DE102013016207A1

DE102013016207A1 - Diagnoseverfahren

Info

Publication number: DE102013016207A1
Application number: DE201310016207
Authority: DE
Inventors: Markus Kalenborn
Original assignee: LOrange GmbH
Current assignee: Woodward LOrange GmbH
Priority date: 2013-09-28
Filing date: 2013-09-28
Publication date: 2015-04-02

Abstract

Diagnoseverfahren für ein magnetaktuiertes Pilotventil eines Kraftstoffinjektors, wobei ein Magnetaktuator des Pilotventils in einem ersten Schritt über eine Dauer mit einem Strom einer vorbestimmten mittleren Stromhöhe bestromt wird, welcher Strom zwischen einer unteren und einer oberen Schwelle frequenzbehaftet geregelt wird, wobei in einem zweiten Schritt die Frequenz des Stromes detektiert und ausgewertet wird, um das erfolgte Anziehen eines Ankers des Magnetaktuators basierend auf einer Abweichung der Frequenz des Stromes von einer Referenzfrequenz zu erkennen. Vorgeschlagen wird weiterhin ein Diagnoseverfahren, welches von einem Sensor Gebrauch macht.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Diagnoseverfahren gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Diagnoseverfahren gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 9.
Pilotventile von Kraftstoffinjektoren, insbesondere druckentlastete Pilotventile, können durch Belagsbildung in den Führungsspalten schwergängig werden oder blockieren. Im Falle von magnetaktuierten Injektoren reicht die seitens der Magnetaktuatorik erzeugte Magnetkraft dann nicht mehr aus, die Pilotventilnadel anzuheben.
Das Problem der Belagsbildung tritt verstärkt bei Biokraftstoffen auf, deren Verwendung, z. B. auch als Mischkraftstoff, in Dieselmotoren mit modernen Common-Rail-Einspritzanlagen aus Kosten- und Umweltaspekten zunehmend an Bedeutung gewinnt. Biokraftstoffe neigen wegen ihrer weitaus geringeren Oxidationsstabilität gegenüber mineralischen Kraftstoffen zur Bildung von Ablagerungen (Polymerisationsreaktion), insbesondere dann, wenn der Motor für eine längere Zeit abgestellt ist.
Belagsbildung kann weiterhin beim Vorhandensein saurer Komponenten in Verbindung mit Natrium, Zink oder Kupfer auftreten. Als großes Problem, insbesondere in den USA, gilt insbesondere die Bildung seifenähnlicher Ablagerungen aufgrund einer Reaktion von saurem Korrosionsschutzadditiv, z. B. DDSA, mit Natrium. Dieses Problem trat mit Einführung des schwefelarmen Kraftstoffs (ULSD, ultra low sulfur diesel) erstmals auf. Hohe Einspritzdrücke und Temperaturen verschärfen die Belagsbildung daneben grundsätzlich.
Um einen Ausfall des Kraftstoffinjektors aufgrund von Belagsbildung zu vermeiden, empfehlen Motorenhersteller insoweit die Anwendung von Reinigungsadditiven, s. z. B. auch die Druckschrift US 2012/0255512 A1 .
Wünschenswert wäre es in diesem Zusammenhang, stets den aktuellen Belagszustand am Pilotventil erkennen bzw. diagnostizieren zu können, um in Abhängigkeit des ermittelten Belagszustands ggf. weitere Maßnahmen zu veranlassen, insbesondere vorteilhaft bedarfsgerecht und gezielt eine Reinigung vorzugsweise mittels Additivs durchzuführen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 und alternativ oder zusätzlich durch die Merkmale des Anspruchs 9 gelöst.
Weitere vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen angegeben.
Vorgeschlagen wird erfindungsgemäß ein (erstes) Diagnoseverfahren insbesondere zur Belagserkennung an einem magnetaktuierten Pilotventil eines Kraftstoffinjektors. Das Pilotventil, z. B. ein druckentlastetes Pilotventil, ist dazu vorgesehen, einen Strömungsweg am Injektor selektiv aufzusteuern, welcher bevorzugt mit einem Düsennadelsteuerraum des Kraftstoffinjektors kommuniziert (indirekt gesteuerter Injektor). Das Pilotventil weist hierbei ein Ventilglied auf, z. B. gebildet mit einer Ventilstange, welches mit einem Sitz am Injektor zusammenwirkt, wobei das Ventilglied von einem Magnetaktuator des Injektors, gebildet mittels eines bestrombaren Magnetpakets (Solenoid/Eisenkern) und einem Anker, beherrscht wird.
In einem ersten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Magnetaktuator des Pilotventils über eine Dauer mit einem Strom einer vorbestimmten, insbesondere gleichbleibenden bzw. konstanten, mittleren (effektiven) Stromhöhe bestromt, welcher Strom zwischen einer unteren und einer oberen Schwelle frequenzbehaftet geregelt wird. Bevorzugt wird der Strom am Magnetaktuator mittels einer Spannung konstanter Höhe geregelt bzw. eingestellt, insbesondere pulsweitenmoduliert. Zur Regelung des Stromes zwischen oberer und unterer, insbesondere je vorbestimmter Schwelle, ist bevorzugt ein Zweipunktregler vorgesehen.
In einem zweiten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens – welcher zweite Schritt zeitlich insbesondere mit dem ersten Schritt überlappt – wird die Frequenz des Stromes detektiert und ausgewertet (insbesondere im Rahmen einer Vergleichsoperation), um das erfolgte Anziehen des Ankers des Magnetaktuators basierend auf einer Abweichung der Frequenz des (eingeregelten) Stromes von einer Referenzfrequenz zu erkennen (angemerkt sei an dieser Stelle, dass im Rahmen der Erfindung der Begrifflichkeit Frequenz die Begrifflichkeit Periodendauer gleichgesetzt werden kann).
Zur Detektion und Auswertung kann eine Auswerteeinheit z. B. mit einem Frequenzzähler vorgesehen sein, als Referenzfrequenz kann z. B. die Frequenz dienen, welche der Stromregler, z. B. der Zweipunktregler, am Aktuator bei einer Bestromung desselben mit einem gleichen (identischen) Mittel- bzw. Effektivwert (wie im ersten Schritt) dann regelmäßig einregelt, wenn der Anker nicht am Magnetpaket des Aktuators anliegt bzw. mit Luftspalt davon entfernt ist. Diese Referenzfrequenz kann z. B. in einem Speicher oder einem Kennfeld (je z. B. eines Motorsteuergeräts) hinterlegt werden/sein und für eine Vergleichsoperation im Rahmen der Auswertung, ob eine Frequenzabweichung auftritt, herangezogen werden.
Das vorgeschlagene Verfahren macht sich erfindungsgemäß vorteilhaft zu Nutze, dass sich bei einer auf einen einheitlichen oder konstanten Wert geregelten, frequenzbehafteten, z. B. hochfrequenten, Bestromung die Frequenz des geregelten Stromes ändert, wenn sich korrespondierend die Induktivität am Magnetaktuator ändert, d. h. im Zuge eines erfolgten Anziehens des Ankers.
Das Verfahren, welches z. B. bei Stillstand oder während des Anlassens einer damit verwendeten Brennkraftmaschine, durchgeführt wird, ermöglicht – insbesondere in verschiedenen Weiterbildungen – vorteilhaft die Erkennung von Belägen mit nur geringem Software- und Hardwareaufwand. Besonders vorteilhaft kann z. B. ein (Motor- bzw. on-board-)Steuergerät für die Implementierung verwendet werden.
Gemäß einem Aspekt des Verfahrens wird zusätzlich zu der Frequenz bevorzugt auch eine Dauer bis zu dem Eintritt einer Frequenzabweichung detektiert und ausgewertet. Mittels der Zeitdauer, bevorzugt z. B. erfasst ab Bestromungsbeginn, kann erkannt werden, wann das aufgrund der Bestromung am Magnetaktuator aufgebaute Magnetfeld stark genug ist, um den Anker anzuziehen, d. h. über die erfasste Dauer kann auf die Belagstärke vorteilhaft einfach rückgeschlossen werden (indirekte Belagsstärkeerkennung). Insbesondere bei mehrmaligem Ausführen des so ausgestalteten Verfahrens, einhergehend je mit der Erfassung einer Zeitdauer, kann aus den erhaltenen Auswertungsergebnissen weiterhin vorteilhaft ein Trend ermittelt werden, zum Beispiel dahingehend, ob eine Verklebung bzw. Belagsbildung über die Zeit eher zunimmt, abnimmt oder stagniert.
Gemäß einer weiteren, bevorzugten Ausgestaltung des (ersten) Diagnoseverfahrens wird der Magnetaktuator des Pilotventils in dem ersten Schritt mit einem Booststrom und nachfolgend mit einem Haltestrom je frequenzbehaftet bestromt, i. e. je über eine Dauer. Diese Bestromung ermöglicht, im Rahmen des Diagnoseverfahrens vorteilhaft von hinterlegten Steuer- bzw. Signalmustern im Steuergerät Gebrauch zu machen, welche für einen Einspritzbetreib ohnehin im Steuergerät abgelegt sind. Wie vor werden bei dieser Ausgestaltung des Verfahrens der Haltestrom und der Booststrom je zwischen einer unteren und einer oberen Schwelle zur Einstellung je einer mittleren (effektiven) Stromhöhe geregelt.
Bei dieser Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass in dem zweiten Schritt die (aus der Stromregelung resultierende) Frequenz (Regelfrequenz) des Haltestroms detektiert und ausgewertet wird (wie vor z. B. durch eine Vergleichsoperation), um das erfolgte Anziehen eines Ankers des Magnetaktuators basierend auf einer Abweichung der Frequenz des Haltestromes von einer Referenzfrequenz zu erkennen. Als Referenzfrequenz dient bevorzugt jene Frequenz des Haltestromes, welche sich bei gleichem mittlerem Haltestrom (wie bei Bestromung im ersten Schritt) einstellt, wenn der Anker nicht angezogen hat.
Wird keine Abweichung der Frequenz des Haltestroms von der Referenzfrequenz (Regelfrequenzdifferenz) im zweiten Schritt erkannt, ist davon auszugehen, dass der Anker via den dem Haltestrom vorausgehenden Booststrom nicht angezogen hat. Das Verfahren kann dann bevorzugt mit verändertem und/oder erhöhtem Booststrom (erhöhter mittlerer bzw. effektiver Wert) erneut durchgeführt werden, z. B. so lange, bis eine Frequenzabweichung des Haltestroms von der Referenzfrequenz im Rahmen der Auswertung erkannt wird oder z. B. ein vorbestimmter maximaler Booststrom, bis zu welchem der Injektor mit hinreichender Sicherheit keine Schädigung erfährt, erreicht ist.
Auskunft über die Belagstärke kann bei dieser Ausgestaltung des Verfahrens vorteilhaft einfach über die Boostströme erhalten werden (durch Korrelation, z. B. mittels eines Kennfelds), i. e. über die Höhe der Boostströme (korrespondierend mit Losbrechkräften), bei welchen eine Frequenzabweichung des Haltestroms detektiert wurde (d. h. der Anker angezogen hat). Ein Trend ist z. B. ableitbar durch Detektion einer jeweiligen unteren Booststromschwelle (z. B. über mehrere Erfassungen (mit zeiltlichem Abstand) hinweg), bei welcher der Anker gerade noch anzieht.
Hierzu kann das Verfahren nach einem erkanntem Anzug des Ankers mit verringertem Booststrom wiederholt werden, bis eine untere Boostromschwelle im Rahmen der Auswertung detektiert wird.
Bei dieser Ausgestaltung des Verfahrens ist weiterhin vorgesehen, dass die mittlere Stromhöhe des Haltestroms im jeweiligen ersten Schritt einheitlich ist (konstant), i. e. auch bei mehrfacher Ausführung des Verfahrens.
Vorgeschlagen wird auch ein (zweites) Diagnoseverfahren insbesondere zur Belagserkennung an einem magnetaktuierten Pilotventil eines Kraftstoffinjektors, wobei der Injektor einen schwingungs- und/oder vibrationsemfindlichen Sensor aufweist (z. B. Klopfsensor, Beschleunigungssensor, Körperschallsensor, Schwingungssensor, Vibrationssensor).
Gemäß dem zweiten Diagnoseverfahren wird der Magnetaktuator des Pilotventils in einem ersten Schritt über eine Dauer mit einem Strom einer vorbestimmten mittleren Stromhöhe bestromt, wobei in einem zweiten Schritt ein Signal des Sensors ausgewertet wird, um das erfolgte Anziehen eines Ankers des Magnetaktuators basierend auf einem Klopfsignal (Anschlagssignal) zu erkennen. Ein unaufwändig detektierbares Klopfsignal – korrespondierend mit einem Ankeranzug – resultiert – wie im Rahmen der Erfindung versuchsbasiert erkannt werden konnte – insbesondere aus dem Anschlag der Ventilstange des Pilotventils gegen den Ventilsitz, i. e. insbesondere nach Einstellen (Beenden) der Bestromung des Magnetaktuators (Anker wird seitens des Magneten und insbesondere schließfederunterstützt freigelassen). Denkbar ist jedoch auch, ein Klopfsignal zu erfassen, welches aus dem Anschlag des Ankers gegen das Magnetpaket bei einem magnetischen Anziehen resultiert.
Im Rahmen des zweiten Diagnoseverfahrens ist bevorzugt vorgesehen, dass der Magnetaktuator im ersten Schritt über eine vorbestimmte Dauer bestromt wird. Insbesondere in Verbindung mit der Erfassung eines Anschlagssignals infolge des Wegfalls der Aktuatorbestromung (Anschlag gegen Ventilsitz) ermöglicht dies eine unaufwändige Detektion eines Klopfsignals, welches für diesen Fall regelmäßig am Ende der vorbestimmten Dauer zu erwarten ist. Das Verfahren kann z. B. mit verändertem und/oder erhöhtem Strom, insbesondere mit gleichbleibender vorbestimmter Dauer, erneut durchgeführt werden, wenn im zweiten Schritt kein Anzug des Ankers erkannt wird, d. h. kein Klopfsignal detektiert wird.
Wie vor bei dem ersten Verfahren ist im Rahmen der Auswertung vorteilhaft wiederum ein Trend ableitbar, z. B. durch Detektion unterer mittlerer Stromwerte bzw. Schwellen (z. B. über mehrere Erfassungen (mit zeiltlichem Abstand) hinweg), bei welchen der Anker gerade noch anzieht. Ein solcher Minimalstrom kann im Rahmen der Auswertung mit einer Belagstärke korreliert werden. Alternativ kann z. B. die Dauer bis ein Klopfsignal detektiert wird im Rahmen der Auswertung berücksichtigt bzw. mit einer Belagstärke korreliert werden, (z. B. auch in Verbindung mit der Höhe des Stromes).
Im Rahmen der vorgeschlagenen ersten und zweiten Diagnoseverfahren, welche zur Diagnose auch kombiniert werden können, ist auch vorgesehen, basierend auf wenigstens einer Auswertung ein Trendsignal im Rahmen der Diagnose zu generieren. Über das Trendsignal kann einem Nutzer Auskunft über das Ausfallrisiko das Injektors bzw. Motors gegeben werden, zum Beispiel um zeitgerecht ein Reinigungsadditiv anzuwenden. Ein Trend kann bevorzugt als Ampel und/oder mittels Pfeilsymbolik an einem Nutzer-Display visualisiert werden.
Eine solche Trendstrategie kann zum Beispiel im Motorsteuergerät implementiert werden, wobei im Rahmen der Erfindung allgemein vorgesehen ist, ein jeweiliges Diagnoseverfahren mit einem dafür eingerichteten Motorsteuergerät durchzuführen. Insoweit wird auch ein Motorsteuergerät zur Ausführung des jeweiligen Diagnoseverfahrens neben einer dafür eingerichteten Brennkraftmaschine vorgeschlagen.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, anhand der Figuren der Zeichnungen, die erfindungswesentliche Einzelheiten zeigen, und aus den Ansprüchen. Die einzelnen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination bei einer Variante der Erfindung verwirklicht sein.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 exemplarisch und schematisch eine abgebrochene Schnittansicht eines Kraftstoffinjektors mit einem magnetaktuierten Pilotventil.
2 exemplarisch und schematisch eine Ansicht eines Pilotventils mit Magnetaktuator.
3 exemplarisch und schematisch ein Ersatzschaltbild eines Magnetaktuators.
4 ein Diagramm mit Stromkurven zur Erläuterung des dem erfindungsgemäßen ersten Diagnoseverfahren zu Grunde liegenden Prinzips.
5 ein Diagramm, welches beispielhaft einen frequenzbehafteten Stromverlauf gemäß dem ersten Diagnoseverfahren nach einer ersten Ausgestaltung desselben zeigt.
6a ein Diagramm zur Veranschaulichung von Spannungssignalen zur Einstellung eines frequenzbehafteten Stromverlaufs insbesondere gem. 6b.
7a ein Diagramm zur Veranschaulichung variierter Boostströme während einer Boostphase gemäß dem ersten Diagnoseverfahren, wobei in der Haltestromphase keine Frequenzabweichung detektierbar ist.
7b ein Diagramm zur Veranschaulichung variierter Boostströme während einer Boostphase gemäß dem ersten Diagnoseverfahren, wobei in der Haltestromphase eine Frequenzabweichung detektierbar ist.
8 ein Diagramm, welches eine Bestromung mit einer ersten Stromhöhe gemäß dem zweiten Diagnoseverfahren neben einem Sensorsignal veranschaulicht.
9 ein weiteres Diagramm gemäß 8, bei welchem die Stromhöhe gegenüber 8 geringfügig erhöht wurde.
10 noch ein Diagramm gemäß 8 und 9, bei welchem die Stromhöhe ausreicht, einen Anker des Magnetaktuators anzuziehen und ein korrespondierendes Sensorsignal zu erzeugen.
In der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen entsprechen gleichen Bezugszeichen Elemente gleicher oder vergleichbarer Funktion.
1 zeigt in einer abgebrochenen Schnittdarstellung beispielhaft einen magnetaktuierten Injektor 1 (indirekt gesteuert) insbesondere eines (Common-Rail-)Einspritzsystems.
Der Injektor 1 mit einem Gehäuse 3 ist ausgebildet, Kraftstoff insbesondere Dieselkraftstoff, Biokraftstoff oder Mischkraftstoff, über einen Hochdruck(HD)-Strömungskanal 5 in ein Volumen 7 (Düsenraum) im Düsenkörper 9 des Injektors 1 einzubringen und in Abhängigkeit der Stellung einer Düsennadel 11 über ein Düsenventil 13 sowie wenigstens eine nachgeordnete Düse 15 ausdüsen (einspritzen) zu können (in eine Brennkammer eines Motors). Die Düsennadelstellung wird – auf an sich bekannte Weise – über ein magnetaktuiertes Pilotventil (Servoventil) 17 und einen Steuerraum 19 am Injektor 5 gesteuert, d. h. durch selektives Öffnen und Unterbrechen eines Strömungswegs 21 in Kommunikation mit dem Steuerraum 17, z. B. einem Niederdruckablauf.
2 veranschaulicht das magnetaktuierte Pilotventil 17 näher. Das Pilotventil 17 weist eine Ventilstange 23 auf, welche in einer Führung 25 (in einem Ventilgehäuse 27 des Injektors 1) gleitbeweglich geführt ist. Ein Verschlusskopf an der Ventilstange 23 ist geeignet, mit einem Sitz 29, für das selektive Versperren des Strömungswegs 19 zusammenzuwirken.
An einem (düsenfernen) Ende der Ventilstange 23 ist dieselbe mit einem (axial verlagerbaren) Anker 31 des Magnetaktuators 33 verbunden, welcher Aktuator 33 das Pilotventil 17 beherrscht. Der Anker 31 ist weiterhin in Schließrichtung des Ventils 17 federbelastet (in Richtung zur Düse 15), wozu der Aktuator 33 eine gegen den (plattenförmigen) Anker 31 wirkende Druckfeder 35 aufweist.
Der Magnetaktuator 33 umfasst ein im Injektor 1 festgelegtes Magnetpaket 37, welches mittels eines Solenoids 39 mit einem Eisenkern gebildet ist (Elektromagnet). Bei geeigneter Bestromung des Solenoids 39 (Aktuierung) kann der Anker 31 die Vorspannkraft der Feder 35 überwinden und gegen das Magnetpaket 37 zur Anlage gelangen, d. h anziehen. Im nichtaktuierten bzw. Ruhezustand wird der Anker 31 durch die Feder 35 in Schließstellung gedrückt, wobei ein Luftspalt l_SP zwischen Anker 31 und Magnetpaket 37 aufrechterhalten wird.
Problematisch in Bezug auf eine Belagsbildung ist, wie eingangs erwähnt, dass enge Laufspiel insbesondere an der Führung 25 der Ventilstange 23 des Pilotventils 17, da eine Belagsbildung in insbesondere diesem Bereich zu einer Fehlfunktion oder einem Ausfall des Pilotventils 17 führen kann.
Um eine Belagerkennung zu ermöglichen, wird im Rahmen der Erfindung ein erstes Diagnoseverfahren vorgeschlagen, welches nachstehend anhand der 3 bis 7 näher erläutert ist.
3 zeigt ein Ersatzschaltbild für den aus Magnetspule 39 mit Eisenkern, Anker 31 und einem Luftspalt der Höhe l_SP gebildeten Magnetkreis (samt Spannungsquelle G; insbesondere gebildet durch ein Steuergerät), welcher in Abhängigkeit der Ankerstellung die Induktivität L ändert. Diese Veränderung der Induktivität L zwischen angezogenem und nicht angezogenem Anker 31 macht sich das erste erfindungsgemäß vorgeschlagene Diagnoseverfahren vorteilhaft zu nutze.
4 verdeutlicht den Wirkzusammenhang näher. Mit zunehmender Induktivität (i. e. Ankeranzug; Anschlag am Magnetpaket 37) wird die Zeitkonstante τ = L/R des Magnetes 37, repräsentiert durch eine Induktivität L in Reihe geschaltet mit einem ohmschen Widerstand R (s. a. 3), größer. Der „Ladevorgang” bis zum Erreichen eines bestimmten Stromes I an der Magnetspule 39 benötigt bei höherer Induktivität L folglich mehr Zeit (s. Stromverläufe in 4, Δt). Für den „Entladevorgang” gilt in gleicher Weise, dass ausgehend von einem Stromniveau nach Abschalten der Versorgungsspannung der Strom bei höherer Induktivität L langsamer abfällt.
5 veranschaulicht nunmehr einen beispielhaften Stromverlauf einer Bestromung an dem Magnetaktuator 33 gemäß des ersten Diagnoseverfahrens, insbesondere einer ersten Ausgestaltung desselben, wobei während der Dauer der Bestromung der Anker 31 angezogen hat.
Bei dem ersten Diagnoseverfahren zur Belagserkennung an dem magnetaktuierten Pilotventil 17 des Kraftstoffinjektors 1 wird der Magnetaktuator 33 des Pilotventils 17 in einem ersten Schritt über eine Dauer t₁ mit einem Strom I einer vorbestimmten mittleren bzw. effektiven Stromhöhe I_eff bestromt. Der Strom I, welcher im Rahmen der Erfindung bevorzugt durch ein (Motor- bzw. on-board) Steuergerät gespeist wird, wird zwischen einer unteren I_u und einer oberen I_o Schwelle frequenzbehaftet geregelt. Hierzu kann bevorzugt ein Zweipunktregler des Steuergeräts vorgesehen sein (welcher bei Erreichen der oberen Stromschwelle I_o abschaltet und bei Erreichen der unteren Stromschwelle I_u zuschaltet). Zum Einstellen des Stromes I werden geeignete, bevorzugt pulsweitenmodulierte Spannungssignale vom Steuergerät ausgegeben, s. z. B. 6a, allgemein an der Magnetspule 39 angelegt.
Im Rahmen des erfindungsgemäßen ersten Diagnoseverfahrens wird weiterhin – in einem zweiten Schritt – die Frequenz f des (geregelten) Stromes I detektiert und ausgewertet, um das erfolgte Anziehen des Ankers 31 des Magnetaktuators 33 basierend auf einer Abweichung der Frequenz f des Stromes I von einer Referenzfrequenz f_Ref zu erkennen.
Gemäß des ersten Diagnoseverfahrens, s. insbesondere 5, kann als Referenzfrequenz f_Ref eine Frequenz dienen, welche sich im Zuge einer Bestromung des Magnetaktuators 33 (zwischen oberer und unterer Schwelle und insbesondere der vorbestimmten mittleren Stromhöhe I_eff) regelmäßig einstellt, wenn der Anker 31 nicht oder noch nicht angezogen hat. Die Referenzfrequenz 11 kann zum Beispiel in einem Kennfeld hinterlegt sein (Steuergerät), zum Beispiel empirisch ermittelt oder auch aus dem Strom I entnommen werden.
Um eine Frequenzabweichung im zweiten Schritt basierend auf einem erfolgten Anzug des Ankers 31 zu detektieren, kann z. B. ein Frequenzzähler vorgesehen sein, welcher mit einer Auswerteeinheit, insbesondere des Steuergeräts, zusammenwirkt. Erkennt der Wirkverbund im frequenzbehafteten Stromverlauf I eine Änderung der Frequenz f gegenüber der Referenzfrequenz f_Ref, welche Änderung auf der nunmehr erhöhten Induktivität L aufgrund des angezogenen Ankers 31 basiert, hat der Anker 31 angezogen, mithin ist der Injektor 1 noch funktionsfähig (Diagnoseergebnis).
Gemäß diesem ersten Aspekt des ersten Diagnoseverfahrens ist es weiterhin vorgesehen, zusätzlich zu der Frequenz f auch die Zeitdauer t2 bis zum Eintritt einer Frequenzabweichung zu detektieren und auszuwerten. Über die erfasste Dauer t2, welche mit einer bis dato erreichten magnetischen Ladung des Magneten 39 korrespondiert (erreichte Magnetkraft), ist eine Aussage ermöglicht, welche Losbrechkraft (Magnetkraft) zum Anziehen des Ankers 31 erforderlich war, mithin die Korrelation mit einer Belagsstärke (Diagnoseergebnis) am Pilotventil 17 ermöglicht (wobei die Korrelation z. B. durch zuvorige empirische Ermittlung eines Zusammenhangs von Belagsstärke und Losbrechkraft (Kennfeld) ermöglicht werden kann).
Gemäß dem ersten Aspekt des ersten Diagnoseverfahrens kann vorgesehen sein, das Verfahren zu beenden, wenn der Ankeranzug erkannt wurde oder eine maximale (vorbestimmte) Bestromungsdauer, welche bei dem vorbestimmten mittleren Strom I_eff noch keine Schädigung des Pilotventils 17 erwarten lässt, erreicht ist. Angemerkt sei hierbei, dass ein geeigneter Strom-Mittelwert I_eff und/oder eine maximale Bestromungsdauer zur Durchführung des Verfahrens, bei welchem Strommittelwert I_eff über die maximale Dauer der Bestromung bei ordnungsgemäß funktionierendem Injektor 1 mit zuverlässigem Anzug des Ankers 31 zu rechnen ist, für den jeweiligen Injektortyp z. B. vorab ermittelt werden kann, zum Beispiel empirisch.
Basierend auf insbesondere verschiedenen Diagnoseergebnissen kann über die Zeit hierbei vorteilhaft auch ein Trend ermittelt werden, d. h. ob sich der Belagszustand verschlechtert, verbessert oder dieser stagniert. Hierzu wird insbesondere die Dauer bis zum Eintritt der jeweiligen Frequenzabweichung berücksichtigt.
6a, 6b und 7 zeigen nunmehr Signalverläufe, anhand derer das erste Diagnoseverfahren gemäß einem zweiten Aspekt näher erläutert wird.
Bei dem ersten Diagnoseverfahren gemäß dem zweiten Aspekt wird im Unterschied zur vorstehend beschriebenen Ausgestaltung von Signalmustern zur Bestromung des Magnetaktuators 33 Gebrauch gemacht, welche denen eines Einspritzbetriebs mit dem Injektor 1 entsprechen. Dieses Diagnoseverfahren kann insoweit mit geringem Softwareänderungsaufwand (Steuergerät) realisiert werden.
6a und 6b zeigen beispielhaft einen Spannungs- bzw. einen Stromverlauf während der Betätigung des Magnetaktuators 33 für einen regulären Einspritzvorgang, der eine Boostphase vom Ansteuerbeginn t_AB bis zum Zeitpunkt t_BE und eine Haltephase vom Zeitpunkt t_HB bis zum Ansteuerende t_AE beinhaltet. Die Stromregelung des Boost- (I_B) und des Haltestroms (I_H) übernimmt – wie vor – ein Zweipunktregler (Steuergerät), der die Spannung U_A (6a) beim Erreichen einer oberen bzw. einer unteren (Strom-)Schwelle I_B,o bzw. I_B,u und I_H,o bzw. I_H,u zu- bzw. abschaltet.
Im Rahmen der in 6a und 6b veranschaulichten Bestromung wird zum Zeitpunkt t_AB die Spannung U_A auf den Magneten 39 geschaltet und der Strom I steigt zunächst bis zum Erreichen des oberen Boostschwellwertes I_Bo an. Danach wird die Spannung U_A bis zum Rückgang auf die untere Schwelle I_Bu abgeschaltet, nachfolgend wieder zugeschaltet. Die Periodendauer eines Regelereignisses während der Boostphase beträgt Δt_B. Mit Erreichen des Booststromendes bei t_BE wird die Spannung U_A = 0 geschaltet und der Strom I fällt ab.
Ein ordnungsgemäß funktionierendes Pilotventil 17 vorausgesetzt zieht der Anker 31 kurz vor Ende der Boostphase, spätestens jedoch mit Beenden der Boostphase an. Mit Erreichen der unteren Haltestromschwelle I_H,u beginnt bei t_HB die Haltephase, in deren Anfangsphase spätestens der Anker 31 in den Anschlag am Magnetpaket 37 gerät. Insbesondere wenn die Differenz zwischen den Schwellen (I_H,o – I_H,u) und (I_B,o – I_B,u) etwa gleich ist, stellt sich in der Haltephase aufgrund der höheren Induktivität L des angezogenen Magneten 37 bzw. Ankers 31 eine erheblich längere Periodendauer Δt_H > Δt_B zum Be- und Entladen des Magneten 37 ein, d. h. eine geringere Regelfrequenz f.
Gemäß dem zweiten Aspekt des erfindungsgemäßen ersten Diagnoseverfahrens wird der Magnetaktuator 33 des Pilotventils 17 in dem ersten Schritt je über eine Dauer ebenfalls mit einem Booststrom (Boostphase) und nachfolgend mit einem Haltestrom (Haltephase) je frequenzbehaftet bestromt, wobei der Haltestrom und der Booststrom je zwischen einer unteren I_H,u bzw. I_B,u und einer oberen I_H,o bzw. I_B,o Schwelle zur Einstellung je einer mittleren Stromhöhe I_H bzw. I_B geregelt werden, das heißt wie vorstehend anhand der 6a und 6b beschrieben.
In dem zweiten Schritt wird nunmehr verfahrensgemäß wiederum die – aus der Stromregelung resultierende – Frequenz f des Haltestroms detektiert und ausgewertet, um das erfolgte Anziehen des Ankers 31 des Magnetaktuators 33 basierend auf der Abweichung der Frequenz f des Haltestromes von einer Referenzfrequenz f_Ref zu erkennen. Als Referenzfrequenz f_Ref f1 dient bevorzugt wiederum eine Frequenz, welche sich im Zuge einer Bestromung des Magnetaktuators 33 (zwischen oberer und unterer Schwelle und insbesondere der vorbestimmten mittleren Stromhöhe I_eff) in der Haltephase regelmäßig einstellt, wenn der Anker 31 nicht oder noch nicht angezogen hat. Die Referenzfrequenz f1 kann zum Beispiel in einem Kennfeld hinterlegt sein (Steuergerät).
Gemäß dem zweiten Aspekt des ersten Diagnoseverfahrens ist vorgesehen, das Verfahren mit verändertem und/oder erhöhtem Booststrom erneut durchzuführen, wenn im zweiten Schritt kein Anzug des Ankers 31 erkannt wird. Hierbei wird die mittlere (effektive) Stromhöhe I_H des Haltestroms im jeweiligen ersten Schritt insbesondere einheitlich bemessen bzw. konstant gehalten. Das Verfahren kann beendet werden, wenn ein erfolgter Ankeranzug erkannt wurde (z. B. Diagnoseergebnis: Injektor funktionsfähig) oder die Höhe des eingeregelten Booststroms einen vorbestimmten Maximalwert erreicht hat (kein Ankeranzug => z. B. Diagnoseergebnis: Injektor defekt), welcher für den jeweiligen Injektortyp z. B. vorab ermittelt wurde, zum Beispiel empirisch.
Das erste Diagnoseverfahren gemäß dem zweiten Aspekt kann vor dem Motorstart oder auch während des Anlassens (System unter Injektorstartdruck; kein Einspritzbetrieb) für die Dauer von zum Beispiel 1–3 s durchgeführt werden.
7a zeigt exemplarisch mehrere Stromverläufe, welche bei mehrfach wiederholter Verfahrensausführung des ersten Diagnoseverfahrens gemäß dem zweiten Aspekt mit variierten Boostströmen I_B,1 bis I_B,max und jeweils demselben (gleichbleibenden) effektiven bzw. mittleren Haltestrom I_H resultieren, wobei der Booststrom I_B,2 einen Strom repräsentiert, bei dem ein intakter Magnet 39 sicher zum Anzug käme. Gemäß den exemplarisch gezeigten drei Fällen in 7a zieht der Magnet 39 den Anker 31 aufgrund von Verklebung infolge Belagsbildung jedoch nicht an, sondern verharrt in seiner Stellung. Diese Situation wird verfahrensgemäß erkannt (Steuergerät), insoweit also keine Frequenzabweichung zwischen der Frequenz f des Haltestromes und der Referenzfrequenz f_Ref detektiert werden kann (z. B. Diagnoseergebnis: Injektor defekt).
7b zeigt demgegenüber exemplarisch Stromverläufe mit variiertem Booststrom, welche bei mehrfach wiederholter Verfahrensausführung des ersten Diagnoseverfahrens gemäß dem zweiten Aspekt mit variierten Boostströmen I_B,2 bis I_B,n und jeweils demselben (gleichbleibenden) effektiven bzw. mittleren Haltestrom I_H resultieren, wobei das Pilotventil 17 im Unterschied zu 7a im Zuge einer schrittweisen Erhöhung des Booststroms öffnet (Anker 31 zieht an). Das Anziehen des Ankers 31 kann hierbei aufgrund der Frequenzabweichung zwischen der Frequenz f des Haltestroms und der Referenzfrequenz f_Ref erkannt werden (z. B. Diagnoseergebnis: Injektor (noch) funktionsfähig).
Im Rahmen der wiederholten Verfahrensausführung kann vorgesehen sein, ausgehend von einem unteren Booststrom I_B1, wie z. B. in 7a gezeigt, der noch nicht ausreichen würde, um ein intaktes Ventil 17 zu öffnen, den Booststrom I_B in der Höhe zu steigern bis mit I_B2 ein Wert erreicht ist, bei dem das Pilotventil 17 öffnen müßte. Wird keine Frequenzabweichung detektiert, wird der Booststrom schrittweise solange weiter erhöht, bis eine Regelfrequenzdifferenz f_Ref – f ≠ 0 in der Haltephase detektiert wird.
Der ereignisweise steigende Booststrom kann im Rahmen aufeinanderfolgender Ansteuersignale (je Boost- und Haltestrom) der Dauer einer Vollasteinspritzung (ca. 2000 μs) appliziert werden. Die Taktfrequenz kann z. B. 5–10 Hz betragen. Wird zum Beispiel bis zu einem Grenzbooststrom I_Bmax, der dem ca. 1,1–1,2-fachen Nenn-Booststrom für regulären Einspritzbetrieb entsprechen sollte, keine Frequenzabweichung in der Haltephase detektiert, kann der Injektor 1 als defekt gelten.
Wird hingegen ein Booststrom I_B,n mit I_B,2 < I_B,n ≤ I_B,max identifiziert, bei dem sich in der anschließenden Haltephase eine geringere bzw. andere Regelfrequenz f als die Referenzfrequenz f_Ref einstellt, kann das Verfahren im Anschluß wiederholt werden, wobei der Booststrom um eine Booststromstufe (I_Bn-1) zurückgesetzt wird. Erfolgt ein Losbrechen mit I_Bn-1, kann die Höhe des (mittleren) Booststroms bei erneuten Wiederholungen des Verfahrens solange (schrittweise) vermindert werden, bis das Pilotventil 17 erneut festsitzt. Der zugehörige Boostrom I_Bn-x markiert dabei die untere Losbrechschwelle, welche z. B. sodann mit einer Belagsstärke am Pilotventil 17 korreliert wird. Im Rahmen des Verfahrens kann mittels einer applizierten Booststrom-Losbrechkraft-Kennlinie für den verwendeten Injektortyp weiterhin z. B. die obere Schwelle der Losbrechkraft ermittelt werden (Steuergerät).
8, 9 und 10 veranschaulichen das zweite erfindungsgemäße Diagnoseverfahren näher.
Bei dem zweiten Diagnoseverfahren für ein magnetaktuiertes Pilotventil 17 eines Kraftstoffinjektors 1, welches Diagnoseverfahren ebenfalls eine Belagserkennung auf insbesondere vorteilhaft unaufwändige und zuverlässige Weise ermöglicht, ist dem Injektor 1 ein schwingungs- und/oder vibrationsempfindlicher Sensor zugeordnet (nicht dargestellt), insbesondere derart, dass Körperschall ausgehend von dem Pilotventil 17 durch diesen sensierfähig auf den Sensor koppelbar ist. Bevorzugt weist der Injektor 1 den Sensor auf, zum Beispiel am düsenfernen Gehäuseende montiert. Der Sensor kann bevorzugt ein Beschleunigungsensor sein, zum Beispiel auch ein Klopfsensor aus dem Automobilbereich. Allgemein ermöglicht der Sensor insbesondere die Detektion von Körperschall.
Wie anhand von 8 bis 10 ersichtlich ist, wird der Magnetaktuator 33 des Pilotventils 17 bei dem zweiten Diagnoseverfahren in einem ersten Schritt über eine Dauer t1 (z. B. 10 bis 50 ms) mit einem Strom I einer vorbestimmten mittleren Stromhöhe bestromt, insbesondere frequenzbehaftet, wobei in einem zweiten Schritt ein Signal S des Sensors ausgewertet wird, um das erfolgte Anziehen des Ankers 31 des Magnetaktuators 33 basierend auf einem Klopfsignal SM zu erkennen.
Bei dem Diagnoseverfahren gemäß der 8 bis 10 ist eine Durchführung des Verfahrens dergestalt vorgesehen, dass der Magnetaktuator 33 im ersten Schritt über eine vorbestimmte Dauer t1 bestromt wird, insbesondere mit konstantem mittleren Strom I. Dies ermöglicht eine einfache Erkennung eines Ankeranzugs vorteilhaft zu einem definierten Zeitpunkt, d. h. nach Verstreichen der Dauer t1. Erfasst wird mittels des Sensors hierbei bevorzugt ein Klopfsignal SM (Körperschallsignal), welches am Ende der Dauer t1 zu erwarten ist und welches daraus resultiert, dass die Ventilstange 23 gegen den Ventilsitz 29 schlägt, das heißt, wenn der Anker 31 während der Bestromung über die Dauer t1 angezogen hat und nach Wegfall der Bestromung federunterstützt freigelassen wird.
Das Verfahren gemäß dieser Ausgestaltung kann bei einer anfänglichen bzw. ersten Durchführung eine Bestromung mit einem Anfangsstrom I_min vorsehen, welcher vorher zum Beispiel an einem funktionsfähigen, insbesondere neuen Injektor 1 ermittelt wurde (Minimal- bzw. unterer Referenzstrom) und an diesem eine Öffnung des Pilotventils 17 gerade noch bewirken kann. 8 zeigt eine derartige Bestromung im ersten Schritt mit einem derartigen Basiswert I_min, welcher für ein neues Pilotventil 1 ermittelt wurde. Ersichtlich ist im Verlauf des korrespondierenden Sensorsignals S kein Ereignis identifizierbar, welches auf einen erfolgten Ankeranzug hinweist (z. B. Diagnoseergebnis: Belag vorhanden).
Wird kein Ankeranzug via den Sensor detektiert, kann das Diagnoseverfahren nachfolgend mit erhöhtem mittleren Strom I wiederholt werden, 9. In 9 indiziert ein geringer Peak im Sensorsignal, dass das Pilotventil 17 öffnen möchte, der Widerstand aufgrund von Belagsbildung jedoch noch nicht zu überwinden ist (mögliches Diagnoseergebnis: deutlicher Belag vorhanden).
Bei weiterhin erhöhtem Strom I im Rahmen einer erneuten Verfahrensdurchführung, s. 10, ist ein deutliches Signalmuster SM im Sensorsignal S erkennbar, das heißt nach Ende der Bestromung der Dauer t1, welches Signalmuster SM aus der Körperschallanregung aufgrund des Anschlags der Ventilstange 23 am Ventilsitz 29 resultiert. Ein Ankeranzug wird im Rahmen der Auswertung folglich erkannt.
Nach erkanntem Anzug des Ankers 31 kann das Diagnoseverfahren weiterhin z. B. mit verringertem mittlerem Strom I wiederholt werden, bis ein unterer (mittlerer bzw. effektiver) Stromwert im Rahmen der Auswertung detektiert wird, bei welcher der Anker 31 gerade noch anzieht. Der jeweilige Strom I kann wiederum mit einer Belagstärke korreliert werden (Diagnoseergebnis).
Im Rahmen des zweiten Diagnoseverfahrens kann eine weitere Ausgestaltung auch dergestalt vorgesehen sein, dass ein Klopfsignal SM via den Sensor erfasst wird, welches aus dem Anschlag des Ankers 31 am Magnetpaket 37 bei einem Anzug erfolgt. Ein solches Klopfsignal SM kann zum Beispiel während der Dauer der Bestromung erfasst werden. Für eine Auswertung kann hierbei weiterhin die Dauer bis zum Erfassen des Signals SM berücksichtigt werden, das heißt mit einer Belagstärke korreliert (=> Diagnoseergebnis).
Zum Beispiel zusätzlich gestützt auf Ergebnisse aus Komponenten- und Motorenversuchen zur Applikation reproduzierbarer Beläge mittels künstlich gemischten „Schlechtkraftstoffs”, kann aus den ermittelten (unteren) Losbrechkräften verschiedener Testprozeduren (z. B. am Kunden-Motor) ein Trend erhalten bzw. eine Abschätzung für die Anzahl der noch durchführbaren Motorstarts bis zum Aussetzen des Injektors 1 vorgenommen werden.
Im Rahmen der Erfindung kann ein Trend bzw. eine Abschätzung bevorzugt zum Beispiel als Anzeigemarker in drei farblichen Stufen (pro Injektor) auf einem Display dem Nutzer signalisieren:

Grün:: Injektor einwandfrei
Gelb:: Beobachtungsstatus (erhöhte Losbrechkraft erforderlich)
Rot:: Warnung (obere Losbrechkraftschwelle kurz vor Maximum, bei den nächsten Motorstarts kann es zu Injektorausfällen kommen).

Die Stufen „Gelb” und „Rot” geben z. B. zunächst nur indirekt Auskunft über einen Zustand, der mit einer Belagsstärke (Losbrechkraft) zusammenhängt. Damit der Betreiber jedoch erkennen kann, wie ernst es z. B. bei Aufleuchten der Warnstufe „Rot” ist, wird unter Berücksichtigung des Trends der letzten Prüfprozeduren (vor den letzten Starts) zusätzlich eine Tendenz in Form eines Pfeilsymbols für den kommenden Start angegeben. Für die Warnstufe Rot kann z. B. gelten:

Rot: +↑ Zustand kritisch, der folgende Motorstart könnte schon nicht mehr funktionieren.
Rot: +→ gleichbleibend kritischer Zustand, der Motor läßt sich mindestens noch einmal starten
Rot: +↓ kritischer Zustand, mit fallender Tendenz (durch die letzten Tankfüllungen mit „gutem” Kraftstoff in und/oder in Verbindung mit kürzer gewordenen Abstellzeiten des Motors hat sich die Belagsbildung nicht weiterentwickelt).

Das aktuelle Diagnoseergebnis, welches mit dem Verfahren erhalten wurde, kann dem Betreiber z. B. unmittelbar nach dem Motorhochlauf angezeigt werden. Insbesondere nach dem Motorabstellen kann das Diagnoseverfahren (Steuergerät) zur (Neu-)Berechnung des Vorhersagetrends erneut durchgeführt werden, um im Rahmen der Auswertung festzustellen, um welchen Betrag die Losbrechkraft (Belagsstärke) durch den Motorlauf verändert wurde.
Beim Aufleuchten eines roten Signals/Feld im Display kann dem Kraftstoff nunmehr bedarfsgerecht ein Reinigungsadditiv zugeführt werden, um die Rückstande in den Injektoren 1 anzulösen und abzubauen. Sind alle Signale wieder grün, kann die Additivzugabe beendet werden. Das Additiv kann entweder beim Tanken manuell oder aber von einer Dosiereinrichtung, die mit dem Motorsteuergerät verbunden ist, zugeführt werden.
Ein jeweiliges Diagnoseverfahren kann z. B. ausgeführt werden, wenn die Stillstandszeiten des Injektors 1 lang sind, z. B. mehrere Monate. Eine solche Information kann bevorzugt auch in die Trendberechnung mit einfließen.
Weiterhin kann das Verfahren mit einem Injektor 1 oder mit einer Mehrzahl von Injektoren 1 (z. B. zeitlich überlappend oder nacheinander) durchgeführt werden. Ein Luftspalteinfluss kann – z. B. für einen Vergleich zweier Injektoren 1 durch einen Korrekturwert aus z. B. einem Kennfeld kompensiert werden.
Bezugszeichenliste

1: Kraftstoffinjektor
3: Gehäuse
5: Hochdruck(HD)-Strömungskanal
7: Volumen
9: Düsenkörper
11: Düsennadel
13: Düsenventil
15: Düsen(öffnung)
17: Pilotventil
19: Steuerraum
21: Strömungsweg
23: Ventilstange
25: Führung
27: Ventilgehäuse
29: Sitz
31: Anker
33: Magnetaktuator
35: Druckfeder
37: Magnetpaket
39: Solenoid

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

US 2012/0255512 A1 [0005]

Claims

Diagnoseverfahren für ein magnetaktuiertes Pilotventil (17) eines Kraftstoffinjektors (1), wobei ein Magnetaktuator (33) des Pilotventils (17) in einem ersten Schritt über eine Dauer (t1) mit einem Strom (I) einer vorbestimmten mittleren Stromhöhe (I_eff; I_H) bestromt wird, welcher Strom (I) zwischen einer unteren (I_u; I_H,u) und einer oberen (I_o; I_H,o) Schwelle frequenzbehaftet geregelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass – in einem zweiten Schritt die Frequenz (f) des Stromes (I) detektiert und ausgewertet wird, um das erfolgte Anziehen eines Ankers (31) des Magnetaktuators (33) basierend auf einer Abweichung der Frequenz (f) des Stromes von einer Referenzfrequenz (f_Ref) zu erkennen.
Diagnoseverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – zusätzlich zu der Frequenz (f) auch eine Zeitdauer (t2) bis zum Eintritt einer Frequenzabweichung detektiert und ausgewertet wird; und/oder – eine detektierte Zeitdauer (t2) bis zum Eintritt der Frequenzabweichung mit einer Belagsstärke am Pilotventil (17) korreliert wird.
Diagnoseverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – der Magnetaktuator (33) des Pilotventils (17) in dem ersten Schritt mit einem Booststrom und nachfolgend mit einem Haltestrom je über eine Dauer frequenzbehaftet bestromt wird, wobei der Haltestrom und der Booststrom je zwischen einer unteren (I_H,u; I_B,u) und einer oberen (I_H,o; I_B,o) Schwelle zur Einstellung je einer mittleren Stromhöhe (I_H, I_B) geregelt werden; – in dem zweiten Schritt die Frequenz (f_H) des Haltestroms detektiert und ausgewertet wird, um das erfolgte Anziehen des Ankers (31) des Magnetaktuators (33) basierend auf einer Abweichung der Frequenz des Haltestromes von einer Referenzfrequenz (f_Ref) zu erkennen.
Diagnoseverfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass – das Verfahren mit verändertem und/oder erhöhtem Booststrom wiederholt durchgeführt wird.
Diagnoseverfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass – die mittlere Stromhöhe (I_H) des Haltestroms im jeweiligen ersten Schritt unverändert bleibt.
Diagnoseverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – das Verfahren endet, wenn ein erfolgter Ankeranzug erkannt wurde oder die Höhe (I_B) des Booststroms oder die Dauer der Bestromung einen vorbestimmten Maximalwert erreicht hat.
Diagnoseverfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass – das Verfahren nach erkanntem Anzug des Ankers (31) mit verringertem Booststrom wiederholt wird, bis ein unterer mittlerer Boostrom im Rahmen der Auswertung detektiert wird, bei welchem ein Ankeranzug (31) gerade noch erfolgt.
Diagnoseverfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass – im jeweiligen zweiten Schritt im Rahmen der Auswertung auch die Höhe des Booststroms berücksichtigt wird; und/oder – im zweiten Schritt im Rahmen der Auswertung die Höhe eines Booststroms und/oder des unteren mittleren Booststroms mit einer Belagstärke am Pilotventil (17) korreliert wird.
Diagnoseverfahren für ein magnetaktuiertes Pilotventil (17) eines Kraftstoffinjektors (1), wobei dem Injektor (1) ein schwingungs- und/oder vibrationsempfindlicher Sensor zugeordnet ist, wobei ein Magnetaktuator (33) des Pilotventils (17) in einem ersten Schritt über eine Dauer (t1) mit einem Strom (I) einer vorbestimmten mittleren Stromhöhe bestromt wird, wobei in einem zweiten Schritt ein Signal (S) des Sensors ausgewertet wird, um das erfolgte Anziehen eines Ankers (31) des Magnetaktuators (33) basierend auf einem Klopfsignal (SM) zu erkennen.
Diagnoseverfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass – der Magnetaktuator (33) im ersten Schritt über eine vorbestimmte Dauer (t1) bestromt wird.
Diagnoseverfahren nach Anspruch 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass – das Verfahren mit verändertem und/oder erhöhtem mittlerem Strom (I) und/oder gleichbleibender Dauer (t1) erneut durchgeführt wird, wenn im zweiten Schritt kein Anzug des Ankers (31) erkannt wird.
Diagnoseverfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass – im zweiten Schritt im Rahmen der Auswertung die Dauer der Bestromung bis zum Detektieren eines Klopfsignals (SM) berücksichtigt wird; und/oder – im zweiten Schritt im Rahmen der Auswertung die mittlere Stromhöhe berücksichtigt wird; und/oder – die Dauer der Bestromung und/oder die mittlere Stromhöhe im Rahmen der Auswertung mit einer Belagsstärke am Pilotventil (17) korreliert werden.
Diagnoseverfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass – das Verfahren nach erkanntem Anzug des Ankers (31) mit verringertem mittlerem Strom (I) und/oder gleichbleibender Dauer (t1) wiederholt wird, bis ein unterer mittlerer Strom (I) im Rahmen der Auswertung detektiert wird, bei welchem der Anker (31) gerade noch anzieht.
Diagnoseverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – basierend auf einer Auswertung oder mehreren Auswertungen ein Trendsignal generiert wird.
Diagnoseverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – das Verfahren mit einem Motorsteuergerät durchgeführt wird.
Injektor (1), dadurch gekennzeichnet, dass – der Injektor (1) einen vibrations- oder schwingungsempfindlichen Sensor zur Ausführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 9 bis 15 aufweist.
Motorsteuergerät, dadurch gekennzeichnet, dass – das Motorsteuergerät zur Ausführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche eingerichtet ist.
Brennkraftmaschine zur Ausführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 15.