VERFAHREN ZUR ÜBERPRÜFUNG DER FUNKTION EINER KOMPONENTE EINES KRAFTSTOFFEINSPRITZSYSTEMS

Beschreibung

Stand der Technik

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren, ein Computerprogramm und eine Einrichtung zur Überprüfung einer in einem Kraftfahrzeug enthaltenen Komponente eines Kraftstoffeinspritzsystems gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche.

[0002] An eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs werden immer höhere Anforderungen im Hinblick auf eine Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs und der erzeugten Abgase gestellt, wobei gleichzeitig eine erhöhte Leistung gewährleistet werden soll. Es ist daher erforderlich selbst geringfügige Veränderungen und Fehler der Bauteile und Komponente der Brennkraftmaschine frühzeitig und mit hoher Sicherheit zu erkennen und zu beseitigen.

Probleme des Standes der Technik

[0003] Moderne Brennkraftmaschinen sind mit einem Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem versehen, mit welchem Kraftstoff mittels einer Pumpe in einen Common-Rail (Druckspeicher) zugeführt und unter Druck gesetzt wird. Der Kraftstoff wird dann aus dem Common-Rail über steuerbare Injektoren in die Brennräume der Brennkraftmaschine eingespritzt. Der Common-Rail ist mit einem Raildrucksensor versehen, mit welchem der Druck in dem Common-Rail gemessen wird, wobei in Abhängigkeit von dem gemessenen Druck ein Druckventil und/oder die Pumpe des Kraftstoffeinspritzsystems gesteuert und/oder geregelt wird.

[0004] Die Eingangs genannten Anforderungen, die an der Brennkraftmaschine gestellt werden, können jedoch bei einer ungenauen Messung des Drucks, welche durch eine Drift oder Defekt des Raildrucksensors verursacht werden kann, oder aber auch durch eine fehlerhaften Funktion der weiteren Komponenten des Kraftstoffeinspritzsystems, nicht erfüllt werden. Deshalb ist es aus den oben genannten Gründen notwendig, eine genaue, nicht zeitaufwendige und zuverlässige Überprüfung der in einem Kraftfahrzeug enthaltenen Komponenten eines Kraftstoffeinspritzsystems durchzuführen, um eventuelle Veränderungen und Fehler zu beseitigen.

[0005] Aus der DE 199 08 352 A1 ist ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftstoffversorgungssystems bekannt. Erkennt eine Plausibiltätskontrolle ein Fehler im Kraftstoffversorgungssystem, so wird ein Diagnosezyklus eingeleitet, bei dem einzelne Komponenten auf Funktionsfähigkeit überprüft werden. Dabei wird während des Diagnosezyklusses ein Fehler eines Hochdruckeinspritzventils durch Auswerten eines Ausgangsignals einer Aussetzererkennung, einer Laufruheregelung einer Gemischadaption und/oder einer Lambdaregelung erkannt und angezeigt.

[0006] Die DE 101 55 252 A1 beschreibt ein Verfahren zur Prüfung der Plausibilität einer Druckregelung in einem Druckspeicher. Dabei wird überprüft, ob der Druckwert innerhalb eines vorgegebenen Intervalls liegt. Die Plausibilisierung erfolgt unter Verwendung eines Lambdasignals.

[0007] Aus DE-OS-198 34 660 ist beispielsweise bekannt, einen Offsettest zur Erkennung einer Fehlfunktion eines Raildrucksensors durchzuführen. Dabei wird überprüft, ob die Sensorkennlinie den so genannten Offsetfehler aufweist. Das Raildrucksignal wird in vorgegebenen Betriebszuständen mit einem erwarteten Wert verglichen und in Abhängigkeit von diesem Vergleich wird ein fehlerhaftes Raildrucksignal erkannt. Dieser Offsettest erfolgt jedoch in Betriebszuständen, in welchen der Kraftstoff im Rail völlig entspannt ist, d.h. nur bei stehendem Motor.

[0008] Es ist im Weiteren aus dieser Druckschrift bekannt, eine Plausibilitätsprüfung der Messwerte eines Raildrucksensors durchzuführen. Dabei werden diese Werte in Abhängigkeit des Druckes von einem Ansteuersignal eines Druckregelventils ermittelt.

[0009] In Abhängigkeit von dem Drucksignal, welches der Raildrucksensor bereitstellt, sowie von den Ausgangssignalen von weiteren im Kraftstoffeinspritzsystem vorgesehenen Sensoren, werden die Injektoren des Einspritzsystems mit Ansteuersignalen beaufschlagt, die die Kraftstoffzumessung steuern. Somit kann weitere Plausibilitätsprüfung der Messwerte des Raildrucksensors über die Ansteuerdauer der Injektoren durchgeführt werden. Dies ist jedoch nur in Service möglich.

[0010] Die oben erwähnten Prüfungsmethoden weisen jedoch den Nachteil auf, dass die Überprüfung des Raildrucksensors auf Drift oder Fehlfunktion lediglich im nicht betriebsrelevanten Bereich (Offsettest) durchgeführt werden kann, oder gegen ein anderes Bauteil geprüft wird, wie z.B. eine Plausibilitätsprüfung mit Drucksteuerventil.

[0011] Somit ist durch diese bekannten Überprüfungen keine genaue Identifizierung der verursachenden Komponente möglich, so genannte "pin pointing", was die Zuverlässigkeit der Überprüfung beeinträchtigt. Um Fehler bei der Überprüfung auszuschließen, müssen weitere einzelne Prüfungen der anderen Komponente des Kraftstoffeinspritzsystems durchgeführt werden, die wesentlich zeitaufwendiger und kostenträchtiger sind.

Offenbarung der Erfindung

[0012] Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren, ein Computerprogramm und eine Einrichtung zur Überprüfung der Funktion wenigstens einer in einem Fahrzeug enthaltenen Komponente eines Kraftstoffeinspritzsystems anzugeben, durch welchen eine Identifizierung der Fehlerverursachenden Komponente bei einer erhöhten Zuverlässigkeit der Prüfung ermöglicht wird.

[0013] Dieses Problem wird gelöst durch ein Verfahren zur Überprüfung einer in einem Fahrzeug enthaltenen Komponente eines Kraftstoffeinspritzsystems, wobei die Überprüfung im Betrieb einer Brennkraftmaschine durchgeführt wird, und wobei bei Abweichungen von den für die zu prüfende Komponente zulässigen Werten, eine weitere Prüfung in einem weiteren Verfahrensschritt aktiviert wird, um den Fehler zu bestätigen und/oder einzugrenzen. Durch diese erfindungsgemäßen Lösung ist es gewährleistet, dass die Prüfung der Komponente eines Kraftstoffeinspritzsystems ständig durchgeführt werden kann und nicht nur beim stehenden Motor oder im Service. Durch das erfindungsgemäße Verfahren, bei welchem zwei Prüfungen nach einander durchgeführt werden, falls die erste Prüfung eine Auffälligkeit aufweist, ist weiterhin gewährleistet, dass ein Fehlerspeichereintrag nur dann gesetzt wird, wenn ein Fehler sowohl von der ersten als auch von der darauf folgenden zweiten Überprüfung erkannt und somit bestätigt wird. Somit werden Fehlerspeichereinträge bei nicht vorhandenem Fehler vermieden, bei einer wesentlich erhöhten Zuverlässigkeit der Fehlererkennung. Darüber hinaus ist durch das erfindungsgemäße Verfahren durch die Kombination von zwei Überwachungsmethoden eine Identifizierung der Fehlerverursachenden Komponenten, ein so genanntes "pin pointing", möglich.

[0014] Das erfindungsgemäße Verfahren sieht als einen ersten Verfahrensschritt die Bestimmung einer in einen Brennraum der Brennkraftmaschine eingespritzten Kraftstoffmenge vor. Die Bestimmung kann durch eine direkte oder indirekte Messung, z.B. über die Öffnungszeit eines Einspritzventils des Injektors, die Bestromungszeit eines piezoelektrischen Aktors des Injektors, den Raildruck oder dergleichen erfolgen. Dabei wird bei Abweichung der Werte des eingespritzten Kraftstoffes von einem vorgegebenen Wert in einem weiteren Verfahrensschritt automatisch, beispielsweise durch ein Steuergerät, auf eine Druckregelung über ein Druckregelventil oder über eine Pumpe umgeschaltet, wobei bei Abweichung der Ausgangswerte des Druckreglers von den vorgegebenen Werten auf eine Fehlfunktion eines Raildrucksensors des Kraftstoffeinspritzsystems erkannt wird. Es ist dabei besonders vorteilhaft, wenn dabei ein gegenläufiges Verhalten der zu prüfenden Signale des Raildrucksensors berücksichtigt wird. Eine zu große Anzeige des Raildrucksensors führt gleichzeitig zu einem kleineren Druckreglerausgang und zu einer größeren Leerlauf-Einspritzmenge und umgekehrt.

[0015] Alternativ ist als ein erster Verfahrensschritt die Bestimmung und Überprüfung einer Ansteuerdauer von im Kraftstoffeinspritzsystem enthaltenen Injektoren, über welchen die Kraftstoffzumessung gesteuert wird, vorgesehen. Dabei wird bei Abweichung der Werte der Ansteuerdauer von den vorgegebenen Werten in einem weiteren Schritt automatisch z.B. durch das Steuergerät auf Druckregelung über ein Druckregelventil oder eine Pumpe umgeschaltet, wobei bei einer Abweichung der Ausgangswerte des Druckreglers von den vorgegebenen Werten automatisch z.B. durch das Steuergerät auf eine Fehlfunktion eines der Raildrucksensoren erkannt wird. Vorzugsweise wird das erfindungsgemäße Verfahren ständig im Leerlauf der Brennkraftmaschine durchgeführt.

[0016] Das Eingangs genannte Problem wird auch gelöst durch eine Einrichtung zur Überprüfung einer in einem Fahrzeug enthaltenen Komponente eines Kraftstoffeinspritzsystems, wobei die Überprüfung im Betriebszustand einer Brennkraftmaschine durchführbar ist, und wobei bei Abweichungen von den für die zu prüfende Komponente zulässigen Werten eine weitere Prüfung in einem weiteren Verfahrensschritt aktivierbar ist, um den Fehler zu bestätigen und/oder einzugrenzen. Das Eingangs genannte Problem wird des Weiteren gelöst durch ein Computerprogramm mit Programmcode zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wenn das Programm in einem Computer ausgeführt wird.

Zeichnungen

[0017] Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1

eine Prinzipdarstellung eines Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystems; und

Fig. 2

ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Überprüfung eines Raildrucksensors eines Kraftstoffeinspritzsystems.

[0018] Figur 1 zeigt skizzenhaft eine Prinzipdarstellung eines Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystems. Das Einspritzsystem hat einen Speicher, der auch als Rail 110 bezeichnet wird, Injektoren 111, eine Steuerung 100 sowie einen Raildrucksensor 112. Das Rail 110 steht mit dem Injektor 111 in Kontakt. Das Rail ist über eine Hochdruckleitung 122 mit einer Hochdruckpumpe 123 verbunden, die ihrerseits mit einer Vorförderpumpe 124 zur Förderung des Kraftstoffes über ein Filter 125 aus dem Tank verbunden ist. Die Hochdruckleitung 122 steht ferner über ein Druckregelventil 120 mit einer Rückführleitung 121 in Kontakt. Die Hochdruckpumpe 123 fördert den Kraftstoff unter hohem Druck über die Hochdruckleitung 122 in das Rail 110, welches den Hochdruckkraftstoff speichert. Das Druckregelventil 120 ist mit einer Spule 115 verbunden, wobei abhängig von dem Strom I, welcher durch die Spule 115 fließt und/oder an der Spule angelegten Spannung der Druckwert eingestellt wird, bei welchem das Druckregelventil 120 die Verbindung zur Rückführleitung 121 freigibt. Dabei ist die Spule 115 über Schaltmittel 102 mit einer Drucksteuerung 101 verbunden, die den Schaltmittel 102 ansteuert und mit Ausgangssignalen eines Strommessmittels 103 beaufschlagt. Der Druck kann aber auch durch Beeinflussung der Hochdruckpumpe 123 gesteuert und/oder geregelt werden.

[0019] Der Kraftstoffdruck im Rail 110 wird durch den Raildrucksensor 112 erfasst und der Steuerung 100 zugeleitet. In Abhängigkeit von einem Drucksignal P, das der Raildrucksensor 112 bereitstellt, sowie den Ausgangssignale von weiteren Sensoren 102, beaufschlagt die Steuerung 100 den Injektor 111 mit Ansteuersignalen, die die Kraftstoffzumessung steuern. Der Injektor 111 spritzt daraufhin den in dem Rail 110 gespeicherten Kraftstoff ein.

[0020] Das erfindungsgemäße Verfahren wird anhand des in Figur 2 gezeigten Flussdiagramms, welche eine der möglichen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt, näher erläutert. Dieses Flussdiagramm zeigt ein Verfahren zur Überprüfung eines Raildrucksensors RDS. Die Prüfung wird im Stationärbetrieb des Motors - Schritt 101 - durchgeführt, wobei der Motor im Leerlauf ist. Wenn sich der Motor im Leerlauf befindet, wird in einem nächsten Schritt 102 die Einspritzmenge geprüft und ein Istwert ermittelt q_ist. In einem weiteren Schritt 103 wird geprüft, ob sich die ermittelte Ist-Einspritzmenge q_ist in einem vorgegebenen Bereich befindet, d.h. ob sie eine Soll-Einspritzmenge q_EDC entspricht. Hierzu wird Motorspezifisch eine zulässige Bandbreite ermittelt, welche durch die Generatorlast korrigiert wird. Die mögliche Ursache für diese Differenz kann ein Problem bei der Mengenzumessung sein, verursacht durch einen fehlerhaften Injektor oder durch einen fehlerhaften Raildrucksensor. Eine weitere Ursache kann aber auch eine falsche Umsetzung der eingespritzten Kraftstoffmenge sein, im Falle, dass das erhöhte Moment durch die Motormechanik verursacht wird. Um den Fehler zu bestätigen und weiter einzugrenzen wird auf Druckregelung über Druckregelventil umgeschaltet (Schritt 104). Wenn der Ausgang des Druckreglers im zulässigen Bereich ist, werden in einem Schritt 106 alle Regelmodi freigegeben. Sollte sich der Ausgang des Druckreglers, z.B. Sollstrom oder Tastverhältnis, jedoch in einem unzulässigen Bereich bewegen, so liegt einen Fehler in dem Raildrucksensor vor (Schritt 107). Es ist hierbei besonders vorteilhaft, dass ein Raildrucksensor mit zu großer Anzeige, was auf einem zu kleinen Druck im Rail hindeutet, zu einer vergrößerten (Leerlauf-)Einspritzmenge führt und gleichzeitig zu einem kleineren Reglerausgang, da für den kleineren Raildruck ein geringer Strom notwendig ist. Bei zu kleiner Anzeige des Raildrucksensors gilt dasselbe in umgekehrter Richtung. Die zu prüfenden Signale verhalten sich also gegenläufig. Somit kann zuverlässig die Prüfung des Raildrucksensors durchgeführt werden.

[0021] Auf ähnlicher Weise kann eine Überprüfung eines Injektors durchgeführt werden. Es ist auch denkbar für Systeme ohne Druckregelventil die Methode mit dem Reglerausgang der Zumesseinheit zu kombinieren.

Ansprüche

1. Verfahren zur Überprüfung einer in einem Fahrzeug enthaltenen Komponente eines Kraftstoffeinspritzsystems, wobei die Überprüfung im Betrieb einer Brennkraftmaschine durchgeführt wird, wobei bei Abweichungen von den für die zu prüfende Komponente (111, 112) zulässigen Werten eine weitere Prüfung in einem weiteren Verfahrensschritt aktiviert wird um den Fehler zu bestätigen und/oder einzugrenzen, dadurch gekennzeichnet, dass eine in einen Brennraum der Brennkraftmaschine eingespritzte Kraftstoffmenge oder eine Ansteuerdauer von im Kraftstoffeinspritzsystem enthaltenen Injektoren bestimmt wird, wobei bei einer Abweichung der Werte des eingespritzten Kraftstoffes oder der Ansteuerdauer von einem vorgegebenen Wert in einem weiteren Schritt auf eine Druckregelung über ein Druckregelventil (120) oder über eine Pumpe (123) umgeschaltet wird und dass bei einer Abweichung der Ausgangswerte des Druckreglers von den vorgegebenen Werten eine Fehlfunktion eines Raildrucksensors (112) des Kraftstoffeinspritzsystems erkannt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf eine Fehlfunktion erkannt wird, wenn sich die zu prüfenden Signale des Raildrucksensors (112) gegenläufig verhalten.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine zu große Anzeige des Raildrucksensors (112) gleichzeitig zu einem kleineren Druckreglerausgang führt und umgekehrt.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Brennkraftmaschine während der Überprüfung der zu prüfenden Komponenten im Leerlauf befindet.

5. Computerprogramm mit Programmcode zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wenn das Programm in einem Steuergerät ausgeführt wird.

6. Computerprogramm nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass dieses auf einem Speicher, insbesondere auf einem Flash-Memory, abgespeichert ist.

7. Einrichtung zur Überprüfung einer in einem Fahrzeug enthaltenen Komponente eines Kraftstoffeinspritzsystems, wobei die Überprüfung im Betrieb einer Brennkraftmaschine durchgeführt wird, wobei bei Abweichungen von den für die zu prüfende Komponente (111, 112) zulässigen Werten eine weitere Prüfung in einem weiteren Verfahrensschritt aktiviert wird, um den Fehler zu bestätigen und/oder einzugrenzen dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung eine in einen Brennraum der Brennkraftmaschine eingespritzte Kraftstoffmenge oder eine Ansteuerdauer von im Kraftstoffeinspritzsystem enthaltenen Injektoren bestimmt und bei einer Abweichung der Werte des eingespritzten Kraftstoffes oder der Ansteuerdauer von einem vorgegebenen Wert in einem weiteren Schritt auf eine Druckregelung über ein Druckregelventil (120) oder über eine Pumpe (123) umschaltet und bei einer Abweichung der Ausgangswerte des Druckreglers von den vorgegebenen Werten eine Fehlfunktion eines Raildrucksensors (112) des Kraftstoffeinspritzsystems erkennt.

Claims

1. Method for testing a component, contained in a vehicle, of a fuel injection system, wherein the testing is carried out while an internal combustion engine is operated, wherein, in the case of deviations from the values which are permissible for the component (111, 112) to be tested, a further testing process is activated in a further method step in order to confirm and/or localize the fault, characterized in that a quantity of fuel which is injected into a combustion chamber of the internal combustion engine or an actuation period of injectors contained in the fuel injection system is determined, wherein in the case of a deviation of the values of the injected fuel or of the actuation period from a predefined value, in a further step switching over to pressure control by means of a pressure control valve (120) or by means of a pump (123) is carried out, and in that, in the case of a deviation of the output values of the pressure controller from the predefined values, a malfunction of a rail pressure sensor (112) of the fuel injection system is detected.

2. Method according to Claim 1, characterized in that on a malfunction is detected if the signals, to be tested, of the rail pressure sensor (112) have opposing behaviours.

3. Method according to one of the preceding claims, characterized in that an excessively large reading of the rail pressure sensor (112) gives rise simultaneously to a relatively small pressure controller output, and vice versa.

4. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the internal combustion engine is in the idling mode while the component to be tested is being tested.

5. Computer program having program code for carrying out the method according to one of Claims 1 to 4 when the program is run in a controller.

6. Computer program according to Claim 5, characterized in that said computer program is stored in a memory, in particular in a flash memory.

7. Device for testing a component, contained in a vehicle, of a fuel injection system, wherein the testing is carried out while an internal combustion engine is operating, wherein, in the case of deviations from the values which are permissible for the component (111, 112) to be tested, a further testing process is activated in a further method step in order to confirm and/or localize the fault, characterized in that the device determines a quantity of fuel injected into a combustion chamber of the internal combustion engine or an actuation period of injectors contained in the fuel injection system, and, in the case of a deviation of the values of the injected fuel or of the actuation period from a predefined value, in a further step said device switches over to pressure control by means of a pressure control valve (120) or by means of a pump (123), and, in the case of a deviation of the output values of the pressure controller from the predefined values, said device detects a malfunction of a rail pressure sensor (112) of the fuel injection system.

Revendications

1. Procédé de vérification d'un composant d'un système d'injection de carburant inclus dans un véhicule, la vérification étant réalisée pendant que le moteur à combustion interne fonctionne, une autre vérification étant activée dans une autre étape du procédé pour confirmer le défaut et/ou le délimiter en cas d'écart par rapport aux valeurs admissibles pour le composant (111, 112) à vérifier,
caractérisé en ce que
la quantité de carburant injectée dans une chambre de combustion du moteur à combustion interne ou la durée d'activation des injecteurs présents dans le système d'injection de carburant sont déterminées,
en ce qu'en cas d'écart entre les valeurs du carburant injecté ou de la durée d'activation et une valeur prédéterminée, on bascule dans une autre étape à une régulation de pression par l'intermédiaire d'une soupape (120) de régulation de pression ou par l'intermédiaire d'une pompe (123) et en ce qu'en cas d'écart entre les valeurs de sortie du régulateur de pression et les valeurs prédéterminées, un défaut de fonctionnement d'un capteur (112) de pression du rail du système d'injection de carburant est détecté.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un fonctionnement défectueux est détecté si les signaux à vérifier du capteur (112) de pression de rail évoluent en sens contraires.

3. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un affichage trop élevé du capteur (112) de pression de rail conduit en même temps à une sortie plus petite du régulateur de pression et inversement.

4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moteur à combustion interne fonctionne à vide pendant la vérification du composant à vérifier.

5. Programme informatique doté de codes de programme permettant la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 4 lorsque le programme est exécuté dans un appareil de commande.

6. Programme informatique selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il est conservé dans une mémoire et en particulier une mémoire flash.

7. Dispositif de vérification d'un composant d'un système d'injection de carburant inclus dans un véhicule, la vérification étant réalisée pendant que le moteur à combustion interne fonctionne, une autre vérification étant activée dans une autre étape du procédé pour confirmer le défaut et/ou le délimiter en cas d'écart par rapport aux valeurs admissibles pour le composant (111, 112) à vérifier,
caractérisé en ce que
le dispositif détermine la quantité de carburant injectée dans une chambre de combustion du moteur à combustion interne ou la durée d'activation des injecteurs présents dans le système d'injection de carburant,
en ce qu'en cas d'écart entre les valeurs du carburant injecté ou de la durée d'activation et une valeur prédéterminée, on bascule dans une autre étape à une régulation de pression par l'intermédiaire d'une soupape (120) de régulation de pression ou par l'intermédiaire d'une pompe (123) et en ce qu'en cas d'écart entre les valeurs de sortie du régulateur de pression et les valeurs prédéterminées, un défaut de fonctionnement d'un capteur (112) de pression du rail du système d'injection de carburant est détecté.

Zeichnung