DE102016000678A1

DE102016000678A1 - Method for checking an injection system of an internal combustion engine

Info

Publication number: DE102016000678A1
Application number: DE102016000678.1A
Authority: DE
Inventors: Bernd Eder; Michael Ranzinger; Michael Rösch
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2016-01-22
Filing date: 2016-01-22
Publication date: 2016-09-22

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überprüfen eines wenigstens ein Einspritzelement zum Einbringen von Kraftstoff in wenigstens einen Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine umfassenden Einspritzsystems, bei welchem mittels einer Recheneinrichtung wenigstens ein Ansteuersignal zum Ansteuern des Einspritzelements bereitgestellt wird mit den Schritten: a) Mittels der Recheneinrichtung: Bereitstellen eines ersten Ansteuersignals zum Bewirken wenigstens eines Vollhub des Einspritzelements; b) Ermitteln wenigstens eines ersten Messwerts, welcher eine aus dem Bereitstellen des ersten Ansteuersignals resultierende Verbrennung in dem Brennraum charakterisiert; c) Mittels der Recheneinrichtung: Bereitstellen eines zweites Ansteuersignals zum Bewirken wenigstens eines Teilhubs des Einspritzelements; d) Ermitteln wenigstens eines zweiten Messwerts, welcher eine aus dem Bereitstellen des zweiten Ansteuersignals resultierende Verbrennung in dem Brennraum charakterisiert; und e) Überprüfen des Einspritzsystems in Abhängigkeit von den MesswertenThe invention relates to a method for checking an injection system comprising at least one injection element for introducing fuel into at least one combustion chamber of an internal combustion engine, wherein at least one drive signal for actuating the injection element is provided by means of a computing device comprising the steps of: a) By means of the computing device: providing a a first drive signal for effecting at least one full lift of the injection element; b) determining at least one first measured value which characterizes a combustion resulting from the provision of the first drive signal in the combustion chamber; c) by means of the computing device: providing a second drive signal for effecting at least a partial lift of the injection element; d) determining at least one second measured value, which characterizes a combustion resulting from the provision of the second drive signal in the combustion chamber; and e) checking the injection system as a function of the measured values

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überprüfen eines Einspritzsystems einer Verbrennungskraftmaschine gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The invention relates to a method for checking an injection system of an internal combustion engine according to the preamble of patent claim 1.

Ein solches Verfahren zum Überprüfen eines wenigstens ein Einspritzelement zum Einbringen von Kraftstoff, insbesondere flüssigem Kraftstoff, in wenigstens einen Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine umfassenden Einspritzsystems ist beispielsweise bereits der DE 10 2006 061 894 A1 als bekannt zu entnehmen. Bei dem Verfahren wird mittels einer Recheneinrichtung, insbesondere einer elektronischen Recheneinrichtung, wenigstens ein Ansteuersignal zum Ansteuern des Einspritzelements bereitgestellt. In fehlerlosem beziehungsweise defektfreiem Zustand des Einspritzsystems wird das von der Recheneinrichtung bereitgestellte Ansteuersignal von dem Einspritzelement empfangen, wodurch das Einspritzelement angesteuert wird. Hierdurch wird wenigstens eine Kraftstoffeinspritzung bewirkt, in deren Rahmen das Einspritzelement Kraftstoff, insbesondere flüssigen Kraftstoff, ausspritzt.Such a method for checking an injection system comprising at least one injection element for introducing fuel, in particular liquid fuel, into at least one combustion chamber of an internal combustion engine is already known, for example DE 10 2006 061 894 A1 to be known as known. In the method, at least one drive signal for controlling the injection element is provided by means of a computing device, in particular an electronic computing device. In flawless or defect-free state of the injection system, the control signal provided by the computing device is received by the injection element, whereby the injection element is driven. As a result, at least one fuel injection is effected, in the context of which the injection element ejects fuel, in particular liquid fuel.

Darüber hinaus offenbart die DE 40 06 298 A1 ein Einspritzventil-Diagnosesystem für ein Kraftfahrzeug mit mehreren an der Maschine angeordneten Einspritzventilen und einer Steuereinheit zum Erzeugen eines Pulssignales zum Steuern der Einspritzventile.In addition, the reveals DE 40 06 298 A1 an injection valve diagnostic system for a motor vehicle having a plurality of injection valves arranged on the engine and a control unit for generating a pulse signal for controlling the injection valves.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass das Einspritzsystem, insbesondere das Einspritzelement, besonders präzise überprüft werden kann.Object of the present invention is to develop a method of the type mentioned in such a way that the injection system, in particular the injection element, can be checked very precisely.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by a method having the features of patent claim 1. Advantageous embodiments with expedient developments of the invention are specified in the remaining claims.

Um ein Verfahren der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegeben Art derart weiterzuentwickeln, dass das Einspritzsystem, insbesondere das Einspritzelement, besonders präzise überprüft werden kann, ist erfindungsgemäß ein erster Schritt vorgesehen, bei welchem mittels der, insbesondere elektronischen, Recheneinrichtung wenigstens ein erstes Ansteuersignal zum Bewirken wenigstens eines Vollhubs des Einspritzelements bereitgestellt wird. Das Verfahren umfasst erfindungsgemäß einen zweiten Schritt, welcher sich vorzugsweise zeitlich an den ersten Schritt anschließt. Bei dem zweiten Schritt wird wenigstens ein erster Messwert ermittelt, welcher eine aus dem Bereitstellen des ersten Ansteuersignals resultierende Verbrennung in dem Brennraum charakterisiert. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst ferner einen dritten Schritt, welcher sich vorzugsweise zeitlich an den zweiten Schritt anschließt. Bei dem dritten Schritt wird mittels der Recheneinrichtung ein zweites Ansteuersignal zum Bewirken wenigstens eines Teilhubs des Einspritzelements bereitgestellt. Ferner umfasst das Verfahren einen vierten Schritt, welcher sich vorzugsweise zeitlich an den dritten Schritt anschließt. Bei dem vierten Schritt wird wenigstens ein zweiter Messwert ermittelt, welcher eine aus dem Bereitstellen des zweiten Ansteuersignals resultierende Verbrennung in dem Brennraum charakterisiert. Ferner umfasst das erfindungsgemäße Verfahren einen fünften Schritt, welcher sich vorzugsweise an den vierten Schritt anschließt. Bei dem fünften Schritt wird das Einspritzsystem in Abhängigkeit von den Messwerten überprüft.In order to further develop a method of the type indicated in the preamble of patent claim 1 such that the injection system, in particular the injection element, can be checked particularly precisely, a first step is provided according to the invention in which at least one first activation signal is effected by means of the, in particular electronic, computing device is provided at least one full stroke of the injection element. The method according to the invention comprises a second step, which preferably follows in time to the first step. In the second step, at least one first measured value is determined, which characterizes a combustion resulting from the provision of the first drive signal in the combustion chamber. The inventive method further comprises a third step, which preferably follows in time to the second step. In the third step, a second drive signal for effecting at least one partial lift of the injection element is provided by means of the computing device. Furthermore, the method comprises a fourth step, which preferably follows in time to the third step. In the fourth step, at least one second measured value is determined, which characterizes a combustion resulting from the provision of the second drive signal in the combustion chamber. Furthermore, the method according to the invention comprises a fifth step, which preferably follows the fourth step. In the fifth step, the injection system is checked as a function of the measured values.

Dem erfindungsgemäßen Verfahren liegt die Erkenntnis zugrunde, dass heutige, moderne Einspritzelemente, insbesondere jeweilige Ventilelemente solcher Einspritzelemente, sowohl einen Vollhub als auch wenigstens einen Teilhub ausführen können. Bei Ausführung eines Vollhubs wird das beispielsweise als Ventilnadel ausgebildete Ventilelement um einen ersten Weg bewegt. Bei Ausführen des Teilhubs wird das Ventilelement um einen gegenüber dem ersten Weg geringeren, zweiten Weg bewegt. Somit wird mittels des Einspritzelements bei Durchführen des Vollhubs eine erste Kraftstoffmenge eingespritzt, wobei mittels des Einspritzelements bei Durchführen des Teilhubs eine gegenüber der ersten Kraftstoffmenge geringere, zweite Kraftstoffmenge eingespritzt wird. Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es nun möglich, nicht nur die Durchführung des Vollhubs, sondern auch die Durchführung des Teilhubs besonders präzise überprüfen zu können, so dass besonders präzise überprüft werden kann, ob das Einspritzelement sowohl den Teilhub, als auch den Vollhub durchführen kann. Dadurch kann ein besonders effizienter und emissionsarmer Betrieb der Verbrennungskraftmaschine sichergestellt werden. Ferner liegt der Erfindung die Erkenntnis zugrunde, dass bei herkömmlichen Verbrennungskraftmaschinen Diagnoselücken bestehen, da gegebenenfalls der Vollhub, jedoch nicht der Teilhub überprüft werden kann. Diese Diagnoselücke kann mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens geschlossen werden, so dass ein ungünstiger Betrieb der Verbrennungskraftmaschine mit übermäßig hohen Emissionen vermieden werden kann. Ferner kann das erfindungsgemäße Verfahren ohne zusätzliche Vorrichtungen wie Sensoren realisiert werden, so dass das erfindungsgemäße Verfahren eine einfache und kostengünstige Überprüfung und somit Diagnose des Einspritzsystems ermöglicht.The method according to the invention is based on the finding that today's modern injection elements, in particular respective valve elements of such injection elements, can perform both a full stroke and at least a partial stroke. When executing a full stroke, for example, designed as a valve needle valve element is moved by a first path. When the partial lift is executed, the valve element is moved by a second path, which is smaller than the first path. Thus, a first amount of fuel is injected by means of the injection element when performing the Vollhubs, wherein by means of the injection element when performing the partial stroke is compared to the first amount of fuel lower, second fuel quantity is injected. By means of the method according to the invention it is now possible to be able to check particularly precisely not only the execution of the full stroke, but also the execution of the partial stroke, so that it can be checked particularly precisely whether the injection element can carry out both the partial stroke and the full stroke. As a result, a particularly efficient and low-emission operation of the internal combustion engine can be ensured. Furthermore, the invention is based on the finding that diagnostic gaps exist in conventional internal combustion engines, because if necessary the full stroke, but not the partial stroke, can be checked. This diagnostic gap can be closed by means of the method according to the invention, so that an unfavorable operation of the internal combustion engine with excessively high emissions can be avoided. Furthermore, the method according to the invention can be implemented without additional devices such as sensors, so that the method according to the invention enables a simple and cost-effective check and thus diagnosis of the injection system.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der einzigen Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment and from the drawing. The features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the figure description and / or alone in the single figure can be used not only in the respectively indicated combination but also in other combinations or alone, without the frame to leave the invention.

Die Zeichnung zeigt in der einzigen Fig. ein Flussdiagramm zum Veranschaulichen eines Verfahrens zum besonders präzisen Überprüfen eines Einspritzsystems einer Verbrennungskraftmaschine.The drawing shows in the single FIG. A flow chart illustrating a method for particularly precise checking of an injection system of an internal combustion engine.

Die einzige Fig. zeigt ein Flussdiagramm zum Veranschaulichen eines Verfahrens zum Überprüfen eines Einspritzsystems einer Verbrennungskraftmaschine. Die Verbrennungskraftmaschine ist beispielsweise Komponente eines Kraftfahrzeugs, wie beispielsweise eines Kraftwagens, insbesondere eines Personenkraftwagens, wobei das Kraftfahrzeug mittels der Verbrennungskraftmaschine antreibbar ist. Die Verbrennungskraftmaschine umfasst wenigstens einen Brennraum, welchem Luft und Kraftstoff, insbesondere flüssiger Kraftstoff, zugeführt werden kann. Hieraus resultiert ein Kraftstoff-Luft-Gemisch, welches in dem Brennraum verbrannt werden kann. Beispielsweise ist die Verbrennungskraftmaschine als Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine ausgebildet, so dass der Brennraum als Zylinder ausgebildet ist.The sole FIGURE is a flow chart illustrating a method of checking an injection system of an internal combustion engine. The internal combustion engine, for example, component of a motor vehicle, such as a motor vehicle, in particular a passenger car, wherein the motor vehicle is driven by means of the internal combustion engine. The internal combustion engine comprises at least one combustion chamber, to which air and fuel, in particular liquid fuel, can be supplied. This results in a fuel-air mixture which can be burned in the combustion chamber. For example, the internal combustion engine is designed as a reciprocating internal combustion engine, so that the combustion chamber is designed as a cylinder.

Die Verbrennungskraftmaschine umfasst dabei das zuvor genannte Einspritzsystem, mittels welchem der Kraftstoff, insbesondere flüssige Kraftstoff, in den Brennraum einbringbar ist. Hierzu ist in dem Brennraum beispielsweise wenigstens ein Einspritzelement des Einspritzsystems zugeordnet. Mittels des Einspritzelements sind Kraftstoffeinspritzungen bewirkbar, in deren Rahmen das Einspritzelement Kraftstoff ausspritzt. Beispielsweise ist eine Kraftstoff-Direkteinspritzung vorgesehen, so dass der von dem Einspritzelement ausgespritzte Kraftstoff direkt in den Brennraum eingespritzt wird. Die vorigen und folgenden Ausführungen können jedoch ohne weiteres auch auf eine Saugrohreinspritzung übertragen werden.The internal combustion engine comprises the aforementioned injection system, by means of which the fuel, in particular liquid fuel, can be introduced into the combustion chamber. For this purpose, for example, at least one injection element of the injection system is assigned in the combustion chamber. Fuel injections can be effected by means of the injection element, in whose frame the injection element ejects fuel. For example, direct fuel injection is provided so that the fuel ejected from the injector is injected directly into the combustion chamber. However, the previous and following embodiments can be easily transferred to a port injection.

Das Einspritzelement umfasst beispielsweise ein Gehäuse sowie wenigstens ein Ventilelement, welches beispielsweise als Ventilnadel ausgebildet ist. Das Einspritzelement wird auch als Injektor oder Kraftstoffeinspritz-Injektor bezeichnet, so dass die Ventilnadel auch als Injektornadel bezeichnet wird. Das Ventilelement ist relativ zu dem Gehäuse zwischen zwei Endlagen translatorisch bewegbar. Eine erste dieser Endlagen ist eine Schließstellung des Ventilelements. Das Gehäuse umfasst wenigstens eine Austrittsfläche, über welche der Kraftstoff aus dem Gehäuse und somit aus dem Einspritzelement insgesamt ausströmen kann. In der Schließstellung ist die Austrittsfläche mittels des Ventilelements fluidisch versperrt, so dass der Kraftstoff nicht durch die Austrittsfläche strömen kann. Mit anderen Worten unterbleiben Kraftstoffeinspritzungen in der Schließstellung des Ventilelements.The injection element comprises, for example, a housing and at least one valve element which is designed, for example, as a valve needle. The injection element is also referred to as an injector or fuel injection injector, so that the valve needle is also referred to as Injektornadel. The valve element is translationally movable relative to the housing between two end positions. A first of these end positions is a closed position of the valve element. The housing comprises at least one outlet surface, via which the fuel can flow out of the housing and thus out of the injection element as a whole. In the closed position, the outlet surface is fluidly blocked by means of the valve element, so that the fuel can not flow through the outlet surface. In other words, fuel injections are omitted in the closed position of the valve element.

Die zweite Endlage ist eine erste Offenstellung, in welcher das Ventilelement die Austrittsfläche maximal freigibt. Im Rahmen einer Bewegung des Ventilelements aus der Schließstellung in die erste Offenstellung führt das Ventilelement beziehungsweise das Einspritzelement einen sogenannten Vollhub aus, in dessen Rahmen eine erste Kraftstoffmenge mittels des Einspritzelements eingespritzt wird.The second end position is a first open position in which the valve element maximally releases the exit surface. As part of a movement of the valve element from the closed position to the first open position, the valve element or the injection element performs a so-called full stroke, in the context of which a first amount of fuel is injected by means of the injection element.

Das Ventilelement ist ferner in eine zweite Offenstellung bewegbar, welche beispielsweise zwischen den Endlagen liegt. Im Rahmen der Bewegung des Ventilelements aus der Schließstellung in die zweite Offenstellung führt das Ventilelement beziehungsweise das Einspritzelement einen sogenannten Teilhub aus, in dessen Rahmen mittels des Einspritzelements eine gegenüber der ersten Kraftstoffmenge geringere, zweite Kraftstoffmenge eingespritzt wird. Beispielsweise ist in der zweiten Offenstellung ein erster Teilbereich der Austrittsfläche mittels des Ventilelements fluidisch versperrt, während das Ventilelement in der zweiten Offenstellung einen sich an den ersten Teilbereich anschließenden, zweiten Teilbereich der Austrittsfläche freigibt. In der ersten Offenstellung jedoch gibt das Ventilelement sowohl den ersten Teilbereich als auch den zweiten Teilbereich frei. Dies bedeutet beispielsweise, dass das Ventilelement die Austrittsfläche in der ersten Offenstellung weiter freigibt als in der zweiten Offenstellung. Beispielsweise ist es denkbar, dass das Ventilelement in mehrere, zwischen den Endlagen angeordnete Zwischenstellungen beziehungsweise Offenstellungen bewegbar ist, so dass das Einspritzelement beispielsweise nicht nur genau einen Teilhub, sondern mehrere, voneinander unterschiedliche Teilhübe ausführen kann. Der jeweilige Teilhub ist dabei geringer als der Vollhub, so dass mittels des jeweiligen Teilhubs eine geringere Kraftstoffmenge als mittels des Vollhubs eingespritzt werden kann.The valve element is further movable in a second open position, which lies for example between the end positions. As part of the movement of the valve element from the closed position to the second open position, the valve element or the injection element performs a so-called partial stroke, in the frame by means of the injection element a lower, compared to the first amount of fuel, second fuel quantity is injected. For example, in the second open position, a first subregion of the exit surface is fluidly blocked by means of the valve element, while in the second open position the valve element releases a second subregion of the exit surface adjoining the first subregion. In the first open position, however, the valve element releases both the first portion and the second portion. This means, for example, that the valve element further releases the exit surface in the first open position than in the second open position. For example, it is conceivable for the valve element to be movable into a plurality of intermediate positions or open positions arranged between the end positions, so that the injection element can carry out not only exactly one partial stroke, but several partial strokes different from each other. The respective partial stroke is less than the full stroke, so that by means of the respective partial stroke, a smaller amount of fuel can be injected than by means of the full stroke.

Die Verbrennungskraftmaschine umfasst ferner einen Abgastrakt, welcher von Abgas der Verbrennungskraftmaschine durchströmbar ist. In dem Abgastrakt ist wenigstens eine Abgasnachbehandlungseinrichtung zum Nachbehandeln des Abgases angeordnet. Dabei umfasst die Abgasnachbehandlungseinrichtung beispielsweise wenigstens einen Katalysator.The internal combustion engine further comprises an exhaust tract, which can be flowed through by exhaust gas of the internal combustion engine. At least one exhaust aftertreatment device for after-treatment of the exhaust gas is arranged in the exhaust gas tract. In this case, the exhaust gas aftertreatment device comprises, for example, at least one catalyst.

Ferner umfasst die Verbrennungskraftmaschine eine Recheneinrichtung in Form einer elektronischen Recheneinrichtung, welche auch als Steuergerät oder elektronisches Steuergerät bezeichnet wird. Die Recheneinrichtung wird zum Betreiben, insbesondere zum Steuern oder Regeln, der Verbrennungskraftmaschine und insbesondere des Einspritzsystems genutzt. Die Recheneinrichtung ist dazu ausgebildet, Ansteuersignale zum Ansteuern des Einspritzelements bereitzustellen. In fehlerfreiem beziehungsweise defektfreiem Zustand stellt die Recheneinrichtung das jeweilige Ansteuersignal bereit und das Einspritzelement empfängt das jeweilige Ansteuersignal, so dass mittels des jeweiligen Ansteuersignals eine Bewegung des Ventilelements aus der Schließstellung und somit eine Kraftstoffeinspritzung über das Ventilelement bewirkt werden. Furthermore, the internal combustion engine comprises a computing device in the form of an electronic computing device, which is also referred to as a control unit or electronic control unit. The computing device is used for operating, in particular for controlling or regulating, the internal combustion engine and in particular the injection system. The computing device is designed to provide drive signals for driving the injection element. In error-free or defect-free state, the computing device provides the respective drive signal and the injection element receives the respective drive signal, so that by means of the respective drive signal, a movement of the valve element from the closed position and thus a fuel injection via the valve element are effected.

Üblicherweise werden innerhalb eines Arbeitsspiels der Verbrennungskraftmaschine wenigstens ein Vollhub und wenigstens ein Teilhub des Einspritzelements durchgeführt beziehungsweise bewirkt. Der Vollhub dient insbesondere dazu, eine hinreichend große Kraftstoffmenge in den Brennraum einzubringen, um dadurch ein vorteilhaftes Gemisch im Brennraum zu erzeugen. Dadurch ist ein effektiver und effizienter Betrieb der Verbrennungskraftmaschine realisierbar. Der Teilhub wird üblicherweise nach dem Vollhub durchgeführt und dient dazu, eine geringe Kraftstoffmenge in den Brennraum einzubringen. Somit wird mittels des Teilhubs eine Nacheinspritzung durchgeführt, das heißt abgesetzt. Üblicherweise wird die Nacheinspritzung nach der eigentlichen Verbrennung beziehungsweise Zündung des Gemisches abgesetzt. Die Nacheinspritzung bewirkt, dass unverbrannter Kraftstoff in die Abgasnachbehandlungseinrichtung gelangt und diese aufwärmt. Die Nacheinspritzung wird somit als Heizmaßnahme genutzt, um die Abgasnachbehandlungseinrichtung gezielt aufzuheizen. Somit ist es beispielsweise insbesondere in einem Heizbetrieb während einer Warmlaufphase der Verbrennungskraftmaschine vorgesehen, innerhalb eines Arbeitsspiels wenigstens einen Teilhub und wenigstens einen Vollhub des Einspritzelements durchzuführen.Usually, at least one full stroke and at least one partial stroke of the injection element are performed or effected within a working cycle of the internal combustion engine. The full stroke is used in particular to introduce a sufficiently large amount of fuel into the combustion chamber, thereby generating an advantageous mixture in the combustion chamber. As a result, an effective and efficient operation of the internal combustion engine can be realized. The partial stroke is usually carried out after the full stroke and serves to introduce a small amount of fuel into the combustion chamber. Thus, a post-injection is carried out by means of the partial stroke, that is discontinued. Usually, the post-injection is discontinued after the actual combustion or ignition of the mixture. The post-injection causes unburned fuel to enter the exhaust aftertreatment device and warm it up. The post-injection is thus used as a heating measure to specifically heat the exhaust aftertreatment device. Thus, it is provided, for example, in particular in a heating operation during a warm-up phase of the internal combustion engine to perform at least a partial stroke and at least one full stroke of the injection element within a working cycle.

Die Durchführung des Vollhubs und des Teilhubs wird auch als Nadelbewegung bezeichnet. Zum Durchführen des Vollhubs stellt die Recheneinrichtung beispielsweise ein erstes Ansteuersignal bereit. Zum Durchführung beziehungsweise Bewirken des Teilhubs stellt die Recheneinrichtung beispielsweise ein vom ersten Ansteuersignal unterschiedliches, zweites Ansteuersignal bereit. In fehlerfreiem beziehungsweise defektfreiem Zustand des Einspritzsystems empfängt das Einspritzelement das erste Ansteuersignal beziehungsweise das zweite Ansteuersignal und der Vollhub beziehungsweise der Teilhub wird bewirkt beziehungsweise das Einspritzelement führt den Vollhub beziehungsweise den Teilhub aus. Weist das Einspritzsystem jedoch einen Defekt beziehungsweise einen Fehler auf, so kommt es trotz der durch die Recheneinrichtung bewirkten Bereitstellung des ersten Ansteuersignals beziehungsweise des zweiten Ansteuersignals nicht zur Durchführung des Vollhubs beziehungsweise des Teilhubs. Dies liegt beispielsweise daran, dass das Einspritzelement das Ansteuersignal nicht empfängt und/oder dass das Einspritzelement einen technischen Defekt aufweist.The execution of the full stroke and the partial stroke is also referred to as needle movement. To carry out the full stroke, the computing device provides, for example, a first drive signal. For performing or effecting the partial lift, the computing device provides, for example, a second drive signal different from the first drive signal. In an error-free or defect-free state of the injection system, the injection element receives the first drive signal or the second drive signal and the full lift or the partial lift is effected or the injection element performs the full lift or the partial lift. However, if the injection system has a defect or an error, then despite the provision of the first activation signal or the second activation signal caused by the computing device, it is not possible to carry out the full stroke or the partial stroke. This is due, for example, to the fact that the injection element does not receive the activation signal and / or that the injection element has a technical defect.

Das Einspritzelement ist beispielsweise als Piezo-Einspritzventil ausgebildet. Hierbei umfasst das Piezo-Einspritzventil einen sogenannten Piezo-Stack, welcher bei Stromdurchfluss ausgedehnt wird und dadurch auf einen Koppler und auf einen Federteller drückt. Dies führt schließlich zum Öffnen des Ventilelements. Weist der öldurchflossene Koppler und/oder die Feder einen Defekt, beispielsweise einen Herstellungsdefekt oder Alterungsdefekt, auf, so wird trotz der Bereitstellung des jeweiligen Ansteuersignals der Vollhub und/oder der Teilhub nicht durchgeführt.The injection element is designed, for example, as a piezo injection valve. Here, the piezo injector comprises a so-called piezo stack, which is expanded at current flow and thereby presses on a coupler and on a spring plate. This eventually leads to the opening of the valve element. If the oil-filled coupler and / or the spring has a defect, for example a production defect or aging defect, the full stroke and / or the partial stroke are not performed despite the provision of the respective activation signal.

Alternativ ist es denkbar, dass das Einspritzelement als ein Magnetventil ausgebildet ist. Bei herkömmlichen Einspritzsystemen erkennt eine Diagnose lediglich, ob ein elektrischer Strom durch den Piezo-Stack geflossen ist und ob sich der Piezo-Stack bewegt hat. Ob sich bei Bereitstellen des zweiten Ansteuersignals das Ventilelement tatsächlich bewegt hat oder nicht, kann nicht diagnostiziert beziehungsweise überprüft werden. Sind die Feder und/oder der Koppler defekt, so kann ein Teilhub gegebenenfalls nicht ausgeführt werden, obwohl elektrischer Strom durch den Piezo-Stack geflossen ist.Alternatively, it is conceivable that the injection element is designed as a solenoid valve. In conventional injection systems, a diagnosis merely detects whether an electric current has flowed through the piezo stack and whether the piezo stack has moved. Whether or not the valve element has actually moved when the second drive signal is provided can not be diagnosed or checked. If the spring and / or the coupler are defective, it may not be possible to carry out a partial stroke although electrical current has flowed through the piezo-stack.

Ein zuvor genanntes Magnetventil weist üblicherweise eine sogenannte Armatur auf. Dabei ist bei üblichen Diagnosen lediglich vorgesehen, zu überprüfen, ob sich die Armatur in Folge des Bereitstellens des jeweiligen Ansteuersignals bewegt hat. Dies kann durch Erfassen eines entsprechenden Stromverlaufs erfolgen. Eine tatsächliche Bewegung des Ventilelements bei Teilhüben wird jedoch nicht diagnostiziert. Gegebenenfalls kann anhand einer Verbrennungsüberwachung erkannt werden, wenn sich das Ventilelement bei Bereitstellen des ersten Ansteuersignals nicht bewegt. In der Folge kommt es zu Fehlzündungen beziehungsweise Verbrennungsaussetzern, an denen erkannt werden kann, dass das Einspritzelement den Vollhub trotz des Bereitstellens des Ansteuersignals nicht durchgeführt hat. Die Durchführung des Teilhubs kann jedoch üblicherweise nicht überprüft werden.A previously mentioned solenoid valve usually has a so-called fitting. It is merely provided in conventional diagnoses to check whether the valve has moved as a result of providing the respective drive signal. This can be done by detecting a corresponding current waveform. However, actual movement of the valve element during partial strokes is not diagnosed. Optionally, it can be detected on the basis of combustion monitoring if the valve element does not move when the first activation signal is made available. As a result, there are misfires or misfires at which it can be detected that the injection element has not performed the full stroke despite the provision of the drive signal. However, the implementation of the partial lift can not usually be checked.

Bei einem Teilhub wird das Ventilelement nur teilweise angehoben, das heißt nur teilweise aus der Schließstellung in Richtung der ersten Offenstellung, jedoch nicht vollständig in die erste Offenstellung, bewegt, so dass das Ventilelement nur teilweise angehoben und sofort wieder geschlossen wird. Bei einem Vollhub wird das Ventilelement voll angehoben, das heißt aus der Schließstellung vollständig in die erste Offenstellung bewegt, wobei das Ventilelement eine genau definierte Zeit offen bleibt und anschließend wieder geschlossen wird.In a partial stroke, the valve element is only partially raised, that is, only partially from the closed position in the direction of the first open position, but not completely in the first open position, moves, so that the valve element is only partially raised and immediately closed again. In a full stroke, the valve element is fully raised, that is moved from the closed position completely into the first open position, wherein the valve element remains a well-defined time remains open and then closed again.

Während des zuvor genannten Heizbetriebs, in dessen Rahmen die Abgasnachbehandlungseinrichtung gezielt aufgeheizt wird, werden innerhalb eines Arbeitsspiels, das heißt pro in dem Brennraum stattfindender Verbrennung, beispielsweise vier Kraftstoffeinspritzungen durchgeführt. Zum Durchführen dieser Kraftstoffeinspritzungen werden wenigstens ein Teilhub und wenigstens ein Vollhub durchgeführt. Üblicherweise ist die letzte Kraftstoffeinspritzung eine Teileinspritzung und wird somit durch den Teilhub bewirkt. Da insbesondere die letzte Kraftstoffeinspritzung zum gezielten Aufheizen der Abgasnachbehandlungseinrichtung wichtig ist, ist es wünschenswert, zu überprüfen, ob das Einspritzventil den Teilhub tatsächlich ausführt oder nicht. Wird beispielsweise im Rahmen des Heizbetriebs das zweite Ansteuersignal zum Bewirken der letzten Kraftstoffeinspritzung und somit zum Aufheizen der Abgasnachbehandlungseinrichtung bereitgestellt, erfolgt jedoch trotz der Bereitstellung des zweiten Ansteuersignals keine Teileinspritzung, das heißt kein Teilhub, dann wird das Gemisch im Brennraum zwar verbrannt, das heißt es findet kein Verbrennungsaussetzer statt, jedoch findet auch ein gezieltes Aufheizen der Abgasnachbehandlungseinrichtung nicht statt, so dass der Katalysator nur sehr langsam auf Betriebstemperatur gebracht wird.During the aforementioned heating operation, in the context of which the exhaust gas aftertreatment device is heated in a targeted manner, four fuel injections are carried out within a working cycle, that is to say per combustion taking place in the combustion chamber. For performing these fuel injections, at least a partial lift and at least one full lift are performed. Usually, the last fuel injection is a partial injection and is thus effected by the partial stroke. Since in particular the last fuel injection is important for the targeted heating of the exhaust aftertreatment device, it is desirable to check whether the injection valve actually executes the partial stroke or not. If, for example, provided in the context of the heating operation, the second drive signal for effecting the last fuel injection and thus for heating the exhaust aftertreatment device, however, despite the provision of the second drive signal no partial injection, that is no partial stroke, then the mixture is burned in the combustion chamber, that is There is no misfire, but also a targeted heating of the exhaust aftertreatment device does not take place, so that the catalyst is brought to operating temperature only very slowly.

Um einen daraus resultierenden, ungünstigen Betrieb der Verbrennungskraftmaschine zu vermeiden, wird das im Folgenden genauer erläuterte Verfahren durchgeführt. Das Verfahren beginnt bei einem in der Fig. gezeigten Block 10. Bei einem zweiten Block 12 wird überprüft, ob der Heizbetrieb, welcher auch als Katheizen bezeichnet wird, beendet ist oder nicht. Ist der Heizbetrieb beendet, so folgt auf den Block 12 ein Block 14, bei welchem ein erster Schritt des Verfahrens durchgeführt wird. Bei dem ersten Schritt wird mittels der Recheneinrichtung das erste Ansteuersignal zum Bewirken des Vollhubs des Einspritzelements bereitgestellt. Mit anderen Worten wird bei dem Block 14 eine Zylindereinspritzung mit einem Vollhub angesteuert, das heißt von der Recheneinrichtung angefordert.In order to avoid a resulting, unfavorable operation of the internal combustion engine, the method explained in more detail below is performed. The method begins with a block shown in the figure 10 , At a second block 12 It is checked whether the heating operation, which is also referred to as Katheizen, is completed or not. When the heating operation is finished, the block follows 12 a block 14 in which a first step of the method is performed. In the first step, the first drive signal for effecting the full lift of the injection element is provided by means of the computing device. In other words, at the block 14 a cylinder injection driven with a full stroke, that is requested by the computing device.

Bei einem auf den Block 14 folgenden Block 16 wird ein zweiter Schritt durchgeführt, bei welchem wenigstens ein Messwert ermittelt wird, welcher eine aus dem Bereitstellen des ersten Ansteuersignals resultierende Verbrennung in dem Brennraum charakterisiert. Im Rahmen des zweiten Schritts wird überprüft, ob ein Verbrennungsaussetzer infolge des ersten Schritts aufgetreten ist. Ist dies der Fall, so folgt auf den Block 16 ein Block 18, bei welchem ein Fehler in eine Speichereinrichtung der Recheneinrichtung eingetragen wird. Mit anderen Worten erfolgt bei dem Block 18 ein Fehlereintrag, welcher einen normalen Verbrennungsaussetzer charakterisiert. Wird bei dem Block 16 kein Verbrennungsaussetzer erkannt, so folgt auf den Block 16 ein Block 20. Bei dem Block 20 wird ein dritter Schritt des Verfahrens durchgeführt, bei welchem mittels der Recheneinrichtung das zweite Ansteuersignal zum Bewirken des Teilhubs des Einspritzelements bereitgestellt wird. Mit anderen Worten wird bei dem Block 20 eine Zylindereinspritzung mit wenigstens einem Teilhub, insbesondere mit mehreren Teilhüben, von der Recheneinrichtung angesteuert.At one on the block 14 following block 16 a second step is performed in which at least one measured value is determined which characterizes a combustion resulting from the provision of the first drive signal in the combustion chamber. In the second step, it is checked whether a combustion misfire has occurred as a result of the first step. If this is the case, then follow the block 16 a block 18 in which an error is entered in a memory device of the computing device. In other words, the block is done 18 an error entry characterizing a normal misfire. Will be at the block 16 no misfire detected, so follows the block 16 a block 20 , At the block 20 a third step of the method is carried out, in which by means of the computing device, the second drive signal for effecting the partial lift of the injection element is provided. In other words, at the block 20 a cylinder injection with at least one partial stroke, in particular with several partial strokes, driven by the computing device.

Bei einem auf den Block 20 folgenden Block 22 wird ein vierter Schritt durchgeführt, bei welchem wenigstens ein zweiter Messwert ermittelt wird, welcher eine aus dem Bereitstellen des zweiten Ansteuersignals resultierende Verbrennung in dem Brennraum charakterisiert. Bei dem Block 22 wird ermittelt, ob es infolge des Bereitstellens des zweiten Ansteuersignals in dem Brennraum zu einem Verbrennungsaussetzer gekommen ist. Wird bei dem Block 22 erfasst, dass es infolge der Bereitstellung des zweiten Ansteuersignals nicht zu einem Verbrennungsaussetzer gekommen ist, so endet das Verfahren bei einem Block 24. Wird im Rahmen des Blocks 22 ein Verbrennungsaussetzer erkannt, so erfolgt bei einem Block 26 ein Fehlereintrag, welcher einen Injektordefekt charakterisiert. Insbesondere charakterisiert der Fehlereintrag bei dem Block 26, dass das Einspritzelement trotz der Bereitstellung des zweiten Ansteuersignals den Teilhub nicht durchführt. Dies bedeutet, dass bei dem Verfahren ein fünfter Schritt vorgesehen ist, bei welchem das Einspritzsystem, insbesondere das Einspritzelement, in Abhängigkeit von den Messwerten überprüft wird.At one on the block 20 following block 22 a fourth step is carried out in which at least one second measured value is determined, which characterizes a combustion resulting from the provision of the second drive signal in the combustion chamber. At the block 22 it is determined whether there has been a misfire due to the provision of the second drive signal in the combustion chamber. Will be at the block 22 detected that it has not come to a misfire due to the provision of the second drive signal, the method ends at a block 24 , Will be part of the block 22 a misfire detected, it takes place at a block 26 an error entry which characterizes an injector defect. In particular, the error entry characterizes the block 26 in that, despite the provision of the second drive signal, the injection element does not perform the partial lift. This means that in the method a fifth step is provided, in which the injection system, in particular the injection element, is checked as a function of the measured values.

Die dem Verfahren zugrundeliegende Idee ist es somit, nach dem Ende des Heizbetriebs, insbesondere nach dem Ende einer Diagnose des Heizbetriebs, bei niedriger Drehzahl und niedriger Last, vorzugsweise im Leerlauf der Verbrennungskraftmaschine, das Einspritzelement pro Arbeitsspiel mit einem einzigen Vollhub anzusteuern und einmal mit mehreren Teilhüben anzusteuern. Ist das Einspritzventil funktionstüchtig, dann führt das Ventilelement die Teilhübe aus und Kraftstoff wird in den Brennraum eingespritzt. Dieser eingespritzte Kraftstoff wird verbrennen. Ist das Einspritzelement jedoch fehlerhaft, führt das Ventilelement die Teilhübe nicht aus, so dass kein Kraftstoff eingespritzt wird und Verbrennungsaussetzer auftreten. Dies kann über eine entsprechende Erfassung von Verbrennungsaussetzern diagnostiziert beziehungsweise erkannt und beispielsweise zur Anzeige gebracht werden. Somit ist ein Diagnosevergleich zwischen Vollhub und Teilhub vorgesehen und möglich. Eine etwaige, zuvor beschriebene, Diagnoselücke zur mechanischen Bewegung des Ventilelements wird geschlossen, so dass ein effektiver und emissionsgünstiger Betrieb der Verbrennungskraftmaschine sichergestellt werden kann.The idea underlying the method is thus, after the end of the heating operation, in particular after the end of a diagnosis of the heating operation, at low speed and low load, preferably idling the internal combustion engine to control the injection element per cycle with a single full stroke and once with multiple To control partial strokes. If the injection valve is functional, then the valve element carries out the partial strokes and fuel is injected into the combustion chamber. This injected fuel will burn. However, if the injection element is faulty, the valve element does not perform the partial strokes so that no fuel is injected and combustion misfires occur. This can be diagnosed via a corresponding detection of misfiring or detected and brought to display, for example. Thus, a diagnosis comparison between full stroke and Partial stroke provided and possible. Any diagnostic gap, described above, for the mechanical movement of the valve element is closed, so that an effective and low-emission operation of the internal combustion engine can be ensured.

Insgesamt ist aus der Fig. erkennbar, dass bei dem Block 16 diagnostiziert wird, ob infolge des Bereitstellens des ersten Ansteuersignals Verbrennungsaussetzer auftreten oder nicht. Ist dies der Fall, so wird auf Teilhübe umgeschaltet, so dass dann bei dem Block 22 diagnostiziert wird, ob Verbrennungsaussetzer auftreten oder nicht. Treten dann Verbrennungsaussetzer auf, so kann darauf rückgeschlossen werden, so das Einspritzelement keine Teilhübe absetzen kann. Insbesondere ist es vorgesehen, dass innerhalb des Arbeitsspiels, innerhalb dessen das zweite Ansteuersignal im Rahmen des dritten Schritts bereitgestellt wird, das Bereitstellen des ersten Ansteuersignals unterbleibt, sodass kein Vollhub durchgeführt wird.Overall, it can be seen from the figure that in the block 16 it is diagnosed whether or not combustion misfires occur as a result of the provision of the first drive signal. If this is the case, it is switched to partial strokes, so that then at the block 22 it is diagnosed whether or not combustion misfires occur. If combustion misfires then occur, then it can be deduced that the injection element can not settle any partial strokes. In particular, it is provided that within the working cycle, within which the second drive signal is provided in the context of the third step, the provision of the first drive signal is omitted, so that no full lift is performed.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102006061894 A1 [0002]
DE 4006298 A1 [0003]

Claims

Method for checking an injection system comprising at least one injection element for introducing fuel into at least one combustion chamber of an internal combustion engine, in which at least one drive signal for actuating the injection element is provided by means of a computing device, characterized by the steps: a) by means of the computing device: providing a first drive signal for effecting at least one full stroke of the injection element; b) determining at least one first measured value which characterizes a combustion resulting from the provision of the first drive signal in the combustion chamber; c) by means of the computing device: providing a second drive signal for effecting at least a partial lift of the injection element; d) determining at least one second measured value, which characterizes a combustion resulting from the provision of the second drive signal in the combustion chamber; and e) Checking the injection system as a function of the measured values.

A method according to claim 1, characterized in that the steps a) to e) are carried out after a heating operation for the targeted heating of an exhaust gas aftertreatment device of the internal combustion engine.

A method according to claim 1 or 2, characterized in that the first drive signal is provided exactly one time within a working cycle of the internal combustion engine.

A method according to claim 3, characterized in that a provision of the second drive signal is omitted within the working cycle.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the second drive signal is provided several times within a working cycle of the internal combustion engine.

A method according to claim 5, characterized in that a provision of the first drive signal is omitted within the working cycle.