用于监测被动式压力调节阀的方法
【专利摘要】提出一种用于监测被动式压力限制阀(11)的方法，通过该压力限制阀将燃料从共轨系统的油轨(6)中导出到燃料箱(2)中，在其中，在识别出有缺陷的油轨压力传感器(9)的情况下从油轨压力调节运行变换到应急运行中，其中，在应急运行中逐渐提高油轨压力直至压力限制阀(11)起反应，在其中，在应急运行中，如果附加地内燃机的启动阶段识别为结束，那么压力限制阀(11)设置为打开，并且在其中，补充地监测压力限制阀(11)的打开持续时间。
【专利说明】用于监测被动式压力调节阀的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于监测被动式压力限制阀的方法，通过该被动式压力限制阀将燃料从共轨系统的油轨(Rail)中导出到燃料箱中，在其中，在识别出有缺陷的油轨压力传感器的情况下从油轨压力调节运行(Raildruck-Regelungsbetrieb)变换到应急运行(Notbetrieb)中，其中，在应急运行中逐渐提高油轨压力直至压力限制阀起反应。
【背景技术】
[0002]在从文件DE 10 2006 049 266 B3中已知的方法中，对被动式压力限制阀的打开进行监测。在卸载之后，由此识别出打开的压力限制阀，即，油轨压力超过限制值，紧接着又识别出内燃机的稳定的状态，并且补充地，油轨压力调节回路的特性参数与参考值有显著偏差。油轨压力调节回路的特性参数可理解为油轨压力调节器的I部分或例如用于操控吸入节流阀的PWM信号。对于所示出的方法，强制必需可运转的油轨压力传感器(Rail-Drucksensor)。
[0003]文件DE 10 2006 040 441 B3也说明了一种用于在卸载之后监测被动式压力限制阀的方法。在第一步骤中检查油轨压力是否从稳定的油轨压力(例如ISOObar)超过更高的第一限制值(例如1850bar)。然后在第二步骤中检查油轨压力是否超过还要更高的第二限制值(例如1920bar)，尽管在关闭方向上暂时加载吸入节流阀。如果超过了两个限制值，那么压力限制阀设置为打开。然而由于压力限制阀的泄漏(Streuung)而在实际中发生这种情况，即压力限制阀由评估程序仍识别为打开，但实际上该压力限制阀还是关闭的。后果是操作错误警报和错误的后续反应。在本方法中同样强制必需可运转的油轨压力传感器。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于在这种类型的共轨系统中即使在油轨压力传感器失效时也识别出打开的压力限制阀。
[0005]该目的通过权利要求1来实现。在从属权利要求中示出了设计方案。
[0006]该方法为在识别出有缺陷的油轨压力传感器的情况下从调节运行变换到应急运行中，其中，在应急运行中，逐渐提高油轨压力直至压力限制阀起反应。因为在有缺陷的油轨压力传感器中不再存在关于油轨压力的信息，所以在变换到应急运行中之后如果内燃机的启动阶段附加地识别为结束，那么压力限制阀设置为打开。在压力限制阀设置为打开之后，监测其打开持续时间。因此本发明以该认识为基础，即在压力限制阀打开的情况下，运行持续时间对于评价压力限制阀在重启之后是否是密封的或已经倾向于泄漏是决定性的。众所周知，带有泄漏的压力限制阀引起减少的总效率，因为燃料未被利用地从油轨流出到燃料箱中。在本发明中有利的是除了稳定的运行状态之外在应急运行中也可关于不希望的泄漏实现可靠的故障限制。总体上，该方法的简单的参数给定和执行是有利的。
[0007]通过以下方式来监测设置为打开的压力限制阀的打开持续时间，即针对继续运行确定第一时限和第二时限。在第一时限期满之后开始黄色警报以警告运行者。然后，在第二时限期满之后，那么开始作为更换压力限制阀的建议的红色警报。如果运行者关掉内燃机，那么存储当前的打开时间。如果随后在启动内燃机之后重新识别出压力限制阀打开，那么对所存储的打开时间继续计数，并且对第一时限和第二时限的跨度(Oberschreiten)进行监测。
[0008]除了监测持续时间之外，补充地还探测打开过程的频率。那么在第一数量的打开过程的情况下开始黄色警报，而在第二数量的打开过程的情况下开始红色警报。因此该解决方案以该认识为基础，即打开过程的数量对于评价压力限制阀在重启之后是否仍然是密封的或已经倾向于泄漏也是决定性的。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]在附图中示出了优选的实施例。其中:
图1显示了系统图，
图2显示了油轨压力调节回路，
图3显不了第一时间图，
图4显示了在多个打开过程的情况下的第二时间图，
图5显示了程序流程图，以及 图6显示了子程序。
【具体实施方式】
[0010]图1显示了带有共轨系统的电子控制的内燃机I的系统图。共轨系统包括下列机械构件:用于输送来自燃料箱2的燃料的低压泵3、用于影响流经的燃料体积流的可改变的吸入节流阀4、用于在压力升高的情况下输送燃料的高压泵5、用于存储燃料的油轨6以及用于将燃料喷入到内燃机I的燃烧室中的喷射器7。可选地，共轨系统还可实施成带有单个存储器(Einzelspeicher)，其中，然后例如在喷射器7中集成有作为附加的缓冲容积的单个存储器8。作为在油轨6中保护不受不允许的高的压力水平的保护部设置有被动式压力限制阀11，其例如在2400bar的油轨压力的情况下打开，并且在打开的状态中将燃料从油轨6复归(absteuert)到燃料箱2中。
[0011]内燃机I的运行方式通过电子控制器(EOT) 10来确定。电子控制器10包括微机系统的通常的组成部分，例如微处理器、I/o模块、缓存和存储模块(EEPROM、RAM)。在存储模块中应用对于内燃机I的运行重要的、在特性场/特性曲线中的运行数据。电子控制器10通过该运行数据由输入参数计算出输出参数。在图1中示例性地示出了以下输入参数:油轨压力pCR(其借助于油轨压力传感器9来测量)、马达转速nMOT、用于通过运行者进行功率预定的信号FP、单个存储器压力pE (可选地)以及输入参数EIN。输入参数EIN概括了其它的传感器信号，例如排气涡轮增压器的增压空气压力。在图1中作为电子控制器10的输出参数示出了用于操控吸入节流阀4的信号PWM、用于操控喷射器7的信号ve (喷射开始/喷射结束)以及输出参数AUS。输出参数AUS代表用于控制和调节内燃机I的其它的调节信号，例如用于在相继增压(Registeraufladung)的情况下激活第二排气润轮增压器的调节信号。[0012]图2显示了用于调节油轨压力pCR的油轨压力调节回路12。油轨压力调节回路12的输入参数为:期望油轨压力pCR(SL)、期望消耗量VVb、马达转速nMOT、作为表征有缺陷的油轨压力传感器的信号SD以及参数El。参数El例如概括了 PWM基本频率、电池电压以及带有引线的吸入节流阀线圈的欧姆性的电阻，其一起包括到PWM信号的计算中。油轨压力调节回路12的输出参数为油轨压力pCR的原始值。从油轨压力pCR的原始值借助于滤波器13计算出实际油轨压力pCR(IST)。然后在求和点A处比较实际油轨压力pCR(IST)与期望油轨压力PCR(SL)，由此得出调节偏差印。压力调节器14由调节偏差印计算出其调节参数，其相应于带有物理单位升/分的调节器体积流量VR。在求和点B处将所计算的期望消耗量VVb加到调节器体积流量VR。取决于期望喷入量和马达转速来计算期望消耗量VVb。在求和点B处相加的结果相应于未受限的体积流量Vu，其通过限制系统15取决于马达转速nMOT来限制。限制系统15的输出参数相应于期望体积流量V (SL)，其为泵特性曲线16的输入参数。通过泵特性曲线16为期望体积流量V(SL)关联有期望电流i (SL)。期望电流i (SL)为功能块17的输入参数。在功能块17中包含PWM信号的计算。功能块17的输出参数相应于实际体积流量V(IST)，其由高压泵输送到油轨6中。在油轨中的压力水平PCR由油轨压力传感器来探测。因此调节回路12闭合。
[0013]如果现在识别出有缺陷的油轨压力传感器(SD=I)，那么从调节运行变换到应急运行中。在应急运行中，油轨压力逐渐提高直至压力限制阀起反应。对此在打开方向上加载吸入节流阀，因此高压泵然后可输送更多的燃料。这通过以下方式来实现，即，将期望电流i(SL)作为吸入节流阀的操控信号设置到应急运行值(例如零安培)上。备选地，可将PWM信号作为吸入节流阀的操控信号设置到应急运行值(例如零百分率)上。同样可从正常运行中的泵特性曲线转换到应急运行中的极限曲线上。在压力限制阀打开时，油轨压力处在空转的情况下的压力值(例如900bar)与在全负荷的情况下的压力值(例如700bar)之间。因为油轨压力在应急运行中始终处在该压力范围之内，所以在统一的发动机功率的情况下保证了稳定的运行状态。
[0014]图3在时间图中显示了压力限制阀的打开过程，其中，监测打开时间。关于时间示出了油轨压力pCR、用于表征有缺陷的油轨压力传感器的过程变量SD、用于表征吸入节流阀电流的过程变量SDL、马达启动信号START、作为压力限制阀的状态特征的过程变量DBV、用于黄色警报的过程变量D1、用于红色警报的过程变量D2、用于识别停止的内燃机的过程变量马达停止Mst以及作为复位信号的信号RS。
[0015]在时刻t0，系统和油轨压力传感器无故障。因此，过程变量SD具有值SD=0。油轨压力为pCR=1000bar。启动过程尚未结束，从而过程变量START=I。在时刻tl，探测到油轨压力传感器的失效，信号SD从值O变换到值I上。在识别出有缺陷的油轨压力传感器的情况下从调节运行变换到应急运行中。在应急运行中，通过以下方式有针对性地打开压力限制阀，即，例如将吸入节流阀的期望电流设置到值O安培上。过程变量SDL从值I变换到值SDL=O上。由于完全打开的吸入节流阀，高压泵将更大的体积流输送到油轨中，从而油轨压力现在在时刻tl之后上升。在时刻t2，未示出的马达转速达到空转转速，即内燃机停止(verlassen)启动过程。相应地，信号START从值I变换到值O上。
[0016]因为不再可测量油轨压力，因此还不可精确确定压力限制阀何时打开。出于该目的，将这样的时刻设置为打开时刻，在其中，不仅识别出有缺陷的油轨压力传感器(此处:时刻tl)，而且同时内燃机的启动阶段结束。这为时刻t2。因此在时刻t2压力限制阀设置为打开。信号DBV现在从值O变换到值DBV=I上。从t2时刻开始，在第一时限tLil和第二时限tLi2的跨度上监测压力限制阀的打开时间。在实际的运行中，第一时限tLil例如可为3个运行时数，而第二时限tLi2例如为5个运行时数。在时刻t3达到第一时限tLil。因此过程变量Dl在时刻t3变换到值Dl=I上，由此开始黄色警报以警告运行者。在时刻t4还达到第二时限tLi2。过程变量D2在该时刻变换到值D2=l上，由此触发红色警报。
[0017]在时刻t5，内燃机由运行者停止，由此过程变量马达停止Mst设置到值Mst=I上。因为压力限制阀在内燃机停止时关闭，所以现在信号DBV重新复位到值DBV=O上。内燃机再次处于启动阶段中，信号START被再次设置到值I上。在时刻t6替换油轨压力传感器，所显示的传感器缺陷消失，即信号SD复位到值SD=O上。在时刻t7按压复位键(RS=I)，由此两个警报消失，即信号Dl和D2从值I复位到值O上。如果在该时刻还未替换有缺陷的油轨压力传感器，那时同样对警报进行复位。
[0018]如果在打开时间超过第一时限tLil或第二时限tLi2之前关掉内燃机，那么在识别出马达停止状态时存储当前的打开时间。如果在迟一些的时刻重启内燃机之后重新识别出打开的压力限制阀，那么对所存储的打开时间继续计数并且监测极限侵犯(Limit-Verletzung)。通过该措施通过以下方式提高可靠性，即，对压力限制阀关于不希望的泄漏进行识别。
[0019]图4显示了一种方法，在其中，除了监测压力限制阀的打开时间之外，还监测打开过程的数量。出于清楚明了的原因，在图4中略去两个时限tLil和tLi2。关于时间示出了油轨压力pCR、计数器Z、用于表征有缺陷的油轨压力传感器的过程变量SD、用于表征吸入节流阀电流的过程变量SDL、马达启动信号START、作为压力限制阀的状态特征的过程变量DBV、用于黄色警报的过程变量D1、用于红色警报的过程变量D2、用于识别停止的内燃机的过程变量马达停止Mst以及作为复位信号的信号RS。
[0020]在时刻t0，系统和油轨压力传感器无故障。在时刻tl，概括为两个事件。一个是识别正在运转的内燃机，即变量马达停止Mst复位到值Mst=O上。一个是识别有缺陷的油轨压力传感器，即变量SD设置到值I上。结果在打开方向上加载吸入节流阀。过程变量SDL因此为SDL=0。这导致油轨压力pCR的提升。如果油轨压力pCR在时刻t2达到值pLil，那么未示出的马达转速与空转转速相同。因此启动阶段结束。对过程变量START进行复位。因为从现在起满足了两个条件，即油轨压力传感器有缺陷且启动阶段结束，所以压力限制阀设置为打开。变量DBV被设置到值DBV=I上。因为现在识别出压力限制阀的第一打开过程，计数器Z呈现值Z=I。在时刻t3识别出马达停止状态，信号马达停止Mst被设置到值Mst=I上。压力限制阀现在关闭，变量DBV被复位到值DBV=O上。通过以下方式再次指示内燃机的启动阶段，即，变量START设置到值I上。内燃机现在重新启动，从而在时刻t4识别出正在运转的内燃机。因此信号马达停止Mst复位到值Mst=O上。在时刻t5再次识别出打开的压力限制阀，因此计数器Z增加到值Z=2上。接下来，在油轨压力传感器继续有缺陷的情况下多次启动和重新停止内燃机。在时刻t8，压力限制阀已经打开nGELB次。计数器Z现在具有值Z=nDl，因此达到用于激活黄色警报的极限值。因此变量Dl设置到值I上。在时刻tll，压力限制阀已经打开nROT次。计数器Z现在具有值Z=nD2，因此触发红色警报。其通过以下方式来指示，即，变量D2设置到值D2=l上。在时刻tl2识别出停止的内燃机，信号马达停止Mst从值Mst=O变换到值Mst=I上。因为内燃机现在停止，所以可替换压力限制阀。在替换压力限制阀之后，油轨压力传感器缺陷继续保持激活，因为油轨压力传感器没有被同时替换。这通过信号SD来指示，其继续与I相同。在时刻tl3，现在激活复位信号，信号RS呈现值I。结果对两个警报进行复位，即变量Dl和D2复位到值O上。同时变量Z复位到值O上，从而现在可再次从头开始计数过程。
[0021]图5显示了在油轨压力传感器有缺陷的情况下用于监测压力限制阀的程序流程图。在SI中检查是否识别出有缺陷的油轨压力传感器。如果不是该情况，查询结果S1:否，那么分叉到程序正常运行中。否则在S2中查询标记位3的值。如果压力限制阀设置为打开，那么始终对标记位3进行设置。就此而言，标记位3相应于图3和图4的过程变量DBV。如果标记位(Merker) 3=1，那么运行程序部分S7至S13。如果标记位3=0，那么运行程序部分S3至S6。
[0022]如果在S2中确定压力限制阀仍然关闭，那么在S3中检查内燃机的启动阶段是否结束。因此比较马达转速与空转转速。如果启动阶段还未结束，即过程变量START为1，那么在S14中继续运行。如果启动阶段结束，查询事件S5:否，那么计数器Z在S4中增加，并且紧接着在S5中在子程序UP中检查计数器状态。在图6中示出了子程序，并且结合附图对该子程序进行解释。紧接着在S6中设置标记位3=1，即，压力限制阀设置为打开。然后在S14中继续程序流程。
[0023]如果在S2中识别出压力限制阀已经设置为打开，标记位3=1，那么在S7中时间tl增加。紧接着在S8中检查时间tl是否已经超过第一时限tLil，例如3个运行时数。如果不是该情况，查询结果S8:否，在SlO中继续程序流程。否则在S9中设置黄色警报作为对运行者的警告。然后在SlO中检查时间tl是否也已经超过第二时限tLi2，例如5个运行时数。如果不是该情况，查询结果S10:否，那么在S12中继续程序流程。否则在Sll中设置红色警报。在S12中检查内燃机是否停止。如果不是该情况，那么在S14中继续程序流程。否则在S13中设置标记位3=0，即压力限制阀被认为是关闭的。在S14中在查询I中检查以下情况:操作复位键(RS=I)并且存在黄色警报或红色警报并且马达停止(Mst=I)。如果查询是否定的，查询结果S14:否，那么结束程序流程。否则在S15中时间tl和计数器Z设置到O上。然后结束程序流程。
[0024]在图5的程序流程图中还考虑了该情况，即油轨压力传感器在正在运转的运行中失效。在该情况下在通过SI和S2之后然后在S3中识别出启动阶段结束，查询事件S3:否。紧接着计数器Z在S4中增加，在S5中检查计数器状态并且直接在S6中设置标记位3=1。因此压力限制阀认为是打开的。
[0025]在图6中示出了子程序UP，通过其来检查计数器Z。如果识别出打开的压力限制阀，那么计数器Z总是增加。在SI中检查计数器Z是否大于/等于可预定的数量nGELB，例如30。如果不是该情况，那么以S3继续进行。否则，查询结果S1:是，在S2中开始黄色警报以警告运行者。紧接着在S3中检查计数器Z是否大于/等于可预定的数量nROT，例如50。如果不是该情况，那么结束子程序。如果如此相反，计数器大于/等于nROT，那么在S4中开始红色警报。通过红色警报为运行者指示出应替换压力限制阀。随后结束子程序，子程序将返回到图5的主程序中且在那里在S5中继续进行主程序。
[0026]参考标号列表I内燃机2燃料箱3低压泵4吸入节流阀5高压泵6油轨7喷射器
8单个存储器(可选的)
9油轨压力传感器10电子控制器(ECU)
11压力限制阀(被动式)
12油轨压力调节回路
13滤波器
14压力调节器
15限制系统
16泵特性曲线
17功能块。
【权利要求】
1.一种用于监测被动式压力限制阀(11)的方法，通过该压力限制阀将燃料从共轨系统的油轨(6)中导出到燃料箱(2)中，在其中，在识别出有缺陷的油轨压力传感器(9)的情况下从油轨压力调节运行变换到应急运行中，其中，在所述应急运行中逐渐提高油轨压力直至所述压力限制阀(11)起反应，在其中，在所述应急运行中，如果附加地内燃机的启动阶段识别为结束，那么所述压力限制阀(11)设置为打开，并且在其中，补充地监测所述压力限制阀(11)的打开持续时间。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过以下方式监测所述打开持续时间，即，在设置成打开的压力限制阀(11)的情况下针对继续运行确定第一时限(tLil)和第二时限(tLi2)，在所述第一时限(tLil)期满之后开始黄色警报以警告运行者，而在所述第二时限(tLi2)期满之后开始作为更换所述压力限制阀(11)的建议的红色警报。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当前的打开持续时间在关掉所述内燃机(I)之后被存储，并且在重启所述内燃机(I)之后进行继续计数。
4.根据权利要求 3所述的方法，其特征在于，在重启所述内燃机(I)之后，如果所述压力限制阀(11)重新识别为打开，存储的所述打开持续时间作为决定性地设置成用于开始所述黄色警报和所述红色警报。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，除了监测所述打开持续时间之外，还探测所述打开过程的频率。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在第一数量(nGELB)的打开过程的情况下开始黄色警报，而在第二数量(nROT)的打开过程的情况下开始红色警报。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述正常运行中，油轨压力通过在油轨压力调节回路中作为第一压力调节元件的低压侧的吸入节流阀(4)来调节，而在所述应急运行中，所述吸入节流阀被带到完全打开的状态中。
【文档编号】F02D41/38GK103732891SQ201280021315
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2012年4月19日 优先权日:2011年5月2日
【发明者】A.德尔克 申请人:Mtu 腓特烈港有限责任公司