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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Diagnose einer Funktion eines Verbrennungsmotors, ein Steuergerät zum Steuern einer Diagnose einer Funktion eines Verbrennungsmotors, ein Computerprogramm und ein maschinenlesbares Speichermedium.
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Stand der Technik
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Aus der Praxis ist es bekannt, dass ein Verbrennungsmotor in einem Einspritz-Reinbetrieb, bei dem ein Zylinder des Verbrennungsmotors während eines Arbeitstakts des Zylinders ausschließlich mit einem Injektor einer Saugrohreinspritzung oder mit einem Injektor einer Direkteinspritzung mit Brennstoff beaufschlagt werden kann, oder in einem Einspritz-Mischbetrieb betrieben werden kann, bei dem ein Zylinder des Verbrennungsmotors während seines Arbeitstakts sowohl mit dem Injektor der Saugrohreinspritzung als auch dem Injektor der Direkteinspritzung mit Brennstoff beaufschlagt werden kann. Ein Verhältnis zwischen einer Einspritzmenge des Brennstoffs mittels des Injektors der Saugrohreinspritzung und einer Einspritzmenge des Brennstoffs mittels des Injektors der Direkteinspritzung ist in Abhängigkeit von motorspezifischen Eigenschaften für verschiedene Lastpunkte einstellbar. Die motorspezifischen Eigenschaften müssen für verschiedene Fahrsituationen des Verbrennungsmotors möglichst genau und unter Berücksichtigung von Randbedingungen, wie Emissionsgesetzgebung, Leistung, Startverhalten und auch Diagnosen für Funktionen des Verbrennungsmotors, eingestellt und gesteuert werden.
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Offenbarung der Erfindung
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Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zur Diagnose einer Funktion eines Verbrennungsmotors bereitgestellt, der einen Injektor einer Saugrohreinspritzung, einen Injektor einer Direkteinspritzung und einen Zylinder aufweist, wobei der Zylinder mittels des Injektors der Saugrohreinspritzung und/oder mittels des Injektors der Direkteinspritzung mit Brennstoff beaufschlagbar ist, und das die Schritte Bestimmen eines Betriebszustands des Zylinders, der durch eine verwendete Einspritzung oder Einspritzungen charakterisiert wird, Festhalten eines Verhältnis zwischen einer Einspritzmenge des Brennstoffs in den Zylinder mittels des Injektors der Saugrohreinspritzung und einer Einspritzmenge des Brennstoffs in den Zylinder mittels des Injektors der Direkteinspritzung für den bestimmten Betriebszustand und Durchführen der Diagnose für den Zylinder bei festgehaltenen Verhältnis, umfasst.
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Erfindungsgemäß wird ein Steuerverfahren bereitgestellt, bei dem das Verhältnis, mit dem der Zylinder mit Brennstoff unter Verwendung der Saugrohreinspritzung und der Direkteinspritzung beaufschlagt und das typischerweise als Splitfaktor bezeichnet werden kann, während eines Ablaufs der Diagnose für den Zylinder konstant gehalten werden kann, so dass ein Umschalten der Einspritzung oder Einspritzungen während eines bestimmten Betriebszustands des Zylinders unterbunden wird. Insbesondere werden Steuerinformationen, die zu einer Änderung des Verhältnisses führen können, nicht mehr an Komponenten des Verbrennungsmotors ausgegeben. Ein solches Umschalten könnte einerseits zu einem momentneutralen Betrieb des Verbrennungsmotors und einer gleichen Brennstoffberechnung führen, aber eine andere Auswahl der durchzuführenden Diagnose aufgrund von Kompensation der Einspritzungen und anderer Einspritzmengen von Brennstoff für die verwendete Einspritzung oder Einspritzungen erfordern.
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Ein Betriebszustand des Zylinders kann beispielsweise durch eine ausschließliche Verwendung des Injektors der Saugrohreinspritzung, durch eine ausschließliche Verwendung des Injektors der Direkteinspritzung oder durch eine parallele Verwendung der Injektoren der Saugrohreinspritzung und der Direkteinspritzung zum Einspritzen von Brennstoff in den Zylinder während eines Arbeitstakts des Zylinders charakterisiert sein. Dabei kann das Verhältnis in einem Einspritz-Reinbetrieb genau 100% bzw. genau 0% und in einem Einspritz-Mischbetrieb einem Wert zwischen 0% und 100% entsprechen.
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Da die Diagnose ohne Umschalten des Verhältnisses, also in demselben Betriebszustand und zusätzlich im Einspritz-Mischbetrieb bei konstantem Verhältnis durchgeführt wird, kann eine Reproduzierbarkeit der Diagnose deutlich erhöht sein, da die Steuerung der Brennstoffeinspritzung während der Diagnose und eine Fehlererkennung und Zuweisung des Fehlers an die jeweilige Einspritzung vereinfacht und auch fehlerfrei ist.
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Die Funktion des Verbrennungsmotors kann die Funktionsweise der Einspritzungen betreffen. Die Diagnose kann eine On-Board-Diagnose sein, also während eines Betriebs des Verbrennungsmotors ablaufen. Die Diagnose kann je nach Betriebszustand und je nach Verhältnis eine separate Diagnosefunktion aufweisen. Die Diagnose bzw. Diagnosefunktion kann eine Laufunruhe des Verbrennungsmotors in Abhängigkeit einer Abweichung eines in den Zylinder eingespritzten Brennstoff-Luft-Gemisches feststellen, und die Diagnose bzw. Diagnosefunktion kann beispielsweise eine Zylinder-Ungleichgewichts-Diagnose (Engl. Cylinder-Imbalance-Diagnosis) sein. Implementierte Vergleichswerte der Diagnose bzw. Diagnosefunktion können in diesem Fall zumindest einen der folgenden Parameter betreffen: Abweichung des Brennstoff-Luft-Gemisches vom erwarteten Brennstoff-Luft-Gemisch bei aktuellem Fahrverhalten, Drehzahl des Verbrennungsmotors, Lastbereich des Verbrennungsmotors etc.
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In einer Ausführungsform kann das Verfahren Freigeben des festgehaltenen Verhältnisses aufweisen, wenn die Diagnose, insbesondere erfolgreich, vollständig durchgeführt ist oder nach einem Ablauf einer vorbestimmten Zeit. Ein Zeitablauf kann mittels eines Zeitzählers realisiert werden. Dadurch kann das Verhältnis möglichst kurz festgehalten werden, so dass es zu keiner Beeinträchtigung des Betriebs des Verbrennungsmotors kommen kann.
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In einer Ausführungsform kann das Verfahren Einstellen des Verhältnisses basierend auf der durchgeführten Diagnose aufweisen, so dass ein erkannter Fehler für die entsprechende Einspritzung berücksichtigt wird. Dazu können entsprechende Steuerinformationen, die Werte von Betriebsparameter des Injektors oder der Injektoren der betreffenden Einspritzung betreffen, der entsprechend betroffenen Einspritzung zugeführt werden. Solche Betriebsparameter können beispielsweise ein Öffnungs- oder Schließzeitpunkt, ein Druck des einzuspritzenden Brennstoffs oder eine Hubstellung des Injektors sein.
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In einer Ausführungsform kann das Festhalten des Verhältnisses durch Setzen eines Bits auf einen vorbestimmten Wert erfolgen, der eine Änderung des Verhältnisses unterbinden kann. Durch Setzen des Bits auf einen weiteren, anderen vorbestimmten Wert kann das Verhältnis wieder freigegeben werden, so dass das Verhältnis erneut eingestellt werden kann. Bei freigegeben Verhältnis kann die Diagnose nicht ablaufen. Dies ermöglicht eine besonders einfache Implementierung des Verfahrens.
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In einer Ausführungsform kann die Diagnose durchgeführt werden, wenn der Betriebszustand des Zylinders durch eine ausschließliche Verwendung der Saugrohreinspritzung oder durch eine ausschließliche Verwendung der Direkteinspritzung charakterisiert ist. Da in einem Einspritz-Mischbetrieb sowohl die Saugrohreinspritzung als auch die Direkteinspritzung für den Zylinder aktiv ist, kann eine Fehlererkennung in diesem Betrieb erschwert sein. Das Durchführen der Diagnose in einem Einspritz-Reinbetrieb kann daher eine einfache und direkte Lokalisation des Fehlers bezüglich der verwendeten Einspritzung oder Einspritzungen ermöglichen.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung ist ein elektronisches Steuergerät zum Steuern einer Diagnose einer Funktion eines Verbrennungsmotors vorgesehen, der einen Injektor einer Saugrohreinspritzung, einen Injektor einer Direkteinspritzung und einen Zylinder aufweiset, wobei der Zylinder mittels des Injektors der Saugrohreinspritzung und/oder mittels des Injektors der Direkteinspritzung mit Brennstoff beaufschlagbar ist, wobei das Steuergerät dazu eingerichtet ist, einen Betriebszustand des Zylinders, der durch eine verwendete Einspritzung oder Einspritzungen charakterisiert wird, zu bestimmen, ein Verhältnis zwischen einer Einspritzmenge des Brennstoffs in den Zylinder mittels des Injektors der Saugrohreinspritzung und einer Einspritzmenge des Brennstoffs in den Zylinder mittels des Injektors der Direkteinspritzung für den bestimmten Betriebszustand festzuhalten, und die Diagnose für den Zylinder bei festgehaltenem Verhältnis durchzuführen.
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Das Steuergerät kann dazu eingerichtet sein, die Schritte des Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt auszuführen. Dazu kann das Steuergerät eine oder mehrere Einheiten aufweisen, die eine oder mehrere der Verfahrensschritte durchzuführen.
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Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung ist ein Computerprogramm vorgesehen, das dazu eingerichtet ist, Schritte eines Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt auszuführen.
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Gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung ist ein maschinenlesbares Speichermedium vorgesehen, auf dem ein Computerprogramm gemäß dem vierten Aspekt gespeichert ist.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Ausführungsformen werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
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1 zeigt eine schematische Ansicht eines Motorsystems, dessen Funktion mittels eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der Erfindung diagnostiziert werden kann.
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2 zeigt eine schematische Ansicht eines Steuergeräts des Motorsystems in 1.
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3 zeigt schematisch ein Verfahren gemäß einer Ausführungsform der Erfindung bei Betrieb des Motorsystems in 1.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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Ein in 1 gezeigtes Motorsystem 10 weist einen Verbrennungsmotor 12 und ein elektronisches Steuergerät 14 auf, die elektronisch gekoppelt sind. Der Verbrennungsmotor 12 weist eine Motorbank 16 mit vier Zylindern 18a–18d, eine Saugrohreinspritzung 20 und eine Direkteinspritzung 22 auf. Die Saugrohreinspritzung 20 weist ein Saugrohr 24 auf, das mit Injektoren 26a–26d der Saugrohreinspritzung 20 in fluidischer Verbindung steht. Jeder Injektor 26a–26d steht mit jeweils einem anderen der Zylinder 18a–18d in fluidischer Verbindung. Die Direkteinspritzung 22 weist einen Hochdruckspeicher 28 auf, der mit Injektoren 30a–30d der Direkteinspritzung 22 in fluidischer Verbindung steht. Jeder der Injektoren 30a–30d steht mit einem anderen der Zylinder 18a–18d in fluidischer Verbindung. Das Steuergerät 14 ist mit der Saugrohreinspritzung 20 und der Direkteinspritzung 22 elektronisch gekoppelt, so dass das Steuergerät 14 dazu eingerichtet ist, die Injektoren 26a–26d, 30a–30d anzusteuern.
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Wie in 2 gezeigt, weist das Steuergerät 14 für jeden der Zylinder 18a–18d identische Einheiten 40–46 auf. Der Übersicht halber ist in 2 eine Implementierung des Steuergeräts 14 für lediglich den Zylinder 18a gezeigt. Die Einheit 40 dient zum Bestimmen eines Betriebszustands des Zylinders 18a–18d, der durch eine Verwendung der Einspritzung 20, 22 oder Einspritzungen 20, 22 für den Zylinder 18a–18d charakterisiert ist. Eine Ausgabe der Einheit 40, die den bestimmten Betriebszustand angibt, wird der Einheit 42 zum Festhalten eines Verhältnis zwischen einer Einspritzmenge des Brennstoffs in den Zylinder 18a–18d mittels des Injektors 26a der Saugrohreinspritzung 20 und einer Einspritzmenge des Brennstoffs in den Zylinder 18a–18d mittels des Injektors 30a–30d der Direkteinspritzung 22 für den bestimmten Betriebszustand durchgeführt. Dazu ist die Einheit 42 eingerichtet, ein Bit bei eindeutig bestimmten Betriebszustand auf einen vorbestimmten Wert, beispielsweise ”1”, zu setzen und an die Einheit 44 ausgeben, die dann die Diagnose für eine Funktion des Verbrennungsmotors 12 durchführt. Die Einheit 44 kann nach Abschluss der Diagnose eine Diagnoseinformation an die Einheit 42 ausgeben, die angibt, ob die Diagnose vollständig abgeschlossen ist. Die Einheit 44 gibt parallel ein Diagnoseergebnis an die Einheit 46 aus, die zum Einstellen des Verhältnisses basierend auf dem Diagnoseergebnis dient. Die Einheit 42 ist ferner dazu eingerichtet, das festgehaltene Verhältnis freizugeben. Dazu wird das Bit auf einen weiteren vorbestimmten Wert, beispielsweise ”0”, gesetzt, wenn die Diagnoseinformation über den Diagnoseabschluss von der Einheit 44 zugeführt ist. Die Einheit 42 kann auch einen Zeitzähler implementieren, bei dessen Ablauf das Bit auf den weiteren Wert gesetzt wird. Das Bit wird an die Einheit 46 ausgegeben. Die Einheit 46 kann dann basierend auf dem Diagnoseergebnis ein geeignetes Verhältnis bestimmen und entsprechende Steuerinformationen an den Zylinder 18a–18d ausgeben. In anderen Worten wird das Bit mit dem Wert lediglich an die Einheit 44 und das Bit mit dem weiteren Wert lediglich an die Einheit 46 ausgeben.
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Wie in 3 gezeigt, wird bei einem Betrieb des Motorsystems 10 in 1 in einem ersten Verfahrensschritt S0 eines Verfahrens zum Betreiben des Verbrennungsmotors 12 ein Betriebszustand des Zylinders 18a–18d mittels der Einheit 40 bestimmt. In Abhängigkeit des festgestellten Betriebszustands wird in einem Verfahrensschritt S2 mittels der Einheit 42 das Verhältnis festgehalten. Dazu wird das Bit auf den vorbestimmten Wert gesetzt und an die Einheit 44 ausgegeben. Das Setzen des Bits geschieht lediglich, wenn der Betriebszustand des Zylinders 18a–18d angibt, dass der Zylinder 18a–18d in einem Einspritz-Reinbetrieb mit Brennstoff beaufschlagt wird. In einem weiteren Verfahrensschritt S4 wird die Diagnose durchgeführt und nach Abschluss der Diagnose die Diagnoseinformation an die Einheit 42 und parallel das Diagnoseergebnis an die Einheit 46 ausgegeben. In einem weiteren Verfahrensschritt S6 wird mittels der Einheit 44 bestimmt, ob die Diagnose mittels der Einheit 46 vollständig durchgeführt ist. Dazu wird die zugeführte Diagnoseinformation verarbeitet. Ist dies der Fall, wird das Verhältnis in einem Verfahrensschritt S8 mittels der Einheit 42 freigegeben, indem das Bit auf den weiteren Wert gesetzt und an die Einheit 46 ausgeben wird. Andernfalls wird wieder der Schritt S2 ausgeführt. In einem Verfahrensschritt S10 wird mittels der Einheit 46 das Verhältnis basierend auf dem von der Einheit 46 zugeführten Diagnoseergebnis bestimmt und eine entsprechende Steuerinformation zum Einstellen des Verhältnisses an die Zylinder 18a–18d ausgegeben.
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In die Bestimmung in dem Schritt S6 negativ, also die Diagnose noch nicht abgeschlossen, so kann die Einheit 42 in einem Verfahrensschritt S12 bestimmen, ob eine vorbestimmte Zeit abgelaufen ist. Dazu wird bestimmt, ob der Zeitzähler abgelaufen ist. Ist dies der Fall, werden die Schritte S8, S10 durchgeführt. Andernfalls wird das Verhältnis weiterhin in dem Schritt S2 festgehalten. Die Schritte S6, S12 können zeitgleich oder in einer umgekehrten Reihenfolge erfolgen. Zumindest einer der Schritte S6, S12 kann optional durchgeführt werden.
