-
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Prüfung der Zuordnung von Körperschallsensoren einer Brennkraftmaschine gemäß den Merkmalen des Obergriffs des Anspruchs 1.
-
Im Einzelnen bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren, bei welchem die Zuordnung von Körperschallsensoren zu den jeweiligen Zylindern einer Brennkraftmaschine geprüft wird. Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, bei Brennkraftmaschinen, welche als Dieselmaschinen oder welche mit einer zylinderindividuellen Gaseindüsung betrieben werden, jedem Zylinder einen Körperschallsensor zuzuordnen. Die Ausgangssignale der einzelnen Körperschallsensoren liefern ein Körperschallsignal, aus welchem sich ein Klopfindex jedes Zylinders ableiten lässt. Diese Klopfindexes werden einer Klopfregelung zugeführt, welche den Betrieb der einzelnen Zylinder steuert, insbesondere die Kraftstoffeinspritzung oder die Zündung. Dies erfolgt durch geeignete Bestromung eines Kraftstoff-Injektors oder eines zylinderindividuellen Gasventils in Verbindung mit einer Zündeinheit. Somit ist es möglich, mittels der Körperschallsensoren die Verbrennung zu überwachen und ggf. aktiv in die Verbrennung einzugreifen und ein starkes Klopfen zu vermeiden. Somit ist es möglich, die Brennkraftmaschine an der Klopfgrenze zu betreiben. Im Sinne der Erfindung ist ein Klopfindex eine anhand des Körperschallsignals ermittelte Größe, welche Rückschlüsse auf die Verbrennung oder den Druckverlauf im Zylinder zulässt.
-
Zur Steuerung dieser Vorgänge wird ein Klopfmodul verwendet, welchem zusätzlich zu den Signalen der einzelnen Körperschallsensoren Informationen über den Drehwinkel und damit die Stellung der Nockenwelle und/oder der Kurbelwelle zum Zündzeitpunkt zugeführt werden.
-
Insbesondere bei Brennkraftmaschinen mit einer größeren Anzahl an Zylindern besteht die Gefahr, dass die einzelnen Körperschallsensoren vertauscht werden können, insbesondere bei der Verkabelung der Körperschallsensoren mit dem jeweiligen Klopfmodul. Hierbei besteht die Gefahr, dass die Körperschallsensoren durch fehlerhafte Verkabelung falsch zuordnet werden. Die gleiche Thematik ergibt sich auch bei dem Anschluss der Injektoren oder Gaseinlassventile. Auch diese sind individualisiert dem jeweiligen Zylinder zugeordnet.
-
Besteht durch Vertauschung zweier oder mehrerer Körperschallsensoren ein Fehler in der Zuordnung des jeweiligen Körperschallsensors zu dem jeweiligen Zylinder, so wird von dem betroffenen Zylinder ein deutlich schwächeres Verbrennungsgeräusch erfasst, welches durch den Körperschallsensor abgegeben wird. Der Grund hierfür liegt darin, dass durch die fehlerhafte Zuordnung der Motorsteuerung oder dem Klopfmodul ein Wert eines zum Zeitpunkt der Zündung des zu überwachenden Zylinders nicht aktiven Zylinders zugeführt wird. Da die Klopfregelung zu diesem Zeitpunkt aktiv ist, versucht sie, diesen Zylinder, welcher eigentlich überwacht werden soll, gleichzustellen. Dies führt zu einer zu frühen Zündung, welche wiederum zu erheblichen Motorschäden führen kann.
-
Bei der Vertauschung der Zuordnung zweier Injektoren oder individueller Gaseinlassventile zu einem Zylinder findet auf dem betroffenen Zylinder keine oder eine unkontrollierte Verbrennung statt. Dieser Fehler wird meist bei der Inbetriebnahme des Motors erkannt, da der Motor auffällige Rundlaufstörungen und ein ungleichmäßiges Laufgeräusch aufweist. Der Fehler wirkt sich auch auf das zylinderindividuelle Klopfsignal aus, welches dem Klopfmodul oder der Motorsteuerung zugeleitet wird.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Prüfung der Zuordnung von Körperschallsensoren einer Brennkraftmaschine zu schaffen, welches bei automatisierter Durchführung eine schnelle, zuverlässige und für das Bedienpersonal einfach durchzuführende Fehlererkennung ermöglicht.
-
Die Aufgabe wird durch die Merkmalskombination des Anspruchs 1 gelöst, die Unteransprüche zeigen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen.
-
Es ist somit ein Verfahren zur Prüfung der Zuordnung von Körperschallsensoren einer im Dieselbetrieb oder mit individueller Gaseindüsung betreibbaren Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern geschaffen, wobei die Brennkraftmaschine im Bereich eines jeden Zylinders mit einem Körperschallsensor ausgerüstet ist. Die Ausgangssignale der einzelnen Körperschallsensoren, die einen Klopfindex wiedergeben, werden mittels eines Klopfmoduls oder mittels einer eine Motorsteuerung umfassenden Recheneinheit erfasst und verarbeitet. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Brennkraftmaschine zur Durchführung des Verfahrens mit einem stabilen Lastpunkt betrieben wird. Dieser stabile Lastpunkt kann bspw. durch einen Betrieb der Brennkraftmaschine im Leerlauf oder, insbesondere bei stationären Brennkraftmaschinen, durch einen Betrieb mit gleichbleibendem Lastpunkt erreicht werden. Es kann jedoch auch ein beliebiger Lastpunkt sein. Der Klopfindex ist eine anhand des Körperschallsignals ermittelte Größe, welche Rückschlüsse auf die Verbrennung oder den Druckverlauf im Zylinder zulässt.
-
Bei dem Verfahren werden die Ausgangssignale aller Körperschallsensoren während zumindest eines durch zwei Umdrehungen einer Kurbelwelle gebildeten Arbeitsspiels in den jeweiligen Stellungen der Kurbelwelle ermittelt. Nachfolgend wird das jeweilige Ausgangssignal des zu überprüfenden Zylinders mit einem Durchschnitt (arithmetisches Mittel) oder einem Medianwert der Ausgangssignale zumindest eines anderen, verbleibenden Zylinders verglichen. Durch diesen Vergleich ist es möglich, zu erkennen, ob dem zu untersuchenden Zylinder der korrekte Körperschallsensor zugeordnet ist.
-
Durch das Verfahren ist es somit möglich, zu überprüfen, ob die durch die Körperschallsensoren der Motorsteuerung und/oder dem Klopfmodul zugeführten Werte zu dem jeweils zu überwachenden Zylinder passen. Hierdurch werden Fehleinstellungen, insbesondere durch eine Klopfregelung vermieden, welche anderenfalls zu Beschädigungen der Brennkraftmaschine führen würden. Es ist somit möglich, das Signal des Körperschallsensors zu plausibilisieren, sodass es auch möglich ist, die Signale der Körperschallsensoren entsprechend der jeweiligen Sensorempfindlichkeit zu justieren oder zu kalibrieren. In jedem Fall ist sichergestellt, dass die jeweiligen Sensorwerte in korrekter Weise den jeweiligen Zylindern zugeordnet werden.
-
In günstiger Weiterbildung des Verfahrens ist vorgesehen, dass während der Durchführung des Verfahrens eine Klopfregelung der Brennkraftmaschine abgeschaltet wird. Hierdurch wird vermieden, dass die abgegebenen Signale durch den Eingriff der Klopfregelung verfälscht werden.
-
Um den stationären Betrieb der Brennkraftmaschine während der Durchführung des Verfahrens sicherzustellen, ist es besonders vorteilhaft, wenn das Verfahren im Leerlauf der Brennkraftmaschine oder bei einem stationären Lastzustand mit stabilem Lastpunkt durchgeführt wird.
-
In vorteilhafter Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass die jeweiligen Ausgangssignale der Körperschallsensoren den jeweiligen Stellungen der Kurbelwelle und/oder der Nockenwelle zugeordnet werden. Hierdurch wird sichergestellt, dass sich der jeweils zu überwachende Zylinder in einem Einspritztakt oder Zündtakt befindet.
-
In besonders günstiger Weiterbildung des Verfahrens ist vorgesehen, dass ein einzelner Zylinder, nämlich der zu untersuchende Zylinder, abgeschaltet wird und das Ausgangssignal dieses abgeschalteten Zylinders mit den Ausgangssignalen der Körperschallsensoren anderer Zylinder verglichen wird. Die Abschaltung des Zylinders kann bspw. dadurch erfolgen, dass ein Injektor, durch welchen Kraftstoff eingespritzt wird, nicht bestromt wird. In gleicher Weise ist es bei einer individuellen Gaseindüsung möglich, die Aktivierung des jeweiligen Ventils zur Gaszuführung zu unterbrechen.
-
In Weiterbildung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass ein Fehlersignal ausgegeben wird, wenn der Wert des Ausgangssignals, bspw. der Klopfindex, des zu überprüfenden Zylinders unterschiedlich ist zu dem Durchschnitt oder dem Medianwert der anderen Zylinder. Der Durchschnitt kann als Durchschnittswert berechnet werden. Bei einer Zugrundelegung eines Medianwertes werden bspw. die Klopfindices der anderen Zylinder der Größe nach aufgelistet und es wird einer der mittleren Werte der Liste als Medianwert bestimmt.
-
Ohne Abschaltung des zu überprüfenden Zylinders wird das Fehlersignal bspw. abgegeben, wenn das Ausgangssignal des zu überprüfenden Zylinders kleiner ist, als der Durchschnitt oder der Medianwert, während bei einem aktiv abzuschaltenden Zylinder ein Fehlersignal abgegeben wird, wenn das Ausgangssignal oder der Klopfwert des zu überprüfenden Zylinders größer ist, als der Durchschnitt oder Medianwert der anderen Zylinder.
-
Um die Zuverlässigkeit des Verfahrens zu erhöhen, kann es günstig sein, wenn das Verfahren während mehrerer Arbeitsspiele durchgeführt wird und die Werte der mehreren Arbeitsspiele berücksichtigt werden.
-
Eine weitere Maßnahme zur Verringerung von Fehlern kann darin liegen, den Unterschied der Ausgangssignale des jeweils zu untersuchenden Zylinders vom Durchschnitt oder vom Medianwert so zu definieren, dass er bspw. maximal 50% beträgt.
-
Das Verfahren kann automatisch durchgeführt werden, bspw. während des Betriebs der Brennkraftmaschine, wenn sich diese in einem der oben beschriebenen Betriebszustände befindet. Weiterhin kann das Verfahren aufeinanderfolgend für alle Zylinder der Brennkraftmaschine durchgeführt werden.
-
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Dabei zeigt:
-
1 eine schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine 2 zur Durchführung des Verfahrens,
-
2 eine beispielhafte Darstellung einer Vier-Zylinder-Brennkraftmaschine mit zylinderindividueller Körperschallsensorik,
-
3 eine Darstellung, analog 2, eines ersten Fehlerfalls bei Vertauschung der Zuordnung zweier Körperschallsensoren,
-
4 eine Darstellung, analog den 2 und 3, eines zweiten Fehlerfalles bei Vertauschung der Zuordnung zweier Injektoren oder Gaseinlassventile,
-
5 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels des Verfahrens analog 2,
-
6 eine Darstellung, analog 5, mit fehlerhaftem Körperschallsensor,
-
7 eine Darstellung, analog 5, mit fehlerhaftem Injektor,
-
8 eine Darstellung, analog 2, eines Verfahrens mit aktiver Abschaltung eines Zylinders,
-
9 eine Darstellung, analog 8, mit fehlerhaftem Körperschallsensor, und
-
10 eine Darstellung, analog 8, mit fehlerhaftem Injektor.
-
1 zeigt in vereinfachter Darstellung eine Brennkraftmaschine 2 mit zwei Reihen, in welchen mehrere Zylinder 3 angeordnet sind. Jedem der Zylinder ist ein Körperschallsensor 1 zugeordnet. Das Bezugszeichen 6 bezeichnet einen Motorblock, in welchem eine Kurbelwelle drehbar gelagert ist. Mit dem Bezugszeichen 7 ist eine Nockenwelle bezeichnet. Weiterhin zeigt die 1 ein Klopferfassungsmodul 8 (Recheneinheit zur körperschallbasierten Klopfdetektion). Dem Klopfmodul werden die Signale der Körperschallsensoren 1 ebenso zugeführt, wie die Ausgangssignale eines Nockenwellensensors 9 (PCA Pickup Sensor Camshaft) und eines Kurbelwellensensors 10 (PCR Pickup Sensor Crankshaft). Weiterhin werden die Ausgangssignale einer Motorsteuerung/Recheneinheit 4 zugeführt (ECS Engine-Control-Systems). Das Bezugszeichen 11 bezeichnet eine Energieversorgung (Power supply 24 V DC). Bei der in 1 gezeigten Brennkraftmaschine beträgt bspw. die Zylinderzahl pro Reihe ≤ = 12.
-
2 zeigt in vereinfachter Darstellung die Zündfolgen von vier Zylindern. Die Zylinder sind untereinander dargestellt, wobei die Zündfolge auf die Winkelstellung der Kurbelwelle bezogen ist. Der erste Zylinder zündet bei 0°, der dritte Zylinder zündet bei 180°, der vierte Zylinder bei 360° und der zweite Zylinder bei 540°. Die 2 zeigt somit eine beispielhafte Darstellung einer Vier-Zylinder-Brennkraftmaschine mit zylinderindividueller Körperschallsensorik. Die Brennkraftmaschine befindet sich im stationären Betrieb. Im Normalfall/Gutfall erfolgt die Einspritzung von Kraftstoff pro Zylinder, das Körperschallsignal wird zylinderindividuell erfasst. Dabei zeigt die strichpunktierte Linie das Messfenster für die Auswertung eines von dem Körperschallsensor abgegeben Klopfsignals. Mit der dünnen rechteckigen Liniendarstellung ist schematisch eine Injektorbestromung bzw. eine zylinderindividuelle Betätigung eines Gasventils abgebildet. Die durchgezogene halb-sinus-artige Kurve zeigt in vereinfachter Darstellung das Körperschallsignal des jeweils zündenden bzw. zu untersuchenden Zylinders. Die außerhalb der jeweiligen Messfenster gezeigten, mit gestrichelten Linien dargestellten bogenförmigen Signale geben jeweils ein Körperschallsignal außerhalb des Messfensters weder, welches von anderen Zylindern resultiert und auch vom jeweiligen Körperschallsensor erfasst wird.
-
Nach Erfassung des zylinderindividuellen Körperschallsignals wird anhand dieses Körperschallsignals ein zylinderindividueller Klopfindex ermittelt, wobei, wie erwähnt, nur das im Messfenster des jeweiligen Zylinders erfasste Körperschallsignal ausgewertet wird. Die durch die gestrichelten Linien wiedergegebenen Verbrennungsgeräusche der Nachbarzylinder werden anhand des Kurbelwellenwinkels ausgeblendet. Die Klopfregelung findet, wie erwähnt, in Abhängigkeit von dem Körperschallsignal statt. Durch einen Eingriff in die Zündung durch die Klopfregelung werden die einzelnen Zylinder gleichgestellt und nahe der Klopfgrenze betrieben. Somit gibt 2 die grundsätzliche Vorgehensweise der Signalerfassung und der Klopfregelung wieder.
-
In 3 ist in analoger Darstellung ein erster Fehlerfall gezeigt, bei welchem die Zuordnung zweier Körperschallsensoren vertauscht wurde. Somit wird von den betroffenen Zylindern 2 und 3, deren Körperschallsensoren vertauscht wurden, jeweils ein deutlich schwächeres Verbrennungsgeräusch erfasst. Das Soll-Geräusch ist dabei durch die gepunktete Linie in den Messfenstern bei 180° und 540° wiedergegeben. In dem jeweils benachbarten Zylinder wird der Körperschall abgeschwächt erfasst, so wie dies bspw. bei Zylinder 2 bei 180° und bei Zylinder 3 bei 540° gezeigt ist. Eine aktive Klopfregelung wird versuchen, die Zylinder gleichzustellen. Durch die dabei auftretende zu frühe Zündung kann es zu erheblichen Schäden der Brennkraftmaschine kommen. Ein weiteres Problem liegt darin, dass das eigentliche Körperschallsignal nicht erfasst wird. Es ist somit kein Motorschutz gegeben.
-
Die 4 zeigt einen zweiten Fehlerfall, bei welchem die Kraftstoff-Injektoren der Zylinder 2 und 3 hinsichtlich ihrer Verkabelung vertauscht wurden. Besteht ein Fehler in der Zuordnung eines Injektors oder eines zylinderindividuellen Gasventils zu einem Zylinder, so findet auf dem jeweils betroffenen Zylinder keine oder eine unkontrollierte Verbrennung statt. Dies äußert sich auch in den jeweils ermittelten, von den Körperschallsensoren abgegebenen Werten. Dieser Fehlerfall wird in der Regel bei der Inbetriebnahme der Brennkraftmaschine vom Bedienungspersonal erkannt, da sich die Brennkraftmaschine durch auffällige Rundlaufstörungen und/oder ein ungleichmäßiges Laufgeräusch bemerkbar macht. Dieser Fehler wirkt sich auch auf das zylinderindividuelle Klopfsignal aus und kann erkannt werden.
-
Die 5 bis 7 zeigen anhand eines ersten Ausführungsbeispiels die Anwendung des Verfahrens zur Erkennung einer fehlerhaften Zuordnung der Körperschallsensoren. Die 5 ist analog 2 dargestellt, sodass diesbezüglich auf eine nochmalige Beschreibung verzichtet werden kann. Aus 2 ist ersichtlich, dass in einem Betriebspunkt mit deaktivierter Klopfregelung und einem stabilen Lastpunkt, bspw. im Leerlauf, die Klopfindices pro Arbeitsspiel, entsprechend 720° Kurbelwellendrehung, ausgewertet werden. Ein korrektes Körperschallsignal führt zu einem Klopfindex des jeweiligen Zylinders, welches um einen vorgegebenen Prozentsatz, bspw. 50% größer ist, als der Durchschnitt oder der Median der übrigen Zylinder. Ist der Klopfindex eines Zylinders über mehrere Arbeitsspiele, bspw. drei Arbeitsspiele, kleiner als eine vorgegebene Prozentage des Durchschnitts oder Medians der Klopfindices der übrigen Zylinder des jeweiligen Arbeitsspiels, so wird die Zylinderzuordnung als auffällig erkannt. Ist eine Zylinderordnung über mehrere Arbeitsspiele, bspw. fünf Arbeitsspiele in Folge, auffällig, so wird die Zylinderzuordnung ebenfalls als fehlerhaft erkannt.
-
Die 6 und 7 zeigen in analoger Darstellung unterschiedliche Fehlerfälle, bei 6 wurden die Körperschallsensoren der Zylinder 2 und 3 durch Fehler der Verkabelung vertauscht, während bei der Darstellung der 7 die Injektoren oder Gasventile der Zylinder 2 und 3 durch fehlerhafte Verkabelung vertauscht wurden. Während sich, wie in 5 dargestellt, die Klopfindices KI zu jeweils einem Wert von 9 ergeben, führt die Situation gemäß 6 zu Klopfindices von 9, 2, 2 und 9. Hierbei ergibt sich, dass die Klopfindices der Zylinder 2 und 3 jeweils kleiner sind als der Durchschnitt (kleiner 3,5), während die Klopfindices der Zylinder 1 und 4 größer sind als der Durchschnitt (größer 3,5). Es wird dabei jeweils wieder ein Betriebspunkt mit deaktivierter Klopfregelung, bspw. im Motorleerlauf, zugrunde gelegt. Auch hierbei werden, wie durch die senkrechten Linien (sh. auch 5) gezeigt, pro Arbeitsspiel für einen Kurbelwellendrehwinkel von 720° die Klopfindices ausgewertet. Ein korrektes Körperschallsignal führt zu einem Klopfindex eines jeden Zylinders, welcher um einen vorgegebenen Prozentsatz, bspw. 50%, größer ist, als der des Durchschnittes oder Medians der übrigen Zylinder. Ist der Klopfindex eines Zylinders über mehrere Arbeitsspiele, bspw. drei Arbeitsspiele, um einen vorgegebenen Prozentsatz des Durchschnitts oder des Medians der Klopfindices der übrigen Zylinder des jeweiligen Arbeitsspiels kleiner, so wird die Zylinderzuordnung als auffällig erkannt. Bei einer Erkennung als auffällig oder fehlerhaft wird ein Fehlersignal abgegeben.
-
Aus 6 ist im Vergleich zur 5 ersichtlich, dass die Zylinder 2 und 3 jeweils einen zu kleinen Klopfindex zeigen, während bei dem Klopfindex des jeweils benachbarten Zylinders bei der jeweiligen Winkelstellung der Kurbelwelle sich ein zu großes Körperschallsignal durch die Schallübertragung zwischen benachbarten Zylindern ergibt. Dies ist durch die Verlaufskurve des Körperschallsignals außerhalb des dargestellten Messfensters verdeutlicht.
-
Die 7 zeigt einen Fehlerfall, bei welchem die Verkabelungen der Injektoren oder individuellen Gasventile der Zylinder 2 und 3 vertauscht wurden. Somit ergeben sich Klopfindices von 9, 3, 3 und 9. Auch hierbei ist ersichtlich, dass die Klopfindices der Zylinder 2 und 3 kleiner sind, als die Durchschnitte oder Medianwerte. Bei den Kurbelwellenstellungen von 180° und 540° ergibt sich somit ein kleines oder deutlich verringertes Körperschallsignal. Auch hierbei ist der Fehler deutlich erkennbar.
-
Die 8 bis 10 zeigen in analoger Darstellung die Situationen der einzelnen Zylinder, wobei bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 8 der Zylinder 3 abgeschaltet wurde. Der Injektor bzw. das individuelle Gaszuführventil wurden dabei nicht bestromt. Diese Abschaltung erfolgt in diesem Ausführungsbeispiel zur Durchführung des Verfahrens, wobei auch hierbei die Klopfregelung deaktiviert ist und die Brennkraftmaschine sich bspw. im Leerlauf befindet. Auch hierbei werden die Klopfindices KI pro Arbeitsspiel (720° Kurbelwellenwinkel) ausgewertet. Die 8 zeigt nur die Abschaltung eines Zylinders, bei dem Verfahren werden ein Zylinder nach dem anderen jeweils für mehrere Arbeitsspiele, bspw. fünf Arbeitsspiele, abgeschaltet.
-
Ein korrektes Körperschallsignal führt zu einem Klopfindex des abgeschalteten Zylinders (Zylinder 3), welcher kleiner ist, als ein vorgegebener Prozentwert, bspw. 50%, des Durchschnitts oder Medians der Klopfindices der übrigen Zylinder.
-
Ist der Klopfindex eines abgeschalteten Zylinders größer als der vorgegebene Prozentwert des Durchschnitts oder des Medians der Klopfindices der übrigen Zylinder des jeweiligen Arbeitsspiels, so wird die Zylinderzuordnung als auffällig erkannt.
-
Ein korrektes Körperschallsignal führt zu einem Klopfindex des jeweils aktiven Zylinders, welcher bspw. mindestens 50% des Durchschnitts oder Medians der Klopfindices der übrigen aktiven Zylinder erreicht. Dies ist in 8 dargestellt, es ergeben sich Klopfindices von 9, 9, 0 und 9.
-
Ist der Klopfindex eines aktiven Zylinders während der Abschaltung eines anderen Zylinders kleiner als ein vorgegebener Prozentsatz des Durchschnitt oder des Medianwerts der Klopfindices der übrigen Zylinder des jeweiligen Arbeitsspiels, so wird die Zylinderzuordnung dieses Zylinders als auffällig erkannt.
-
Bei dem Verfahren ist es möglich, mehrere bspw. die ersten beiden Arbeitsspiele zu verwerfen und die Werte der darauffolgenden Arbeitsspiele bspw. der Arbeitsspiele 3, 4 und 5 bei abgeschaltetem Zylinder auszuwerten. Ist die Zuordnung mehrheitlich bspw. in zwei der drei Arbeitsspiele auffällig, so wird die Zylinderzuordnung als fehlerhaft erkannt.
-
Die 9 zeigt analog zu der Darstellung der 8 eine Verfahrensdurchführung, bei welcher die Verkabelungen der Körperschallsensoren 2 und 3 vertauscht wurden. Auch hierbei ist wieder die Klopfregelung deaktiviert und die Brennkraftmaschine befindet sich im Leerlauf. Die Zylinder werden einer nach dem anderen für mehrere Arbeitsspiele abgeschaltet. Dies erfolgt bspw. durch Nicht-Bestromung des Injektors oder des Gaseinströmventils. In 9 ist eine Situation gezeigt, bei welcher der dritte Zylinder abgeschaltet ist. Ein korrektes Körperschallsignal führt zu einem Klopfindex des abgeschalteten Zylinders, welcher kleiner als ein vorgegebener Prozentsatz, bspw. kleiner 50%, des Durchschnitts oder Medians der Klopfindices der übrigen, nicht abgeschalteten Zylinder ist. Ist der Klopfindex dieses Zylinders über mehrere Arbeitsspiele, bspw. drei Arbeitsspiele, größer als ein vorgegebener Prozentsatz des Durchschnitts oder Medians der Klopfindices der übrigen Zylinder des jeweiligen Arbeitsspiels, so wird die Zylinderzuordnung als auffällig erkannt und es wird ein Fehlersignal ausgegeben. Ein korrektes Körperschallsignal würde zu einem Klopfindex des jeweils aktiven Zylinders führen, welcher größer als ein vorgegebener Prozentsatz, bspw. 50%, des Durchschnitts oder Medians der Klopfindices der übrigen aktiven Zylinder ist. Ist der Klopfindex eines aktiven Zylinders während der Abschaltung eines anderen Zylinders über mehrere Arbeitsspiele, bspw. drei Arbeitsspiele, kleiner als ein vorgegebener Prozentsatz, des Durchschnitts oder Medianwerts der Klopfindices der übrigen Zylinder des jeweiligen Arbeitsspiels, so wird die Zylinderzuordnung als auffällig erkannt und es wird ein Fehlersignal abgegeben. Bei der Darstellung der 9 ergeben sich Klopfindices von 9, 2, 0 und 9. Somit liegt der Wert des Zylinders 2 unter dem vorgegebenen Prozentwert. Da der Zylinder 3 abgeschaltet wurde, ergibt sich ein Klopfindex von 0.
-
Die 10 zeigt eine Ausgestaltungsvariante, bei welcher die Verkabelung der Injektoren der Zylinder 2 und 3 vertauscht wurde. In analoger Darstellung zu der Situation der 9 ergeben sich Klopfindices von 9, 3, 3 und 9. Hierbei ist der Klopfindex des zweiten Zylinders um einen vorgegebenen Prozentsatz größer, als der Durchschnitt oder Median der Klopfindices der übrigen Zylinder. Dies führt zu einer Fehlermeldung, so wie dies oben stehend beschrieben wurde.
-
Bei den oben stehenden Erläuterungen wurde ein Klopfindex von 9 als Idealwert angenommen, es versteht sich, dass der Klopfindex innerhalb mehrerer Arbeitsspiele geringfügig schwanken kann. Weiterhin ergibt sich, dass das Verfahren mit zunehmender Zylinderzahl genauer wird. Zur Durchführung des Verfahrens sind mindestens zwei Zylinder erforderlich. Die Durchführung des Verfahrens und die Plausibilisierung der Werte der Körperschallsensoren erfolgt bei Dual Fuel oder Bifuel Brennkraftmaschine bevorzugt im Dieselbetrieb, da die Dieselverbrennung charakteristisch ist und einen Vergleich zwischen den einzelnen Zylindern ermöglicht. Durch die Zylinderabschaltung einzelner Zylinder (analog kann auch ein Injektortest erfolgen) kann auf die Verbrennung eines einzelnen Zylinders direkt Einfluss genommen werden. Hierdurch kann die Reaktion auf das abgegebene Körperschallsignal ausgewertet werden. Weiterhin kann die Reaktion zwischen einzelnen Zylindern verglichen werden. Da das Körperschallsignal nur in einem bestimmten Kurbelwellen-Winkelbereich ausgewertet wird, kann dieses eindeutig einem Zylinder zugeordnet werden.
-
Das Verfahren ermöglicht somit, Fehler in der Verkabelung zu entdecken und weiterhin die Sensibilität der einzelnen Körperschallsensoren zu beurteilen.
