專利名稱：用于診斷內(nèi)燃機(jī)燃料供給系統(tǒng)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及按照權(quán)利要求1的前序部分的用于診斷內(nèi)燃機(jī)的燃料供給系統(tǒng)的方法。
背景技術(shù)：
公知的是，除了CNG(壓縮天然氣)以外，LPG(液化石油氣)也作為可能的替代燃料應(yīng)用于汽車領(lǐng)域。在這種構(gòu)思的范圍內(nèi)目前基于LNG(液化天然氣)和H2(氫氣)作為替代燃料的驅(qū)動被討論。尤其是所謂的雙驅(qū)動概念目前越來越多地被開發(fā)，其中一種公知的內(nèi)燃機(jī)不但可以用第一種液態(tài)燃料，而且也可以用第二種液態(tài)或氣態(tài)燃料驅(qū)動。
文獻(xiàn)DE10255345A1描述了汽車的LPG-燃料供給系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有一個布置在LPG燃料箱內(nèi)的燃料泵。借助于燃料泵使LPG-燃料處于超壓狀態(tài)下，使得LPG-燃料在燃料供給管道中以液態(tài)存在。該被置于壓力下的LPG-燃料借助于內(nèi)燃機(jī)的噴嘴供給。在燃料供給管道中設(shè)置一截止閥以及測壓點(diǎn)和測溫點(diǎn)。另外設(shè)置一帶壓力調(diào)節(jié)閥的燃料回流管道。
在文獻(xiàn)JP2003328858A中示出了另一種用于給內(nèi)燃機(jī)供給液態(tài)LPG-燃料的系統(tǒng)。在該系統(tǒng)的燃料供給管道和回流管道中設(shè)置相應(yīng)的截止閥。
在文獻(xiàn)DE19513158A1中描述一種用來識別燃料供給系統(tǒng)不密封性的裝置，例如一個不是無瑕疵關(guān)閉的燃料噴嘴。為此在燃料供應(yīng)系統(tǒng)中的燃料壓力，例如在內(nèi)燃機(jī)的推動過程中或在內(nèi)燃機(jī)和燃料泵關(guān)閉之后通過測量技術(shù)獲得。燃料壓力的曲線被讀入計算裝置中并與一規(guī)定的曲線走向作比較。在測量的和設(shè)定的燃料壓力的曲線之間的被探測到的偏差情況下觸發(fā)誤差指示。
然而為了探測例如在一公知的LPG-燃料供給系統(tǒng)如一個不是無瑕疵關(guān)閉的燃料噴嘴中不密封性，在文獻(xiàn)DE19513158A1中已知的裝置不合適。LPG-燃料通常只由丁烷、丙烷或者這兩種氣體的組合而組成。這些氣體根據(jù)與溫度有關(guān)的飽和蒸汽壓力在通常的環(huán)境條件下位于從液態(tài)到氣態(tài)的相變的附近。在關(guān)閉燃料泵的情況下在燃料供給系統(tǒng)的部分中會出現(xiàn)局部的溫度過高，這會引起LPG-燃料從液態(tài)到氣態(tài)的相變。對此的原因是缺少散熱，其在內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動時通過在發(fā)動機(jī)和燃料箱之間的LPG-燃料循環(huán)實(shí)現(xiàn)。在LPG-燃料的部分這樣的相變時在LPG-燃料供給系統(tǒng)中產(chǎn)生可壓縮的區(qū)域，所述區(qū)域在關(guān)閉燃料泵后在燃料壓力的曲線測量中導(dǎo)致不可重復(fù)的燃料壓力波動且因此不能用于LPG-燃料供應(yīng)系統(tǒng)的密封性的評估。
當(dāng)總的燃料供給系統(tǒng)的溫度處于一個統(tǒng)一的水平上時，因此通過公知的裝置對燃料供給系統(tǒng)的不密封性的檢測是可以想象的。與較長的內(nèi)燃機(jī)靜止?fàn)顟B(tài)有關(guān)給出為此所必需的時間。因?yàn)樵谕瓿蓪θ剂瞎┙o系統(tǒng)不密封性的檢測以后未知地保持一更長的靜止?fàn)顟B(tài)持續(xù)時間，所述檢測的結(jié)果不反映繼續(xù)的運(yùn)行。
另外由于LPG-燃料的特性要有條件地考慮的是，值得一提的燃料壓降在具有由管路單元、連接單元和定量單元的單獨(dú)的單元組成的較大容量的LPG-燃料供給系統(tǒng)中僅僅與一巨大的泄漏量有關(guān)地可測地及可評價地表現(xiàn)出來。由液態(tài)LPG-燃料的泄漏量可產(chǎn)生的大約250倍數(shù)量的氣態(tài)燃料和大約15000倍數(shù)量的爆炸混合物。因此在燃料供給系統(tǒng)的總的容量中LPG-燃料壓力基礎(chǔ)上的燃料壓降與風(fēng)險相聯(lián)系。因此需要能夠識別小的泄漏量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，使內(nèi)燃機(jī)的燃料供給系統(tǒng)的診斷成為可能。檢測應(yīng)以簡單的方式用盡可能少的費(fèi)用，在短的時間內(nèi)并且在內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行過程中以低風(fēng)險地實(shí)現(xiàn)。
因此按本發(fā)明該目的通過如下措施達(dá)到，為了診斷燃料供給系統(tǒng)，燃料壓力檢測在單獨(dú)可關(guān)閉的容積內(nèi)進(jìn)行。燃料供給系統(tǒng)的單獨(dú)的容積通過關(guān)閉在燃料供給管道和燃料回流管道中的截止閥形成。燃料壓力檢測在燃料壓力和燃料溫度的測量基礎(chǔ)上進(jìn)行且與在燃料供給管道和燃料回流管道中的截止閥的打開和關(guān)閉一起是處理流程的組成部分。過程控制通過與診斷分析模塊相連接的運(yùn)行控制模塊轉(zhuǎn)換。另外在處理流程的開始之前檢測對于接下來的診斷在燃料供給系統(tǒng)中是否存在足夠大的燃料壓力。除此之外，在處理流程中包含一燃料供給系統(tǒng)的預(yù)處理。此預(yù)處理的目的是為接下來的燃料供給系統(tǒng)的診斷作有利的溫度條件的調(diào)整。此預(yù)處理以用燃料沖洗燃料供給系統(tǒng)的形式進(jìn)行。燃料供給系統(tǒng)的按本發(fā)明的診斷流程的結(jié)果是提供用于打開燃料供給系統(tǒng)的決定基礎(chǔ)。
本發(fā)明的一主要優(yōu)點(diǎn)是，通過在燃料供給系統(tǒng)的單個可關(guān)閉的容積內(nèi)進(jìn)行的燃料壓力檢測可以識別出微小的液態(tài)燃料的泄漏量。此外，通過燃料壓力檢測可推測燃料泵、截止閥的功能效率能及燃料供給管道和回流管道的狀態(tài)。用于診斷燃料供給系統(tǒng)的方法的另一個優(yōu)點(diǎn)是，通過燃料供給系統(tǒng)的預(yù)處理根據(jù)內(nèi)燃機(jī)和燃料的溫度狀況為在燃料壓力測量的基礎(chǔ)上分析燃料供給系統(tǒng)的密封性創(chuàng)造有利條件，由于以此種方式可以在燃料供給系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)散熱以及減小壓縮區(qū)域。因此，在處理流程的開始之前進(jìn)行檢測，對于接下來的診斷在燃料供給系統(tǒng)中是否存在一足夠的燃料壓力，這樣可避免不必要的診斷過程時間。在本發(fā)明的意義上被視為同等價值的是，對于燃料壓力檢測所需的燃料壓力不是通過燃料泵，而是通過在燃料箱和燃料供給系統(tǒng)的其他組成部分之間存在的驅(qū)動的壓差提供。
其他有利的構(gòu)造在從屬權(quán)利要求中描述，它們連同其效果被詳述。


在此舉例說明按本發(fā)明的方法的應(yīng)用。在附圖中示出圖1燃料供給系統(tǒng)的示意圖，圖2按本發(fā)明的方法的框圖，圖3燃料壓力檢測的流程圖。
具體實(shí)施例方式
在圖1中示出了例如LPG-燃料的燃油供給系統(tǒng)的示意圖。液態(tài)LPG-燃料存儲在燃料箱1中。在燃料供給管道3中的液態(tài)LPG-燃料借助于燃料泵2輸送到共軌4中。在共軌4處設(shè)置至少一個燃料噴嘴5。在燃料噴嘴5處未被抽取的LPG-燃料將在燃料回流管道6中返回輸送到燃料箱1中。在燃料供給管道3和燃料回流管道6中設(shè)置截止閥7和8。在燃料箱1中設(shè)置一測溫點(diǎn)9且在共軌4中設(shè)置一測壓點(diǎn)10。燃料噴嘴5、燃料泵2、截止閥7和8以及測溫點(diǎn)9和測壓點(diǎn)10除了用于探測吸入和冷卻水的溫度的元件外與一控制器11相連接?？刂破?1與當(dāng)今的現(xiàn)有技術(shù)相應(yīng)，也就是說，此外該控制器用于探測測量值，運(yùn)行數(shù)據(jù)及功能數(shù)據(jù)的永久和非永久的存儲以及后續(xù)處理，還有控制信號的輸出。
按本發(fā)明的方法的框圖在圖2中示出。在共軌壓力模塊12中計算在共軌4和燃料箱1之間由燃料泵2產(chǎn)生的燃料壓力差。對于燃料供給系統(tǒng)的診斷所需的、基于共軌壓力模塊12以及其他測量的和模擬的數(shù)值的燃料壓力檢測設(shè)置在功能模塊13中且其結(jié)果打包在一狀態(tài)字中，該狀態(tài)字傳遞到診斷分析模塊14上。診斷分析模塊14與運(yùn)行控制模塊16相耦合，其轉(zhuǎn)換過程控制(Processführung)。如果在燃料供給系統(tǒng)中無錯誤，在功能模塊15中一特征值形成為用于打開燃料供給系統(tǒng)的決定基礎(chǔ)。
通過共軌壓力模塊12計算在燃料箱1和共軌4之間由燃料泵2產(chǎn)生的燃料壓力差。對此的基礎(chǔ)是一對于相應(yīng)的燃料供給系統(tǒng)可自由確定參數(shù)的特性曲線，此特性曲線描述了根據(jù)燃料泵2的輸出功率在燃料箱1和共軌4之間的燃料壓力差。燃料泵2的輸出功率例如從車輛電氣系統(tǒng)電壓ub中導(dǎo)出。此外，在燃料箱1和共軌4之間的燃料壓力差圍繞基于在測量點(diǎn)9處得到的燃料溫度值修正。
在圖3中描述了來自于功能模塊13的燃料壓力檢測的過程。在第一個步驟中檢測，在燃料供給系統(tǒng)中的燃料壓力是否處于明顯高于一在控制器11中存儲的、接近于環(huán)境壓力的值或是否高于一在其他實(shí)施方式中通過測量技術(shù)探測的環(huán)境壓力。
若在燃料供給系統(tǒng)中的燃料壓力不是明顯高于環(huán)境壓力，則不能識別燃料供給系統(tǒng)的不密封性，由于沒有燃料壓力降與泄漏量的泄漏有聯(lián)系。如此的狀態(tài)在低的外部溫度情況下在使用丁烷作為LPG-燃料時可預(yù)測。
第一個步驟的結(jié)果將傳遞到診斷分析模塊14和運(yùn)行控制模塊16上，其通過燃料泵2的控制在燃料供給系統(tǒng)中形成一燃料壓力?，F(xiàn)在在燃料供給系統(tǒng)中燃料壓力明顯高于環(huán)境壓力。
在第二個步驟中首先關(guān)閉在燃料供給管道3和燃料回流管道6中的截止閥7和8。對于在燃料供給管道6中關(guān)閉的截止閥7和8，現(xiàn)有檢測在共軌4的測壓點(diǎn)10處探測的燃料壓力是否下降低于在燃料箱1中的燃料壓力加上一自由確定參數(shù)的壓力閾值。用此種方式可對不密封性例如一個不是無瑕疵關(guān)閉的燃料噴嘴5進(jìn)行封閉。在燃料箱1中的燃料壓力在測溫點(diǎn)9處獲得的燃料溫度值的基礎(chǔ)上得到在共軌4處測量的燃料壓力及在控制器11中存儲的在飽和蒸汽壓力和溫度之間的功能性關(guān)系。在其他的實(shí)施樣式中在燃料箱1中的燃料壓力可通過測量技術(shù)探測。
第二個步驟的結(jié)果將傳遞到診斷分析模塊14和運(yùn)行控制模塊16上，其根據(jù)以上提及的燃料壓力檢測的結(jié)果中斷或繼續(xù)執(zhí)行燃料壓力檢測的進(jìn)一步過程。以此為前提繼續(xù)進(jìn)行檢測過程。
在第三個步驟中打開在燃料供給管道3中的截止閥7。在燃料回流管道6中的截止閥8保持關(guān)閉。接下來檢測燃料泵2是否達(dá)到或不允許超過相應(yīng)的燃料壓力閾值，在此在共軌4中測得的燃料壓力同一值相對照，此值由一在共軌4和燃料箱1之間的燃料壓力差和一可自由確定參數(shù)的壓力形成系數(shù)的乘積及在燃料箱1中的燃料壓力構(gòu)成。在燃料箱1中的燃料壓力基于在測溫點(diǎn)9處獲得的燃料溫度值、在共軌4處測量的燃料壓力及在控制器11中存儲的在飽和蒸汽壓力和溫度之間的功能性關(guān)系獲得。在其他的實(shí)施樣式中在燃料箱1中的燃料壓力可通過測量技術(shù)得到。
以此種方式可以對一個非全功率的燃料泵2、添加的燃料供給管道3或燃料回流管道6以及可以對有故障的始終關(guān)閉的在燃料供給管道3和燃料回流管道6中的截止閥7或8進(jìn)行反向關(guān)閉，因?yàn)樵诖朔N情況下不達(dá)到或不允許超過相應(yīng)的燃料壓力閾值。
第三個步驟的結(jié)果將傳遞到診斷分析模塊14和運(yùn)行控制模塊16上。如果在燃料供給系統(tǒng)中無錯誤，在功能模塊15中一特征值形成為用于打開燃料供給系統(tǒng)的決定基礎(chǔ)。
在另一個實(shí)施樣式中除了對單個的過程步驟靜態(tài)的壓力檢測外還規(guī)定一燃料壓力梯度的探測以及與在控制器11中存儲的值進(jìn)行比較。
此外，根據(jù)內(nèi)燃機(jī)和燃料溫度關(guān)系為燃料壓力檢測配設(shè)燃料供給系統(tǒng)的預(yù)處理。此預(yù)處理將基于燃料供給系統(tǒng)的最短沖洗時間的計算轉(zhuǎn)換。吸入空氣、冷卻劑和LPG-燃料的溫度需要考慮。燃料供給系統(tǒng)的沖洗的執(zhí)行對每個過程步驟將通過診斷分析模塊14單獨(dú)確定。
附圖標(biāo)記清單1燃料箱2燃料泵3燃料供給管道4共軌5燃料噴嘴6燃料回流管道7燃料供給管道上的截止閥8燃料回流管道上的截止閥9測溫點(diǎn)10測壓點(diǎn)11控制器12功能模塊共軌模塊13功能模塊燃料壓力檢測14功能模塊診斷分析15功能模塊打開裝置
16功能模塊運(yùn)行控制ub車輛電氣系統(tǒng)電壓
權(quán)利要求
1.用于診斷內(nèi)燃機(jī)的燃料供給系統(tǒng)的方法，該燃料供給系統(tǒng)包括一個燃料的燃料箱(1)、燃料泵(2)、燃料供給管道(3)、共軌(4)、至少一個燃料噴嘴(5)、燃料回流管道(6)、一個或多個截止閥(7和8)、至少一個測溫點(diǎn)(9)、至少一個測壓點(diǎn)(10)、控制器(11)以及用于探測吸入和冷卻劑溫度的元件，其特征在于，為了診斷燃料供給系統(tǒng)，在燃料供給系統(tǒng)的一單獨(dú)的可關(guān)閉的容積內(nèi)進(jìn)行燃料壓力檢測。
2.按權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，燃料供給系統(tǒng)的單獨(dú)的容積通過在燃料供給管道(3)和/或燃料回流管道(6)中的截止閥(7和/或8)關(guān)閉構(gòu)成。
3.按權(quán)利要求1和2所述的方法，其特征在于，燃料壓力檢測包括如下步驟-關(guān)閉燃料供給管道(3)和燃料回流管道(6)中的截止閥(7和8)；-對于在燃料供給管道(3)和回流管道(6)中關(guān)閉的截止閥(7和8)，檢測在共軌(4)的測壓點(diǎn)(10)處獲得的燃料壓力是否下降低于在燃料箱(1)中的燃料壓力加上一可自由確定參數(shù)的壓力閾值；-打開在燃料供給管道(3)中的截止閥(7)；-檢測起動的燃料泵(2)是否達(dá)到或不允許超過相應(yīng)的燃料壓力閾值，其中在共軌(4)中測得的燃料壓力與一值相對比，此值由一在共軌(4)和燃料箱(1)之間的燃料壓力差與一可自由確定參數(shù)的壓力形成系數(shù)的乘積及在燃料箱(1)中的燃料壓力構(gòu)成。
4.按權(quán)利要求1到3所述的方法，其特征在于，在燃料箱(1)中的燃料壓力基于測溫點(diǎn)(9)處獲得的燃料溫度值、在共軌(4)處測量的燃料壓力及在控制器(11)中存儲的在飽和蒸汽壓力和溫度之間的功能性的關(guān)系得出或者通過測量技術(shù)探測。
5.按權(quán)利要求1到4所述的方法，其特征在于，在共軌(4)和燃料箱(1)之間的燃料壓力差通過共軌壓力模塊(12)獲得。
6.按權(quán)利要求1到5所述的方法，其特征在于，共軌壓力模塊(12)的基礎(chǔ)是對相應(yīng)燃料供給系統(tǒng)可自由確定參數(shù)的特性曲線，此特性曲線描述了根據(jù)燃料泵(2)的輸出功率在燃料箱(1)和共軌(4)之間的燃料壓力差。
7.按權(quán)利要求1到6所述的方法，其特征在于，燃料泵(2)的輸出功率從車輛電氣系統(tǒng)電壓(ub)中導(dǎo)出。
8.按權(quán)利要求1到7所述的方法，其特征在于，在燃料箱(1)和共軌(4)之間的燃料壓力差圍繞一基于在測量點(diǎn)(9)處得到的燃料溫度值修正。
9.按權(quán)利要求1到8所述的方法，其特征在于，燃料壓力檢測和在燃料供給管道(3)和/或回流管道(6)中的截止閥(7和/或8)關(guān)閉是處理流程的組成部分。
10.按權(quán)利要求1到9所述的方法，其特征在于，處理流程的包括如下步驟-計算共軌(4)和燃料箱(1)之間的壓力差，燃料泵(2)借助于共軌壓力模塊(12)產(chǎn)生此壓力差；-基于共軌壓力模塊(12)、在共軌(4)的測壓點(diǎn)(10)處獲得的燃料壓力以及在燃料箱(1)中的燃料壓力在功能模塊(13)上檢測燃料壓力；-將燃料壓力檢測的結(jié)果傳遞到診斷分析模塊(14)上；-形成一作為打開燃料供給系統(tǒng)的決定基礎(chǔ)的特征值。
11.按權(quán)利要求1到10所述的方法，其特征在于，過程控制通過與診斷分析模塊(14)相耦合的運(yùn)行控制模塊(16)轉(zhuǎn)換。
12.按權(quán)利要求1到11所述的方法，其特征在于，在處理流程的開始之前檢測，在燃料供給系統(tǒng)中的燃料壓力是否處于明顯高于一在控制器(11)中存儲的、接近于環(huán)境壓力的值或高于一通過測量技術(shù)獲得的環(huán)境壓力。
13.按權(quán)利要求1到12所述的方法，其特征在于，如果燃料壓力不是明顯高于環(huán)境壓力，通過診斷分析模塊(14)和過程控制(16)導(dǎo)入燃料泵(2)的控制以便提高燃料壓力。
14.按權(quán)利要求1到13所述的方法，其特征在于，除了對單個的過程步驟靜態(tài)的燃料壓力檢測外，還檢測一燃料壓力梯度以及將其與在控制器(11)中存儲的值比較。
15.按權(quán)利要求1到14所述的方法，其特征在于，根據(jù)吸入空氣的溫度、內(nèi)燃機(jī)和燃料的冷卻劑給燃料壓力檢測配設(shè)燃料供給系統(tǒng)的預(yù)處理。
16.按權(quán)利要求1到15所述的方法，其特征在于，燃料供給系統(tǒng)的預(yù)處理以用燃料沖洗的形式進(jìn)行。
17.按權(quán)利要求1到16所述的方法，其特征在于，預(yù)處理在計算燃料供給系統(tǒng)的最短沖洗時間的基礎(chǔ)上進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
18.按權(quán)利要求1到16所述的方法，其特征在于，對于每個過程步驟將通過診斷分析模塊(14)單獨(dú)地確定燃料供給系統(tǒng)的沖洗的進(jìn)行。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于診斷優(yōu)選由氣體驅(qū)動或雙驅(qū)動的內(nèi)燃機(jī)燃料供給系統(tǒng)的方法。在此已知的診斷裝置根據(jù)在燃料箱或在整個系統(tǒng)中的壓力檢測識別泄漏損失。本發(fā)明的目的在于，燃料供給系統(tǒng)的診斷用盡可能少的費(fèi)用、在短時間內(nèi)同時在內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行過程中實(shí)現(xiàn)。特別是應(yīng)考慮在內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行中波動的溫度和壓力關(guān)系。按本發(fā)明燃料壓力檢測在燃料供給系統(tǒng)的單獨(dú)可關(guān)閉的容積內(nèi)進(jìn)行，優(yōu)選地通過單獨(dú)可關(guān)閉的閥(7，8)分隔出供給系統(tǒng)的規(guī)定的部分區(qū)域且借助于壓力檢測進(jìn)行診斷。
文檔編號F02M63/02GK101014764SQ200580024030
公開日2007年8月8日 申請日期2005年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月19日
發(fā)明者H·克萊因, B·貝克爾 申請人:奧迪股份公司, Iav有限公司