DE102010062226B4 - Schätzen einer Leckage-Kraftstoffmenge eines Einspritzventils während einer Abstellzeit eines Kraftfahrzeugs - Google Patents

Abstract

Verfahren zum Schätzen einer Leckage-Kraftstoffmenge (m), welche aus einem Leckage-behafteten Einspritzventil während einer Abstellzeit eines Kraftfahrzeugs in einen Ansaugtrakt oder in einen Zylinder einer Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs eindringt und bei einem Startvorgang einem zu verbrennenden Kraftstoffgemisch hinzugefügt ist, das Verfahren aufweisendMessen eines ersten Startindex (I), welcher charakteristisch ist für ein Startverhalten der Brennkraftmaschine während eines ersten Startvorgangs,Bestimmen einer ersten eingespritzten Kraftstoffmenge (m) während des ersten Startvorgangs,Messen eines zweiten Startindex (I), welcher charakteristisch ist für ein Startverhalten der Brennkraftmaschine während eines zweiten Startvorgangs,Bestimmen einer zweiten eingespritzten Kraftstoffmenge (m) während des zweiten Startvorgangs undSchätzen der Leckage-Kraftstoffmenge (m) basierend auf dem gemessenen ersten Startindex (I), der bestimmten ersten eingespritzten Kraftstoffmenge (m), dem gemessenen zweiten Startindex I) und der bestimmten zweiten eingespritzten Kraftstoffmenge (m) .

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schätzen einer Leckage-Kraftstoffmenge, welche aus einem Leckage-behafteten Einspritzventil während einer Abstellzeit eines Kraftfahrzeugs in einen Ansaugtrakt oder in einen Zylinder einer Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs eindringt und bei einem Startvorgang einem zu verbrennenden Kraftstoffgemisch hinzugefügt ist. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine entsprechende Vorrichtung zum Schätzen einer Leckage-Kraftstoffmenge sowie ein Computerprogramm zum Steuern des oben genannten Verfahrens. Außerdem betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Bestimmen einer mittels eines Leckage-behafteten Einspritzventils im Verlauf eines Startvorgangs einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs einzuspritzenden Kraftstoffmenge.
• Bei sog. Multi Point Injection (MPI)-Motoren mit einem oder mit mehreren Einspritzventilen pro Zylinder oder auch bei Direkteinspritzmotoren kann es durch eine Verschmutzung der Einspritzventile, durch eine Produktionstoleranz und/oder durch einen Verschleiß im Bereich des Dichtsitzes der Einspritzventile zu einer Erhöhung der Leckage der Einspritzventile kommen. Eine Verschmutzung der Einspritzventile kann sich beispielsweise durch einen Betrieb mit wenig additivierten Kraftstoffen (zu wenig Zusätze im Kraftstoff zur Reinigung) über einen längeren Zeitraum ergeben. Die entstehenden Ablagerungen am Dichtsitz können sowohl zu einer Verminderung der Durchflussmenge als auch zu einer Erhöhung der Leckage der Einspritzventile führen.
• Eine Verminderung des Durchflusses der Einspritzventile wird typischerweise mit einer Lambdaregelung erkannt und ausgeregelt bzw. kompensiert. Eine Kraftstoff-Leckage führt jedoch im abgestellten Zustand des Motors bzw. der Brennkraftmaschine dazu, dass Kraftstoff im Saugrohr (oder in dem Zylinder) in Form von gasförmigem Kraftstoffdampf bzw. flüssigen Kraftstoff vorliegt.
• Bei einem Startvorgang einer Brennkraftmaschine bemisst eine Motorsteuerung die für einen möglichst reibungslosen und damit zügigen Start erforderliche Kraftstoffmenge in Abhängigkeit von verschiedenen Kenngrößen wie Luftmenge, Motortemperatur, Umgebungstemperatur etc. Dabei kann durch eine erhöhte Einspritzventil-Leckage während des Startvorgangs eine Überfettung des Kraftstoff/Luft-Gemisches hervorgerufen werden. Diese Überfettung kann je nach Stärke der Leckage bis zum Vorliegen von einem nicht zündfähigen Kraftstoff/Luft-Gemisch führen. Dies wiederum verursacht einen deutlich verzögerten Start, indem in Abhängigkeit der Parameter Motor-Hubvolumen und Saugrohrvolumen eine bestimmte Anzahl von Motorumdrehungen benötigt wird, bis der Motor tatsächlich startet. Abgesehen von einer daraus resultierenden Verschlechterung der Schadstoffemissionen hat somit insbesondere bei einer längeren Abstellzeit auch der Fahrer einen deutlichen Komfortverlust.
• Um u.a. das Startverhalten einer Brennkraftmaschine zu verbessern sind Verfahren zur Kraftstoffqualitätsadaption bekannt, die zum Beispiel den Drehzahlgradient (= zeitliche Änderung der Motordrehzahl) beim Motorstart auswerten. Diese Verfahren bewirken eine Korrektur der einzuspritzenden Kraftstoffmenge bzw. -masse für den gesamten Startvorgang des Motors mit dem Ziel die gasförmig vorliegende Kraftstoffmenge bzw. -masse im Zylinder des Motors zu adaptieren, um auf alle Fälle ein zündfähiges Gemisch zu erlangen und einen vorgegebenen Drehzahlhochlauf bis zum Erreichen der Leerlaufdrehzahl einzustellen. Dabei sind je nach Kraftstoffqualität für den Startvorgang globale Korrekturen mit erhöhender bzw. vermindernder Wirkung möglich. Verfahren zur Kraftstoffqualitätsadaption werden vorrangig nach Tankerkennung und bei warmem Motor angewandt. Eine ggf. vorhandene Einspritzventil-Leckage bewirkt, wenn überhaupt von der Adaption erfasst, einen fehlerbehafteten Korrekturwert der Kraftstoffqualitätsadaption.
• In der DE 101 15 969 B4 ist ein Verfahren zur Ermittlung einer zugeführten Kraftstoffmenge während eines Startvorganges einer Verbrennungskraftmaschine beschrieben, bei dem die zugeführte Kraftstoffmenge um einen Startmengenfaktor verändert wird. Der Startvorgang der Verbrennungskraftmaschine ist in zwei Startphasen mit einer beliebigen Anzahl einzelner Einspritzvorgänge gegliedert und für jeden Einspritzvorgang wird ein Startmengenfaktor bestimmt. Der Startmengenfaktor wird in jedem neuen Einspritzvorgang der ersten Startphase vermindert oder beibehalten, bis ein erfolgreiches Hochlaufen der Verbrennungskraftmaschine durch eine Hochlauferkennung angezeigt wird, wobei eine Höhe des Startmengenfaktors während der ersten Startphase in Abhängigkeit von einer Motortemperatur, einer Höhe eines zuvor festgelegten Startmengenfaktors, einer Zylinderzahl und/oder einem historischen Verlauf vorhergehender Startvorgänge festgelegt und die Dauer eines Überwachungsintervalls der ersten Startphase durch die Motortemperatur, die Zylinderanzahl und/oder einer von einer Starter-Solldrehzahl abhängigen Zeitschwelle bestimmt wird. Der Startmengenfaktor wird in jedem neuen Einspritzvorgang der sich anschließenden, zweiten Startphase verändert oder beibehalten, bis ein erfolgreiches Erreichen einer Leerlaufdrehzahl angezeigt wird, wobei eine Höhe des Startmengenfaktors während der zweiten Startphase in Abhängigkeit von einer Abweichung der Leerlaufdrehzahl zur aktuellen Motordrehzahl, einer aktuellen Drehzahländerung, einem Verlauf der Drehzahländerung seit Startbeginn und/oder eines vorhergehenden Startmengenfaktors festgelegt und die Dauer eines Überwachungsintervalls der zweiten Startphase durch die Dauer des Überwachungsintervalls der ersten Startphase und eine Anzahl der Einspritzvorgänge vom Startbeginn bis zum Ende der ersten Startphase bestimmt wird. Der Startmengenfaktor wird nach erfolgreichem Motorstart zurückgenommen oder andere Motorsteuerungsfunktionen übernehmen die Anforderung einer Gemischanreicherung.
• In der US 5,469,827 A sind ein Verfahren eine Vorrichtung zum Steuern des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses beim Start einer Brennkraftmaschine beschrieben. Während der Abstellzeit der Brennkraftmaschine gelangt Kraftstoff aufgrund von Leckagen der Kraftstoffinjektoren in das Ansaugsystem der Brennkraftmaschine. Beim Wiederstart der Brennkraftmaschine ist somit ein fettes Gemisch vorhanden und dies führt zu einem schlechten Startverhalten. Um dies zu verhindern wird vorgeschlagen, die Menge der Leckagen abzuschätzen auf der Basis der Motortemperatur zum Abstellzeitpunkt und der Zeitspanne zwischen Abschalten und Wiederstart. Die Menge an Kraftstoff die beim Wiederstart eingespritzt werden muss, wird dann korrigiert abhängig von der bestimmten Leckagemenge.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Schätzen einer Leckage-Kraftstoffmenge anzugeben, welche aus einem Leckage-behafteten Einspritzventil während einer Abstellzeit eines Kraftfahrzeugs in einen Ansaugtrakt oder in einen Zylinder einer Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs eindringt und bei einem Startvorgang einem zu verbrennenden Kraftstoffgemisch hinzugefügt ist. Eine weitere der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, im Verlauf eines Startvorgangs den Effekt einer Einspritzventil-Leckage zu kompensieren.
• Diese Aufgabe wird gelöst durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
• Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Schätzen einer Leckage-Kraftstoffmenge beschrieben, welche aus einem Leckage-behafteten Einspritzventil während einer Abstellzeit eines Kraftfahrzeugs in einen Ansaugtrakt oder in einen Zylinder einer Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs eindringt und bei einem Startvorgang einem zu verbrennenden Kraftstoffgemisch hinzugefügt ist. Das beschriebene Verfahren weist auf (a) Messen eines ersten Startindex, welcher charakteristisch ist für ein Startverhalten der Brennkraftmaschine während eines ersten Startvorgangs, (b) Bestimmen einer ersten eingespritzten Kraftstoffmenge während des ersten Startvorgangs, (c) Messen eines zweiten Startindex, welcher charakteristisch ist für ein Startverhalten der Brennkraftmaschine während eines zweiten Startvorgangs, (d) Bestimmen einer zweiten eingespritzten Kraftstoffmenge während des zweiten Startvorgangs und (e) Schätzen der Leckage-Kraftstoffmenge basierend auf dem gemessenen ersten Startindex, der bestimmten ersten eingespritzten Kraftstoffmenge, dem gemessenen zweiten Startindex und der bestimmten zweiten eingespritzten Kraftstoffmenge.
• Dem beschriebenen Schätzverfahren für Leckage-Kraftstoffmengen liegt die Erkenntnis zugrunde, dass durch eine Auswertung zweier typischerweise von einem Anlasser veranlassten Startvorgänge des Kraftfahrzeugs die Leckage-Kraftstoffmenge, welche über dem Ansaugtrakt dem Verbrennungsprozess zugeführt wird und damit das zu verbrennende Kraftstoff-Luft-Gemisch fetter macht, zumindest näherungsweise ermittelt werden kann.
• Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das Schätzen der Leckage-Kraftstoffmenge ein Aufstellen eines Gleichungssystems mit zumindest zwei Gleichungen auf. Dabei betrifft eine erste Gleichung den ersten Startvorgang und ist derart gewählt, dass sie einen linearen Zusammenhang zwischen dem ersten Startindex und der zu schätzenden Leckage-Kraftstoffmenge zeigt. Ferner betrifft eine zweite Gleichung den zweiten Startvorgang und ist derart gewählt, dass sie einen linearen Zusammenhang zwischen dem zweiten Startindex und der zu schätzenden Leckage-Kraftstoffmenge zeigt. Dabei hat ein Proportionalitätsfaktor in beiden Gleichungen denselben Wert und eine Konstante in beiden Gleichungen hat denselben Wert. Bei der Lösung des Gleichungssystems wird der Proportionalitätsfaktor und/oder die Konstante aus einem vorbekannten Kennfeld einer Motorsteuerung für die Brennkraftmaschine bestimmt.
• Dies kann bedeuten, dass mit den beiden Gleichungen zwei unbekannte Größen zumindest näherungsweise bestimmt werden können. Die erste zumindest näherungsweise zu bestimmende Größe ist die gesuchte Leckage-Kraftstoffmenge. Die zweite zu bestimmende Größe ist entweder der Proportionalitätsfaktor oder die Konstante, je nachdem welche Größe in dem vorbekannten Kennfeld der Motorsteuerung als Parameter hinterlegt ist.
• Es wird darauf hingewiesen, dass in dem Kennfeld auch sowohl der Proportionalitätsfaktor als auch die Konstante hinterlegt sein können. In diesem Fall ist das die beiden Gleichungen aufweisende Gleichungssystem überbestimmt. Die zu schätzende Leckage-Kraftstoffmenge kann dann ggf. durch eine Mittelwertbildung mit besonders hoher Genauigkeit bestimmt werden.
• Bevorzugt wird in den linearen Gleichungen auch die jeweils eingespritzte Kraftstoffmenge derart berücksichtigt, dass sie mit demselben Proportionalitätsfaktor multipliziert wird. Dies bedeutet, dass für beide Gleichungen jeweils die Summe aus (a) der zu schätzenden Leckage-Kraftstoffmenge und (b) der jeweils bestimmten tatsächlich eingespritzten Kraftstoffmenge mit dem genannten Proportionalitätsfaktor multipliziert wird.
• Für die Lösung des beschriebenen Gleichungssystems sind abhängig von den jeweiligen Genauigkeitsanforderungen und/oder der verfügbaren Rechnerkapazität entweder analytische oder Regressionsverfahren einsetzbar.
• Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in dem Kennfeld der Motorsteuerung zumindest ein nominaler Grundverlauf der Leckage-Kraftstoffmenge als Funktion der Abstellzeit des Kraftfahrzeugs gespeichert. Ferner wird der nominale Grundverlauf bei der Schätzung der Leckage-Kraftstoffmenge berücksichtigt.
• Der genannte nominale Grundverlauf kann lediglich ein relativer Verlauf der Leckage-Kraftstoffmenge sein, welcher sich bei einer Abstellzeit von 0 (Brennkraftmaschine wird sofort nach einem Stillstand wieder angelassen) von 0% bis auf 100% (bei einer im Prinzip unendlich langen Abstellzeit) erstreckt.
• Der nominale Grundverlauf kann in Form einer kontinuierlichen Funktion (beispielsweise einem Polynom) oder in Form von diskreten Werten, die jeweils einer bestimmten Abstellzeit zugeordnet sind, in dem Kennfeld hinterlegt sein. Bevorzugt entspricht der nominale Grundverlauf dem zeitlichen Verlauf der Leckage-Kraftstoffmenge, wie er bei bestimmten Umwelt- und/oder Betriebsbedingungen (eine bestimmte Motortemperatur beim Abstellen des Kraftfahrzeugs, eine bestimmte Außentemperatur, etc.) vorkommt. Ausgehend von diesem nominalen Grundverlauf wird dann unter Berücksichtigung des gemessenen ersten Startindex, der bestimmten ersten eingespritzten Kraftstoffmenge, des gemessenen zweiten Startindex und der bestimmten zweiten eingespritzten Kraftstoffmenge die Leckage-Kraftstoffmenge für die jeweiligen Betriebs- und/oder Abstellbedingungen geschätzt.
• Es wird darauf hingewiesen, dass die Einspritzventil-Leckage typischerweise stark zeitabhängig ist und insbesondere von der Temperatur (bzw. der Viskosität) des Kraftstoffs und einem Differenzdruck an einem Dichtsitz des Einspritzventils abhängt. Typischerweise steigt während der ersten Stunden des Abstellens eines Fahrzeugs die Leckage-Kraftstoffmenge annähernd linear an, bis die Kraftstofftemperatur gleich ist wie die Umgebungstemperatur und ein Differenzdruck am Dichtsitz abgebaut worden ist. Um eine optimale Verbrennung mit niedrigen Emissionswerten zu erreichen, sollte die Einspritzmenge, welche durch die Einspritzventile eingespritzt werden muss, dann um diejenige Kraftstoffmenge vermindert werden, die durch die Einspritzventil-Leckage in das Kraftstoff/Luft-Gemisch eingebracht worden ist.
• Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt die erste Gleichung ferner einen Zusammenhang höherer Ordnung zwischen dem ersten Startindex und der zu schätzenden Leckage-Kraftstoffmenge und auch die zweite Gleichung zeigt ferner einen Zusammenhang höherer Ordnung zwischen dem zweiten Startindex und der zu schätzenden Leckage-Kraftstoffmenge. Der Zusammenhang höherer Ordnung kann z.B. ein quadratischer Term sein, so dass die beiden Gleichungen ein Polynom zweiter Ordnung darstellen.
• Die Berücksichtigung höherer Ordnungen hat den Vorteil, dass die Leckage-Kraftstoffmenge mit einer größeren Genauigkeit geschätzt werden kann.
• Es wird darauf hingewiesen, dass bei der Berücksichtigung von zumindest einer höheren Ordnung das Gleichungssystem typischerweise zusätzlich freie Parameter hat, die beispielsweise ebenfalls aus dem vorbekannten Kennfeld einer Motorsteuerung entnommen werden können. Alternativ oder in Kombination (z.B. zur Realisierung eines überbestimmten Gleichungssystems) kann eine entsprechende dritte Gleichung angesetzt werden, die einen dritten Startvorgang betrifft. Bei der Durchführung des dritten Startvorgangs wird dann ebenfalls der entsprechende dritte Startindex gemessen sowie die entsprechende dritte eingespritzte Kraftstoffmenge bestimmt. Ferner sind die Werte der freien Parameter der dritten Gleichung gleich wie die der ersten und der zweiten Gleichung.
• Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der jeweilige Startindex eine Funktion von dem Verhältnis zwischen einer tatsächlichen Ist-Zeitdauer für den jeweiligen Startvorgang und einer vorbestimmten Soll-Zeitdauer für den jeweiligen Startvorgang. Alternativ ist der jeweilige Startindex eine Funktion von dem Verhältnis zwischen einem tatsächlichen Ist-Drehzahlgradient für den jeweiligen Startvorgang und einem vorbestimmten Soll-Drehzahlgradient für den jeweiligen Startvorgang.
• Die beschriebene Funktion des jeweiligen Verhältnisses bzw. des jeweiligen Quotienten kann beispielsweise eine lineare Funktion oder ein Polynom höherer Ordnung sein. Die Funktion kann auch gleich „1“ sein, so dass sich der jeweilige Startindex einfach aus dem genannten Verhältnis bzw. Quotienten ergibt. In diesem Fall ist der Startindex „1“, wenn der Ist-Wert gleich dem Soll-Wert ist.
• Die genannten Zeitdauern können insbesondere eine Zeitspanne von dem Beginn bis zum Ende eines von einem Anlasser veranlassten Startvorgangs sein. Der Beginn kann z.B. derjenige Zeitpunkt sein, zu dem der Anlasser beginnt die Kurbelwelle der Brennkraftmaschine zu drehen. Der Endzeitpunkt kann z.B. derjenige Zeitpunkt sein, zu dem die Brennkraftmaschine eine bestimmte Drehzahl erreicht hat.
• Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung wird das Verfahren für verschiedene Betriebsbedingungen und/oder Umgebungsbedingungen des Kraftfahrzeugs durchgeführt und die entsprechenden Werte für die Leckage-Kraftstoffmenge zusammen mit Parametern, welche die verschiedenen Betriebsbedingungen und/oder Umgebungsbedingungen beschreiben, werden in einem Kennfeld innerhalb eines Speichers einer Motorsteuerung für die Brennkraftmaschine abgelegt. Auf diese Weise wird es möglich, für verschiedene Betriebs- bzw. Umgebungsbedingungen die jeweiligen Leckage-Kraftstoffmengen abzuspeichern und bei Bedarf, wenn zu einem späteren Zeitpunkt die gleichen oder zumindest ähnliche Betriebs- bzw. Umgebungsbedingungen vorliegen, die jeweiligen Leckage-Kraftstoffmengen bei der Bemessung der einzuspritzenden Kraftstoffmengen zu berücksichtigen.
• Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung umfasst das Verfahren ferner ein Ermitteln, ob eine Leckage-Kraftstoffmenge aus einem Leckage-behafteten Einspritzventil vorliegt. Das Verfahren wird lediglich dann durchgeführt, wenn die Leckage-Kraftstoffmenge einen vorbestimmten Leckage-Schwellenwert überschreitet.
• Das Vorhandensein einer gewissen Mindest-Leckage-Kraftstoffmenge kann beispielsweise durch folgendes Startverhalten der Brennkraftmaschine erkannt werden: Nach dem Beginn der Aktivierung eines Anlassers (Zustand „Anlasser dreht“) dreht sich die Brennkraftmaschine zwar, geht aber für eine bestimmte Anzahl von Umdrehungen (Zyklenanzahl) nicht über die durch den Anlasser vorgegebene Startdrehzahl hinaus. Nach der Absaugung einer definierten Luftmasse aus dem Saugrohr springt die Brennkraftmaschine dann verzögert an, geht über die durch den Anlasser vorgegebene Startdrehzahl hinaus und erreicht eine vorgegebene Leerlaufdrehzahl. Dabei können die genannte Anzahl von Umdrehungen (Zyklenanzahl) und die genannte Luftmasse von dem Hubvolumen und/oder von dem Saugrohrvolumen abhängig sein.
• Es wird darauf hingewiesen, dass dieses Startverhalten, welches auf eine anfängliche Überfettung des Kraftstoff/Luft-Gemisches infolge einer Leckage-Kraftstoffmenge aus einem Leckage-behafteten Einspritzventil zurückgeht, bei einer Brennkraftmaschine mit mehren Zylindern auch mehreren Zylindern zugeordnet werden kann.
• Bei der Beobachtung eines derartigen verzögerten Startverhaltens der Brennkraftmaschine kann dann bei einem nächsten Start die einzuspritzende Kraftstoffmenge derart reduziert werden, dass auf jeden Fall gleich zu Beginn des nächsten Startvorgangs ein zündfähiges Gemisch (0,8 < λ < 1,3) vorliegt.
• Es wird ferner darauf hingewiesen, dass eine Einspritzventil-Leckage auch durch einen bekannten Algorithmus zur Adaption der Kraftstoffqualität ermittelt werden kann. Dabei kann beispielsweise die Zündfähigkeit und/oder die Flüchtigkeit der Kraftstoff/Luft-Gemisches über die motorische Wirkung bewertet werden. Auch damit kann eine Einspritzventil-Leckage infolge der reduzierten motorischen Wirkung eines überfetteten Gemisches erkannt werden.
• Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Bestimmen einer mittels eines Leckage-behafteten Einspritzventils im Verlauf eines Startvorgangs einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs einzuspritzenden Kraftstoffmenge beschrieben. Das beschriebene Verfahren weist auf (a) Ermitteln einer für einen optimalen Start der Brennkraftmaschine geeigneten Gesamt-Kraftstoffmenge, (b) Schätzen einer Leckage-Kraftstoffmenge mittels eines o.g. Schätzverfahrens und (c) Bestimmen der einzuspritzenden Kraftstoffmenge aus der Differenz zwischen der Gesamt-Kraftstoffmenge und der Leckage-Kraftstoffmenge.
• Dem beschriebenen Verfahren zum Bestimmen einer im Rahmen eines Startvorgangs einzuspritzenden Kraftstoffmenge liegt die Erkenntnis zugrunde, dass im Falle eines signifikanten Anteils einer Leckage-Kraftstoffmenge an einem den Zylinder(n) der Brennkraftmaschine zugeführten Kraftstoff/Luft-Gemisches der Anteil an Kraftstoff, welcher regulär über die Einspritzventile zugeführt werden muss, entsprechend reduziert werden kann. Auf diese Weise kann eine unerwünschte Überfettung des Kraftstoff/Luft-Gemisches, welches für einen Startvorgang der Brennkraftmaschine insbesondere nach einer längeren Abstellzeit der Brennkraftmaschine verwendet wird, zuverlässig vermieden werden. Dadurch kann das Startverhalten der Brennkraftmaschine deutlich verbessert und zudem unerwünschte und erhöhte Emissionen während des Startvorgangs der Brennkraftmaschine reduziert werden.
• Andererseits können im Falle einer Anwendung des beschriebenen Verfahrens auch Einspritzventile mit einer höheren Leckage Startemissions- und Startzeitoptimiert betrieben werden. Dadurch kann die Lebensdauer der Einspritzventile unter für Leckage ungünstigen Betriebs- und/oder Umgebungsbedingungen verlängert werden. Außerdem müssen bei der Herstellung von Einspritzventilen auch vergleichsweise stark leckagebehaftete Einspritzventile nicht als untauglich verworfen werden, so dass sich die Produktionsausbeute entsprechend erhöht.
• Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das Verfahren ferner auf (a) Berechnen des Anteils der Leckage-Kraftstoffmenge an der Gesamt-Kraftstoffmenge, und (b), falls dieser Anteil eine vorgegebenen Schwellenwert überschreitet, Reinigen des Einspritzventils.
• Der Anteil der Leckage-Kraftstoffmenge kann dabei auf verschiedenen Weisen berechnet werden. Beispielsweise kann einfach das Verhältnis zwischen der Leckage-Kraftstoffmenge und der einzuspritzenden Kraftstoffmenge berechnet werden. Auch eine Berechnung des Anteils der einzuspritzenden Kraftstoffmenge an der Gesamt-Kraftstoffmenge ist möglich, wobei in letzterem Fall die Reinigungsprozedur gestartet wird, wenn dieser Anteil einen vorgegebenen Schwellenwert unterschreitet.
• Das Reinigen des Einspritzventils, oder im Falle von mehreren Einspritzventilen das Reinigen aller Einspritzventile kann beispielsweise durch einen Zusatz zum Kraftstoff während eines Services zur Reinigung der Einspritzventil(e) erfolgen.
• Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung zum Schätzen einer Leckage-Kraftstoffmenge beschrieben, welche aus einem Leckage-behafteten Einspritzventil während einer Abstellzeit eines Kraftfahrzeugs in einen Ansaugtrakt oder in einen Zylinder einer Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs eindringt und bei einem Startvorgang einem zu verbrennenden Kraftstoffgemisch hinzugefügt ist. Die beschriebene Vorrichtung weist auf (a) eine Messeinrichtung zum Messen eines ersten Startindex, welcher charakteristisch ist für ein Startverhalten der Brennkraftmaschine während eines ersten Startvorgangs und zum Messen eines zweiten Startindex, welcher charakteristisch ist für ein Startverhalten der Brennkraftmaschine während eines zweiten Startvorgangs, (b) eine Einrichtung zum Bestimmen einer ersten eingespritzten Kraftstoffmenge während des ersten Startvorgangs und zum Bestimmen einer zweiten eingespritzten Kraftstoffmenge während des zweiten Startvorgangs, und (c) eine Datenverarbeitungseinrichtung zum Schätzen der Leckage-Kraftstoffmenge basierend auf dem gemessenen ersten Startindex, der bestimmten ersten eingespritzten Kraftstoffmenge, dem gemessenen zweiten Startindex und der bestimmten zweiten eingespritzten Kraftstoffmenge.
• Auch der beschriebenen Vorrichtung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass durch eine Auswertung zweier typischerweise von einem Anlasser veranlassten Startvorgänge des Kraftfahrzeugs die Leckage-Kraftstoffmenge, welche über dem Ansaugtrakt dem Verbrennungsprozess zugeführt wird, zumindest näherungsweise ermittelt werden kann.
• Die beschriebene Vorrichtung kann beispielsweise durch einen Mikroprozessor, welcher bevorzugt ein Teil einer Motorsteuerung für die Brennkraftmaschine ist, realisiert werden.
• Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Computerprogramm zum Schätzen einer Leckage-Kraftstoffmenge beschrieben, welche aus einem Leckage-behafteten Einspritzventil während einer Abstellzeit eines Kraftfahrzeugs in einen Ansaugtrakt oder in einen Zylinder einer Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs eindringt und bei einem Startvorgang einem zu verbrennenden Kraftstoffgemisch hinzugefügt ist. Das Computerprogramm ist, wenn es von einem Prozessor ausgeführt wird, zum Durchführen des vorstehend beschriebenen Verfahrens zum Schätzen einer Leckage-Kraftstoffmenge eingerichtet.
• Im Sinne dieses Dokuments ist die Nennung eines solchen Computerprogramms gleichbedeutend mit dem Begriff eines Programm-Elements, eines Computerprogrammprodukts und/oder eines computerlesbaren Mediums, das Anweisungen zum Steuern eines Computersystems enthält, um die Arbeitsweise eines Systems bzw. eines Verfahrens in geeigneter Weise zu koordinieren, um die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren verknüpften Wirkungen zu erreichen.
• Das Computerprogramm kann als computerlesbarer Anweisungscode in jeder geeigneten Programmiersprache wie beispielsweise in JAVA, C++ etc. implementiert sein. Das Computerprogramm kann auf einem computerlesbaren Speichermedium (CD-Rom, DVD, Blue-ray Disk, Wechsellaufwerk, flüchtiger oder nicht-flüchtiger Speicher, eingebauter Speicher/Prozessor etc.) abgespeichert sein. Der Anweisungscode kann einen Computer oder andere programmierbare Geräte wie insbesondere ein Steuergerät für eine Brennkraftmaschine bzw. einen Motor eines Kraftfahrzeugs derart programmieren, dass die gewünschten Funktionen ausgeführt werden. Ferner kann das Computerprogramm in einem Netzwerk wie beispielsweise dem Internet bereitgestellt werden, von dem es bei Bedarf von einem Nutzer herunter geladen werden kann.
• Die Erfindung kann sowohl mittels eines Computerprogramms, d.h. einer Software, als auch mittels einer oder mehrerer spezieller elektrischer Schaltungen, d.h. in Hardware oder in beliebig hybrider Form, d.h. mittels Software-Komponenten und Hardware-Komponenten, realisiert werden.
• Es wird darauf hingewiesen, dass Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf unterschiedliche Erfindungsgegenstände beschrieben wurden. Insbesondere sind einige Ausführungsformen der Erfindung mit Vorrichtungsansprüchen und andere Ausführungsformen der Erfindung mit Verfahrensansprüchen beschrieben. Dem Fachmann wird jedoch bei der Lektüre dieser Anmeldung sofort klar werden, dass, sofern nicht explizit anders angegeben, zusätzlich zu einer Kombination von Merkmalen, die zu einem Typ von Erfindungsgegenstand gehören, auch eine beliebige Kombination von Merkmalen möglich ist, die zu unterschiedlichen Typen von Erfindungsgegenständen gehören.
• Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden beispielhaften Beschreibung derzeit bevorzugter Ausführungsformen. Die einzelnen Figuren der Zeichnung dieser Anmeldung sind lediglich als schematisch und als nicht maßstabsgetreu anzusehen.
• 1 zeigt eine Vorrichtung zum Schätzen einer Leckage-Kraftstoffmenge.
• 2 zeigt ein Diagramm, welches in Abhängigkeit der Abstellzeit eines Kraftfahrzeugs für verschiedene Einspritzventil-Leckage-Raten das Verhältnis zwischen (a) der regulär über Einspritzventil(e) zugeführten Kraftstoffmenge und (b) der mittels einer Einspritzventil-Leckage eingebrachten Kraftstoffmenge veranschaulicht.
• 3 zeigt den Verlauf eines für das Startverhalten einer Brennkraftmaschine charakteristischen Startindexes in Abhängigkeit des Lambda Wertes des zugeführten Kraftstoff/Luft-Gemisches.
• Es wird darauf hingewiesen, dass die nachfolgend beschriebene Ausführungsform lediglich eine beschränkte Auswahl an möglichen Ausführungsvarianten der Erfindung darstellt.
• 1 zeigt eine Vorrichtung 100 zum Schätzen einer Leckage-Kraftstoffmenge, welche aus einem Leckage-behafteten Einspritzventil während einer Abstellzeit eines Kraftfahrzeugs in einen Ansaugtrakt oder in einen Zylinder einer Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs eindringt und bei einem Startvorgang einem zu verbrennenden Kraftstoffgemisch hinzugefügt ist. Die Schätzvorrichtung 100 kann insbesondere in einer Motorsteuerung eines Kraftfahrzeuges integriert sein.
• Die Schätzvorrichtung 100 weist eine Messeinrichtung 102 auf, welche eingerichtet ist (i) zum Messen eines ersten Startindex, welcher charakteristisch ist für ein Startverhalten der Brennkraftmaschine während eines ersten Startvorgangs und (ii) zum Messen eines zweiten Startindex, welcher charakteristisch ist für ein Startverhalten der Brennkraftmaschine während eines zweiten Startvorgangs. Die Messeinrichtung 102 kann dazu mit geeigneten Sensoren (nicht dargestellt) zur Ermittlung des jeweiligen Startindexes gekoppelt sein. Alternativ oder in Kombination kann die Messeinrichtung 102 ferner auf zumindest einige Steuergrößen zurückgreifen, welche in der Motorsteuerung verarbeitet werden.
• Die Schätzvorrichtung 100 weist ferner eine Einrichtung 104 (i) zum Bestimmen einer ersten eingespritzten Kraftstoffmenge während des ersten Startvorgangs und (ii) zum Bestimmen einer zweiten eingespritzten Kraftstoffmenge während des zweiten Startvorgangs auf.
• Außerdem umfasst die Schätzvorrichtung 100 eine Datenverarbeitungseinrichtung 106 zum Schätzen der Leckage-Kraftstoffmenge basierend auf dem gemessenen ersten Startindex, der bestimmten ersten eingespritzten Kraftstoffmenge, dem gemessenen zweiten Startindex und der bestimmten zweiten eingespritzten Kraftstoffmenge. Eine bevorzugte Art der Bestimmung der Leckage-Kraftstoffmenge anhand eines Gleichungssystems mit zwei Gleichungen wird nachstehend genauer erläutert.
• 2 zeigt ein Diagramm, welches in Abhängigkeit der Abstellzeit eines Kraftfahrzeugs für verschiedene Einspritzventil-Leckage-Raten das Verhältnis zwischen (a) der regulär über Einspritzventil(e) zugeführten Kraftstoffmenge und (b) der mittels einer Einspritzventil-Leckage eingebrachten Kraftstoffmenge veranschaulicht.
• Die obere in guter Näherung gerade und leicht schräg verlaufende Linie zeigt die für einen reibungslosen Startvorgang im Zylinder einer Brennkraftmaschine erforderliche Kraftstoffmenge als Funktion der Abstellzeit. Infolge einer Abkühlung der Brennkraftmaschine sollte für einen reibungslosen Startvorgang mit zunehmender Abstelldauer das der Brennkraftmaschine zuzuführende Kraftstoffgemisch fetter werden. Die erforderliche Kraftstoffmenge steigt damit mit der Abstellzeit leicht an.
• Die untere nach einem kurzen Anstieg ebenfalls in guter Näherung gerade Linie verdeutlicht eine effektive zusätzliche Einspritzmenge, welche aus einem niedrigen Dampfdruck des Kraftstoffes resultiert. Mit zunehmendem Dampfdruck und damit als Funktion der Temperatur nimmt diese zusätzliche Einspritzmenge zu.
• Die beiden vertikalen Doppelpfeile geben für einen bestimmten Leckage-Verlauf 214 die Kraftstoffmenge an, (a) die durch die Einspritzventil-Leckage in des Kraftstoff/Luft-Gemisch eingebracht wird (unterer Doppelpfeil) und (b) die durch eine gewollte Einspritzung in des Kraftstoff/Luft-Gemisch eingebracht wird (oberer Doppelpfeil) . Für einen Leckage-Verlauf 216 mit einer höheren Leckage-Rate würde sich ein anderes Verhältnis zwischen der Einspritzmenge des Injektors und der Leckage-Kraftstoffmenge mit einem höheren Anteil an Leckage-Kraftstoffmenge ergeben. Für einen Leckage-Verlauf 212 mit einer niedrigeren Leckage-Rate würde sich ebenfalls ein anderes Verhältnis zwischen der Einspritzmenge des Injektors und der Leckage-Kraftstoffmenge mit einem niedrigeren Anteil an Leckage-Kraftstoffmenge ergeben.
• Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Schätzen einer Leckage-Kraftstoffmenge beschrieben, welche aus einem Leckage-behafteten Einspritzventil während einer Abstellzeit eines Kraftfahrzeugs in einen Ansaugtrakt oder in einen Zylinder einer Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs eindringt und bei einem Startvorgang einem zu verbrennenden Kraftstoffgemisch hinzugefügt ist. Es wird dabei davon ausgegangen, dass die Leckage für jedes einzelne Einspritzventil in einem Motor unterschiedlich ist. Auf Grund der jedoch tendenziell langen Abstellzeiten wird beobachtet, dass sich dampfförmiger Kraftstoff gleichmäßig im Saugrohr verteilt und dass damit die Anfettung auf Grund der Einspritzventil-Leckage gleichmäßig auf alle Zylinder des Motors wirkt.
• Gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel weist das Verfahren zwei Schritte auf. Ein erster Schritt (A) ist die prinzipielle Erkennung von Leckage. Ein zweiter Schritt (B) ist die Berechnung bzw. Schätzung der Leckage-Kraftstoffmenge bzw. eines Adaptionswertes zur Kompensation der Leckage-Kraftstoffmenge.
• Verfahren zur prinzipiellen Erkennung einer Einspritzventil-Leckage:
• Gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel wird auf eine Einspritzventil-Leckage geschlossen, wenn beim Starten der Brennkraftmaschine folgende beiden Merkmale (1) und (2) auftreten: (1) Die Brennkraftmaschine geht unmittelbar nach einer Betätigung des Anlassers nicht über die Startdrehzahl des Anlassers hinaus. (2) Die Brennkraftmaschine springt dann nach einer Absaugung einer definierten Luftmasse (abhängig von Motor-Hubvolumen und dem Saugrohrvolumen) aus dem Saugrohr verzögert an und geht über die Starterdrehzahl bis zum Erreichen einer vorgegebenen Leerlaufdrehzahl hinaus.
• Werden die Merkmale (1) und (2) beobachtet, dann wird gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel auf eine durch eine Einspritzventil-Leckage verursachte Überfettung des Kraftstoff/Luft-Gemisches geschlossen. Die eingespritzte Kraftstoffmenge kann dann bei einem nächsten Start reduziert werden, so dass dann auf jeden Fall noch ein zündfähiges Gemisch mit einem Lambda-Wert im Bereich zwischen 0,8 und 1,3 vorliegt.
• Es wird darauf hingewiesen, dass die Einspritzventil-Leckage alternativ oder in Kombination auch durch einen bekannten Algorithmus zur Kraftstoffqualitätsadaption ermittelt werden kann. Dabei wird typischerweise die Zündfähigkeit und/oder die Flüchtigkeit des Kraftstoffes anhand der motorischen Wirkung des Kraftstoffes bzw. des Kraftstoff/Luft-Gemisches bestimmt.
• Bei kurzen Abstellzelten des betriebswarmen Motors kann beispielsweise die Kraftstoffqualitätsadaption durchgeführt werden und damit der Faktor für die Flüchtigkeit des Kraftstoffes ermittelt werden. Eine Leckage eines Einspritzventils führt in der Regel zu keiner wesentlichen Erhöhung der Kraftstoffmenge im Zylinder, wenn die Abstellzeit kleiner als eine halbe Stunde ist. Bei längeren Abstellzeiten (zwischen 1 Stunde und 8 Stunden) wird der gleiche Algorithmus angewendet. Erkennt der Kraftstoffqualitätsalgorithmus nun ein zu fettes Gemisch, so muss eine erhöhte Leckage eines Einspritzventils vorliegen. Bei einem nachfolgenden Startvorgang nach einer vergleichbaren Abstellzeit wird die Einspritzmenge dann entsprechend vermindert.
• Die Tatsache, dass bei einer längeren Abstellzeit des Motors das Kühlmittel des Motors und damit der Motor selbst stärker abkühlt, wodurch sich die für einen reibungslosen Startvorgang erforderliche Kraftstoffmenge im Zylinder erhöht, ist aus 2 ersichtlich (vgl. die obere in guter Näherung gerade und leicht schräg verlaufende Linie) .
• Es wird darauf hingewiesen, dass die Kraftstoffqualität-Adaptionsfunktion in der Motorsteuerung die Kraftstoffqualität berücksichtigen kann, welche im Fahrzeug aktuell betankt ist.
• Durch eine Einspritzventil-Leckage kommt zusätzlicher Kraftstoff in das Saugrohr bzw. in den Zylinder. Die Einspritzventil-Leckage ist typischerweise abhängig von der Kraftstofftemperatur und dem Differenzdruck am Dichtsitz des Einspritzventils. Während der ersten Stunden steigt die Leckage-Kraftstoffmenge annähernd linear an, bis die Kraftstofftemperatur die Umgebungstemperatur angenommen hat und der Differenzdruck am Dichtsitz abgebaut worden ist. Wie aus 2 ersichtlich, vermindert sich für eine optimale Verbrennung mit niedrigen Emissionswerten die Einspritzmenge, welche durch das Einspritzventil bzw. durch die Einspritzventile eingespritzt werden muss, um die jeweilige Leckage-Kraftstoffmenge.
• Berechnung/Schätzung der Einspritzventil-Leckage:
• Gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel wird für die Berechnung der Kraftstoff-Leckagemenge m_FuelLeak ein Startindex I eingeführt, welcher charakteristisch ist für ein Startverhalten der Brennkraftmaschine. Der Startindex I kann beispielhaft das Verhältnis zwischen einer tatsächlichen Ist-Zeitdauer T_startIst für den jeweiligen Startvorgang und einer vorbestimmten Soll-Zeitdauer T_StartSoll für den jeweiligen Startvorgang sein. Alternativ kann der Startindex auch eine Funktion von dem Verhältnis zwischen einem tatsächlichen Ist-Drehzahlgradient für den jeweiligen Startvorgang und einem vorbestimmten Soll-Drehzahlgradient für den jeweiligen Startvorgang sein.
• 3 zeigt einen typischen Verlauf 330 eines für das Startverhalten einer Brennkraftmaschine charakteristischen Startindexes in Abhängigkeit des Lambda Wertes λ des zugeführten Kraftstoff/Luft-Gemisches. Liegt der Startindex I über einem Schwellenwert I_thd, dann wird der Start der Brennkraftmaschine als nicht in Ordnung definiert. Liegt der Startindex I unter dem Schwellenwert I_thd, dann wird der Start der Brennkraftmaschine als in Ordnung definiert. Der horizontale Pfeil in 3 zeigt den Einfluss einer Einspritzventil-Leckage an, welche, wie oben bereits erläutert, das Kraftstoff/Luft-Gemisch für einen Startvorgang fetter macht, so dass der Lambda-Wert kleiner wird.
• Gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel wird ein Basiswert für die Kraftstoff-Leckagemenge m_FuelLeak unter Verwendung des folgenden Gleichungssystems beschrieben, wobei die Gleichung (1) einen ersten Startvorgang der Brennkraftmaschine und die Gleichung (2) einen zweiten Startvorgang der Brennkraftmaschine betrifft. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass im Prinzip auch Gleichungssysteme höherer Ordnung verwendet werden können, die z.B. Polynome zweiter Ordnung aufweisen. $${\text{I}}_1=\text{F}\cdot {\text{m}}_{\text{Fuel1}}+\text{F}\cdot {\text{m}}_{\text{FuelLeak}}+{\text{I}}_0$$

  

  $${\text{I}}_2=\text{F}\cdot {\text{m}}_{\text{Fuel2}}+\text{F}\cdot {\text{m}}_{\text{FuelLeak}}+{\text{I}}_0$$

  
• Dabei ist
• - I₁ der Startindex für den ersten Startvorgang,
• - I₂ der Startindex für den zweiten Startvorgang,
• - m_Fuel1 eine während des ersten Startvorgangs injizierte Kraftstoffmenge,
• - m_Fuel2 eine während des zweiten Startvorgangs injizierte Kraftstoffmenge,
• - F ein Proportionalitätsfaktor, welcher die Steigung der jeweiligen Gerade beschreibt (für beide Startvorgänge gleich), und
• - I₀ ein Offsetwert (für beide Startvorgänge gleich).
• Zur Lösung dieses Gleichungssystems werden die Werte für I₁ und I₂ gemessen. Ferner wird davon ausgegangen, dass die Werte für m_Fuel1 und m_Fuel2 beispielsweise aus der jeweiligen elektrischen Ansteuercharakteristik und dem Raildruck bekannt sind. Der Wert für I₀ oder der Wert für F wird aus einem vorbekannten Kennfeld entnommen. Damit können die zwei verbleibenden Unbekannten ffi_FuelLeak und F bzw. I₀ bestimmt werden. Dabei können je nach Genauigkeits- und Rechenzeit-Anforderungen entweder analytische oder Regressionsverfahren eingesetzt werden.
• Es wird darauf hingewiesen, dass das vorstehend beschriebene Gleichungssystem lediglich das Grundprinzip des Verfahrens zum Schätzen der Leckage-Kraftstoffmenge darstellt. Für eine Anwendung in einer Motorsteuerung kann ferner für die Korrektur der final berücksichtigten Einspritzmengen eine Modellierung des Einflusses von Betriebsparametern wie z. B. Motor- und Umgebungstemperatur sowie Motor-Hubvolumen und Saugrohrvolumen berücksichtigt werden. Dies bedeutet, dass die sich aus der Lösung des o. g. Gleichungssystems ergebende Basis-Leckagemenge abhängig von Betriebsparametern wie die Temperatur des Einspritzventils und der Abstellzeit dann noch in Abhängigkeit der Umgebungsbedingungen der Betriebspunkte der Adaption auf einen weiteren Applikationsbereich mittels Modell umzurechnen ist.
• Ferner können die Ergebnisse der Leckage-Mengen-Adaption mit den Ergebnissen der Kraftstoff-Qualitätsadaption verknüpft und betriebspunktabhängig angewendet werden.
• Das vorgeschlagene Verfahren gestattet es, Einspritzventile mit höheren Leckage-Werten Startemissions- und Startzeitoptimiert zu betreiben. Dadurch kann die Lebensdauer der Einspritzventile unter für Leckage ungünstigen Umgebungsbedingungen verlängert bzw. die Ausbeute beim Einspritzventil-Produktionsprozess erhöht werden.
• Bezugszeichenliste

100

Schätzvorrichtung

102

Messeinrichtung

104

Einrichtung zum Bestimmen von eingespritzten Kraftstoffmengen

106

Datenverarbeitungseinrichtung

212

Leckage-Verlauf

214

Leckage-Verlauf

216

Leckage-Verlauf

330

Verlauf Startindex I als Funktion des Lambda-Wertes

Claims (11)

1. Verfahren zum Schätzen einer Leckage-Kraftstoffmenge (m_FueLeak), welche aus einem Leckage-behafteten Einspritzventil während einer Abstellzeit eines Kraftfahrzeugs in einen Ansaugtrakt oder in einen Zylinder einer Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs eindringt und bei einem Startvorgang einem zu verbrennenden Kraftstoffgemisch hinzugefügt ist, das Verfahren aufweisend Messen eines ersten Startindex (I₁), welcher charakteristisch ist für ein Startverhalten der Brennkraftmaschine während eines ersten Startvorgangs, Bestimmen einer ersten eingespritzten Kraftstoffmenge (m_Fuel1) während des ersten Startvorgangs, Messen eines zweiten Startindex (I₂), welcher charakteristisch ist für ein Startverhalten der Brennkraftmaschine während eines zweiten Startvorgangs, Bestimmen einer zweiten eingespritzten Kraftstoffmenge (m_Fuel2) während des zweiten Startvorgangs und Schätzen der Leckage-Kraftstoffmenge (m_FuelLeak) basierend auf dem gemessenen ersten Startindex (I₁), der bestimmten ersten eingespritzten Kraftstoffmenge (m_Fuel1), dem gemessenen zweiten Startindex I₂) und der bestimmten zweiten eingespritzten Kraftstoffmenge (m_Fuel2) .
2. Verfahren gemäß dem vorangehenden Anspruch, wobei das Schätzen der Leckage-Kraftstoffmenge (m_FuelLeak) aufweist Aufstellen eines Gleichungssystems mit zumindest zwei Gleichungen, wobei eine erste Gleichung (1) den ersten Startvorgang betrifft und derart gewählt ist, dass sie einen linearen Zusammenhang zwischen dem ersten Startindex (I₁) und der zu schätzenden Leckage-Kraftstoffmenge (m_FuelLeak) zeigt, und eine zweite Gleichung (2) den zweiten Startvorgang betrifft und derart gewählt ist, dass sie einen linearen Zusammenhang zwischen dem zweiten Startindex I₂) und der zu schätzenden Leckage-Kraftstoffmenge (m_FuelLeak) zeigt, - wobei ein Proportionalitätsfaktor (F) in beiden Gleichungen (1,2) den selben Wert hat und - wobei eine Konstante (I₀) in beiden Gleichungen den selben Wert hat, und Lösen des Gleichungssystems, wobei der Proportionalitätsfaktor (F) und/oder die Konstante (I₀) aus einem vorbekannten Kennfeld einer Motorsteuerung für die Brennkraftmaschine bestimmt wird.
3. Verfahren gemäß dem vorangehenden Anspruch, wobei in dem Kennfeld der Motorsteuerung zumindest ein nominaler Grundverlauf der Leckage-Kraftstoffmenge (m_FuelLeak) als Funktion der Abstellzeit des Kraftfahrzeugs gespeichert ist und wobei der nominale Grundverlauf bei der Schätzung der Leckage-Kraftstoffmenge (m_FuelLeak) berücksichtigt wird.
4. Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche 2 bis 3, wobei die erste Gleichung (1) ferner einen Zusammenhang höherer Ordnung zwischen dem ersten Startindex (I₁) und der zu schätzenden Leckage-Kraftstoffmenge (m_FuelLeak) zeigt, und die zweite Gleichung (2) ferner einen Zusammenhang höherer Ordnung zwischen dem zweiten Startindex I₂) und der zu schätzenden Leckage-Kraftstoffmenge (m_FuelLeak) zeigt.
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der jeweilige Startindex (I₁, I₂) eine Funktion von dem Verhältnis zwischen einer tatsächlichen Ist-Zeitdauer für den jeweiligen Startvorgang und einer vorbestimmten Soll-Zeitdauer für den jeweiligen Startvorgang ist oder wobei der jeweilige Startindex (I₁, I₂) eine Funktion von dem Verhältnis zwischen einem tatsächlichen Ist-Drehzahlgradient für den jeweiligen Startvorgang und einem vorbestimmten Soll-Drehzahlgradient für den jeweiligen Startvorgang ist.
6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Verfahren für verschiedene Betriebsbedingungen und/oder Umgebungsbedingungen des Kraftfahrzeugs durchgeführt wird und die entsprechenden Werte für die Leckage-Kraftstoffmenge (m_FuelLeak) zusammen mit Parametern, welche die verschiedenen Betriebsbedingungen und/oder Umgebungsbedingungen beschreiben, in einem Kennfeld innerhalb eines Speichers einer Motorsteuerung für die Brennkraftmaschine abgelegt werden.
7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner aufweisend Ermitteln, ob eine Leckage-Kraftstoffmenge (m_FuelLeak) aus einem Leckage-behafteten Einspritzventil vorliegt, wobei das Verfahren lediglich dann durchgeführt wird, wenn die Leckage-Kraftstoffmenge (m_FuelLeak) einen vorbestimmten Leckage-Schwellenwert überschreitet.
8. Verfahren zum Bestimmen einer mittels eines Leckage-behafteten Einspritzventils im Verlauf eines Startvorgangs einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs einzuspritzenden Kraftstoffmenge, das Verfahren aufweisend Ermitteln einer für einen optimalen Start der Brennkraftmaschine geeigneten Gesamt-Kraftstoffmenge, Schätzen einer Leckage-Kraftstoffmenge (m_FuelLeak) mittels eines Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche, und Bestimmen der einzuspritzenden Kraftstoffmenge aus der Differenz zwischen der Gesamt-Kraftstoffmenge und der Leckage-Kraftstoffmenge (m_FuelLeak).
9. Verfahren gemäß dem vorangehenden Anspruch, ferner aufweisend Berechnen des Anteils der Leckage-Kraftstoffmenge (m_FuelLeak) an der Gesamt-Kraftstoffmenge, und falls dieser Anteil eine vorgegebenen Schwellenwert überschreitet, Reinigen des Einspritzventils.
10. Vorrichtung zum Schätzen einer Leckage-Kraftstoffmenge (m_FuelLeak), welche aus einem Leckage-behafteten Einspritzventil während einer Abstellzeit eines Kraftfahrzeugs in einen Ansaugtrakt oder in einen Zylinder einer Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs eindringt und bei einem Startvorgang einem zu verbrennenden Kraftstoffgemisch hinzugefügt ist, die Vorrichtung (100) aufweisend eine Messeinrichtung (102) zum Messen eines ersten Startindex (I₁), welcher charakteristisch ist für ein Startverhalten der Brennkraftmaschine während eines ersten Startvorgangs und zum Messen eines zweiten Startindex (I₂), welcher charakteristisch ist für ein Startverhalten der Brennkraftmaschine während eines zweiten Startvorgangs, eine Einrichtung (104) zum Bestimmen einer ersten eingespritzten Kraftstoffmenge (m_Fuel1) während des ersten Startvorgangs und zum Bestimmen einer zweiten eingespritzten Kraftstoffmenge (m_Fuel2) während des zweiten Startvorgangs, und eine Datenverarbeitungseinrichtung (106) zum Schätzen der Leckage-Kraftstoffmenge (m_FuelLeak)basierend auf dem gemessenen ersten Startindex (I₁), der bestimmten ersten eingespritzten Kraftstoffmenge (m_Fuel1) , dem gemessenen zweiten Startindex I₂) und der bestimmten zweiten eingespritzten Kraftstoffmenge (m_Fuel2) .
11. Computerprogramm zum Schätzen einer Leckage-Kraftstoffmenge (m_FuelLeak), welche aus einem Leckage-behafteten Einspritzventil während einer Abstellzeit eines Kraftfahrzeugs in einen Ansaugtrakt oder in einen Zylinder einer Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs eindringt und bei einem Startvorgang einem zu verbrennenden Kraftstoffgemisch hinzugefügt ist, wobei das Computerprogramm, wenn es von einem Prozessor ausgeführt wird, zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 eingerichtet ist.

Images