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Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung ein System mit einer Brennkraftmaschine, einem Kraftstoffspeicher und einem Steuergerät sowie ein Computerprogramm und ein Computerprogrammprodukt.
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Brennkraftmaschinen mit Saugrohreinspritzung mit zwei Einspritzventilen pro Zylinder sind allgemein bekannt. Beispielsweise ist aus der Druckschrift
DE 10 2008 044 244 A1 eine Brennkraftmaschine mit wenigstens einem Brennraum bekannt, wobei der Brennraum zwei Kraftstoff-Einlassöffnungen aufweist, welche jeweils durch ein Einlassventil verschließbar sind. Die Brennkraftmaschine weist ferner eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung auf, die in Zuordnung zu dem wenigstens einen Brennraum ein erstes und ein separates zweites Einspritzventil zum dosierten Einspritzen von Kraftstoff in mindestens einen Ansaugkanal des Brennraums aufweist. Die Einspritzventile spritzen den Kraftstoff dabei zerstäubt in Form von Spraykegeln in Richtung der Einlassventile.
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Hierbei wird Kraftstoff mittels einer Kraftstoffpumpe zu einem Kraftstoffspeicher (auch Rail genannt) gefördert und steht dort unter Druck bereit. Elektrisch angesteuerte Einspritzventile spritzen Kraftstoff bedarfsgerecht in das Saugrohr. Um das Luft-Kraftstoff-Gemisch genau einzustellen, misst ein Luftmassenmesser vor der Drosselklappe die an der Verbrennung beteiligte Luftmasse und gibt ein entsprechendes Signal an das Motorsteuergerät. Ferner ist es Stand der Technik, eine sogenannte Twin Injection zu benutzen, bei der je Saugkanal zwei Saugrohreinspritzventile eingebaut sind. Diese können synchron oder individuell angesteuert werden. Weiterhin können diese beiden Ventile identisch oder abweichend ausgelegt sein.
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Nachteilig beim Stand der Technik ist, dass in den meisten Betriebsbereichen solcher Einspritzventile die elektrische Diagnose zwar korrekt durchgeführt werden kann, aber kein Fehler erkannt wird, wenn eines der Einspritzventile einen mechanischen Defekt aufweist oder in seinen elektrischen Kennwerten driftet. Beides kann zu abweichenden zugemessenen Kraftstoffmengen führen, was motorische Auswirkungen haben kann.
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Offenbarung der Erfindung
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine, das erfindungsgemäße System mit einer Brennkraftmaschine, einem Kraftstoffspeicher und einem Steuergerät sowie das erfindungsgemäße Computerprogramm bzw. das Computerprogrammprodukt gemäß den nebengeordneten Ansprüchen haben gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil, dass durch den Drucksensor im Kraftstoffsystem detektiert werden kann, ob insbesondere die Funktionalität des Einspritzventils bzw. der Mehrzahl von Einspritzventilen korrekt ist oder aber fehlerhaft ist. Es ist hierdurch erfindungsgemäß vorteilhaft möglich, auch solche Fehlersituationen zu detektieren, die im System der Steuerung der Brennkraftmaschine derzeit Signale liefern, die innerhalb der Diagnoseschwellen liegen. Beispielsweise könnte bei der Verwendung von zwei Einspritzventilen pro Zylinder bei einem Vierzylindermotor und einem mechanischen Defekt bei einem der Einspritzventile, der zu einem Ausfall der gesamten Einspritzmenge dieses Einspritzventils führt, ein Fehler in der Größenordnung von 1/8 des gesamten Mengenfehlers vorkommen. Falls ein solcher Fehler von einem 1/8 (12,5% Abweichung) innerhalb der Gesamtfehlerschwelle liegt, könnte es sein, dass ein solcher mechanischer Defekt eines der Einspritzventile nicht erkannt wird. Entsprechend würde durch das Steuergerät der Brennkraftmaschine die Gemischregelung derart vorgenommen werden, dass über eine Gesamtkorrektur sich die Fehler über die Zylinder mitteln. Sofern der betroffene Zylinder eine gewisse Toleranz bezüglich des Magerlaufs aufweist, kommt es gegebenenfalls nicht zu Aussetzern, sondern abweichenden zylinderspezifischen Lambda-Werten, obwohl der Gesamtwert richtig ist. Die Folge wäre eine Verschlechterung des Abgases und eine verstärkte thermische Alterung des Abgaskatalysators. Erfindungsgemäß ist es vorteilhaft möglich, zu erkennen, wenn ein einzelner Injektor bzw. ein einzelnes Einspritzventil vollständig oder teilweise nicht die korrekte Kraftstoffmenge bereitstellt, insbesondere aufgrund eines mechanischen Problems, welches bei einer elektrischen Diagnose nicht oder in nicht ausreichendem Maße erkannt wird.
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Die für das erfindungsgemäße Verfahren verwendete Brennkraftmaschine ist insbesondere ein Ottomotor mit Saugrohreinspritzung für ein Kraftfahrzeug, vorzugsweise ein Automobil. Hierbei kann es sich bei dem verwendeten Kraftstoff um Benzin oder auch um Ethanol oder um ein Gemisch handeln. Die Brennkraftmaschine umfasst vorzugsweise mehr als einen Zylinder, wobei jeder der Zylinder einen Brennraum mit beispielsweise zwei Einlassventilen umfasst, wobei jedem Einlassventil bevorzugt jeweils ein separates Einspritzventil oder auch zwei separate Einspritzventile zugeordnet sind.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen entnehmbar.
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Besonders bevorzugt ist es, wenn während des kurzzeitigen Druckabfalls aufgrund der Kraftstoffeinspritzung eine Vielzahl von Messpunkten des Drucksignals abgetastet wird. Hierdurch ist es erfindungsgemäß vorteilhaft möglich, dass in möglichst genauer Weise der zeitliche Verlauf des Drucksignals während des kurzzeitigen Druckabfalls bestimmt werden kann und damit in besonders genauer Weise die Funktionalität des Einspritzventils während der Kraftstoffeinspritzung, insbesondere die mechanische Funktionalität des Einspritzventils während der Kraftstoffeinspritzung, detektierbar ist. Beispielsweise könnte vom zeitlichen Verlauf einer Druckänderung und/oder deren Phasenlage auf eine zugemessene Einspritzmenge oder ein Öffnungs- bzw. Schließverhalten eines Injektors geschlossen werden.
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Erfindungsgemäß ist ferner bevorzugt, dass die Brennkraftmaschine mittels eines Steuergeräts gesteuert wird, wobei das Drucksignal vom Drucksensor zum Steuergerät übertragen wird und wobei das Drucksignal ein Drucksignal in digitaler Form ist. Hierdurch ist es erfindungsgemäß vorteilhaft möglich, dass zum einen die Menge an übertragenen Daten zwischen dem Drucksensor und dem Steuergerät vergleichsweise gering gehalten werden kann und dennoch eine zeitlich hochaufgelöste Detektion des Druckverlaufs, insbesondere des kurzzeitigen Druckabfalls in dem Kraftstoffspeicher, erkennbar ist.
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Ferner ist es erfindungsgemäß bevorzugt, dass die Brennkraftmaschine pro Zylinder ein weiteres Einspritzventil aufweist, wobei das Einspritzventil und das weitere Einspritzventil zur Kraftstoffeinspritzung über eine gemeinsame Endstufe angesteuert werden. Es ist hierdurch erfindungsgemäß vorteilhaft möglich, den Aufwand für die Realisierung eines Einspritzsystems für eine Brennkraftmaschine mit zwei Einspritzventilen pro Zylinder bzw. pro Saugkanal zu reduzieren.
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Erfindungsgemäß ist es weiterhin bevorzugt vorgesehen, dass die Brennkraftmaschine pro Zylinder ein weiteres Einspritzventil aufweist, wobei zur Kraftstoffeinspritzung das Einspritzventil über eine erste Endstufe und unabhängig davon das weitere Einspritzventil über eine zweite Endstufe angesteuert wird. Hierdurch ist es erfindungsgemäß vorteilhaft möglich, eine individuelle Ansteuerung für sowohl das Einspritzventil als auch das weitere Einspritzventil vorzunehmen und so eine bessere Kontrolle und eine größere Aussagefähigkeit des von dem Drucksensor erfindungsgemäß gelieferten Drucksignals zu erhalten.
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Erfindungsgemäß ist es weiterhin bevorzugt vorgesehen, dass das Einspritzventil für die Einspritzung einer ersten Kraftstoffmenge und das weitere Einspritzventil für die Einspritzung einer zweiten Kraftstoffmenge ausgelegt ist, wobei die erste und zweite Kraftstoffmenge gleich groß sind bzw. wobei die erste und zweite Kraftstoffmenge unterschiedlich groß sind. Es ist hierdurch erfindungsgemäß vorteilhaft möglich, dass über einen großen Bereich verschiedene Einspritzmengen an Kraftstoff hinweg mit großer Genauigkeit die gewünschte Einspritzmenge an Kraftstoff eingespritzt werden kann. Beispielsweise könnte das erste Einspritzventil hinsichtlich der Auslegungsmenge an (unter vorgegebenen Betriebsbedingungen) maximal einspritzbarem Kraftstoff (sogenannte Menge QSTAT) doppelt so groß ausgelegt werden wie das zweite Einspritzventil – in diesem Fall ist es beispielsweise möglich, für den Fall von vergleichsweise kleinen einzuspritzenden Kraftstoffmengen lediglich dasjenige Einspritzventil mit der geringeren maximal einspritzbaren Kraftstoffmenge (erste bzw. zweite Kraftstoffmenge) zu verwenden, für den Fall von mittelgroßen einzuspritzenden Kraftstoffmengen lediglich das Einspritzventil zu verwenden, welches die größere maximal einzuspritzbare Kraftstoffmenge aufweist und für den Fall von vergleichsweise großen einzuspritzenden Kraftstoffmengen (beispielsweise im Volllastfall) sowohl das Einspritzventil als auch das weitere Einspritzventil zu verwenden. Alternativ zu einer solchen Aufteilung der Gesamteinspritzmenge des Kraftstoffs mittels zweier ungleich dimensionierter Einspritzventile ist es erfindungsgemäß vorteilhaft, gleich dimensionierte (d. h. zwei gleiche) Einspritzventile zu verwenden, so dass die Auslegungsmenge an Kraftstoff (d. h. die erste und zweite Kraftstoffmenge) halbiert ist und so in vorteilhafter Weise eine größere Stückzahl an Einspritzventilen mit entsprechend realisierbaren Kostenvorteilen möglich ist.
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Weiterhin ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung ein System mit einer Brennkraftmaschine, einem Kraftstoffspeicher und einem Steuergerät zur Steuerung der Brennkraftmaschine. Hierbei ist dem Kraftstoffspeicher ein Drucksensor zugeordnet und das Gesamtsystem ist derart konfiguriert, dass Kraftstoff in dem Kraftstoffspeicher unter einem vorgegebenen Druck steht, wobei der Drucksensor derart konfiguriert ist, ein zeitlich hochaufgelöstes Drucksignal des im Kraftstoffspeicher vorliegenden Drucks zu generieren und an die Steuereinrichtung zur Steuerung der Brennkraftmaschine weiterzuleiten, so dass ein kurzzeitiger Druckabfall des vorgegebenen Drucks im Kraftstoffspeicher, welcher aufgrund einer Einspritzung durch ein Einspritzventil erfolgt, detektierbar ist und aus dem zeitlichen Verlauf des Drucksignals während des kurzzeitigen Druckabfalls die Funktionalität des jeweils einspritzenden Kraftstoffventils während der Kraftstoffeinspritzung detektierbar ist.
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Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Es zeigen
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1 eine schematische Darstellung einer Aufteilung einer einzuspritzenden Kraftstoffmenge auf zwei Einspritzventile,
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2 eine schematische Darstellung eines Kraftstoffeinspritzsystems,
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3 eine schematische Darstellung einer getrennten Ansteuerung zweier Einspritzventile und
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4 und 5 verschiedene Ansteuerungsszenarien für die Einspritzung mit zwei Einspritzventilen, die über eine gemeinsame bzw. über zwei separate Endstufen angesteuert werden.
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Ausführungsformen der Erfindung
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In den verschiedenen Figuren sind gleiche Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden daher in der Regel auch jeweils nur einmal benannt bzw. erwähnt.
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In 1 ist schematisch eine Darstellung für die Aufteilung einer Gesamteinspritzmenge für einen Zylinder einer Brennkraftmaschine auf zwei Einspritzventile dargestellt. Eine gesamteinzuspritzende Menge QSTAT an Kraftstoff wird bei Vorhandensein eines einzelnen Einspritzventils (linke Darstellung gemäß der 1), beispielsweise mittels verschiedenen Sprühstrahlen realisiert, wobei die Sprühstrahlen durch Öffnungen bzw. Löcher im Einspritzventil realisiert sind und wobei durch jedes dieser Löcher bzw. in jedem dieser Einsprühstrahlen beispielsweise 50% der Gesamteinspritzmenge QSTAT eingespritzt wird. Auf der rechten Seite der Darstellung gemäß der 1 ist eine Realisierung mit zwei Einspritzventilen dargestellt, wobei jedes der Einspritzventile lediglich einen Einspritzstrahl realisiert und jeweils 50% der maximalen Einspritzmenge QSTAT einspritzt.
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In 2 ist schematisch ein Kraftstoffversorgungssystem 10 einer Brennkraftmaschine dargestellt, das für den Einsatz in einem Fahrzeug vorgesehen ist. Die Brennkraftmaschine weist typischerweise vier Zylinder und damit vier Brennräume auf, wobei jedoch auch eine andere Anzahl von Zylindern und damit Brennräumen möglich ist. Bei der Brennkraftmaschine handelt es sich um eine Ausführungsform, bei der der Kraftstoff, vorzugsweise Ottokraftstoff, nicht direkt in die Brennräume eingespritzt wird, sondern die mit einer Saugrohreinspritzung arbeitet. Es ist jedoch erfindungsgemäß prinzipiell auch möglich, dass der Kraftstoff direkt in die Brennräume eingespritzt wird.
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Der Kraftstoff wird von einer nicht dargestellten Pumpe aus einem Behälter 18, insbesondere über einen nicht dargestellten Filter, zu einer nicht dargestellten weiteren Pumpe transportiert, von der der Kraftstoff in eine Druckkammer bzw. einen Druckspeicher 12 gepumpt wird. Mit Hilfe der nicht dargestellten Pumpe ist in dem Druckspeicher 12 ein bestimmter Druck des Kraftstoffs vorhanden. Dieser Druck ist erfindungsgemäß insbesondere als ein sogenannter Niederdruckzustand vorgesehen, wobei der Druckspeicher 12 auch als sogenanntes Niederdruck-Rail ausgebildet ist, wobei Drücke im Bereich von einigen hundert kPa bis einigen MPa innerhalb des Druckspeichers 12 typischerweise vorliegen. Erfindungsgemäß ist es jedoch möglich, auch mit höheren Drücken, beispielsweise einige zehn MPa, im Druckspeicher 12 zu arbeiten.
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Am Druckspeicher 12 ist ein Drucksensor 14 angeordnet, der in der Lage ist, den Druck innerhalb des Druckspeichers 12 zu messen. An den Druckspeicher 12 sind Einspritzventile angeschlossen, die zum Einspritzen des Kraftstoffes in die Brennräume bzw. in die Saugrohre der Brennräume vorgesehen sind. Hierbei ist in der 2 schematisch der Fall von vier Zylindern und zwei Einspritzventilen pro Zylinder dargestellt, wobei jeder Zylinder ein Einspritzventil 21 und ein weiteres Einspritzventil 22 aufweist. Erfindungsgemäß ist jedoch auch eine andere Konstellation zum einen der Zylinderzahl und zum anderen auch der Anzahl von Einspritzventilen pro Zylinder möglich, beispielsweise ein Einspritzventil pro Zylinder oder mehr als zwei Einspritzventile pro Zylinder. Insbesondere ist es erfindungsgemäß vorgesehen, je Saugkanal zwei Saugrohreinspritzventile vorzusehen, so dass Kraftstoff über zwei Pfade in ein Saugrohr eingespritzt wird (sogenannte Twin Injection). Diese beiden Einspritzventile können über eine gemeinsame oder über auch zwei separate elektronische Endstufen angesteuert werden. Bei der Variante mit separaten Endstufen können die beiden Einspritzventile entweder synchron oder individuell angesteuert werden, d. h. mit unterschiedlicher Phase und/oder unterschiedlicher Zeitdauer. In beiden Fällen ist es so, dass beim bisherigen Stand der Technik zwar eine Diagnose bzw. Prüfung der Funktionsfähigkeit der Einspritzventile mit einer elektrischen Prüfung vorgenommen werden konnte, nicht jedoch erkannt werden konnte, ob tatsächlich die Kraftstoffeinspritzung überhaupt erfolgt oder aber in ausreichendem Maße erfolgt, beispielsweise deshalb, weil eine Einspritzöffnung eines Einspritzventils ganz oder teilweise verstopft ist oder dergleichen. Erfindungsgemäß ist es nun vorgesehen, dass der Drucksensor 14 ein Drucksignal derart generiert und zu einer Steuereinrichtung 16 überträgt, dass aus dem übertragenen Drucksignal der zeitliche Verlauf des Drucks im Kraftstoffspeicher derart genau detektiert werden kann, dass ein kurzzeitiger Druckabfall im Kraftstoffspeicher, der sich aufgrund eines Öffnens eines Einspritzventils und der Durchführung der Einspritzung des Kraftstoffs automatisch ergibt, derart genau gemessen werden kann, dass die Funktionalität des Einspritzventils während der Kraftstoffeinspritzung detektiert werden kann. Hierdurch ist es erfindungsgemäß in vorteilhafter Weise möglich, nicht nur die elektrische Funktionalität eines Einspritzventils zu testen, sondern auch dessen mechanische Funktionalität. Erfindungsgemäß ist es daher vorgesehen, dass der Drucksensor 14 ein hochauflösender Drucksensor des Kraftstoffspeichers 12 ist, insbesondere ein sogenannter hochauflösender Rail-Drucksensor, der in der Lage ist, die tatsächlich eingespritzte Kraftstoffmenge und die Phasenlage des Einspritzimpulses aufgrund eines kurzzeitigen Druckabfalls im Kraftstoffspeicher 12 zu detektieren. Hierdurch ist erfindungsgemäß eine verbesserte Diagnose der Einspritzventile möglich und es kann in vorteilhafter Weise im Falle einer Fehlfunktion eines der verschiedenen Einspritzventile, die in der Brennkraftmaschine verwendet werden, auf die Fehlfunktionalität eines einzelnen solcher Einspritzventile geschlossen werden. Es hierdurch erfindungsgemäß in einfacher und vorteilhafter Weise möglich, eine, insbesondere mechanische, Fehlfunktionalität eines Einspritzventils zu erkennen und den Grad der Fehlfunktionalität zumindest teilweise zu quantifizieren sowie auf einzelne verwendete Einspritzventile zurückzuführen. Ferner ist es erfindungsgemäß in vorteilhafter Weise auch möglich, eine Rechts-Links-Vertauschung von Twin Injektoren zu detektieren.
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Bei der Verwendung von separaten elektronischen Endstufen für zwei Einspritzventile, die am gleichen Zylinder der Brennkraftmaschine benutzt werden, ist es möglich, durch eine Variation des Steuersignals der Steuereinrichtung 16 deren Funktionalität getrennt zu detektieren. Dies ist in schematischer Weise in 3 dargestellt. Die Steuereinrichtung erzeugt ein Steuersignal zur Ansteuerung des Einspritzventils 21 und zur Ansteuerung des weiteren Einspritzventils 22. Diese beiden Steuersignale sind schematisch im mittleren Bereich der Darstellung gemäß 3 abgebildet. In der oberen Darstellung zu dem Einspritzventil 21 ist das von der Steuereinrichtung 16 abgesetzte Steuersignal (gestrichelte Darstellung) gegenüber einem mit durchgezogener Linie dargestellten Referenzsteuersignal nach links verschoben, erfolgt also zeitlich früher. Für das weitere Einspritzventil 22 ist das Steuersignal ebenfalls zeitlich verschoben (gegenüber einem Referenzsteuersignal nach rechts, d. h. zeitlich nach hinten verschoben).
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Gemäß der 4 und 5 werden verschiedene Ansteuerungsszenarien und daraus resultierende Drucksignale des Drucksensors 14 für den Fall einer gemeinsamen Ansteuerung von zwei Einspritzventilen (4) und für den Fall einer getrennten Ansteuerung zweier Einspritzventile (5) dargestellt.
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Sowohl die 4 als auch die 5 ist in Form einer schematisch angedeuteten Tabelle gehalten, mit jeweils drei Spalten und jeweils vier Zeilen. Hierbei ist die linke Spalte jeweils mit dem Bezugszeichen 160 bezeichnet und deutet schematisch das Steuersignal an, welches von der Steuereinrichtung 16 bzw. dem Steuergerät 16 an das Einspritzventil 21 bzw. das Einspritzventil 21 und das weitere Einspritzventil 22 übertragen wird. In der mittleren, mit dem Bezugszeichen 120 versehenen Spalte sind schematisch die Einspritzmengen von Kraftstoff dargestellt, die über das Einspritzventil 21 bzw. das weitere Einspritzventil 22 eingespritzt werden. In der dritten, mit dem Bezugszeichen 140 versehenen Spalte ist jeweils das Resultat für die Druckmessung durch den Drucksensor 14 in dem Kraftstoffspeicher 12 schematisch abgebildet. Gemäß 4 wird für alle vier Zeilen der Tabelle angenommen, dass sowohl das Einspritzventil 21 als auch das weitere Einspritzventil 22 über eine gemeinsame elektrische bzw. elektronische Endstufe angesteuert werden. Die Steuersignale 160 unterscheiden sich daher nicht. Für den Fall von gleichen nominal einzuspritzenden Einspritzmengen an Kraftstoff ergibt sich dann für den Fall der in der Zeile 1 dargestellten Normalsituation ein Drucksignal 140 einer bestimmten Druckänderungsamplitude und einer bestimmten Dauer des Impulses des Drucksignals. Im Fall der Zeile 2 gemäß 4 ist der Fall abgebildet, dass eines der beiden Einspritzventile 21, 22 keine Einspritzung vornimmt, beispielsweise aufgrund eines mechanischen Defekts oder dergleichen. In diesem Fall kann eine solche Fehlfunktionalität über den Verlauf des Drucksignals 140 erkannt werden. Dieses tatsächliche Drucksignal (durchgezogene Linie) verläuft gegenüber dem Soll-Verlauf (gestrichelte Linie) mit einer geringeren Druckänderungsamplitude. In der Zeile 3 gemäß der 4 ist eine Fehlfunktionalität dahingehend schematisch dargestellt, dass eines der beiden Einspritzventile 21, 22 eine zu geringe Menge an Kraftstoff einspritzt, beispielsweise ebenfalls aufgrund eines mechanischen Defekts oder dergleichen. Dies ergibt ein zeitlich zu kurzes tatsächliches Drucksignal 140 (durchgezogene Linie) gegenüber dem Soll-Verlauf des entsprechenden Drucksignals (gestrichelte Linie) in Zeile 3 der 4. In Zeile 4 der 4 ist der umgekehrte Fall einer zu großen Einspritzmenge bei einem der beiden Einspritzventile 21, 22 schematisch dargestellt, was für das Drucksignal 140 bedeutet, dass dieses tatsächlich (durchgezogene Linie) eine größere Amplitude einer Druckverminderung und eine längere Signaldauer des Druckänderungsimpulses gegenüber der gestrichelt dargestellten Normalfunktionalität beider Einspritzventile darstellt.
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In 5 ist eine Konfiguration mit getrennter Ansteuerung bzw. getrennter Endstufe zweier Einspritzventile schematisch dargestellt, wobei in der linken Spalte jeweils die Steuersignale 160, in der Mitte die schematisch dargestellten Kraftstoffmengen 120 und in der rechten Spalte die resultierenden Drucksignale 140 dargestellt sind. Die erste Zeile entspricht einer korrekten Einspritzung mit zeitlich voneinander beabstandeten Steuersignalen und Drucksignalen 140. Die zweite Zeile entspricht einer falschen Phasenlage der Einspritzung, so dass im Drucksignal 140 ein zu geringer zeitlicher Abstand der Drucksignale erfolgt, was dazu führt, dass die beiden Drucksignale für die beiden Einspritzventile teilweise miteinander verfließen. In der dritten Zeile ist eine Testfunktion für das Einspritzventil 21 und das weitere Einspritzventil 22 dargestellt: unterschiedliche schematische Kraftstoffmengen führen zu gewünschten unterschiedlichen Drucksignalen. In der vierten Zeile sind die beiden Einspritzventile vertauscht, so dass sich entsprechend die Soll-Signale (gestrichelt dargestellt) von den tatsächlichen Signalen (mit durchgezogener Linie gezeichnet) unterscheiden.
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Erfindungsgemäß wird der Kraftstoffdruck im Kraftstoffspeicher 12 mit dem Drucksensor 14 gemessen und, insbesondere unter Verwendung einer sogenannten PSI5-Schnittstelle, in digitaler Form zur Steuereinrichtung bzw. zum Steuergerät 16 übertragen. Bei der bisher üblichen analogen Signalübertragung erforderte eine hochfrequente Auswertung eine hohen Abtastaufwand im Steuergerät 16 und es bestand die Gefahr von Signalbeeinflussungen und somit Fehlbewertungen. Mit der Bereitstellung des Drucksignals durch den Drucksensor 14 in digitaler Form an das Steuergerät 16 bzw. die Steuereinrichtung 16 wird die Datenrate an der Übergabeschnittstelle im Steuergerät erhöht und die Robustheit der Informationen verbessert. Dies wird genutzt, um eine hochfrequente Auswertung des Drucks im Kraftstoffspeicher 12 vorzunehmen und damit die Möglichkeit zu schaffen, Druckeinbrüche bzw. Variationen des Drucksignals, die aus einzelnen Einspritzimpulsen folgen, bewerten zu können. Bei der parallelen Ansteuerung zweier Einspritzventile, beispielsweise Twin Injektoren, durch eine gemeinsame elektronische Endstufe zur Ansteuerung kann die Größe des Druckeinbruchs, d. h. die Variation des Drucksignals, zur Bewertung benutzt werden, ob tatsächlich beide Einspritzventile eines Zylinders korrekt eingespritzt haben. Mit der Bewertung der Phasenlage einzelner Druckeinbrüche wird die korrekte zeitliche Abfolge der Einspritzimpulse geprüft. Für den Fall einer getrennten Ansteuerung zweier Einspritzventile, insbesondere mittels getrennten Endstufen, kann mittels einer Testfunktion zeitlich getrennt nacheinander die beiden Einspritzventile eines Zylinders angesteuert werden und die korrekte Funktion beider Einspritzventile getestet werden, indem der beobachtete Druckeinbruch auf das erwartete Zeitfenster bezogen wird, wo entsprechend der Ansteuerung eine Signaländerung erwartet wird. Bei unterschiedlich großen statischen Durchflusswerten zweier Einspritzventile (unterschiedliche maximale Einspritzmenge QSTAT) kann mit einer zeitlich unterschiedlichen Ansteuerung der beiden Einspritzventile eines Zylinders anhand der Größe des Druckeinbruchs im Drucksignal, welches dem jeweiligen Einspritzventil entspricht (vergleiche die rechte Spalte gemäß der 5, Bezugszeichen 140, insbesondere die Zeilen 3 und 4), die korrekte Einbaulage links bzw. rechts der Einspritzventile bzw. deren Vertauschung geprüft werden. Im Falle einer gemeinsamen Endstufe für zwei Einspritzventile, insbesondere zwei Twin Injection Einspritzventile, ist es möglich, den Ausfall bzw. die nicht korrekte Funktion eines der beiden Einspritzventile zu prüfen. Im einfachen Fall wird bei einer definierten Ansteuerung ein korrespondierender Druckeinbruch erwartet (vergleiche 4 die erste Zeile). Tritt dieser Druckeinbruch im Drucksignal nicht wie erwartet ein, wird auf einen fehlerhaften Injektor geschlossen. Für eine Differenzierung zwischen beiden ist eine Auslegung für unterschiedliche Durchflussgrößen möglich. Tritt eine korrespondierende Druckänderung zum Ansteuersignal wie erwartet ein, sind beide Einspritzventile in Ordnung. Ist eines der beiden Einspritzventile ausgefallen, das andere jedoch in Ordnung, ändert sich der Adaptionswert um einen erwarteten Wert, so dass auf das jeweilige ausgefallene Einspritzventil geschlossen werden kann. Der Druckeinbruch, d. h. das Drucksignal, welches vom Drucksensor 14 zum Steuergerät 16 bzw. zur Steuereinrichtung 16 übertragen wird, muss eventuell über ein Kennfeld, das abhängig ist von der Drehzahl, dem Druck und/oder der Entfernung des Drucksensors 14 zu den Einspritzventilen oder zu jedem der Einspritzventile individuell, ausgewertet werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008044244 A1 [0002]
