DE102009046778A1

DE102009046778A1 - Verfahren zur Überwachung eines Einspritzvorgangs

Info

Publication number: DE102009046778A1
Application number: DE200910046778
Authority: DE
Inventors: Marcus Marheineke
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2009-11-17
Filing date: 2009-11-17
Publication date: 2011-05-19

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung eines Einspritzvorgangs bei einer Brennkraftmaschine, wobei Kraftstoff aus einem unter Druck stehenden Hochdruckspeicher in einen Brennraum eingespritzt wird, wobei der Druck im Hochdruckspeicher vor dem Einspritzvorgang erfasst und ein erstes Drucksignal (p(t), p(t)) bereitgestellt wird, der Druck im Hochdruckspeicher während des Einspritzvorgangs erfasst und ein zweites Drucksignal (p(t), p(t)) bereitgestellt wird, die Druckdifferenz (Δp, Δp) aus erstem Drucksignal (p(t), p(t)) und zweitem Drucksignal (p(t), p(t)) bestimmt und auf Grundlage der Druckdifferenz der Einspritzvorgang überwacht wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung eines Einspritzvorgangs bei einer Brennkraftmaschine.
Stand der Technik
Die Überwachung des Einspritzvorgangs bei einer Brennkraftmaschine ist für eine Anzahl von Funktionalitäten wichtig. Es ist insbesondere wünschenswert, zu viel oder zu wenig eingespritzten Kraftstoff zu erkennen. Es existieren dabei Anwendungen, bei denen lediglich die Frage beantwortet werden muss, ob eine Einspritzung vollständig stattgefunden hat oder nicht. Die tatsächlich fehlende Menge des Kraftstoffes ist jedoch nicht relevant.
Aus der DE 197 26 756 C2 ist ein Verfahren für Common-Rail-Dieselbrennkraftmaschinen bekannt, bei dem anhand des in Echtzeit überwachten Druckverlaufs in dem Hochdruckspeicher, dem sog. Common Rail, auf die eingespritzte Kraftstoffmenge geschlossen wird. Dieses Verfahren ist jedoch aufgrund der Echtzeitanforderungen äußerst aufwendig und rechenzeitintensiv, so dass es für einfache Steuergeräte in einem Kraftfahrzeug nicht durchführbar ist. Der mit dem Verfahren einhergehende Aufwand in Bezug auf Erfassungs- und Rechenkapazität ist für viele einfache Aufgaben nicht gerechtfertigt.
Es ist daher wünschenswert, ein einfaches und dennoch zuverlässiges Verfahren zur Überwachung eines Einspritzvorgangs anzugeben.
Offenbarung der Erfindung
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Überwachung eines Einspritzvorgangs bei einer Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.
Vorteile der Erfindung
Die Erfindung basiert im wesentlichen auf der Erkenntnis, dass zum einfacher Überwachen eines Einspritzvorgangs lediglich zwei Messwerte ausreichen, von denen einer kurz vor dem Einspritzvorgang und der andere während des Einspritzvorgangs aufgenommen wird. Auf diese Weise kann insbesondere anhand eines Vergleichs der beiden Messwerte festgestellt werden, ob eine Kraftstoffmenge eingespritzt wurde, da in diesem Fall der Druck in dem Hochdruckspeicher abnimmt. Das erfindungsgemäße Verfahren kann insbesondere zur Erkennung von Zündaussetzern und als Eingangsgröße zur Plausibilisierung des Raildrucksensorsignals verwendet werden.
Im Stand der Technik wird zur Erkennung von Zündaussetzern ein von der Drehzahl abhängiges Signal verwendet. Dieses ist jedoch aufwendig auszuwerten und aufgrund des jeweils modellspezifischen Zusammenhangs zwischen Drehzahl und Betriebsart der Brennkraftmaschine auch für jedes Modell neu zu implementieren, was besonders aufwendig und kostenintensiv ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders aussagekräftig, wenn es in einem stationären Betrieb der Brennkraftmaschine durchgeführt wird. Die Erfindung erfordert nur einen geringen Applikationsaufwand und kann darüber hinaus zylinderindividuelle Ergebnisse liefern. Es bietet eine gute Signalqualität und damit eine hohe Aussagekraft zur Frage einer (zumindest teilweise) erfolgten Einspritzung. Die Erfindung ist sowohl im Teillastbetrieb als auch im Vollastbetrieb anwendbar. Je größer die möglicherweise fehlende Einspritzmenge, desto besser wird das Ergebnis der Überwachung.
Es bietet sich an, eine bei einem ersten Einspritzvorgang bestimmte erste Druckdifferenz mit einer bei einem zweiten Einspritzvorgang bestimmten zweiten Druckdifferenz zu vergleichen und auf Grundlage des Vergleichs zu bestimmen, ob ein Einspritzvorgang stattgefunden hat. Damit kann alleine anhand der zeitlichen Entwicklung der Druckdifferenz, d. h. sind die Druckdifferenzwerte von einem Einspritzvorgang zum nächsten im Wesentlichen konstant oder nicht, festgestellt werden, ob eine Einspritzung zumindest teilweise stattgefunden hat. Damit ist ein einfach zu implementierendes Verfahren geschaffen, das nur sehr wenig Rechenkapazität erfordert und daher insbesondere auch in einfachen Steuergeräten realisiert werden kann. Auch eine Nachrüstung für bestehende Steuergeräte ist möglich. Bei dieser Ausgestaltung reicht eine im Wesentlichen rein qualitative Überwachung der Druckdifferenz von einem Einspritzvorgang zum nächsten. Eine quantitative Beurteilung, welche erfahrungsgemäß relativ aufwendig ist, kann unterbleiben. Dieses Verfahren ist besonders vorteilhaft, da Messwerte zu einer Druckdifferenz auch für andere Funktionen verwendet werden können. Beispielsweise kann die Druckdifferenz zur genaueren Zumessung während der Einspritzung verwendet werden.
Die Feststellung, ob einer der beiden Einspritzvorgänge mangelhaft war, kann insbesondere durch Schwellwertvergleich getroffen werden. Wird die Druckdifferenz von einem Einspritzvorgang zum nächsten größer, d. h. die zweite Druckdifferenz ist größer als die erste Druckdifferenz, war der erste Einspritzvorgang mangelhaft, wird die Druckdifferenz kleiner, d. h. die zweite Druckdifferenz ist kleiner als die erste Druckdifferenz, war der zweite Einspritzvorgang mangelhaft. Es sei darauf hingewiesen, dass im ersten Fall die Differenz aus erster und zweiter Druckdifferenz negativ ist, im zweiten Fall positiv. Die Schwellwerte sind entsprechend vorgebbar.
Eine erfindungsgemäße Recheneinheit, z. B. ein Steuergerät eines Kraftfahrzeugs, ist, insbesondere programmtechnisch, dazu eingerichtet, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen.
Auch die Implementierung des Verfahrens in Form von Software ist vorteilhaft, da dies besonders geringe Kosten ermöglicht, insbesondere wenn ein ausführendes Steuergerät noch für weitere Aufgaben genutzt wird und daher ohnehin vorhanden ist. Geeignete Datenträger zur Bereitstellung des Computerprogramms sind insbesondere Disketten, Festplatten, Flash-Speicher, EEPROMs, CD-ROMs, DVDs u. a. m. Auch ein Download eines Programms über Computernetze (Internet, Intranet usw.) ist möglich.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachfolgend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt schematisch ein Common-Rail-System, anhand dessen eine bevorzugte Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben wird.
2 zeigt ein Flussdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Ausführungsform(en) der Erfindung
Ein typisches Common-Rail-System wird anhand 1 erläutert, in der ein Einspritzsystem 100 für eine Brennkraftmaschine, wie es der vorliegenden Erfindung zugrunde liegen kann, abgebildet ist.
Das Einspritzsystem 100 umfasst einen Kraftstofftank 110, aus dem mittels einer mechanischen oder elektrischen Kraftstoffpumpe (EKP) 120 Kraftstoff zu einer Zumesseinheit (ZME) 130 gefördert wird. Die Zumesseinheit 130 stellt in Reaktion auf ein Regelsignal z eines Steuergerätes 180 eine bestimmte Kraftstoffmenge für eine nachgeschaltete Hochdruckpumpe 140 bereit. Die Hochdruckpumpe 140 pumpt den Kraftstoff in einen Hochdruckspeicher (Common Rail) 150, in dem der Kraftstoff unter hohem Druck gespeichert wird, um auf Abruf für Einspritzventile (Injektoren) 160 zur Verfügung zu stehen. Der Hochdruckspeicher 150 ist mit einem Drucksensor (Raildrucksensor, RDS) 170 ausgestattet, der zur Bestimmung des Druckes in dem Kraftstoffspeicher dient. Der Drucksensor 170 übermittelt den gemessenen Druck in dem Hochdruckspeicher 150 in Form eines Messsignals p an das Steuergerät 180 des Einspritzsystems 100.
In 2 wird eine bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens anhand eines Flussdiagramms 200 erläutert. Das Verfahren beginnt in einem Schritt 201.
In einem Schritt 202 wird überprüft, ob sich die Brennkraftmaschine in einem stationären Betrieb befindet. Ist dies der Fall, wird mit Schritt 203 fortgefahren, ansonsten zu Schritt 201 zurückgekehrt.
In Schritt 203 wird der Raildruck p_i(t₀) der i-ten Einspritzung zu einem Zeitpunkt t₀ unmittelbar vor dem Einspritzvorgang bestimmt.
In einem darauffolgenden Schritt 204 wird der Raildruck p_i(t₁) der i-ten Einspritzung zu einem Zeitpunkt t₁ während des Einspritzvorgangs bestimmt.
In einem darauf folgenden Schritt 205 wird die Differenz Δp_i für die i-te Einspritzung der beiden erfassen Raildruckwerte bestimmt.
In einem Verfahrensschritt 206 wird der Raildruck p_i+1(t₀) der i+1-ten Einspritzung unmittelbar vor dem Einspritzvorgang bestimmt.
In einem darauf folgenden Verfahrensschritt 207 wird der Raildruck p_i+1(t₁) der i + 1-ten Einspritzung zu einem Zeitpunkt t₁ während des Einspritzvorgangs bestimmt.
In einem darauf folgenden Verfahrensschritt 208 wird die Druckdifferenz Δpi+1 für die i + 1-te Einspritzung bestimmt. Obwohl die Verfahrensschritte 205 und 208 in dem Diagramm 200 an definierten Positionen gezeigt sind, versteht es sich dennoch, dass die zeitliche Reihenfolge lediglich durch die zugehörigen Druckerfassungsschritte 203 und 204 bzw. 206 und 207 definiert wird. So kann der Schritt 205 beispielsweise auch erst nach dem Schritt 208 erfolgen.
In einem darauf folgenden Verfahrensschritt 209 wird die Differenz der Druckdifferenzwerte Δp_i und Δp_i+1 mit einem vorgegebenen Schwellwert x verglichen. Ist die Differenz größer als der Schwellwert x, d. h. Δp_i > Δp_i+1, wird zu Verfahrensschritt 210 verzweigt, in dem festgestellt wird, dass keine vollständige i + 1-te Einspritzung stattgefunden hat. Ist hingegen die Differenz nicht größer als der Schwellwert x, wird eine vollständige i + 1-te Einspritzung festgestellt und das Verfahren von vorne begonnen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 19726756 C2 [0003]

Claims

Verfahren zur Überwachung eines Einspritzvorgangs bei einer Brennkraftmaschine (100), wobei Kraftstoff aus einem unter Druck stehenden Hochdruckspeicher (150) in einen Brennraum eingespritzt wird, wobei der Druck (p) im Hochdruckspeicher (150) vor dem Einspritzvorgang erfasst und ein erstes Drucksignal (p_i(t₀), p_i+1(t₀))) bereitgestellt wird, der Druck im Hochdruckspeicher (150) während des Einspritzvorgangs erfasst und ein zweites Drucksignal (p_i(t₁), p_i+1(t₁)) bereitgestellt wird, die Druckdifferenz (Δp_i, Δp_i+1) aus erstem Drucksignal (p_i(t₀), p_i+1(t₀))) und zweitem Drucksignal (p_i(t₁), p_i+1(t₁)) bestimmt und auf Grundlage der Druckdifferenz der Einspritzvorgang überwacht wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei auf Grundlage der Druckdifferenz (Δp_i, Δp_i+1) bestimmt wird, ob ein Einspritzvorgang stattgefunden hat.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei eine bei einem ersten Einspritzvorgang bestimmte erste Druckdifferenz (Δp_i) mit einer bei einem zweiten Einspritzvorgang bestimmten zweiten Druckdifferenz (Δp_i+1) verglichen wird und auf Grundlage des Vergleichs bestimmt wird, ob ein Einspritzvorgang stattgefunden hat.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei festgestellt wird, dass der erste oder zweite Einspritzvorgang nicht oder nicht vollständig stattgefunden haben, wenn der Betrag der Differenz aus erster Druckdifferenz (Δp_i) und zweiter Druckdifferenz (Δp_i+1) einen vorgebbaren Schwellwert (x) überschreitet.
Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, wobei festgestellt wird, dass der zweite Einspritzvorgang nicht oder nicht vollständig stattgefunden hat, wenn die Differenz (Δp_i – Δp_i+1) aus erster Druckdifferenz (Δp_i) und zweiter Druckdifferenz (Δp_i+1) einen ersten vorgebbaren Schwellwert (x) überschreitet.
Verfahren nach Anspruch 3, 4 oder 5, wobei festgestellt wird, dass der erste Einspritzvorgang nicht oder nicht vollständig stattgefunden hat, wenn die Differenz aus erster Druckdifferenz (Δp_i) und zweiter Druckdifferenz (Δp_i+1) einen zweiten vorgebbaren Schwellwert unterschreitet.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, das in einem stationären Betrieb der Brennkraftmaschine (100) durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche , wobei auf Grundlage der Druckdifferenz ein Sensor (170) für den Druck im Hochdruckspeicher überwacht wird.
Recheneinheit (180), die dazu eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche durchzuführen.