Browse Prior Art Database

Kraftstoffzufuhr-Vorrichtung fuer Brennkraftmaschine: Kraftstoff-Hochdruck-Systemdiagnose

IP.com Disclosure Number: IPCOM000012325D
Published in the IP.com Journal: Volume 3 Issue 5 (2003-05-25)
Included in the Prior Art Database: 2003-May-25
Document File: 5 page(s) / 113K

Publishing Venue

Siemens

Related People

Juergen Carstens: CONTACT

Abstract

Fuer den Betrieb einer Brennkraftmaschine mit Hochdruck-Direkteinspritzung ist ein bestimmtes Kraftstoff-Druckniveau im Rail gefordert. Eine elektrische Niederdruck-Kraftstoffpumpe mit einem mechanischen Regulator und einer Tankrueckfuehrleitung versorgt die Einlassseite der Hochdruckpumpe mit einem Basisvordruck (vgl. Abb. 1). Der Kraftstoff wird von einer kontinuierlich foerdernden Hochdruck-Kraftstoffpumpe in das Rail befoerdert und ueber Einspritzventile in den Zylinderinnenraum eingebracht. Die Differenz zwischen dem von der Pumpe gefoerderten Kraftstofffluss und dem Kraftstofffluss durch die Injektoren fliesst durch den Kraftstoff-Druckregulator. Mit Hilfe dieses Druckbegrenzungsventils wird der Einspritzdruck geregelt. Dabei wird der Ventilstoessel durch die Magnetkraft so weit in der Ventilhuelse gegen den Ventilsitz verschoben, bis sich ein Kraeftegleichgewicht zwischen der Magnetkraft und der Druckkraft einstellt (vgl. Abb. 2). Ueber die Kraft-Strom-Charakteristik des Magneten ergibt sich somit ein proportionaler Zusammenhang zwischen dem elektrischen Sollwert und dem resultierenden Regeldruck. Die Magnetkraft wird durch eine pulsweitenmodulierte Spannung erzeugt. Aufgrund verschiedener mechanischer Einfluesse kann eine Abweichung der Steigung der Kennlinie Regulatorstrom-Kraftstoffdruck auftreten. Die Quelle dieser Abweichung kann auf verschiedene Einflussquellen zurueckgefuehrt werden.

This text was extracted from a PDF file.
At least one non-text object (such as an image or picture) has been suppressed.
This is the abbreviated version, containing approximately 45% of the total text.

Page 1 of 5

S

© SIEMENS AG 2003 file: 2003J00672.doc page: 1

Kraftstoffzufuhr-Vorrichtung fuer Brennkraftmaschine: Kraftstoff-Hochdruck- Systemdiagnose

Idea: Gerhard Eser, DE-Regensburg; Dr. Hong Zhang, DE-Regensburg

Fuer den Betrieb einer Brennkraftmaschine mit Hochdruck-Direkteinspritzung ist ein bestimmtes Kraftstoff-Druckniveau im Rail gefordert. Eine elektrische Niederdruck-Kraftstoffpumpe mit einem mechanischen Regulator und einer Tankrueckfuehrleitung versorgt die Einlassseite der Hochdruckpumpe mit einem Basisvordruck (vgl. Abb. 1). Der Kraftstoff wird von einer kontinuierlich foerdernden Hochdruck-Kraftstoffpumpe in das Rail befoerdert und ueber Einspritzventile in den Zylinderinnenraum eingebracht. Die Differenz zwischen dem von der Pumpe gefoerderten Kraftstofffluss und dem Kraftstofffluss durch die Injektoren fliesst durch den Kraftstoff-Druckregulator. Mit Hilfe dieses Druckbegrenzungsventils wird der Einspritzdruck geregelt. Dabei wird der Ventilstoessel durch die Magnetkraft so weit in der Ventilhuelse gegen den Ventilsitz verschoben, bis sich ein Kraeftegleichgewicht zwischen der Magnetkraft und der Druckkraft einstellt (vgl. Abb. 2). Ueber die Kraft-Strom-Charakteristik des Magneten ergibt sich somit ein proportionaler Zusammenhang zwischen dem elektrischen Sollwert und dem resultierenden Regeldruck. Die Magnetkraft wird durch eine pulsweitenmodulierte Spannung erzeugt. Aufgrund verschiedener mechanischer Einfluesse kann eine Abweichung der Steigung der Kennlinie Regulatorstrom- Kraftstoffdruck auftreten. Die Quelle dieser Abweichung kann auf verschiedene Einflussquellen zurueckgefuehrt werden.

Herrscht trotz korrekter Ansteuerung eine Abweichung zwischen Regulatorstrom und Kraftstoffdruck im Rail, so muss auf einen mechanischen Defekt geschlossen werden. Dieser mechanische Defekt kann bei folgenden Komponenten auftreten:

- Kraftstoffpumpe - Regulator (Proportionalventil) - Drucksensor
- Leakage im Hochdrucksystem - Defekt im Niederdruckkreis

Die Aufnahme und Auswertung der Kennlinie Regulatorstrom-Kraftstoffdruck kann auch fuer einen End-of-Line-Test zur Kontrolle des Hochdrucksystems angewendet werden.

Die Idee ist, die Informationen kontinuierlicher Einflussfaktoren (z.B. System-Leakage) und diskontinuierlicher Einflussfaktoren (z.B. Kraftstoffpumpmasse) auf den Kraftstoffdruck zur Erkennung eines Komponentendefekts im Kraftstoffsystem auszunutzen. Bei erkannter Abweichung zwischen Regulatorstrom und Kraftstoffdruck werden verschiedene Strategien zur Erkennung der Ursache vorgeschlagen:

[g183] Druckaufbau ohne Einspritzung zur Kraftstoffpumpen-Ueberwachung, z.B. im Falle vom

Schubabschalten (keine Einspritzung) oder Hochdruckstart (keine Einspritzung bis Einspritzdruck erreicht ist): Dabei kann durch Analyse des Signals z.B. durch FFT (Fast Fourier Transforms) ein Rueckschluss auf die Pump-Performance gewonnen werden. Eine ungleichmaessige Kraftstofffoerderung z.B. aufgrund eines ausgefallenen Pumpenzylinders bei Mehrkolben...