DE102013222547A1 - Method for detecting a deviation of an actual injection quantity from a desired injection quantity of an injector of an internal combustion engine - Google Patents

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Andrea Matteucci
Christian Bald
Jens Leideck
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erkennen einer Abweichung einer Ist-Einspritzmenge von einer Soll-Einspritzmenge eines Injektors einer Brennkraftmaschine mit mindestens zwei Injektoren, wobei die mindestens zwei Injektoren zur Abgabe der Soll-Einspritzmenge angesteuert werden, um die Drehzahl der Brennkraftmaschine von einer Ausgangsdrehzahl (n0) bis zu einer Zieldrehzahl (nmax) zu beschleunigen, wobei die Ist-Drehzahl (101) über die Zeit erfasst und eine Änderung der Ist-Drehzahl (101) pro Zeiteinheit als Drehzahlgradient (202) bestimmt wird, wobei eine von dem Drehzahlgradienten (202) abhängige Größe bestimmt und mit einem Normintervall (105) verglichen wird, wobei eine Abweichung der Ist-Einspritzmenge von der Soll-Einspritzmenge eines Injektors von den mindestens zwei Injektoren erkannt wird, wenn die von dem Drehzahlgradienten (202) abhängige Größe außerhalb des Normintervalls (105) liegt.The invention relates to a method for detecting a deviation of an actual injection quantity from a desired injection quantity of an injector of an internal combustion engine having at least two injectors, wherein the at least two injectors are driven to output the desired injection quantity in order to control the rotational speed of the internal combustion engine from an output rotational speed ( n0) up to a target speed (nmax), wherein the actual speed (101) is detected over time and a change in the actual speed (101) per unit time is determined as a speed gradient (202), one of the speed gradient ( 202) is determined and compared with a standard interval (105), wherein a deviation of the actual injection quantity from the target injection quantity of an injector is detected by the at least two injectors, if the speed gradient (202) dependent variable outside the standard interval (105) lies.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erkennen einer Abweichung einer Ist-Einspritzmenge von einer Soll-Einspritzmenge eines Injektors einer Brennkraftmaschine mit mindestens zwei Injektoren sowie eine Recheneinheit zu dessen Durchführung.The present invention relates to a method for detecting a deviation of an actual injection quantity from a desired injection quantity of an injector of an internal combustion engine having at least two injectors, and a computing unit for its implementation.

Stand der TechnikState of the art

Kraftstoffeinspritzeinlagen ermöglichen die Zumessung des für eine Verbrennung in einer Brennkraftmaschine benötigten Kraftstoffs mittels einer oder mehrerer Injektoren (auch als Einspritzventil oder Einspritzdüse bezeichnet). Bei der Benzin-Direkteinspritzung und der Common-Rail-Einspritzung wird der Kraftstoff direkt in den Brennraum eingespritzt. Für die Verbrennungsqualität und damit den Verbrauch sowie das Abgasverhalten der Brennkraftmaschine ist die zugemessene Kraftstoffmenge von entscheidender Bedeutung.Fuel injection pads allow the metering of the fuel required for combustion in an internal combustion engine by means of one or more injectors (also referred to as injector or injector). In gasoline direct injection and common rail injection, the fuel is injected directly into the combustion chamber. For the quality of combustion and thus the consumption and the exhaust gas behavior of the internal combustion engine, the metered amount of fuel is of crucial importance.

Die zugemessene Kraftstoffmenge wird jedoch durch Eigenschaften des Injektors selbst beeinflusst. Aufgrund von Exemplarstreuungen und Verschleiß, die bei den innerhalb einer Brennkraftmaschine verwendeten Injektoren auftreten, kann die von den Injektoren zugemessene Kraftstoffmenge (d.h. Einspritzmenge) unterschiedlich sein.However, the metered amount of fuel is affected by properties of the injector itself. Due to specimen discrepancies and wear occurring in the injectors used within an internal combustion engine, the amount of fuel metered by the injectors (i.e., injection amount) may be different.

Mittels eines Hochlauftests kann die Mengenabweichung der verbauten Injektoren eines Verbrennungsmotors auch in einem Kraftfahrzeug in Endkundenbesitz einfach ohne Demontage geprüft werden. Die besonderen Bedingungen im Werkstattumfeld lassen veränderte Betriebsarten sowie fest definierte, stabile Betriebspunkte zu. Dies ist im Fahrbetrieb häufig nicht möglich, da die Steuerung der Brennkraftmaschine den Fahrerwunsch umsetzen muss. Unterschiedliche Einspritzmengen können bei dem Hochlauftest der Brennkraftmaschine erkannt werden, indem die Brennkraftmaschine ausgehend von einer bestimmten Ausgangsdrehzahl durch Vorgabe einer definierten Soll-Einspritzmenge für alle Injektoren außer einem für eine feste Zeitdauer beschleunigt wird (sog. Hochlaufen). Hierbei werden Genauigkeits-, Abgleichs- und Korrekturfunktionen mit ggf. in der Vergangenheit gelernten Werten unterdrückt, um den Ist-Zustand möglichst deutlich zu erkennen. Die dann erreichte Zieldrehzahl wird gemessen. Der nicht angesteuerte Injektor wird durchvariiert. Unterscheiden sich die Zieldrehzahlen bzw. weicht eine Zieldrehzahl signifikant vom Durchschnitt der anderen Zieldrehzahlen ab, kann daraus auf eine Abweichung der Ist-Einspritzmenge von der Soll-Einspritzmenge geschlossen werden. Dieses Verfahren ist jedoch sehr zeitaufwändig, da für jeden Injektor ein Hochlaufen nötig ist. By means of a run-up test, the quantity deviation of the installed injectors of an internal combustion engine can be checked in a motor vehicle in end customer possession simply without disassembly. The special conditions in the workshop environment allow for changed operating modes as well as fixed, stable operating points. This is often not possible when driving, since the control of the internal combustion engine must implement the driver's request. Different injection quantities can be detected in the run-up test of the internal combustion engine by the internal combustion engine is accelerated starting from a specific output speed by specifying a defined target injection quantity for all injectors except one for a fixed period of time (so-called. Accuracy, adjustment and correction functions with values possibly learned in the past are suppressed in order to recognize the actual state as clearly as possible. The target speed then reached is measured. The uncontrolled injector is varied. If the target rotational speeds or a target rotational speed differ significantly from the average of the other target rotational speeds, a deviation of the actual injection quantity from the nominal injection quantity can be deduced therefrom. However, this procedure is very time-consuming, since a run-up is necessary for each injector.

Es ist wünschenswert, eine Abweichung der Ist-Einspritzmenge von der Soll-Einspritzmenge eines Injektors schneller erkennen zu können.It is desirable to be able to detect a deviation of the actual injection quantity from the desired injection quantity of an injector more quickly.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Erfindungsgemäß werden ein Verfahren zum Erkennen einer Abweichung einer Ist-Einspritzmenge von einer Soll-Einspritzmenge eines Injektors einer Brennkraftmaschine mit mindestens zwei Injektoren sowie eine Recheneinheit zu dessen Durchführung mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.According to the invention, a method for detecting a deviation of an actual injection quantity from a desired injection quantity of an injector of an internal combustion engine having at least two injectors and an arithmetic unit for carrying it out with the features of the independent patent claims are proposed. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims and the following description.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Im Rahmen der Erfindung wird ein Verfahren vorgestellt, mit dem eine Abweichung einer Ist-Einspritzmenge von einer Soll-Einspritzmenge (im Folgenden Einspritzmengenfehler) eines Injektors einer Brennkraftmaschine mit mindestens zwei Injektoren (und damit normalerweise auch mit mindestens zwei Zylindern, da jeder Zylinder üblicherweise genau einen Injektor hat) bereits bei einem Hochlaufen von einer Ausgangsdrehzahl zu einer Zieldrehzahl, und damit deutlich schneller als bisher, erkannt werden kann. Dazu wird eine Änderung der Ist-Drehzahl pro Zeiteinheit (d.h. Drehzahlgradient bzw. Drehbeschleunigung) ermittelt und eine von dem Drehzahlgradienten abhängige Größe gebildet. Diese von dem Drehzahlgradienten abhängige Größe kann insbesondere der Drehzahlgradient selbst sein. Die von dem Drehzahlgradienten abhängige Größe wird dann mit einem Normintervall verglichen, um einen Einspritzmengenfehler eines Injektors zu erkennen. Weiter vorteilhaft kann aus der von dem Drehzahlgradienten abhängigen Größe auf ein Maß des Einspritzmengenfehlers geschlossen werden. Die Erkennung ist besonders einfach, wenn zuvor mittels anderer Verfahren festgestellt wurde, ob und wie die Ist-Gesamteinspritzmenge von der Soll-Gesamteinspritzmenge abweicht. Ist beispielsweise bekannt, dass die Ist-Gesamteinspritzmenge zu gering ist, wird nach einem Verlassen des Normintervalls nach unten gesucht, ist hingegen bekannt, dass die Ist-Gesamteinspritzmenge zu groß ist, wird nach einem Verlassen des Normintervalls nach oben bzw. einem Überschreiten gesucht. Eine Gesamteinspritzmenge kann beispielsweise aus einem Drehmoment oder einer Auswertung eines Lambda-Werts ermittelt werden. Es existiert nämlich ein bekannter Zusammenhang zwischen Ist-Gesamteinspritzmenge, Luftmasse (messbar durch Luftmassenmesser) und Lambdawert (messbar durch Lambdasonde). Die Gesamteinspritzmenge kann aus diesen Größen beispielsweise anhand eines physikalisch motivierten Modells des Luftsystems (z.B. mittels ASMod) ermittelt werden.In the context of the invention, a method is presented, with which a deviation of an actual injection quantity from a desired injection quantity (hereinafter injection quantity error) of an injector of an internal combustion engine with at least two injectors (and thus normally also with at least two cylinders, since each cylinder usually exactly has an injector) already at a run-up from an output speed to a target speed, and thus significantly faster than before, can be detected. For this purpose, a change in the actual rotational speed per unit time (i.e., speed gradient or rotational acceleration) is determined and a variable dependent on the rotational speed gradient is formed. This variable, which is dependent on the rotational speed gradient, may in particular be the rotational speed gradient itself. The quantity dependent on the speed gradient is then compared with a standard interval to detect an injection quantity error of an injector. Further advantageous can be concluded from the speed gradient dependent on the size of a measure of the injection quantity error. The detection is particularly simple if it has previously been determined by means of other methods whether and how the actual total injection quantity deviates from the setpoint total injection quantity. If, for example, it is known that the actual total injection quantity is too low, it is searched downwards after leaving the standard interval, but if it is known that the actual total injection quantity is too large, it is searched for leaving the standard interval or exceeding it. A total injection quantity can be determined, for example, from a torque or an evaluation of a lambda value. Namely, there is a known relationship between actual total injection quantity, air mass (measurable by air mass meter) and lambda value (measurable by lambda probe). The total injection amount may be determined from these quantities, for example, from a physically motivated model of the air system (e.g., by ASMod).

Da das auf die Kurbelwelle aufgebrachte Drehmoment proportional zur Ist-Einspritzmenge ist (unter der Annahme, dass weitere Einflussparameter aufgrund der relativ kurzen Zeitdauer des Hochlaufens kontant sind), wird ein Einspritzmengenfehler eines Injektors eine periodische Veränderung des Drehmoments verursachen. Dadurch kann eine Oszillation des Drehzahlgradienten während des Hochlaufens beobachtet werden. Since the torque applied to the crankshaft is proportional to the actual injection quantity (assuming that further influence parameters are contingent on the relatively short duration of the run-up), an injection quantity error of an injector will cause a periodic change in the torque. As a result, an oscillation of the speed gradient during startup can be observed.

Eine Möglichkeit der Bewertung der von dem Drehzahlgradienten abhängigen Größe ist Auswertung des Drehzahlgradienten im Hinblick auf eine einen Einspritzmengenfehler anzeigende Oszillation. Dies kann insbesondere durch Bewertung einer Amplitude und/oder Frequenz bzw. Ordnung als der von dem Drehzahlgradienten abhängigen Größe geschehen. Grundsätzlich werden drehzahlbasierte Verfahren bereits zur Steuerung und Regelung von Einspritzungen während des Fahrbetriebs verwendet. Dabei ist jedoch der Betriebspunkt der Brennkraftmaschine nicht durch einen festen Ablauf definiert. Im Fahrbetrieb wird der ermittelte Fehler als Eingang für eine direkte Bestimmung eines Korrekturwertes für die Ausgleichsregelung verwendet und nicht dauerhaft gespeichert. Im Rahmen dieser Erfindung wird der ermittelte Fehler nicht korrigiert, sondern als Messwert für eine Diagnoseentscheidung ausgegeben oder weiter verarbeitet.One way of evaluating the magnitude dependent on the speed gradient is to evaluate the speed gradient for an oscillation indicative of an injection amount error. This can be done in particular by evaluating an amplitude and / or frequency or order as the size dependent on the speed gradient. Basically, speed-based methods are already used to control and regulate injections during driving. However, the operating point of the internal combustion engine is not defined by a fixed sequence. When driving, the determined error is used as an input for a direct determination of a correction value for the compensation control and not stored permanently. In the context of this invention, the detected error is not corrected, but outputted as a measured value for a diagnostic decision or further processed.

Eine Amplitudenbewertung kann auf einfache Weise dadurch erfolgen, dass ein Vergleich des Drehzahlgradienten selbst mit dem Normintervall stattfindet. Liegt der Drehzahlgradienten zu einem Zeitpunkt außerhalb des Normintervalls, liegt bei einem der Injektoren ein Einspritzmengenfehler vor, insbesondere bei demjenigen der Injektoren, dessen Zylinder sich zu dem Zeitpunkt, zu dem der Drehzahlgradient außerhalb des Normintervalls liegt, im Arbeitstakt befindet. An amplitude evaluation can be carried out in a simple manner by comparing the speed gradient itself with the standard interval. If the speed gradient is outside the standard interval at one point in time, one of the injectors will have an injection quantity error, in particular for that of the injectors whose cylinder is in the power stroke at the point in time when the speed gradient is outside the standard interval.

Eine Frequenzbewertung kann auf einfache Weise dadurch erfolgen, dass eine Frequenz- bzw. Ordnungsanalyse des Verlaufs der von dem Drehzahlgradienten abhängigen Größe stattfindet, wobei vorzugsweise eine Fourieranalyse verwendet wird. Die von dem Drehzahlgradienten abhängige Größe ist demnach eine Frequenz bzw. Ordnung einer Oszillation des Drehzahlgradienten während des Hochlaufens. Eine durch einen Injektor hervorgerufene Einspritzmengenabweichung wird zu einer Oszillation führen, die eine niedrigere Frequenz als die Zündfrequenz hat. Die Frequenzanalyse basiert insbesondere nicht auf einer zeitlichen, sondern auf einer winkelsynchronen (°KW) Auftragung der von dem Drehzahlgradienten abhängigen Größe. Dies wird auch als Ordnungsanalyse bezeichnet. Vorzugsweise werden Ordnungen k/N ausgewertet mit k = 1, ..., N und N=Zylinderzahl. Ohne Einspritzmengenfehler wird keine Ordnung besonders ausgeprägt sein. Frequency weighting can be carried out in a simple manner by carrying out a frequency or order analysis of the course of the variable dependent on the speed gradient, whereby a Fourier analysis is preferably used. The variable dependent on the speed gradient is accordingly a frequency or order of an oscillation of the speed gradient during startup. An injection quantity deviation caused by an injector will result in an oscillation having a lower frequency than the ignition frequency. In particular, the frequency analysis is based not on a temporal but on an angle synchronous (° CA) plot of the variable dependent on the speed gradient. This is also called order analysis. Preferably orders k / N are evaluated with k = 1, ..., N and N = number of cylinders. Without an injection quantity error, no order will be particularly pronounced.

Die Abschätzung der Einspritzmengenabweichung kann aus der Abweichung des Drehzahlgradienten vom Normintervall bzw. aus der Amplitude der betreffenden Frequenz im Frequenzspektrum erfolgen. Dies sei im Folgenden am Beispiel einer Brennkraftmaschine mit vier Zylindern (N = 4) beschrieben:
Ist beispielsweise bekannt, dass die Ist-Gesamteinspritzmenge zu gering ist, kann bei einem Auftreten der Ordnung 1/4 (d.h. die Amplitude der Ordnung 1/4 liegt über einem Ordnungs-Normintervall), nicht jedoch der Ordnung 1/2 erkannt werden, dass genau ein Injektor zu wenig einspritzt. Dieser Injektor kann dann durch Vergleich des Drehzahlgradienten selbst mit dem Drehzahlgradienten-Normintervall (vgl. 3) hinsichtlich eines einfachen Unterschreitens ermittelt werden.The estimation of the injection quantity deviation can be made from the deviation of the speed gradient from the standard interval or from the amplitude of the relevant frequency in the frequency spectrum. This is described below using the example of an internal combustion engine with four cylinders (N = 4):
If, for example, it is known that the actual total injection quantity is too small, it can be recognized that the order 1/4 occurs (ie, the amplitude of the order 1/4 lies above a normal order interval), but not the order 1/2 exactly one injector injected too little. This injector can then by comparing the speed gradient itself with the speed gradient standard interval (see. 3 ) are determined with respect to a simple underrun.

Ist beispielsweise bekannt, dass die Ist-Gesamteinspritzmenge zu gering ist, kann bei einem Auftreten der Ordnungen 1/4 und 1/2 erkannt werden, dass genau zwei Injektoren zu wenig einspritzen. Ist die Ordnung 1/4 stärker ausgeprägt als 1/2, sind die Injektoren benachbart. Diese Injektoren können dann durch Vergleich des Drehzahlgradienten selbst mit dem Normintervall hinsichtlich eines einfachen Unterschreitens ermittelt werden. Ist die Ordnung 1/2 stärker ausgeprägt als 1/4, sind die Injektoren nicht benachbart. Diese Injektoren können dann durch Vergleich des Drehzahlgradienten selbst mit dem Normintervall hinsichtlich eines zweifachen Unterschreitens ermittelt werden.If, for example, it is known that the actual total injection quantity is too small, it can be recognized when an occurrence of the orders 1/4 and 1/2 that exactly two injectors inject too little. If the order 1/4 is more pronounced than 1/2, the injectors are adjacent. These injectors can then be determined by comparing the speed gradient itself with the standard interval with respect to a simple underrun. If the order 1/2 is more pronounced than 1/4, the injectors are not adjacent. These injectors can then be determined by comparing the speed gradient itself with the standard interval with respect to a double underrun.

Ist beispielsweise bekannt, dass die Ist-Gesamteinspritzmenge zu hoch ist, kann bei einem Auftreten der Ordnung 1/4, nicht jedoch der Ordnung 1/2 erkannt werden, dass genau ein Injektor zu viel einspritzt. Dieser Injektor kann dann durch Vergleich des Drehzahlgradienten selbst mit dem Normintervall hinsichtlich eines einfachen Überschreitens ermittelt werden.If, for example, it is known that the actual total injection quantity is too high, it can be recognized at an occurrence of the order 1/4, but not the order 1/2, that exactly one injector injects too much. This injector can then be determined by comparing the speed gradient itself with the standard interval for easy crossing.

Ist beispielsweise bekannt, dass die Ist-Gesamteinspritzmenge zu hoch ist, kann bei einem Auftreten der Ordnungen 1/4 und 1/2 erkannt werden, dass genau zwei Injektoren zu viel einspritzen. Ist die Ordnung 1/4 stärker ausgeprägt als 1/2, sind die Injektoren benachbart. Diese Injektoren können dann durch Vergleich des Drehzahlgradienten selbst mit dem Normintervall hinsichtlich eines einfachen Überschreitens ermittelt werden. Ist die Ordnung 1/2 stärker ausgeprägt als 1/4, sind die Injektoren nicht benachbart. Diese Injektoren können dann durch Vergleich des Drehzahlgradienten selbst mit dem Normintervall hinsichtlich eines zweifachen Überschreitens ermittelt werden.If, for example, it is known that the actual total injection quantity is too high, it can be recognized when an occurrence of the orders 1/4 and 1/2 that exactly two injectors inject too much. If the order 1/4 is more pronounced than 1/2, the injectors are adjacent. These injectors can then be determined by comparing the speed gradient itself with the standard interval for easy crossing. If the order 1/2 is more pronounced than 1/4, the injectors are not adjacent. These injectors can then be determined by comparing the speed gradient itself with the standard interval for a two-fold overshoot.

Ist beispielsweise bekannt, dass die Ist-Gesamteinspritzmenge korrekt ist, kann bei einem Auftreten der Ordnung 1/4, nicht jedoch der Ordnung 1/2 erkannt werden, dass genau ein Injektor zu viel und genau ein Injektor zu wenig einspritzt und dass diese Injektoren benachbart sind. Diese Injektoren können dann durch Vergleich des Drehzahlgradienten selbst mit dem Normintervall hinsichtlich eines benachbarten Unter- und Überschreitens ermittelt werden.For example, if it is known that the actual total injection quantity is correct, it can be recognized that an injector is too much and an order of 1/4, but not of order 1/2 Exactly one injector injects too little and that these injectors are adjacent. These injectors can then be determined by comparing the speed gradient itself with the standard interval with respect to an adjacent undershoot and overshoot.

Ist beispielsweise bekannt, dass die Ist-Gesamteinspritzmenge korrekt ist, kann bei einem Auftreten der Ordnungen 1/4 und 1/2 erkannt werden, dass genau ein Injektor zu viel und genau ein Injektor zu wenig einspritzt und dass diese Injektoren nicht benachbart sind. Diese Injektoren können dann durch Vergleich des Drehzahlgradienten selbst mit dem Normintervall hinsichtlich eines Unterschreitens und hinsichtlich eines Überschreitens ermittelt werden.For example, if it is known that the actual total injection quantity is correct, it can be recognized when one of the orders 1/4 and 1/2 occurs that exactly one injector injects too much and exactly one injector too little and that these injectors are not adjacent. These injectors can then be determined by comparing the speed gradient itself with the standard interval for undershoot and overshoot.

Die Erfindung eignet sich besonders für das Testen von Benzin- oder Dieselbrennkraftmaschinen von Personen- oder Last- bzw. Nutzkraftwagen sowohl auf Prüfständen als auch steuergeräteimplementiert während des Betriebs.The invention is particularly suitable for testing gasoline or diesel internal combustion engines of passenger or commercial vehicles, both on test benches and ECU-implemented during operation.

Eine erfindungsgemäße Recheneinheit, z.B. ein Steuergerät eines Kraftfahrzeugs bzw. einer Brennkraftmaschine, ist, insbesondere programmtechnisch, dazu eingerichtet, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen.An arithmetic unit according to the invention, e.g. a control unit of a motor vehicle or of an internal combustion engine is, in particular programmatically, configured to perform a method according to the invention.

Auch die Implementierung des Verfahrens in Form von Software ist vorteilhaft, da dies besonders geringe Kosten verursacht, insbesondere wenn ein ausführendes Steuergerät noch für weitere Aufgaben genutzt wird und daher ohnehin vorhanden ist. Geeignete Datenträger zur Bereitstellung des Computerprogramms sind insbesondere Disketten, Festplatten, Flash-Speicher, EEPROMs, CD-ROMs, DVDs u.a.m. Auch ein Download eines Programms über Computernetze (Internet, Intranet usw.) ist möglich.The implementation of the method in the form of software is also advantageous, since this causes particularly low costs, in particular if an executing control device is still used for further tasks and therefore exists anyway. Suitable data carriers for providing the computer program are, in particular, floppy disks, hard disks, flash memories, EEPROMs, CD-ROMs, DVDs and the like. It is also possible to download a program via computer networks (Internet, intranet, etc.).

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.Further advantages and embodiments of the invention will become apparent from the description and the accompanying drawings.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachfolgend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination indicated, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.

Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.The invention is illustrated schematically with reference to an embodiment in the drawing and will be described in detail below with reference to the drawing.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

1 zeigt eine stark schematisierte Darstellung einer Brennkraftmaschine mit einer Kraftstoffeinspritzanlage und einer Mehrzahl von Injektoren. 1 shows a highly schematic representation of an internal combustion engine with a fuel injection system and a plurality of injectors.

2 zeigt Einspritzmenge, Drehzahl und Drehzahlgradient bei einem Hochlaufen mit vier fehlerfreien Injektoren. 2 shows injection quantity, speed and speed gradient during a run-up with four faultless injectors.

3 zeigt Einspritzmenge, Drehzahl und Drehzahlgradient bei einem Hochlaufen mit drei fehlerfreien und einem fehlerhaften Injektor. 3 shows injection quantity, speed and speed gradient during a run-up with three error-free and one faulty injector.

4 zeigt die Drehzahl bei einem Hochlaufen mit vier fehlerfreien Injektoren detaillierter. 4 shows the speed when running up with four faultless injectors in more detail.

5 zeigt die Drehzahl bei einem Hochlaufen mit drei fehlerfreien und einem fehlerhaften Injektor detaillierter. 5 shows the speed at a run up with three error-free and a faulty injector in more detail.

Ausführungsform(en) der ErfindungEmbodiment (s) of the invention

In 1 ist ein Ausschnitt einer Brennkraftmaschine 10 schematisch dargestellt, die einen Kraftstoffvorratsbehälter 12 umfasst, aus dem mittels eines Fördersystems 14 Kraftstoff in eine Kraftstoffhochdruckleitung 16 gefördert wird. Die Kraftstoffhochdruckleitung 16 ist beispielsweise als Common-Rail ausgebildet. Die Kraftstoffhochdruckleitung 16 ist mit Injektoren 18 verbunden, die es ermöglichen, Kraftstoff direkt in den Injektoren 18 jeweils zugeordnete Brennräume von Zylindern 20 einzuspritzen. Der Betrieb der Brennkraftmaschine 10 und insbesondere der Kraftstoffeinspritzanlage, die vorliegend das Fördersystem 14, die Kraftstoffhochdruckleitung 16 und die Injektoren 18 aufweist, wird von einer Recheneinheit, hier einem Steuergerät 22, gesteuert. Das Steuergerät 22 ermöglicht die Erfassung von Eingabewerten, z.B. der aktuellen Drehzahl, und die Bereitstellung von Ausgabewerten bzw. die Ansteuerung von Aktoren, insbesondere die Ansteuerung der Injektoren 18.In 1 is a section of an internal combustion engine 10 shown schematically, a fuel tank 12 comprising, by means of a conveyor system 14 Fuel in a high-pressure fuel line 16 is encouraged. The high-pressure fuel line 16 is designed for example as a common rail. The high-pressure fuel line 16 is with injectors 18 connected, which allow fuel directly in the injectors 18 each associated combustion chambers of cylinders 20 inject. The operation of the internal combustion engine 10 and in particular the fuel injection system, in this case the conveyor system 14 , the high-pressure fuel line 16 and the injectors 18 has, is a computing unit, here a control unit 22 , controlled. The control unit 22 allows the acquisition of input values, such as the current speed, and the provision of output values or the control of actuators, in particular the control of the injectors 18 ,

In 2 sind in vier Diagrammen unterschiedliche Größen, die bei einem Hochlauftest vorgegeben oder erfasst werden, gegen die Zeit t auf der x-Achse aufgetragen. Eine Soll-Einspritzmenge ist mit 101, eine gemessene Drehzahl ist mit 102 bezeichnet. Ein aus der Drehzahl abgeleiteter Drehzahlgradient ist mit 103 bezeichnet, ein jeweils im Arbeitstakt befindlicher Zylinder mit 104. In 2 In four diagrams, different quantities, which are specified or recorded during a run-up test, are plotted against the time t on the x-axis. A target injection quantity is with 101 , a measured speed is with 102 designated. A derived from the speed speed gradient is with 103 denotes a cylinder located in each working stroke with 104 ,

Der Hochlauftest beginnt zu einem Zeitpunkt t0, wobei sich die Brennkraftmaschine bis dahin in einem Leerlauf mit einer Leerlaufdrehzahl n0 befindet, welche von einer Leerlaufeinspritzmenge m0 aufrechterhalten wird. Die Einspritzmenge kann beispielsweise in mg je Einspritztakt bemessen werden. Nach dem Start des Hochlauftests wird eine definierte Einspritzmenge m1 vorgegeben. Dadurch beschleunigt die Brennkraftmaschine ausgehend von der Ausgangsdrehzahl n0 bis zu einem Zeitpunkt t1, bei dem eine Zieldrehzahl nmax erreicht ist. Die Dauer des Hochlaufens kann entweder fest vorgegeben werden oder das Hochlaufen kann beendet werden, wenn eine vorgegebene Zieldrehzahl erreicht ist.The run-up test begins at a time t 0 , wherein the internal combustion engine is until then in an idle with an idling speed n 0 , which is maintained by an idle injection amount m 0 . The injection quantity can be measured, for example, in mg per injection cycle. After the start of the run-up test, a defined injection quantity m 1 is specified. As a result, the internal combustion engine accelerates, starting from the output rotational speed n 0, up to a point in time t 1 at which a target rotational speed n max is reached. The duration of the run-up can either be fixed or the run-up can be terminated when a predetermined target speed is reached.

Zu dem Zeitpunkt t1 wird die Einspritzung beendet, woraufhin die Drehzahl der Brennkraftmaschine bis zu einem Zeitpunkt t3 im Wesentlichen kontinuierlich abnimmt. At the time t 1 , the injection is terminated, whereupon the speed of the internal combustion engine decreases substantially continuously until a time t 3 .

Zu dem Zeitpunkt t3 wird die Leerlaufdrehzahl n0 wieder erreicht, woraufhin die zugehörige Einspritzmenge m0 wieder angesteuert wird, um ein Absterben der Brennkraftmaschine zu verringern. At the time t 3 , the idling speed n 0 is reached again, whereupon the associated injection quantity m 0 is again activated in order to reduce a stall of the internal combustion engine.

Bei der dargestellten Ausführungsform wird der Drehzahlgradient selbst als Größe beurteilt. Der Verlauf des Drehzahlgradienten 103 während des Hochlaufens bewegt sich zwischen den Zeitpunkten t0 und t1 innerhalb eines Normintervalls 105, was als Fehlerfreiheit der Injektoren interpretiert wird. Das Normintervall kann beispielsweise durch Durchführen des Verfahrens an einem fehlerfreien Motor bestimmt werden. In the illustrated embodiment, the speed gradient itself is judged as a quantity. The course of the speed gradient 103 during startup moves between times t 0 and t 1 within a standard interval 105 , which is interpreted as error-free injectors. The standard interval can be determined, for example, by performing the method on a faultless motor.

In 3 sind entsprechende Diagramme für einen Betrieb mit einem fehlerhaften Injektor dargestellt. Die Soll-Einspritzmenge 101 entspricht dabei der aus 2, jedoch finden sich Abweichungen im Drehzahlverlauf 202 und im Drehzahlgradientenverlauf 203. Insbesondere wird zu einem Zeitpunkt t2 ein Überschreiten des Normintervalls 105 festgestellt, so dass anhand des zu diesem Zeitpunkt zündenden Zylinders 4 ein Fehler dieses Injektors des Zylinders 4 festgestellt werden kann.In 3 corresponding diagrams are shown for operation with a faulty injector. The target injection quantity 101 corresponds to the off 2 , but there are deviations in the speed curve 202 and in the speed gradient curve 203 , In particular, at a time t 2, the standard interval is exceeded 105 determined, so that based on the igniting at this time cylinder 4 a fault of this injector of the cylinder 4 can be detected.

In den 4 und 5 sind die Drehzahlverläufe 102 aus 2 bzw. 202 aus 3 für die Hochlaufphase zwischen t0 und t1 vergrößert und detaillierter dargestellt. Es ist erkennbar, dass der fehlerhafte Verlauf 202 eine deutlich stärkere Oszillation der Drehzahlen aufweist, wobei ein deutlicher Einbruch jeder vierten Oszillation erkennbar ist. In the 4 and 5 are the speed curves 102 out 2 respectively. 202 out 3 for the run-up phase between t 0 and t 1 enlarged and shown in more detail. It can be seen that the erroneous course 202 has a much stronger oscillation of the speeds, with a significant break in every fourth oscillation can be seen.

Claims (10)

Verfahren zum Erkennen einer Abweichung einer Ist-Einspritzmenge von einer Soll-Einspritzmenge eines Injektors (18) einer Brennkraftmaschine (10) mit mindestens zwei Injektoren (18), wobei die mindestens zwei Injektoren (18) zur Abgabe der Soll-Einspritzmenge angesteuert werden, um die Drehzahl der Brennkraftmaschine (10) von einer Ausgangsdrehzahl (n0) bis zu einer Zieldrehzahl (nmax) zu beschleunigen, wobei die Ist-Drehzahl (101) über die Zeit erfasst und eine Änderung der Ist-Drehzahl (101) pro Zeiteinheit als Drehzahlgradient (102, 202) bestimmt wird, wobei eine von dem Drehzahlgradienten (102, 202) abhängige Größe bestimmt und mit einem Normintervall (105) verglichen wird, wobei eine Abweichung der Ist-Einspritzmenge von der Soll-Einspritzmenge eines Injektors (18) von den mindestens zwei Injektoren (18) erkannt wird, wenn die von dem Drehzahlgradienten (102, 202) abhängige Größe außerhalb des Normintervalls (105) liegt.Method for detecting a deviation of an actual injection quantity from a nominal injection quantity of an injector ( 18 ) an internal combustion engine ( 10 ) with at least two injectors ( 18 ), wherein the at least two injectors ( 18 ) are driven to deliver the desired injection quantity to the speed of the internal combustion engine ( 10 ) from an output speed (n 0 ) to a target speed (n max ), the actual speed ( 101 ) over time and a change in the actual speed ( 101 ) per unit of time as a speed gradient ( 102 . 202 ), one of the rotational speed gradients ( 102 . 202 ) dependent variable and with a standard interval ( 105 ), wherein a deviation of the actual injection quantity from the target injection quantity of an injector ( 18 ) of the at least two injectors ( 18 ) is detected when the speed gradient ( 102 . 202 ) dependent size outside the standard interval ( 105 ) lies. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Drehzahlgradient als die von dem Drehzahlgradienten (102, 202) abhängige Größe mit dem Normintervall (105) verglichen wird.The method of claim 1, wherein the speed gradient is that of the speed gradient ( 102 . 202 ) dependent variable with the standard interval ( 105 ) is compared. Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Normintervall (105) einen aufgrund der Soll-Einspritzmenge erwarteten Drehzahlgradienten enthält.Method according to claim 2, wherein the standard interval ( 105 ) contains an expected due to the desired injection quantity speed gradient. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, wobei der Injektor (18) von den mindestens zwei Injektoren (18) anhand des Zeitpunkts, zu dem der Drehzahlgradient (102) außerhalb des Normintervalls (105) liegt, ermittelt wird. Method according to claim 2 or 3, wherein the injector ( 18 ) of the at least two injectors ( 18 ) based on the time at which the speed gradient ( 102 ) outside the standard interval ( 105 ) is determined. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei eine Amplitude einer Ordnung der Oszillation des Drehzahlgradienten als die von dem Drehzahlgradienten (102, 202) abhängige Größe mit dem Normintervall verglichen wird.Method according to one of the preceding claims, wherein an amplitude of an order of the oscillation of the speed gradient than that of the speed gradient ( 102 . 202 ) dependent variable is compared with the standard interval. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Ordnung in Abhängigkeit von der Zylinderzahl der Brennkraftmaschine (10) ermittelt wird.Method according to claim 5, wherein the order depends on the number of cylinders of the internal combustion engine ( 10 ) is determined. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei eine Ausmaß der Abweichung der Ist-Einspritzmenge von der Soll-Einspritzmenge eines Injektors (18) von den mindestens zwei Injektoren (18) aus der von dem Drehzahlgradienten (102, 202) abhängigen Größe bestimmt wird. Method according to one of the preceding claims, wherein an amount of deviation of the actual injection quantity from the desired injection quantity of an injector ( 18 ) of the at least two injectors ( 18 ) from the speed gradient ( 102 . 202 ) dependent size is determined. Recheneinheit, die dazu eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche durchzuführen.Arithmetic unit which is adapted to carry out a method according to one of the preceding claims. Computerprogramm, das eine Recheneinheit dazu veranlasst, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 durchzuführen, wenn es auf der Recheneinheit, insbesondere nach Anspruch 8, ausgeführt wird. Computer program that causes a computing unit to perform a method according to any one of claims 1 to 7 when it is executed on the computing unit, in particular according to claim 8. Maschinenlesbares Speichermedium mit einem darauf gespeicherten Computerprogramm nach Anspruch 9.Machine-readable storage medium with a computer program stored thereon according to claim 9.
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