(57)【要約】  本発明は、それぞれ作業室（２８，２９，３０）を制限する複数のポンプエレメント（２４，２５，２６）を備えており、前記作業室が、燃料を吸い込むことのできる低圧領域（３８）と、吸入弁（３２，３３，３４）を介して接続されており且つ内燃機関の燃料供給に役立つ中央の燃料高圧蓄え器（レール）（４４）を有する高圧領域と、吐出し弁（４０，４１，４２）を介して接続された高圧ポンプ（２０）の機能の検査法であって、燃料高圧蓄え器へ高圧ポンプ（２０）が低圧領域（３８）から吸い込んだ燃料を圧送し、該燃料の圧力をレール圧力センサ（５５）によって検出する形式のものに関する。  簡単且つ廉価に実施可能な検査法を提供するためには、高圧ポンプの組み込まれた状態で内燃機関の運転中に、レール圧力センサ（５５）によって検出された値を高圧ポンプ（２０）の機能を検査するために利用する。
2008509315.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ作業室（２８，２９，３０）を制限する複数のポンプエレメント（２４，２５，２６）を備えており、前記作業室が、燃料を吸い込むことのできる低圧領域（３８）と、吸入弁（３２，３３，３４）を介して接続されており且つ内燃機関の燃料供給に役立つ中央の燃料高圧蓄え器（レール）（４４）を有する高圧領域と、吐出し弁（４０，４１，４２）を介して接続されており、燃料高圧蓄え器に低圧領域（３８）から吸い込んだ燃料を圧送し、該燃料の圧力が、レール圧力センサ（５５）によって検出されるようになっている高圧ポンプ（２０）の機能の検査法において、  高圧ポンプが組み込まれた状態で内燃機関運転中に、レール圧力センサ（５５）によって検出された値を当該高圧ポンプ（２０）の機能を検査するために利用することを特徴とする、高圧ポンプの機能の検査法。
【請求項２】
検出された圧力値を外部の評価ユニットへ伝送するために、アダプタ装置をレール圧力センサ（５５）に接続する、請求項１記載の方法。
【請求項３】
検査を内燃機関のアイドリング運転中に行う、請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
レール圧力センサ（５５）の原信号を、レール圧力に関する測定値として使用する、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項５】
高圧ポンプ（４）の圧送量を増やすために、高圧ポンプ（４）に装備された圧力制御弁（８）を開放する、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
【請求項６】
燃料高圧蓄え器（４４）に装備された圧力制限弁（５２）を開くことによって、高圧ポンプの圧送量を増大させる、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
【請求項７】
圧力制限弁が開かれるまで高圧ポンプの圧送量を増やすために、高圧ポンプ（２０）に前置された調量ユニット（３６）を開放する、請求項６記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、それぞれ作業室を制限する複数のポンプエレメントを備えており、前記作業室が、燃料を吸い込むことのできる低圧領域と、吸込み弁を介して接続されており且つ内燃機関の燃料供給に役立つ中央の燃料高圧蓄え器（レール）を有する高圧領域と、吐出し弁を介して接続されており、燃料高圧蓄え器に低圧領域から吸い込んだ燃料を圧送し、該燃料の圧力が、レール圧力センサによって検出されるようになっている高圧ポンプの機能の検査法に関する。
【０００２】
従来技術
従来の検査法では、高圧ポンプを内燃機関から取り外して、特別な検査装置で検査する。
【０００３】
本発明の課題は、それぞれ作業室を制限する複数のポンプエレメントを備えており、前記作業室が、燃料を吸い込むことのできる低圧領域と、吸込み弁を介して接続されており且つ内燃機関の燃料供給に役立つ中央の燃料高圧蓄え器（レール）を有する高圧領域と、吐出し弁を介して接続されており、燃料高圧蓄え器に低圧領域から吸い込んだ燃料を圧送し、該燃料の圧力が、レール圧力センサによって検出されるようになっている高圧ポンプの機能の検査法を改良して、簡単且つ廉価に実施可能であり、更に、高圧ポンプの機能性に関して確実な判断を可能にする、高圧ポンプの機能の検査法を提供することにある。
【０００４】
発明の利点
この課題は、それぞれ作業室を制限する複数のポンプエレメントを備えており、前記作業室が、燃料を吸い込むことのできる低圧領域と、吸込み弁を介して接続されており且つ内燃機関の燃料供給に役立つ中央の燃料高圧蓄え器（レール）を有する高圧領域と、吐出し弁を介して接続されており、燃料高圧蓄え器に低圧領域から吸い込んだ燃料を圧送し、該燃料の圧力が、レール圧力センサによって検出されるようになっている高圧ポンプの機能の検査法において、高圧ポンプが組み込まれた状態で内燃機関運転中にレール圧力センサによって検出された値を、当該高圧ポンプの機能を検査するために利用することによって解決される。これにより、高圧ポンプの取外し及び特別な検査装置を省くことができる。
【０００５】
本発明による方法の有利な形態の特徴は、検出された圧力値を外部の評価ユニットへ伝送するために、アダプタ装置をレール圧力センサに接続するという点にある。アダプタ装置は、例えば接続ケーブル、特にオシロスコープケーブル用のインタフェースを備えた中間コネクタである。評価ユニットは、有利にはオシロスコープ又はオシロスコープ機能を備えたテスト装置である。内燃機関に組み込まれた制御装置を用いることも可能である。
【０００６】
本発明による方法の別の有利な形態の特徴は、検査を内燃機関のアイドリング運転中に行うという点にある。検査は、内燃機関の規定された別の運転状態において行うこともできる。但し、アイドリングにおける検査時に、本発明の枠内で明らかな成果が得られた。
【０００７】
本発明による方法の更に別の有利な形態の特徴は、レール圧力センサの原信号を、レール圧力に関する測定値として使用するという点にある。本発明の枠内で、内燃機関に所属する制御装置からのレール圧力センサの信号は、高圧ポンプの機能を検査するためには限定的にしか使用することができないということが判った。レール圧力センサの原信号によって、特にポンプ回転数とエンジン回転数との間の伝達比が比較的大きな場合に、著しく良好な結果が得られた。
【０００８】
本発明による方法の更に別の有利な形態の特徴は、高圧ポンプの圧送量を増やすために、高圧ポンプに装備された圧力制御弁を開放するという点にある。この圧力制御弁は開放状態において、高圧領域と低圧領域との間の接続を解放する。圧力制御弁を意図的に開放することにより、高圧ポンプの圧送量は人為的に増やされる。
【０００９】
本発明による方法の更に別の有利な形態の特徴は、燃料高圧蓄え器に装備された圧力制限弁を開放することによって、高圧ポンプの圧送量を増やすという点にある。圧力制限弁は、内燃機関の通常運転では閉じられており、燃料高圧蓄え器における例えば１８００ｂａｒの最大許容圧力を超過した場合に初めて、安全上の理由から開放される。この場合、圧力制限弁は、非常走行運転を可能にするために、燃料高圧蓄え器内の圧力を、例えば８００ｂａｒの比較的低い値へ下げるように調整する。圧力制限弁を意図的に開放することにより、高圧ポンプの圧送量は人為的に増やされる。
【００１０】
本発明による方法の更に別の有利な形態の特徴は、圧力制限弁が開かれるまで高圧ポンプの圧送量を増やすために、高圧ポンプに前置された調量ユニットを開放するという点にある。開放された調量ユニットを介して、例えば内燃機関のアイドリング運転で必要とされるよりも多くの燃料が、有利には吸込みの絞られた高圧ポンプに流入する。人為的に増やされた圧送量に基づいて、最終的には圧力制限弁が開放される。
【００１１】
以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。
【００１２】
図１にはコモンレール式の燃料噴射系が概略的に示されている。燃料タンクとも云う低圧容器１から燃料圧送ポンプ２により接続導管３を介して燃料が高圧ポンプ４へ圧送される。接続導管３内には溢流弁６が配置されている。低圧容器１、燃料圧送ポンプ２及び接続導管３には低圧が供給されており、従ってこれらの低圧容器１、燃料圧送ポンプ２及び接続導管３は低圧領域に対応する。
【００１３】
高圧ポンプ４には圧力制御弁８が取り付けられており、この圧力制御弁８は、導管９を介して低圧容器１に接続されている。更に、高圧ポンプ４からは高圧導管１０が出発しており、この高圧導管１０は高圧負荷された燃料を、コモンレールとも呼ばれる燃料高圧蓄え器１２に供給する。この高圧蓄え器１２からは通流リミッタ１３を介して複数の高圧導管１４が出発しており、これらの高圧導管１４は、高圧負荷された燃料を高圧蓄え器１２からインジェクタとも呼ばれる各噴射弁１５に供給する。これらの噴射弁１５の内、図１には図面を見やすくする理由から１つだけが示されている。高圧導管１０、高圧蓄え器１２、高圧導管１４及び噴射弁１５は高圧負荷された燃料を有しており、従って燃料噴射系の高圧領域に対応する。
【００１４】
燃料噴射弁１５からは、２つの区分１６，１７を有する戻し導管が低圧容器１に通じている。戻し導管の両区分１６，１７の間には圧力保持弁１８が接続されている。この圧力保持弁１８は、戻し導管の区分１６において約１．０ｂａｒの最低圧力を維持するために働く。燃料噴射系の運転は、電子制御装置１９によって制御される。
【００１５】
図２には、図１に示した燃料噴射系と類似の燃料噴射系が示されている。この燃料噴射系は高圧ポンプ２０を有しており、この高圧ポンプ２０は偏心軸区分２２を有する駆動軸２１によって駆動されている。偏心軸区分２２には、星形に配置された３つのピストン２４，２５，２６の端部が接触している。これらのピストン２４，２５，２６の駆動軸２１とは反対の側の端部は、ポンプ室とも呼ばれる作業室２８，２９，３０を制限している。これらの作業室２８，２９，３０は、それぞれ吸込み弁３２，３３，３４を介して調量ユニット３６の介在下で低圧領域３０に接続されている。
【００１６】
更に、作業室２８，２９，３０は吐出し弁４０，４１，４２を介してコモンレール、又は短縮してレールとも呼ばれる燃料高圧蓄え器４４に接続されている。この燃料高圧蓄え器４４からは、高圧導管４６，４７，４８，４９がそれぞれ燃料噴射弁（図示せず）に通じている。燃料高圧蓄え器４４は、圧力制限弁５２を介して低圧領域３０と接続している。更に、燃料高圧蓄え器４４にはレール圧力センサ５５が取り付けられており、このレール圧力センサ５５を介して燃料高圧蓄え器４４内の圧力が検出される。
【００１７】
高圧ポンプ２０は、燃料を低圧領域３０から燃料高圧蓄え器４４へ圧送するために使用される。吸込みに際しては吸込み弁３２，３３，３４が開放される一方で、吐出し弁４０，４１，４２は閉じられている。高圧ポンプ２０の圧送量は調量ユニット３６を介して制御可能である。燃料を燃料高圧蓄え器４４に圧送する場合は、吸込み弁３２，３３，３４は閉じられており且つ吐出し弁４０，４１，４２は開放されている。一点鎖線５８によって、調量ユニット３６、吸込み弁３２，３３，３４及び吐出し弁４０，４１，４２は高圧ポンプ２０に組み込まれているということが示唆されている。
【００１８】
本発明による検査法では、高圧ポンプを車両から取り外さずに、この高圧ポンプを車両のアイドリング運転において、車両に組み込まれた制御装置を使用せずにテストする。高圧ポンプの圧送量は、テスト時に圧力制限弁５２（図２参照）又は圧力制御弁８（図１参照）を開くことによって人為的に増やされる。この場合、圧力制御弁に一定に給電するか、又は圧力制御弁による圧力制御に切り換える必要がある。圧力制御弁による制御への切換えは、調量ユニットが接続されない場合は自動的に行われる。これにより、吸込み弁及び吐出し弁の機能を以下で説明するように別個に判定することが可能である。適当なソフトウェア機能を用いてテストの手順を自動化することも可能である。
【００１９】
本発明による検査法では、レール圧力センサ用ケーブルアダプタが、オシロスコープケーブル用のタップを備えた中間コネクタとして使用される。レール圧力センサの信号を評価するためには、オシロスコープが用いられる。択一的に既存のテスト装置のオシロスコープ機能が利用可能である。
【００２０】
本発明による方法は以下のように機能する。
【００２１】
エンジンはアイドリング回転状態にある。レール圧力センサ用ケーブルアダプタが接続されている。最初の測定時には、圧力制限弁は閉じられている。エンジンは６００ｒｐｍで回転している。ポンプ回転数とエンジン回転数との間の伝達比は５：３である。従って、高圧ポンプは１０００ｒｐｍで回転している。１０００ｒｐｍは１６．６６回転／秒に相当する。つまり、例えば弁内に引っかかった粒子や不密な弁座等に基づき不良な吐出し弁においては、１６．６６回転／秒すると特徴的なレール圧力振動が発生する。この振動の周波数は、吸込み弁又は吐出し弁が不良であるか否かには関係しない。所属の周期は０．０６秒である。この運転ポイントにおいて、レール圧力を噴射と同期的に、即ち各噴射の直前に測定する。２回転毎に噴射される。これに基づいて、６気筒の場合は各気筒につき毎秒５回の噴射、つまり毎秒３０噴射が生ぜしめられる。これは３０Ｈｚ又は０．０３３秒に相当する。従って、振動は内燃機関に組み込まれた制御装置からのレール圧力センサ信号を介しては、不十分にしか検出されない恐れがある。付加的に、前記信号を制御装置において再度フィルタリングする。とりわけ伝達比が５：３よりも大きな場合は、制御装置を介した検出は薦められない。従って、本発明による方法の１実施例では、車両に組み込まれた制御装置からの信号ではなく、レール圧力センサの原信号をレール圧力の測定値として使用する。
【００２２】
図３には、レール圧力センサの原信号がボルトで秒単位の時間にわたって示されている。噴射量は１０ｍｇに調節されている。圧力制限弁は閉じられている。レール圧力センサの原信号は、観察時間スパンにわたって比較的一定の約１．４ボルトの値を有している。つまり、レール圧力は安定している。
【００２３】
図４では１つの吸込み弁が不良である。図３と比較して著しい相違点は見られない。それというのも、１つの吸込み弁が不良の場合は、残りの２つのポンプエレメントが十分な量を補給するので、小さな圧送量によってアイドリング中に大きな振幅の振動が発生することはない。不良な吸込み弁を備えたポンプエレメントに設けられた吐出し弁は常時閉じられたままである。
【００２４】
図５には、１つの吐出し弁が不良の場合のレール圧力センサの原信号が、時間にわたって示されている。図５に見られるように、レール圧力センサの原信号はおよそ１．３〜１．５ボルトの間で変動している。不良な吐出し弁が閉じないので、振動が発生している。従って、所属のピストンの圧送行程において規定された量が燃料高圧蓄え器に圧送されるが、当該量は、続くピストンの吸込み行程において不良な吐出し弁を介して再び吸い込まれてしまう。これにより、規定された量の燃料が高圧領域内で往復して押し退けられ、このことが図５に示した振動を生ぜしめる。
【００２５】
本発明による検査法の第２部において、エンジンは依然としてアイドリング回転している。圧送量を増やすためには、制御装置の特別な機能を介して調量ユニットを開放する。増やされた圧送量により、圧力制限弁が開放される。同じ作用は、高圧ポンプに設けられた圧力制御弁が低圧領域へ開かれた場合に得られる。
【００２６】
図６では、前記の人為的なレール圧力の増大に際して、レール圧力センサの原信号が約１．４から約２．５に上昇するということが判る。
【００２７】
図７には、１つの吸込み弁が不良の場合のレール圧力センサの原信号が、時間にわたって示されている。比較的高い圧力において、図５に示したものと同じ周波数を有する振動が発生している。それというのも、不良な吸込み弁に基づいて１つのポンプエレメントが圧送していないからである。圧力が高められ且つ圧送量が増大された状態では、このポンプエレメントの欠陥は残りの２つのポンプエレメントによっては補償されない。
【００２８】
図８には、１つの吐出し弁が不良の場合のレール圧力センサの原信号が、時間にわたって示されている。この場合も同じ周波数の振動が発生している。
【００２９】
開放された圧力制限弁と閉鎖された圧力制限弁とによる２つのポンプ動作の比較を介して、高圧ポンプ内の吸込み弁又は吐出し弁が不良であるか否かが検出可能である。本発明による検査法によって、不良な高圧ポンプの疑いがある場合は全てのポンプエレメントの圧送機能を検査し延いては間接的に調量ユニットはエラー原因から排除され得る。更に、ポンプの不均一な圧送を、異なる開放圧を有する吸込み弁によって検知することができる。それというのも、異なる開放圧は類似の振動特性をもたらすからである。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】圧力制御弁を有する高圧ポンプを備えた燃料噴射系の概略図である。
【図２】調量ユニットが前置された高圧ポンプを備えた燃料噴射系の概略図である。
【図３】正常な高圧ポンプにおけるレール圧力センサの電圧ジョブを時間にわたって示した図である。
【図４】不良な吸込み弁におけるレール圧力センサの電圧ジョブを時間にわたって示した図である。
【図５】不良な吐出し弁におけるレール圧力センサの電圧ジョブを時間にわたって示した図である。
【図６】開放された圧力制限弁及び正常な高圧ポンプにおけるレール圧力センサの電圧ジョブを時間にわたって示した図である。
【図７】開放された圧力制限弁及び不良な吸込み弁におけるレール圧力センサの電圧ジョブを時間にわたって示した図である。
【図８】開放された圧力制限弁及び不良な吐出し弁におけるレール圧力センサの電圧ジョブを時間にわたって示した図である。
【図１】
2008509315.tif 000003
【図２】
2008509315.tif 000004
【図３】
2008509315.tif 000005
【図４】
2008509315.tif 000006
【図５】
2008509315.tif 000007
【図６】
2008509315.tif 000008
【図７】
2008509315.tif 000009
【図８】
2008509315.tif 000010
【国際調査報告】
2008509315.tif 000011
2008509315.tif 000012
2008509315.tif 000013
2008509315.tif 000014