用于識別在內(nèi)燃機的燃料輸送時的故障的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于識別內(nèi)燃機（100）的燃料輸送時的故障的方法，在該內(nèi)燃機中設(shè)置了進氣管噴射和直接噴射，其中，為了直接噴射而設(shè)高壓系統(tǒng)，高壓系統(tǒng)包括高壓蓄壓器（112）和用于內(nèi)燃機（100、200）的每一個燃燒室（103）的用來計量來自高壓蓄壓器（112）的燃料的燃料噴射器（111），其中，當在直接噴射不活躍時識別到了在燃燒室（103）至少之一中的燃料?空氣?比例與預(yù)定的值的偏差時，檢查在高壓蓄壓器（112）中的壓力，以及其中，當因此識別到了在高壓蓄壓器（112）中的不期望的壓力降時，推斷出了在燃燒輸送時高壓系統(tǒng)內(nèi)的故障。
【專利說明】
用于識別在內(nèi)燃機的燃料輸送時的故障的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種用于識別在內(nèi)燃機的燃料輸送時的故障的方法，在內(nèi)燃機中設(shè)置有進氣管噴射和直接噴射。
【背景技術(shù)】
[0002]用于在汽油機中進行燃料噴射的可能的方法就是進氣管噴射，其越來越多地被燃料直接噴射接替。后一種方法造成了燃燒室內(nèi)明顯更佳的燃料分配以及因此造成了在較小的燃耗下更好的功率收益。
[0003]此外也優(yōu)選的是帶有進氣管噴射和直接噴射的組合的亦即所謂的雙系統(tǒng)的汽油馬達。這在越來越嚴格的排放要求或排放極限值下正好是有利的，因為進氣管噴射例如在中等的負荷范圍內(nèi)造成了比直接噴射更佳的排放值。
[0004]隨系統(tǒng)配置的不同，例如這樣的運行范圍是可行的，在這些運行范圍中，兩個噴射系統(tǒng)中的僅一個，也就是說，僅一條燃料路徑是活躍的，而另一條則被退除激活。但不活躍的路徑的有缺陷的部件還可能由于燃料例如被不期望地輸送到燃燒室中而導(dǎo)致燃料-空氣-混合物受到影響。
[0005]由DE10 2006 04 743 Al已知例如用于運行有雙系統(tǒng)的內(nèi)燃機的方法，在該方法中，對分別被噴射的燃料量進行評估，以便推斷出內(nèi)燃機的空氣系統(tǒng)中的故障。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]根據(jù)本發(fā)明提出具有專利權(quán)利要求1的特征的方法。有利的設(shè)計方案是從屬權(quán)利要求以及下述說明的對象。
[0007]發(fā)明益處
按本發(fā)明的方法用于識別在內(nèi)燃機的燃料輸送時的故障，在內(nèi)燃機中設(shè)置了進氣管噴射和直接噴射。在此設(shè)高壓系統(tǒng)用于直接噴射，高壓系統(tǒng)包括高壓蓄壓器以及包括用于內(nèi)燃機的每個燃燒室的用來計量來自高壓蓄壓器的燃料的燃料噴射器。當在直接噴射不活躍時識別到了在燃燒室至少之一中的燃料-空氣-比例與預(yù)定的值的偏差時，檢查在高壓蓄壓器中的壓力以及針對性地監(jiān)視壓力走勢。當接著識別到了高壓蓄壓器中的未預(yù)料到的壓力降時，則推斷出在高壓系統(tǒng)內(nèi)燃料輸送時特別是在從高壓蓄壓器到燃燒室的燃料輸送時的故障。
[0008]例如當用于直接噴射的燃料噴射器缺乏或沒有正確被閉合時，不活躍的直接噴射路徑的有缺陷的部件盡管不活躍但仍可能導(dǎo)致燃料-空氣-混合物受影響。沒有通過活躍的燃料路徑也就是說通過進氣管噴射被計算和請求的燃料可以以這種方式進入燃燒室。若現(xiàn)在識別到了燃料-空氣-混合物中的這種偏差且此外在高壓蓄壓器中存在屬于直接噴射的壓力降，那么可以以很高的可靠性推斷出直接噴射的高壓系統(tǒng)中的故障，因為高壓蓄壓器沒有被進氣管噴射利用。在高壓蓄壓器中的壓力降在不活躍的直接噴射時以高的概率排除了在進氣管噴射的區(qū)域內(nèi)的故障。因此，激活直接噴射以用來求出在利用直接噴射的燃料噴射器時的有誤差的燃料計量(這例如在純粹直接噴射時或在混合運行時可能)并不是必需的。因此在有雙系統(tǒng)的內(nèi)燃機中提供了一種簡單且快速的可行方案，即，在帶有雙系統(tǒng)的內(nèi)燃機中(在該內(nèi)燃機中例如暫時僅進氣管噴射是活躍的)也識別到了在本來不活躍的直接噴射路徑中燃料輸送時的故障。
[0009]有利的是，對在燃燒室至少之一中的燃料-空氣-比例與預(yù)定的值的偏差的識別包括在內(nèi)燃機的排氣系中對拉姆達值的采集。在此通常本來就存在可以預(yù)用來采集這種拉姆達(λ)值的傳感器，亦即所謂的拉姆達傳感器。因此還可以進行極為精確的測量，從而可以在即使反算到燃燒前的時間點也識別到在燃料-空氣-比例中的很小的偏差，以及因此能夠識別例如不期望地從高壓系統(tǒng)進入燃燒室的即便很小的燃料量。
[0010]在燃燒室至少之一中的燃料-空氣-比例與預(yù)定的值的偏差的識別優(yōu)選包括在各燃燒室中點火中斷的識別。為此可以例如額外進行對從屬的火花塞的檢查，以便排除基于火花塞的缺陷造成的點火中斷以及因此推斷出由于燃燒室內(nèi)燃料-空氣-混合物中過高的燃料份額造成的點火中斷。
[0011 ]在尚壓系統(tǒng)內(nèi)的燃料輸送時的故障有利地包括敞開的燃料噴射器、燃料噴射器內(nèi)的裂縫、高壓蓄壓器內(nèi)的裂縫和/或從高壓蓄壓器到燃料噴射器的輸入管路中的裂縫。這些故障或缺陷涉及這些典型地導(dǎo)致燃料-空氣-比例中的變化的故障或缺陷。
[0012]有利的是，在高壓蓄壓器中的壓力的檢查包括壓力觀察器的激活。這種壓力觀察器可以例如理解為用于求出高壓蓄壓器內(nèi)壓力走勢(基于時間的壓力)或壓力比的辦法。在高壓蓄壓器中的壓力的走勢尤其被持久地觀察。若在高壓蓄壓器中的壓力在通常允許唯一的壓力提取的直接噴射不活躍時變化(也就是說例如更小)，那么這表明了在高壓系統(tǒng)中的故障。以這種方式實現(xiàn)了對壓力降的簡單和快速的識別。
[0013]在高壓蓄壓器中的壓力的檢查相宜地包括借助在高壓系統(tǒng)處或內(nèi)的壓力傳感器的一次或多次測量。這一點也有助于快速且有效地識別壓力降。此外，在高壓系統(tǒng)中的壓力傳感器通?？倸w是存在的。
[0014]在不活躍的直接噴射期間，在高壓蓄壓器中的壓力優(yōu)選被帶到用于進氣管噴射的低壓系統(tǒng)中的低壓值之上的值。在有進氣管噴射和直接噴射的雙系統(tǒng)中，在用于進氣管噴射的低壓系統(tǒng)和用于直接噴射的高壓系統(tǒng)之間的燃料輸入管路大多具有共同的接口，如來自燃料箱的輸入管路、燃燒室和進入燃燒室的輸入管路。為了在不活躍的直接噴射路徑中以及例如高的剩余氣體份額情況中使在燃燒室中支配的壓力不會導(dǎo)致已經(jīng)燃燒的剩余氣體在燃燒之后可以回移到低壓管路中，則在雙系統(tǒng)中有利的是，防止這一點。這一點可以由此達到，即，在純粹進氣管運行時創(chuàng)造一種壓力平衡，也就是說，在高壓蓄壓器中保持足夠的壓力，因此在系統(tǒng)中建立了總壓力平衡，因而已燃燒的剩余氣體被移入排氣系中且不會流回到低壓系統(tǒng)的燃料輸入管路中。
[0015]在高壓系統(tǒng)中產(chǎn)生了反壓，因此在不活躍的高壓路徑中，已燃燒的氣體也僅向著排氣系的方向流動。為了達到這一點，也可以在不活躍的高壓路徑中為了達到很小的壓力水平而壓縮燃料以及將其輸送到高壓蓄壓器中。若在不活躍的直接噴射路徑中也就是當在高壓蓄壓器中的壓力降不能夠由通過噴射引起的燃料提取引起，而在高壓蓄壓器中的壓力下降時，那么就可以得出的是，這個壓力降基于無意的燃料提取發(fā)生。
[0016]在不活躍的直接噴射期間，在高壓蓄壓器中的壓力有利地被帶到處在用于直接噴射的運行值之下的一個值。這種壓力足夠用于識別壓力降。因此避免了非必需的壓力建立以及因此非必需的能量的使用。
[0017]在燃燒室至少之一中的燃料-空氣-比例與預(yù)定的值的偏差相宜地僅當偏差大于閾值時才被識別。以這種方式，可能例如使僅具有可忽略的影響的測量誤差和/或在高壓系統(tǒng)內(nèi)燃料計量時的很小的誤差保持不被考慮到。
[0018]按本發(fā)明的計算單元例如機動車的控制器尤其在編程技術(shù)上被設(shè)置用于執(zhí)行按本發(fā)明的方法。
[0019]以計算機程序形式的所述方法的實施是有利的，因為這引起了尤為小的成本，特別是當實施的控制器還被用于其它的任務(wù)以及因此總歸存在時。用于提供計算機程序的合適的數(shù)據(jù)載體尤其是磁的、光的和電的存儲器，例如硬盤、閃存、EEPR0M、DVD等。經(jīng)由計算機網(wǎng)絡(luò)(英特網(wǎng)、以太網(wǎng)等)對程序的下載也是可行的。
[0020]本發(fā)明的其它優(yōu)點和設(shè)計方案從說明書以及所附的附圖中得出。
[0021]本發(fā)明借助實施例在附圖中示意性地示出以及在下文中參考附圖加以說明。
【附圖說明】
[0022]圖1a和Ib示意性示出了兩個內(nèi)燃機，在這兩個內(nèi)燃機中可以執(zhí)行按本發(fā)明的方法。
[0023]圖2示意性示出了內(nèi)燃機的氣缸，在該內(nèi)燃機中可以執(zhí)行按本發(fā)明的方法。
[0024]圖3在框圖中示出了按本發(fā)明的方法在優(yōu)選的實施形式中的流程。
【具體實施方式】
[0025]在圖1a中示意性地以及簡化地示出了內(nèi)燃機100，在該內(nèi)燃機中可以執(zhí)行按本發(fā)明的方法。內(nèi)燃機100例如具有四個燃燒室103和一進氣管106，進氣管例如連接在燃燒室103中的每個上。
[0026]進氣管106在此對于每個燃燒室103都具有第一燃料噴射器107，第一燃料噴射器在進氣管的各區(qū)段中布置在燃燒室前不遠處。燃料噴射器107因此用于進氣管噴射。所有的燃料噴射器107經(jīng)由輸入管路120連接到低壓管路上。此外，每一個燃燒室103都具有用于直接噴射的燃料噴射器111。
[0027]此外還示出了高壓蓄壓器112，亦即所謂的軌，用于直接噴射的燃料噴射器111被連接在高壓蓄壓器上。高壓蓄壓器112經(jīng)由輸入管路113連接在燃料供應(yīng)裝置上，燃料供應(yīng)裝置例如包括高壓栗，并且經(jīng)此，燃料在高壓蓄壓器中可以被帶到例如200至300 bar的壓力。此外在高壓蓄壓器112上還設(shè)有壓力傳感器130，用該壓力傳感器可以采集或測量在高壓蓄壓器112內(nèi)的燃料的壓力。
[0028]在圖1b中示意性地以及簡化地示出了另一個內(nèi)燃機200，在該內(nèi)燃機中可以執(zhí)行按本發(fā)明的方法。內(nèi)燃機100例如具有四個燃燒室103和一進氣管206，進氣管例如連接在燃燒室103中的每一個上。
[0029]進氣管206在此具有所有的燃燒室103共同的第一燃料噴射器207，該燃料噴射器被布置在進氣管中例如在此未示出的節(jié)流活門之后不遠處。第一燃料噴射器207因此用于進氣管噴射。燃料噴射器207經(jīng)由輸入管路220被連接到低壓管路上。此外，每一個燃燒室103都具有用于直接噴射的第二燃料噴射器111。此外，圖1a中所示的內(nèi)燃機100與內(nèi)燃機200相對應(yīng)。
[0030]兩個所示的內(nèi)燃機100和200因此具有所謂的雙系統(tǒng)，也就是說，具有進氣管噴射和直接噴射。區(qū)別僅在于進氣管噴射的類型。在例如圖1a所示的進氣管噴射期間，允許了個性化地針對每個燃燒室的燃料計量，這例如可以使用于更高價值的內(nèi)燃機，在圖1b中示出的進氣管噴射在其結(jié)構(gòu)上和其觸發(fā)上則更為簡單。兩個所示的內(nèi)燃機可以尤其指的是汽油馬達。
[0031]在圖2中示意性地以及簡化地、但比圖1a更為詳細地示出了內(nèi)燃機100的氣缸102。氣缸102具有燃燒室103，燃燒室通過活塞104的運動被擴大或縮小。
[0032]氣缸102具有進氣閥105，以便使空氣或燃料-空氣-混合物進入燃燒室103?？諝饨?jīng)由空氣輸送系統(tǒng)的進氣管106被輸送，第一燃料噴射器107處在該進氣管上。被吸入的空氣經(jīng)由進氣閥105進入到氣缸102的燃燒室103中。在空氣輸送系統(tǒng)中的節(jié)流活門112用于調(diào)整進入氣缸102中的所需的空氣質(zhì)量流量。
[0033]內(nèi)燃機可以在進氣管噴射的過程中運行。借助燃料噴射器107，在這個進氣管噴射的過程中將燃料噴入進氣管106，因而在那里形成了燃料-空氣-混合物，燃料-空氣-混合物經(jīng)由進氣閥105進入氣缸102的燃燒室103。
[0034]內(nèi)燃機也可以在直接噴射的過程中運行。為了這個目的，燃料噴射器111被安裝在氣缸102處，以便將燃料直接噴射到燃燒室103中。在這種直接噴射中，燃燒所需的燃料-空氣-混合物直接在氣缸102的燃燒室103內(nèi)形成。
[0035]氣缸102還配設(shè)有點火裝置110，例如火花塞，以便為了在燃燒室103內(nèi)啟動燃燒而產(chǎn)生火花。
[0036]燃燒廢氣在燃燒之后被從氣缸102經(jīng)由排氣系108排出。所述排出依賴于同樣布置在氣缸102處的排氣閥109的開口進行。進氣閥和排氣閥105、109被打開和關(guān)閉，以便以公知的方式實施內(nèi)燃機100的四沖程運行。
[0037]內(nèi)燃機100可以用直接噴射、用進氣管噴射或在混合運行中被運行。這實現(xiàn)了依賴于目前的運行點對用于運行內(nèi)燃機100的各最佳的運行方式的選擇。因此當內(nèi)燃機100在低的轉(zhuǎn)速下以及低的負荷下被運行時，該內(nèi)燃機可以例如在進氣管噴射運行中運行，以及當內(nèi)燃機以高的轉(zhuǎn)速和高的負荷運行時，該內(nèi)燃機可以在直接噴射運行中運行。
[0038]此外設(shè)置了用于控制內(nèi)燃機100的控制器115?？刂破?15可以使內(nèi)燃機100以直接噴射、進氣管噴射或混合運行被運行。
[0039]內(nèi)燃機100的參考圖2加以詳細闡釋的工作方式也可以傳遞給內(nèi)燃機200，區(qū)別僅在于，為所有的燃燒室或氣缸僅設(shè)一個共同的燃料噴射器。因此在進氣管噴射中或在混合運行中持久地觸發(fā)在進氣管中的唯一的燃料噴射器。
[0040]在圖3中在框圖中示出了按本發(fā)明的方法在優(yōu)選的實施形式中的流程。方法可以例如在如借助圖la、Ib和2闡釋的內(nèi)燃機中被執(zhí)行。
[0041]首先在步驟300中將內(nèi)燃機的運行調(diào)設(shè)成純粹的進氣管運行，也就是說，直接噴射被設(shè)置成不活躍。之前是否使用混合運行或純粹的直接噴射運行在此并不重要。利用直接噴射的不活躍地接通，也把在高壓蓄壓器中的壓力帶到這樣的值，該值處在在用于進氣管噴射的低壓區(qū)域中支配的壓力和高壓蓄壓器內(nèi)在直接噴射時使用的壓力之間。這個值可以例如是直接噴射所需的值的大約2/3，但實際上取決于所使用的系統(tǒng)，特別是取決于噴射器。
[0042]在步驟310中，現(xiàn)在監(jiān)視內(nèi)燃機在單個燃燒室內(nèi)的燃料-空氣-比例的偏差。為此可以例如借助拉姆達傳感器執(zhí)行廢氣測量。作為附加或備選，也可以監(jiān)視在一個或多個燃燒室中基于在各燃料-空氣-比例中過高的燃料份額造成的點火中斷。當現(xiàn)在這種點火中斷和/或由拉姆達傳感器測得的值與預(yù)定的值的偏差例如被識別為約大于閾值例如大約預(yù)定的值(例如λ < 0.9 )的10%時，那么識別到了偏差。
[0043]現(xiàn)在在步驟320中啟動對高壓蓄壓器中的壓力的檢查。為此可以例如使用壓力觀察器，特別是借助例如在高壓蓄壓器上的壓力傳感器。為此例如在使用壓力傳感器的情況下求出在高壓蓄壓器中的壓力以及將其與所存儲的值相比較，所存儲的值根據(jù)噴射壓力被存儲。在直接噴射不活躍時，在高壓蓄壓器中的值然后通常不會強烈地偏離這個值。不過當它偏離時，就存在燃料從高壓蓄壓器中的泄漏，這例如在燃料預(yù)輸送栗的故障排除之后表明了燃料泄漏通過噴射器或在高壓料箱和噴射器之間的區(qū)域中的其它構(gòu)件。
[0044]現(xiàn)在，在步驟330中評估對壓力的檢查或在此獲得的數(shù)據(jù)。若確定了壓力降，那么這給出了這樣的指示，即，很可能存在敞開的燃料噴射器、在高壓蓄壓器內(nèi)的裂縫、在輸入管路內(nèi)或燃料噴射器內(nèi)的裂縫，燃料因此從高壓系統(tǒng)泄漏到各燃燒室中。因而可以推斷出高壓系統(tǒng)內(nèi)的故障。為了識別壓力降，也可以例如規(guī)定閾值，從而在超過這個閾值使才識別到了壓力降。
[0045]若推斷出了高壓系統(tǒng)內(nèi)的故障，那么可以采取相應(yīng)的措施，例如故障存儲器輸入、向駕駛員發(fā)出警告或類似的。此外，也還可以附加地以經(jīng)由高壓系統(tǒng)基于故障被輸送的燃料量來修正在進氣管運行中被輸送的燃料量，以便例如達到更佳的排放值。
【主權(quán)項】
1.一種用于識別在內(nèi)燃機(100、200)的燃料輸送時的故障的方法，在該內(nèi)燃機中設(shè)置有進氣管噴射和直接噴射， 其中，為了直接噴射而設(shè)置高壓系統(tǒng)，該高壓系統(tǒng)包括高壓蓄壓器(112)以及包括用于內(nèi)燃機(10、200 )的每個燃燒室(103 )的用來計量來自高壓蓄壓器(112)的燃料的燃料噴射器(111)， 其中，當在直接噴射不活躍時識別到在燃燒室(103)至少之一中的燃料-空氣-比例與預(yù)定的值的偏差時，檢查在高壓蓄壓器(112)中的壓力，以及 其中，當接著識別到在高壓蓄壓器(112)中的不期望的壓力降時，推斷出在高壓系統(tǒng)中的在燃料輸送時的故障。2.按權(quán)利要求1所述的方法，其中，在燃燒室(103)至少之一中的燃料-空氣-比例與預(yù)定的值的偏差的識別包括對在內(nèi)燃機(100、200 )的排氣系(108 )中的拉姆達值的采集。3.按權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，在燃燒室(103)至少之一中的燃料-空氣-比例與預(yù)定的值的偏差的識別包括對在各燃燒室(103)中的點火中斷的識別。4.按前述權(quán)利要求任一項所述的方法，其中，在高壓系統(tǒng)內(nèi)的在燃料輸送時的故障包括敞開的燃料噴射器、在燃料噴射器(111)中的裂縫、在高壓蓄壓器(112)中和/或在從高壓蓄壓器(112)到燃料噴射器(111)的輸入管路中的裂縫。5.按前述權(quán)利要求任一項所述的方法，其中，高壓蓄壓器(112)中的壓力的檢查包括激活壓力觀察器。6.按前述權(quán)利要求任一項所述的方法，其中，高壓蓄壓器(112)內(nèi)的壓力的檢查包括借助在高壓系統(tǒng)處或高壓系統(tǒng)內(nèi)的壓力傳感器(130)的一次或多次測量。7.按前述權(quán)利要求任一項所述的方法，其中，在不活躍的直接噴射期間，在高壓蓄壓器(112)中的壓力被帶到在用于進氣管噴射的低壓系統(tǒng)中的低壓值之上的值。8.按前述權(quán)利要求任一項所述的方法，其中，在不活躍的直接噴射期間，在高壓蓄壓器(112)中的壓力被帶到處在用于直接噴射的運行值之下的值。9.按前述權(quán)利要求任一項所述的方法，其中，僅當在燃燒室(103)至少之一中的燃料-空氣-比例與預(yù)定的值的偏差計為大于閾值時，才識別所述偏差。10.—種計算單元(115)，其被設(shè)置用于執(zhí)行按前述權(quán)利要求中任一項所述的方法。11.一種計算機程序，所述計算機程序?qū)⒂嬎銌卧?115)觸發(fā)用于當該計算機程序在計算單元(115 )上實施時執(zhí)行按權(quán)利要求1至9中任一項所述的方法。12.—種能夠由機器讀取的存儲介質(zhì)，所述存儲介質(zhì)帶有存儲在該存儲介質(zhì)的上的按照權(quán)利要求11所述的計算機程序。
【文檔編號】F02M65/00GK106065838SQ201610246032
【公開日】2016年11月2日
【申請日】2016年4月20日 公開號201610246032.9, CN 106065838 A, CN 106065838A, CN 201610246032, CN-A-106065838, CN106065838 A, CN106065838A, CN201610246032, CN201610246032.9
【發(fā)明人】D.S.阿耶姆勒, O.阿本德羅特, J-C.阿諾爾德, A.布勞
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