DE102009058781A1

DE102009058781A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Überprüfung der Messfähigkeit eines Hochdrucksensors

Info

Publication number: DE102009058781A1
Application number: DE200910058781
Authority: DE
Inventors: Christoph 93086 Klesse; Michael 93055 Wirkowski
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2009-12-18
Filing date: 2009-12-18
Publication date: 2011-06-22
Anticipated expiration: 2029-12-19
Also published as: DE102009058781B4

Abstract

Es werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überprüfung der Messfähigkeit eines im Hochdruckteil eines Einspritzsystems angeordneten Drucksensors beschrieben, das bzw. die für Einspritzsysteme ohne aktive Druckregelmöglichkeit in Bezug auf den Hochdruckteil geeignet ist. Dabei wird der durch den Hochdrucksensor gemessene Hochdruckwert mit dem in der Steuervorrichtung hinterlegten Öffnungsdruckwert des Druckentlastungsventils des Einspritzsystems abgeglichen.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überprüfung der Messfähigkeit eines im Hochdruckteil eines Einspritzsystems angeordneten Hochdrucksensors, wobei das Einspritzsystem eine Steuervorrichtung und ein dem Hochdruckteil zugeordnetes Druckentlastungsventil aufweist und so ausgebildet ist, dass es in Bezug auf den Hochdruckteil keine aktive Druckregelmöglichkeit besitzt.
Bei modernen Benzineinspritzsystemen wird die Regelung des Systemdrucks nur noch über eine bedarfsgerechte Ansteuerung der Zumesseinheit auf der Niederdruckseite durchgeführt. Auf der Hochdruckseite wird der Systemdruck nicht mehr aktiv abgebaut.
Der Druck im Hochdruckteil des Systems wird durch einen Hochdrucksensor, der sich üblicherweise an der Verteilerleiste (Rail) befindet, erfasst und an die Steuervorrichtung weitergegeben, die dieses Signal dann weiter für die kennfeldgesteuerte Regelung des Systemdrucks verwendet.
Zur Überprüfung der Messfähigkeit des Hochdrucksensors ist es bekannt, den Sensor in einem definierten Zyklus mit dem Umgebungsdruck abzugleichen. Hierdurch sollen mögliche Fehler des Sensors, beispielsweise ein fehlerhaftes Messen des Sensors, eine Anzeige von abweichenden Druckwerten gegenüber dem tatsächlich im Hochdruckteil des Systems vorliegenden Druck u. dgl., detektiert werden. Die Überprüfung wird dabei durchgeführt, wenn beispielsweise das Fahrzeug gerade abgestellt wird oder wenn die Zündung aktiviert wird. Zu diesem Zeitpunkt entspricht der Druck im Hochdruckteil des Systems dem Umgebungsdruck. Zeigt nun der Hochdrucksensor den Umgebungsdruck an, ist sichergestellt, dass der Drucksensor noch richtig arbeitet.
Eine derartige Vorgehensweise ist jedoch nur bei Einspritzsystemen möglich, bei denen aktiv auf der Hochdruckseite der Druck abgebaut werden kann. Wie eingangs ausgeführt, wird jedoch bei modernen Benzineinspritzsystemen die Regelung des Systemdrucks nur noch über eine bedarfsgerechte Ansteuerung der Zumesseinheit auf der Niederdruckseite durchgeführt. Bei solchen Einspritzsystemen, die auf der Hochdruckseite keine aktive Druckregelmöglichkeit besitzen, ist daher die obige Vorgehensweise mit Problemen verbunden, da der Systemdruck nach dem Abstellen des Motors nicht auf Umgebungsdruck fällt. Da die Einspritzventile keine Leckage aufweisen und das Auslassventil der Pumpe auch keine Leckage aufweisen darf, da sonst der volumetrische Wirkungsgrad der Pumpe und damit ihre Förderleistung extrem schlecht werden würde, liegt bei solchen Systemen nach dem Abstellen des Motors ein Systemdruck im Hochdruckteil an, der dem Druck des letzten Arbeitspunktes entspricht und je nach Dichtheit des Hochdrucksystems sehr lange anstehen kann.
Das bekannte Verfahren, bei dem zur Überprüfung der Messfähigkeit des Hochdrucksensors der Umgebungsdruck herangezogen wird, ist daher für Einspritzsysteme, bei denen auf der Hochdruckseite der Systemdruck nicht aktiv abgebaut wird, mit Problemen verbunden.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Überprüfung der Messfähigkeit eines im Hochdruckteil eines Einspritzsystems angeordneten Drucksensors zu schaffen, das für Einspritzsysteme ohne aktive Druckregelmöglichkeit in Bezug auf den Hochdruckteil geeignet ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren der eingangs wiedergegebenen Art gelöst, das die folgenden Schritte aufweist:
Auswählen eines Motorarbeitspunktes, bei dem der Motor bei maximalem Systemdruck und geringer Last betrieben wird;
Wechseln von diesem Arbeitspunkt auf Schubbetrieb mit Ausschalten der Einspritzung und Unterbrechen der Pumpenförderung für den Hochdruckteil durch eine bedarfsgerechte Regelung;
Fördern einer geringen Fördermenge in den Hochdruckteil mit Anstieg des Systemdrucks bis zum öffnen des Druckentlastungsventils; und
Abgleichen des durch den Hochdrucksensor gemessenen Druckwertes mit dem in der Steuervorrichtung hinterlegten Öffnungsdruckwert des Druckentlastungsventils.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt somit die Überprüfung der Messfähigkeit des Hochdrucksensors durch Heranziehen des in der Steuervorrichtung hinterlegten Öffnungsdruckwertes des Druckentlastungsventils (Pressure Relief Valve, PRV). Entspricht der vom Hochdrucksensor gemessene Druckwert dem hinterlegten Öffnungsdruckwert des Druckentlastungsventils, ist bestätigt, dass der Hochdrucksensor den Druck korrekt misst. Bei Abweichungen wird eine fehlerhafte Messung des Drucksensors bestätigt, so dass geeignete Gegenmaßnahmen eingeleitet werden können.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lässt sich somit auch bei Einspritzsystemen, bei denen keine Möglichkeit besteht, den Systemdruck aktiv abzubauen, eine Plausibilisierung des Hochdrucksensors durchführen, indem das Druckentlastungsventil (PRV) mit in die Plausibilisierungsstrategie eingebunden wird. Dieses Druckentlastungsventil ist ein mechanisches Überdruckventil, welches jedes Einspritzsystem aufweist, das kein aktives Druckregelventil auf der Hochdruckseite aufweist. Das Druckentlastungsventil öffnet dann, wenn der Systemdruck den eingestellten Öffnungsdruckwert des Druckentlastungsventils überschreitet. Der Öffnungsdruck des Druckentlastungsventils wird so gewählt, dass es unter normalen Arbeitsbedingungen nicht öffnet. Weiterhin wird der Öffnungsdruckwert des Druckentlastungsventils so gewählt, dass dieser Wert immer kleiner ist als der maximal zulässige Druckwert für die Einspritzventile, da diese ab einem Systemdruck, der höher ist als der Öffnungsdruck des Druckentlastungsventils, nicht mehr öffnen würden. Der Öffnungsdruck des Druckentlastungsventils wird daher zum einen auf den maximalen Systemdruck und zum anderen auf den verwendeten Einspritzventiltyp abgestimmt (maximal möglicher Druck, bei dem das Einspritzventil noch öffnen kann).
Das Druckentlastungsventil öffnet nur dann, wenn beispielsweise in der Nachheizphase der Druck im System aufgrund von Temperaturerhöhungen durch den heißgefahrenen Motor ansteigt und es damit zu einem Öffnen des Druckentlastungsventils kommen kann. Eine andere Öffnungsmöglichkeit des Druckentlastungsventils ist der Limp Home Fall, d. h. aus irgendeinem Grund lässt sich die Fördermenge der Pumpe nicht mehr bedarfsgerecht regeln und die Pumpe liefert mehr Fördermenge als der Motor als Einspritzmenge abnimmt.
Genau dieser Umstand, dass der Öffnungsdruck des Druckentlastungsventils für jedes System genau definiert und daher bekannt ist, wird für das erfindungsgemäße Verfahren, d. h. die Hochdrucksensorplausibilisierung, genutzt. Hierbei wird dafür ein Motorarbeitspunkt ausgewählt, bei dem der Motor bei maximalem Systemdruck (beispielsweise 200 bar) und geringer Last betrieben wird. Wird nunmehr von diesem Arbeitspunkt in Schubbetrieb gewechselt, wird die Einspritzung ausgeschaltet und die Förderung der Pumpe in den Hochdruckteil durch die bedarfsgerechte Regelung unterbrochen. Der Systemdruck bleibt damit auf dem Niveau, welches im Arbeitspunkt zuvor vorlag. Wird nunmehr bei dem erfindungsgemäßen Verfahren im Schubbetriebarbeitspunkt gezielt trotzdem eine geringe Fördermenge in den Hochdruckteil gefördert, so steigt der Systemdruck solange an (da ja keine Einspritzmenge entnommen wird), bis das Druckentlastungsventil öffnet. Erkennbar ist dies am Drucksignal, da nun der Druck nicht mehr steigt. Nun wird der durch den Hochdrucksensor gemessene Druckwert mit dem in der Steuervorrichtung hinterlegten Öffnungsdruckwert des Druckentlastungsventils abgeglichen und somit die Messfähigkeit des Hochdrucksensors überprüft.
Erfindungsgemäß erfolgt somit eine Plausibilisierung des Hochdrucksensorsignals mit dem Öffnungsdruck des mechanischen Überdruckventils (Druckentlastungsventils) durch geschickte Ansteuerung der Pumpe des Einspritzsystems in einem gezielt ausgewählten Arbeitspunkt.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Überprüfung der Messfähigkeit eines im Hochdruckteil eines Einspritzsystems angeordneten Hochdrucksensors. Das Einspritzsystem weist eine Steuervorrichtung und ein dem Hochdruckteil zugeordnetes Druckentlastungsventil auf und ist so ausgebildet, dass es in Bezug auf den Hochdruckteil keine aktive Druckregelmöglichkeit besitzt. Erfindungsgemäß ist dabei die Steuervorrichtung so ausgebildet, dass sie
einen Motorarbeitspunkt, bei dem der Motor bei maximalem Systemdruck und geringer Last betrieben wird, auswählt;
von diesem Arbeitspunkt auf Schubbetrieb wechselt (unter Ausschalten der Einspritzung) und die Pumpenförderung für den Hochdruckteil unterbricht und eine bedarfsgerechte Regelung durchführt;
die Pumpe so ansteuert, dass diese eine geringe Fördermenge in den Hochdruckteil bis zum Öffnen des Druckentlastungsventils fördert; und
den durch den Hochdrucksensor gemessenen Druckwert mit dem in der Steuervorrichtung hinterlegten Öffnungsdruck des Druckentlastungsventils abgleicht.

Claims

Verfahren zur Überprüfung der Messfähigkeit eines im Hochdruckteil eines Einspritzsystems angeordneten Hochdrucksensors, wobei das Einspritzsystem eine Steuervorrichtung und ein dem Hochdruckteil zugeordnetes Druckentlastungsventil aufweist und so ausgebildet ist, dass es in Bezug auf den Hochdruckteil keine aktive Druckregelmöglichkeit besitzt, mit den folgenden Schritten: Auswählen eines Motorarbeitpunktes, bei dem der Motor bei maximalem Systemdruck und geringer Last betrieben wird; Wechseln von diesem Arbeitspunkt auf Schubbetrieb mit Ausschalten der Einspritzung und Unterbrechung der Pumpenförderung für den Hochdruckteil durch eine bedarfsgerechte Regelung; Fördern einer geringen Fördermenge in den Hochdruckteil mit Anstieg des Systemdrucks bis zum Öffnen des Druckentlastungsventils; und Abgleichen des durch den Hochdrucksensor gemessenen Druckwertes mit dem in der Steuervorrichtung hinterlegten Öffnungsdruckwert des Druckentlastungsventils.
Vorrichtung zur Überprüfung der Messfähigkeit eines im Hochdruckteil eines Einspritzsystems angeordneten Hochdrucksensors, wobei das Einspritzsystem eine Steuervorrichtung und ein dem Hochdruckteil zugeordnetes Druckentlastungsventil aufweist und so ausgebildet ist, dass es in Bezug auf den Hochdruckteil keine aktive Druckregelmöglichkeit besitzt, wobei die Steuervorrichtung so ausgebildet ist, dass sie einen Motorarbeitspunkt, bei dem der Motor bei maximalem Systemdruck und geringer Last betrieben wird, auswählt; von diesem Arbeitspunkt auf Schubbetrieb wechselt (unter Ausschalten der Einspritzung) und die Pumpenförderung für den Hochdruckteil unterbricht und eine bedarfsgerechte Regelung durchführt; die Pumpe so ansteuert, dass diese eine geringe Fördermenge in den Hochdruckteil bis zum Öffnen des Druckentlastungsventils fördert; und den durch den Hochdrucksensor gemessenen Druckwert mit dem in der Steuervorrichtung hinterlegten Öffnungsdruck des Druckentlastungsventils abgleicht.