(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関に設けられた燃料供給システムで漏れを検出するための検出装置であって、内燃機関を制御するための制御装置（２３）が設けられており、該制御装置（２３）に所要の特性量が入力されるようになっており、前記制御装置（２３）が所要の演算を実施して、対応する制御量を形成するようになっており、燃料供給システム内で燃料が燃料ポンプ（１１）によって加圧されて燃料容器から圧送されて、対応する管路を介して噴射弁（１５）に流入するようになっており、燃料圧を連続的に測定して測定量を前記制御装置（２３）に入力する圧力センサ（２４）が設けられており、前記制御装置（２３）が、燃料ポンプ（１１）の遮断後に燃料圧の経過を求めて、該経過を予め規定可能な経過と比較し、求められた燃料圧の経過が、予め規定された燃料圧の経過から偏差を有していることが検出されると前記制御装置（２３）がエラー表示を発動させる形式のものにおいて、前記制御装置（２３）が、エンジンブレーキ運転の検知を実施し、エンジンブレーキ運転が検知されると、前記制御装置（２３）の制御によって電気燃料ポンプ（１１）が遮断されて、漏れ検出が実施されるようになっていることを特徴とする、燃料供給システムで漏れを検出するための検出装置。
【請求項２】
圧力センサとして差圧センサが使用されており、該差圧センサが、燃料供給路と燃料戻し路との間の差圧を測定し、燃料ポンプの遮断後の差圧の勾配（ｇｒａｄδｐ）が求められ、該勾配が、少なくとも１つの下側もしくは上側の閾値（ＳＷｕ；ＳＷｏ）と比較され、差圧の勾配が上側の閾値（ＳＷｏ）よりも大きいか、もしくは下側の閾値（ＳＷｕ）よりも小さい場合にエラー検知が行われる、請求項１記載の検出装置。
【請求項３】
燃料圧（ｐ）を測定するための圧力センサが燃料分配器（１４）に配置されており、燃料容器（１０）に通じた戻し管路（１７）の出口に圧力保持弁（１８）が設けられている、請求項１記載の検出装置。
【請求項４】
燃料戻し管路内での漏れ検出を可能にする目的で、燃料容器（１０）に通じた燃料戻し管路の出口に圧力保持弁が設けられている、請求項１から３までのいずれか１項記載の検出装置。
【請求項５】
前記制御装置で付加的に燃料不良の検出が行われ、該検出により、どのシリンダで燃焼が行われなかったのかが検出され、燃料不良の検出と、漏れ検出とが互いに組み合わされて、どの噴射弁が不密であるのかが明確に特定される、請求項１から４までのいずれか１項記載の検出装置。
【発明の詳細な説明】
背景技術
本発明は、請求項１の上位概念部に記載の形式の、内燃機関に設けられた燃料供給システムにおける漏れを検出するための検出装置から出発する。
内燃機関を備えた自動車では、燃料が電気燃料ポンプによって燃料容器から圧送されて、燃料管路を介して噴射弁に供給される。過剰燃料は通常、戻し管路を介して燃料容器に戻される。常時十分な量の燃料が提供されるようにするために、燃料は電気燃料ポンプによって正圧で圧送され、この場合、電気燃料ポンプの制御は適当な方法で行なわれ、たとえば燃料圧を測定して、評価の目的で使用することにより行われる。
幾つかの燃料供給システムでは戻し管路が不要にされる。この場合、必要に応じて燃料圧送量の制御が行われる。両燃料供給システムにおいては、燃料循環路内の漏れもしくは不密性を確実かつ信頼性良く検出することが必要である。なぜならば、さもないと第１には燃料の流出または燃料蒸気の流出が、許容し得ない放出値を招く恐れがあり、第２には不密な噴射弁において事情によっては機関損傷が生じる恐れがあるからである。このような機関損傷、この不密な噴射弁に基づき不本意に燃料が機関シリンダ内に流入する場合に生じる。
このような問題設定から出発して、不密な噴射弁を検知することができるか、またはタンク空気抜きシステムとの関連で漏れ検出を実施することのできる方法もしくは装置が既に公知である。このような方法もしくは装置は、たとえばドイツ連邦共和国特許出願公開第４２４３１７８号明細書またはドイツ連邦共和国特許出願公開第４０４０８９６号明細書に開示されている。上記ドイツ連邦共和国特許出願公開第４２４３１７８号明細書には、内燃機関の始動時にその都度、まだ燃料が噴射されていないシリンダをも点火させることにより、不密な噴射弁を検知する方法が記載されている。このような点火が回転数の、検出可能な増大をもたらすと、所属の噴射弁が不密であるにちがいないので、燃料が当該シリンダに流入できたわけである。
上記ドイツ連邦共和国特許出願公開第４０４０８９６号明細書に基づき公知の、タンク空気抜きシステムのシール性を検査するための方法もしくは装置では、タンク空気抜き弁の開放後にタンク内に形成される負圧が予想した通りに変化するかどうかがチェックされる。このためには設備全体が適正に機能しているかどうかが監視され、負圧形成勾配が予め規定可能な閾値よりも下にあると、この設備は適正に機能していないと判断される。
内燃機関の燃料供給システムの部分範囲において不密性を検出するための上記２つの公知のシステムは、かなり手間がかかるものであるか、または燃料供給システム全体における漏れ検出が可能となることを保証するものではない。
発明の利点
請求項１の特徴部に記載の本発明による検出装置には、燃料供給システム全体をシール性に関して監視することができるという利点がある。本発明による装置は単純に構成されており、つまり本発明による装置は、たいていの慣用の燃料供給システムにおいて、手間のかかる付加的な構成エレメントを使用することなしに使用することができるので特に有利である。
このような利点は、圧力センサを用いて燃料圧が測定され、かつ電気燃料ポンプの遮断後に、燃料供給システム内の正圧が、予め規定された通りに変化するかどうかがチェックされることにより得られる。燃料供給システム内で正圧が、予め規定された通りに変化しない場合には、燃料供給システム内に漏れもしくは不密性が存在していることを直ちに検知することができる。
本発明の別の利点は請求項２以下に記載の構成により得られる。漏れ検出がいわゆる「オンボードダイアグノーシス」として実施可能であって、たとえば自動車の制御装置で行われると特に有利である。さらに、漏れ検出を燃料戻し路を備えた燃料供給システムにおいても、このような燃料戻し路を有しない燃料供給システムにおいても使用することができると有利である。
制御装置で行われる別の評価およびエラー検出と相まって、どの噴射弁が不密であるのかを正確に検知することができる。このことは、たとえば漏れ検出が燃料不良検出のための方法と組み合わされることにより可能となる。
漏れ検出は、内燃機関の特殊な運転条件においても、つまりたとえば制御装置がエンジンブレーキ運転段階を検知した場合に行うことができると有利である。このようなエンジンブレーキ運転段階ではエンジンブレーキ運転時の遮断状態の間、噴射弁にはもはや燃料が供給されなくなる。エンジンブレーキ運転時の遮断の間、電気燃料ポンプは遮断され、その後に漏れ診断が実施される。
エンジンブレーキ運転中の漏れ診断には次のような利点がある。すなわち、漏れ診断を頻繁に実施することができ、走行中に漏れ診断を繰返し実施することができ、しかも診断を実施するために制御装置の後作動が必要とならない。
図面
以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。唯一つの図面は、本発明による漏れ検出を実施することのできる燃料供給システムの主要構成要素を概略的に示している。
実施例の説明
図面には、内燃機関の燃料供給システムのうち、本発明を理解する上で必要となる構成部分が図示されている。図面には符号１０で燃料容器が示されている。この燃料容器１０内には、燃料ポンプ１１、通常では電気燃料ポンプと、逆止弁１２とが設けられている。この逆止弁１２は、たとえば燃料ポンプ１１に一体に組み込まれている。
燃料ポンプ１１からは供給路１３が延びており、この供給路１３は燃料分配器１４に通じている。この燃料分配器１４を介して燃料は噴射弁１５に供給される。燃料圧の制御は圧力調整器１６によって行われる。この圧力調整器１６は燃料戻し管路もしくは戻し路１７を備えた燃料供給システムの場合には、この戻し路１７と場合によっては圧力保持弁１８とを介して燃料容器１０に接続されており、さらに場合によっては接続路２８を介して内燃機関の吸気管２１に接続されている。
空気抜きの目的で、燃料容器１０は管路１９を介して内燃機関の吸気管２１に接続されており、この場合、管路１９には空気抜き弁２０が配置されている。燃料容器１０と空気抜き弁２０との間には、さらに吸着フィルタ２２が設けられており、この吸着フィルタ２２では燃料蒸気が捕集される。
内燃機関を制御するためには、制御装置２３が働く。この制御装置２３には所要の特性量が供給されるか、もしくはこの制御装置２３が所要の制御信号を送出する。この制御装置２３では所要の演算が行われる。本発明による漏れ検出は、やはり制御装置２３で行われる。
内燃機関を制御するために必要とされる特性量の測定は、適当なセンサを用いて行われる。図面には第１に圧力センサ２４が示されている。この圧力センサ２４は燃料分配器１４内の燃料の圧力ｐを測定する。この圧力センサ２４に対して択一的に差圧センサ２５が設けられていてよい。この差圧センサ２５は管路２６を介して戻し路１７に接続されていて、差圧δｐを測定する。制御を行うための接続路としては、制御装置２３と燃料ポンプ１１との間の接続路と、制御装置２３と空気抜き弁２０との間の接続路とが図示されている。この空気抜き弁２０は、支配する条件に応じて閉じられているか、または開かれている。さらに、制御装置２３と圧力調整器１６との間にも接続路が設けられていてよい。
図示の装置を用いて、燃料供給システムの漏れ診断を実施することができる。漏れ診断は以下の境界条件のもとで行うことができる：
１）エンジンブレーキ運転段階では噴射弁１５の「エンジンブレーキ運転時遮断」の状態で内燃機関には、もはや燃料が供給されなくなる。このようなエンジンブレーキ運転段階が制御装置２３によって検知されるやいなや、燃料ポンプ１１が遮断されて、検査が実施される。
２）制御装置２３がいわゆる「後作動」と有する場合、つまり制御装置２３が機関停止後にまだある程度の「保持時間」の間、接続されたままとなる場合、燃料ポンプ１１が遮断された後にこの保持時間の間に診断を実施することができる。
３）制御装置２３がエンジンブレーキ運転段階を検知すると、エンジンブレーキ運転時遮断を行うことができる。このエンジンブレーキ運転時遮断の間、噴射弁には燃料がもやは供給されない。このエンジンブレーキ運転時遮断の間、燃料ポンプを遮断することができる。
燃料循環路内で、たとえば燃料ポンプ１１に一体に組み込まれた逆止弁１２は、燃料ポンプ１１の遮断後に、まだ少しの時間、システム圧ｐを維持する。この燃料供給システムには逆止弁１２の吐出側で圧力センサ２４が設けられており、この圧力センサ２４は燃料圧ｐを測定する。燃料ポンプ１１の遮断後でも、この圧力は測定されて、制御装置２３で評価される。得られた圧力経過に基づき、制御装置２３もしくはこの制御装置２３内に内蔵されたマイクロプロセッサは圧力勾配を求めることができる。圧力変化のための尺度として役立つ、この圧力勾配は、勾配を求めるための公知の方法のうちの１つにより求めることができる。たとえば、予め規定可能な時間間隔をおいて求められた２つの圧力値から圧力勾配を求めることができる。
求められた圧力勾配が、適当な方法で規定され得る閾値ＳＷよりも急峻であると、制御装置では不密性もしくは漏れの存在が推量され、たとえば表示装置２７によって表示を行うか、もしくは警告信号を送出することができる。
圧力センサ２４としては、アナログ出力量を有するセンサを使用することができる。しかし、接点スイッチを使用することも可能である。この接点スイッチの場合には、燃料ポンプの遮断時点と、予め規定され得るシステム圧が下回られた際のスイッチの切換時点との間の時間に関して圧力勾配ｇｒａｄｐが測定される。
圧力センサ２４は図示の個所に配置されると有利である。しかし圧力センサ２４を別の個所に配置することもできる。戻し路を有しない燃料供給システムでは、圧力センサ２４が図示の個所に組み込まれると、燃料システム全体を監視することができる。
燃料戻し路１７を備えた燃料供給システムをも同じく完全に監視することができる。すなわち、燃料ポンプ１１に設けられた逆止弁１２に対して付加的にさらに圧力保持弁１８が燃料容器における戻し管路の出口に取り付けられると、戻し路範囲をも監視することができる。その場合、供給路範囲だけではなく、燃料容器における出口にまで通じた戻り路範囲をも監視することが可能となる。この場合、圧力センサとしては差圧センサ２５が使用される。この差圧センサ２５は、たとえば燃料圧調整器で燃料供給路と燃料戻し路との間の差圧δｐを測定する。供給路に不密性が存在する場合には、やはり制御装置２３で求められる差圧の勾配ｇｒａｄ  δｐ（δｐ＝［ｐ供給路−ｐ戻し路］）が燃料ポンプの遮断後にまず、漏れのない密な燃料供給システムの場合よりも小さく形成される。戻し路に不密性が存在する場合には、差圧勾配ｇｒａｄ  δｐが燃料ポンプの遮断後にまず、漏れのない密な燃料供給システムの場合よりも大きく形成される。差圧勾配ｇｒａｄ  δｐの評価と、適合され得る上下２つの閾値ＳＷｏ，ＳＷｕとの比較とにより、制御装置２３では漏れの検出を行って、次いで対応する表示を行うことができる。
制御装置においてもともと燃焼不良の検出が実施されるような内燃機関を備えたシステムの場合には、特定の噴射弁における燃料不良の検出と、燃料供給システム内で同時に検出された漏れとの組合せに基づき、不密な噴射弁を推量することができる。これにより、機関損傷を回避するか、または不密な噴射弁を直ちに正確に特定することができる。
漏れ検出は、燃料ポンプの各遮断の後にその都度制御装置によって実施することができる。しかし、この燃料検出を、予め規定可能な条件のもとでしか行わないことも可能である。この場合、たとえば燃料ポンプの比較的長時間の接続の後でしか漏れ検出が行われない。漏れ検出のための方法は内燃機関の制御装置で行われるので、このような検出方法は「オンボードダイアグノーシス」である。燃料供給システムまたは直接に噴射弁において存在する漏れの検知内容は制御装置２３のメモリにファイルすることができる。この検知内容は次いで次のサービス工場訪問時に情報として利用される。
燃料ポンプの遮断後、つまり内燃機関の遮断後にも漏れ検出が行われる場合、制御装置２３の、十分な時間の「後作動」が必要となる。すなわち、制御装置には内燃機関の遮断後にまだ電圧が供給されなければならない。これにより所要の機能をなおも発揮することができる。診断をエンジンブレーキ運転時に行いたい場合には、燃料ポンプを制御装置によって直接に、つまり点火ロックとは無関係に制御できることが必要となる。
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