der Betragswert der Differenz aus erstem und zweitem Signalwert kleiner als der Schwellenwert ist, so wird auf einen defekten Drucksensor geschlossen und zu Schritt 11 übergegangen. Wird hingegen in Schritt 32 festgestellt, das die vorgenannte Bedingung nicht erfüllt ist, so wird zu Schritt 12 übergegangen, in dem auf einen ordnungsgemäßen Zustand des Drucksensor geschlossen wird. Im Anschluss an Schritt 12 beginnt das erfindungsgemäße Erfahren erneut im Schritt 30.
Figur 4 zeigt eine vierte, erfindungsgemäße Diagnosemöglichkeit, die auf der Druckdifferenz zwischen deaktivierter und aktivierter Kraftstoffpumpe 72 basiert. Bevor die Kraftstoffpumpe 72 im Startzustand der Brennkraftmaschine aktiviert wird, wird ein vom Drucksensor 76 erfasster Kraftstoffdruckwert gespeichert. Eine bestimmte applizierbare Zeit nach der Aktivierung der Kraftstoffpumpe 72 wird wiederum ein Druckwert im Druckbereich 75 erfasst und gespeichert. Im Anschluss wird die Betragsdifferenz der zuvor gespeicherten beiden Druckwerte gebildet. Ist der Betragswert der Differenz aus erstem und zweitem Druckwert kleiner als ein von einem Abstelldruck und einem Druckanstieg abhängigen Schwellenwert, so wird auf einen Fehler des Drucksensors 76 geschlossen.
Im konkreten Beispiel nach Figur 4 stellt sich das erfindungsgemäße Verfahren wie folgt dar: In einem ersten Schritt 40 wird ein erster Signalwert gespeichert, bevor die Kraftstoffpumpe 71 im Start des Kraftfahrzeugs aktiviert wird. Im sich anschließenden Schritt 41 wird die Kraftstoffpumpe 72 aktiviert. Im Schritt 42, der sich an den Schritt 41 anschließt, wird eine bestimmte applizierbare Zeit abgewartet, bis sich der Druck im Druckbereich 75 auf den durch die aktivierte Kraftstoffpumpe 72 vorbestimmten Druckwert eingeschwungen hat . Im Schritt 43 wird der Betragswert der Differenz aus erstem Signalwert nach Schritt 40 und einem zeitaktuellen, zweiten Signalwert gebildet. Dieser Betragswert der Differenz aus erstem und zweitem Signalwert wird mit einem Schwellenwert verglichen. Der applizierbare Schwellenwert ist hierbei vom Abstelldruck und vom Druckanstieg abhängig. Die entsprechenden Daten für den applizierbaren Schwellenwert können in einem Kennfeld des Motorsteuergerätes 73 abgelegt sein. Wird in Schritt 43 festgestellt, dass die Differenz aus erstem und zweitem Signalwert größer als der Schwellenwert ist, wird im anschließenden Schritt 12 festgestellt, das der Drucksensor in Ordnung ist. Ergibt sich der Betragswert der Differenz kleiner oder gleich dem Schwellenwert, bzw. ist der Betragswert der Differenz nicht größer als der Schwellenwert, so wird im anschließenden Schritt 11 auf einen defekten Drucksensor geschlossen.
Eine fünfte erfindungsgemäße Diagnosemöglichkeit zeigen die beiden Figuren 5a und 5b, die die Möglichkeit ausnutzen, während eines Schubbetriebes des Kraftfahrzeugs die Kraftstoffpumpe 72 kurzfristig zu deaktivieren und sich die daraus ergebenden Druckdifferenzwerte im Druckbereich 75 zu Nutze machen. Entsprechend Figur 5a wird in einem Schritt 50 während eines Schubbetriebes des Kraftfahrzeuges ein erster Signalwert gespeichert, der den Druck im Druckbereich 75 repräsentiert. Diese erste Druckmessung nach Schritt 50 geschieht also während des Schubbetriebes in einem Zustand indem die Kraftstoffpumpe 72 aktiviert ist. Im sich anschließenden Schritt 51 wird die Kraftstoffpumpe 72 kurzzeitig deaktiviert und es wird eine vorgebbare Zeit nach der Aktivierung der Kraftstoffpumpe 72 abgewartet, damit sich das neue resultierende Druckniveau im Druckbereich 75 einstellen kann. Im Schritt 52 wird der Betragswert der Differenz aus erstem, gespeichertem Signalwert und dem aktuellen Signalwert gebildet. Dieser Betragswert der Differenz wird im Anschluss mit einem vorgebbaren Schwellenwert verglichen. Stellt sich hierbei heraus, das der Betragswert der Differenz größer als ein vorgebbarer Schwellenwert ist, so wird zu Schritt 12 übergegangen, indem auf einen intakten Drucksensor geschlossen wird. Ist hingegen der Betragswert der Differenz nicht größer als der vorgebbare Schwellenwert, so wird zu Schritt 11 übergegangen indem auf einen defekten Drucksensor entschieden wird. Nach Durchführung dieses erfindungsgemäßen Diagnoseverfahrens kann die Kraftstoffpumpe 72 wieder aktiviert werden, um bei einem möglichen Wiedereinsetzen nach dem Schubbetrieb den erforderlichen Kraftstoffdruck im Druckbereich 75 zur Verfügung zu stellen.
Figur 5b beschreibt eine erfindungsgemäße Diagnosemöglichkeit die auf dem gleichen physikalischen Prinzip wie Figur 5a beruht. Hierbei wird in Schritt 53 während eines Schubbetrieb des Kraftfahrzeugs die Elektrokraftstoffpumpe 72 zunächst deaktiviert und eine vorgebbare Deaktivierungszeit abgewartet. Im Anschluss an diese Deaktivierungszeit wird in Schritt 54 ein erster Druckwert des Drucksensors 76 gespeichert. Im anschließenden Schritt 55 wird die Kraftstoffpumpe 72 erneut aktiviert und eine vorgebbare Aktivierungszeit abgewartet. Im anschließenden Schritt 56 wird der dann aktuelle Drucksensorwert erfasst und der Betragswert der Differenz aus erstem und zweitem Drucksensorsignalwert gebildet. Ist dieser Betragswert der Differenz größer als ein vorgebbarer Schwellenwert, so wird zu Schritt 12 übergegangen, indem auf eine intakten Drucksensor geschlossen wird. Ist dies nicht der Fall, so wird zu Schritt 11 übergegangen indem auf einen defekten Drucksensor geschlossen wird. Die im Rahmen der Figuren 5a und 5b verwendete Deaktivierungszeit bzw. die Aktivierungszeit dient dazu, dass sich der
Kraftstoffdruckbereich 75 auf einen eingeschwungenen Zustand einstellen kann.
Figur 6 zeigt eine sechste Diagnosemöglichkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens . Diese Diagnosemöglichkeit basiert auf einer Druckmessung während des Steuergerätenachlaufs nach Abstellen des Motors des Kraftfahrzeugs. Hierbei wird in einem Schritt 60 kurz nach Abstellen des Motors des Kraftfahrzeugs, im Steuergerätenachlauf, ein Signalwert des Drucksensors gespeichert. Im Schritt 61 wird eine bestimmte applizierbare Ausschaltzeit abgewartet. Nach Ablauf dieser applizierbaren Ausschaltzeit wird im Schritt 62 ein aktueller Signalwert des Drucksensors aufgenommen und der Betragswert der Differenz aus erstem und zweitem Signalwert gebildet. Wird hierbei ein Betragswert der Differenz aus erstem und zweitem Signalwert bestimmt, der größer als ein applizierbarer Schwellenwert ist, so wird zu Schritt 12 übergegangen, indem auf einen intakten Drucksensor geschlossen wird. Ist dies nicht der Fall, wird zu Schritt 11 übergegangen indem auf einen defekten Drucksensor geschlossen wird.
Bei allen beschriebenen Diagnosemöglichkeiten nach den Figuren 1, 2, 3, 4, 5a, 5b und 6 kann sich an den Schritt 11, indem auf eine defekten Drucksensor geschlossen wird, eine entsprechende Anzeige im Sichtfeld des Fahrers des Kraftfahrzeugs oder weitere Maßnahmen anschließen. Diese weiteren Maßnahmen können beispielsweise ein Eintrag in einem Fehlerspeicher eines Speichers 74 eines Steuergerätes 73 oder eine Notlauffunktion des Kraftfahrzeugs bzw. der Brennkraftmaschine sein. Im Rahmen eines Notlaufs kann beispielsweise von einer Druckregelung, die den Drucksensor erfordert, auf eine reine Drucksteuerung entsprechend im Steuergerät 73 abgelegter Kennfelder übergegangen werden.
Die in den Figuren beschriebenen Schwellenwerte sind durchweg applizierbar. Dies bedeutet, das die Schwellenwerte an den jeweiligen Anwendungsfall bzw. an den jeweiligen Kraftfahrzeugtyp je nach Wunsch des Herstellers des Kraftfahrzeugs angepasst werden können. Hierzu werden wie vom Hersteller gewünschten Schwellenwerte in einem Speicher 74 des Motorsteuergeräts 73 abgelegt. Dies erfolgt während einer Applikation beim Hersteller des Motorsteuergerätes vor der Auslieferung an den Kraftfahrzeughersteller.
Es liegt weiterhin im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens, statt der Aufnahme eines einzelnen Sensorsignalwertes einen gemittelten Sensorsignalwert für das erfindungsgemäße Verfahren zu verwenden, um die Genauigkeit und Zuverlässigkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens weiter zu erhöhen. Ebenso kann entsprechend des vom Drucksensor ermittelten Sensorsignalwertes ein korrespondierender Druckwert aus einer Signalwert-Druckwert- Kennlinie entnommen werden. Ebenso können zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens die unmittelbaren psyikalischen Spannungswerte des Drucksensors verwendet werden. Im letztgenannten Fall müssen die applizierbaren Schwellenwerte entsprechend angepasst werden.
Figur 7 zeigt ein erfindungsgemäßes
Kraftstoffversorgungssystem für ein Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs. Ausgehend von dem Kraftstoffvorratsbehalter 70 wird über eine Kraftstoffleitung 71 der Kraftstoff von einer Kraftstoffpumpe 72 in einen der Druckbereich 75 gefördert. Hierzu wird die Kraftstoffpumpe 72 von einem Motorsteuergerät 73 mit einem Speicher 74 angesteuert. Diese Ansteuerung ist in der Darstellung nach Figur 7 durch eine gestrichelte Linie zwischen dem Motorsteuergerät 73 und der Kraf stoffpumpe 72 gekennzeichnet. Selbstverständlich umfasst das erfindungsgemäße Verfahren auch ungeregelte bzw. ungesteuerte Kraftstoffpumpen. Der Druck in dem Druckbereich 75 wird mittels eines Drucksensors 76 ermittelt, der in dem Druckbereich 75 angeordnet ist. Die Daten des Drucksensors 76 bzw. die Sensorsignalwerte des Drucksensors 76 werden an das Motorsteuergerät 73 übermittelt. Diese Übermittlung ist durch eine gestrichelte Linie zwischen dem Drucksensor 76 und dem Motorsteuergerät 73 angedeutet. Ausgehend vom Druckbereich 75 wird der Kraftstoff von einer Hochdruckpumpe 77 in einen Hochdruckbereich 78 geleitet, der in ein sogenanntes Common Rail 80 mündet. Für den Fall, dass eine regel- und/oder steuerbare Hochdruckpumpe 77 eingesetzt wird, sind die entsprechenden Ansteuersignale ausgehend vom Motorsteuergerät 73 zur Hochdruckpumpe 77 über eine gestrichelte Linie angedeutet. Der Druck im Common Rail 80 wird von einem Hochdrucksensor 81 erfasst, der die gemessenen Drucksignale - ebenfalls durch eine gestrichelte Linie angedeutet - an das Motorsteuergerät 73 übermittelt. Vom Common Rail 80 aus wird der Kraftstoff über Einspritzventile 82, sogenannte Injektoren, direkt in die in Figur 7 nicht dargestellten Brennräume der Brennkraftmaschine eingespritzt. Die Ansteuerung der Injektoren bzw. der Einspritzdüsen 82 erfolgt wiederum durch das Motorsteuergerät 73. Dies Ansteuerung ist durch eine gestrichelte Linie ausgehend vom Motorsteuergerät 73 zu den Injektoren 82 angedeutet. An das Common Rail 80 ist weiterhin ein den Druck im Common Rail 80 beeinflussendes Mittel 83 angeordnet. Im einfachsten Falle handelt es sich hierbei um einen Überdruckregier der im Falle eines zu hohen Drucks im Common Rail 80 Kraftstoff über den Druckregler 83 in eine Rücklaufleitung 84 ablässt. Über die Rücklaufleitung 84 gelangt der Kraftstoff zurück in den Druckbereich 75. Für den Fall eines Steuer- oder regelbaren druckbeeinflussenden Mittels 83, wie beispielsweise ein Drucksteuerventil, ist die dazu notwendige Ansteuerleitung ausgehend vom Motorsteuergerät 73 durch eine gestrichelte Linie angedeutet .
Das Motorsteuergerät 73 mit denen im Speicher 74 gespeicherten Programmdaten und Kennfeldern, sowie applizierbarer Schwellenwerte und weiterer Daten führt erfindungsgemäß das zuvor im Rahmen der Figuren 1 bis 6 beschriebene Verfahren durch, wobei die vom Drucksensor 76 ermittelten Drucksignalwerte bzw. die vom Drucksensor 76 den Druck im Druckbereich 75 repräsentierenden Signale im Motorsteuergerät 73 ausgewertet werden. Anhand dieser ausgewerteten Signale kann auf eine ordnungsgemäße Funktion des Drucksensors geschlossen werden.
Nach der Darstellung von Figur 7 besteht das Kraftstoffsystem aus einer Kraftstoffpumpe 72 und einer Hochdruckpumpe 77 sowie einer anschließenden direkten Einspritzung in die Brennräume einer Brennkraftmaschine. Selbstverständlich kann das erfindungsgemäße Verfahren auch bei einer Vorrichtung zum Einsatz kommen, die eine Niederdruckeinspritzung durchführt, bei der also keine Hochdruckpumpe 77 kein Common Rail 80 und keine Direkteinspritzung vorhanden ist. In diesem Fall kann der Kraftstoff ausgehend vom Druckbereich 75 über Einspritzventile in ein Saugrohr eingespritzt werden. Auch in diesem Fall lässt sich mittels der erfindungsgemäßen Diagnose ein ordnungsgemäßer Betrieb des Drucksensors 76 feststellen.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Betreiben eines Kraftstoffversorgungssystems für einen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeuges, mit einem Kraftstoffvorratsbehalter
(70), mit einer Kraftstoffpumpe (72) und mit einem Drucksensor (76), wobei die Kraftstoffpumpe (72) Kraftstoff aus dem Kraftstoffvorratsbehalter (70) in einen Druckbereich (75) fördert, dadurch gekennzeichnet, dass der Drucksensor (76) in dem Druckbereich (75) angeordnet ist, dass der Drucksensor
(76) ein den Druck in dem Druckbereich (75) repräsentierendes Signal erzeugt und dass zu einer Diagnose des Drucksensors (76) das den Druck in dem Druckbereich (75) repräsentierende Signal ausgewertet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Diagnose das den Druck in dem Druckbereich (75) repräsentierende Signale zu verschiedenen, vorgebbaren Zeitpunkten erfasst und in einem Speicher (74) abgelegt werden .
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgebbaren Zeitpunkte in Abhängigkeit von einer Betriebssituation des Kraftstoffversorgungssystem und/oder einer Fahrsituation des Kraftfahrzeugs gewählt werden .
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die im Speicher (74) abgelegten Signalwerte analysiert werden und das Ergebnis dieser Analyse ein Maß für den Zustand des Drucksensors (76) ist.
Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche von 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erfassten Signalwerte daraufhin überprüft werden, ob sie innerhalb eines plausiblen Signalbereichs, der durch eine maximale und eine minimale Schwelle gebildet wird, liegen (10) , und dass bei einem negativen Ergebnis auf einen Fehler des Drucksensors (76) geschlossen wird (11) .
Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche von 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Differenz zwischen zwei zeitlich aufeinander folgenden Signalwerten gebildet wird (21) , dass dann, wenn diese Differenz kleiner als ein vorgebbarer Schwellenwert ist (21) , ein Zähler inkrementiert wird (23), dass dann, wenn diese Differenz größer als der vorgebbare Schwellenwert ist
(21) , der Zähler auf Null gesetzt wird (22) , und dass dann, wenn der Zähler einen vorgebbaren Schwellenwert erreicht hat (24) , auf einen Fehler des Drucksensors
(76) geschlossen wird (11) .
Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche von 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstoffpumpe (72) entsprechend eines vorgebbaren Solldruckes in dem Druckbereich (75) angesteuert wird, dass ein erster Solldruck vorgegeben und nach einer Einschwingzeit ein erster Signalwert gespeichert wird (30) , dass ein zweiter Solldruck vorgegeben und nach einer Einschwingzeit ein zweiter Signalwert gespeichert wird (31) , dass ein Betragswert der Differenz aus erstem und zweitem Signalwert gebildet wird (32), und dass dann, wenn der Betragswert kleiner als ein von der Differenz zwischen erstem und zweitem Signalwert abhängigen Schwellenwert ist (32), auf einen Fehler des Drucksensors (76) geschlossen wird (11) .
8. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche von 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Start des Kraftfahrzeugs ein erster Signalwert gespeichert wird (40), bevor die Kraftstoffpumpe (72) aktiviert wird, dass nach einer vorgebbaren Zeit (42) nach Aktivierung (41) der Kraftstoffpumpe (72) ein zweiter Signalwert gespeichert wird (43), und dass dann, wenn der Betragswert der Differenz aus erstem und zweitem Signalwert größer als ein von einem Abstelldruck und einem Druckanstieg abhängigen Schwellenwert ist (43), auf einen Fehler des Drucksensors (76) geschlossen wird (11) •
9. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche von 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass während eines Schubbetriebes des Kraftfahrzeuges ein erster Signalwert gespeichert wird (50) , dass die Kraftstoffpumpe (72) deaktiviert wird (51), dass nach einer vorgebbaren Deaktivierungszeit (51) ein zweiter Signalwert gespeichert wird (52), und dass dann, wenn der Betragswert der Differenz aus erstem und zweitem Signalwert kleiner als ein vorgebbarer Schwellenwert ist (52), auf einen Fehler des Drucksensors (76) geschlossen wird (11) .
10. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche von 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass während eines Schubbetriebes des Kraftfahrzeuges die Kraftstoffpumpe (72) deaktiviert wird (53), dass nach einer vorgebbaren Deaktivierungszeit (53) ein erster Signalwert gespeichert wird (54), dass die Kraftstoffpumpe (72) aktiviert wird (55) , dass nach einer vorgebbaren Aktivierungszeit (55) ein zweiter Signalwert gespeichert wird (56) , und dass dann, wenn der Betragswert der Differenz aus erstem und zweitem Signalwert kleiner als ein vorgebbarer Schwellenwert ist (56) , auf einen Fehler des Drucksensors (76) geschlossen wird (11) .
11. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche von 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass nach Ausschalten des Verbrennungsmotors ein erster Signalwert gespeichert wird (60), dass nach einer vorgebbaren Ausschaltzeit
(61) ein zweiter Signalwert gespeichert wird (62), und dass dann, wenn der Betragswert der Differenz aus erstem und zweitem Signalwert kleiner als ein vorgebbarer Schwellenwert ist (62), auf einen Fehler des Drucksensors (76) geschlossen wird (11) .
12. Steuergerät für eine Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zur Durchführung der Schritte des Verfahrens nach wenigstens einem der Ansprüche von 1 bis 11 vorhanden sind.
13. Computerprogramm mit Programmcode-Mitteln, um alle Schritte von jedem beliebigen der Ansprüche 1 bis 11 durchzuführen, wenn das Programm auf einem Computer, insbesondere einem Steuergerät für eine Brennkraftmaschine, ausgeführt wird.
14. Computerprogrammprodukt mit Programmcode-Mitteln, die auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert sind, um das Verfahren nach jedem beliebigen der Ansprüche 1 bis 11 durchzuführen, wenn das
Programmprodukt auf einem Computer, insbesondere einem
Steuergerät für eine Brennkraftmaschine, ausgeführt wird.
15. Kraftstoffversorgungssystem für einen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeuges, mit einem Kraftstoffvorratsbehalter (70) , mit einer Kraftstoffpumpe (72) und mit einem Drucksensor (76) , wobei mittels der Kraftstoffpumpe (72) Kraftstoff aus dem Kraftstoffvorratsbehalter (70) in einen Druckbereich (75) förderbar ist, wobei der Drucksensor (76) in dem Druckbereich (75) angeordnet ist, wobei mittels des Drucksensors (76) ein den Druck in dem Druckbereich (75) repräsentierendes Signal erzeugbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorhanden sind, um zu einer Diagnose des Drucksensors (76) das den Druck in dem Druckbereich (75) repräsentierende Signal auszuwerten.
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