DE102019208018A1 - Verfahren zum Erkennen eines leckagebehafteten Kraftstoffinjektors - Google Patents

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Achim Hirchenhein
Christian Klinke
Guido Porten
Jochen HOFSTAETTER
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erkennen eines leckagebehafteten Kraftstoffinjektors eines Kraftstoffversorgungssystems, bei dem mittels Kraftstoffinjektoren Kraftstoff aus einem Hochdruckspeicher in Brennräume einer Brennkraftmaschine eingebracht wird, wobei für einen Kraftstoffinjektor anhand einer bei einem Einspritzvorgang des Kraftstoffinjektors im Hochdruckspeicher aufgrund des Einspritzvorgangs auftretenden Druckdifferenz ein für eine Abweichung einer in einen zugehörigen Brennraum eingebrachten Kraftstoffmenge von einem Mittelwert über mehrere Kraftstoffinjektoren repräsentativer, erster Wert (W1) ermittelt wird, wobei für den Kraftstoffinjektor anhand eines Drehmomentbeitrags (M) des zu dem Kraftstoffinjektor gehörigen Brennraums ein für eine Abweichung einer in einem zugehörigen Brennraum vorhandenen Kraftstoffmenge von einem Mittelwert über mehrere Brennräume repräsentativer, zweiter Wert (W2) ermittelt wird, und wobei, wenn der erste Wert (W1) und der zweite Wert (W2) entgegengesetzte Vorzeichen (V) aufweisen, auf eine Leckage (L) des Kraftstoffinjektors geschlossen wird.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erkennen eines leckagebehafteten Kraftstoffinjektors eines Kraftstoffversorgungssystems, bei dem mittels Kraftstoffinjektoren Kraftstoff aus einem Hochdruckspeicher in Brennräume einer Brennkraftmaschine eingebracht wird, sowie eine Recheneinheit und ein Computerprogramm zu dessen Durchführung.
  • Stand der Technik
  • Bei Kraftfahrzeugen, bei denen Kraftstoff aus einem Hochdruckspeicher mittels Kraftstoffinjektoren in entsprechende Brennräume bzw. Zylinder einer Brennkraftmaschine eingebracht wird, können an den Kraftstoffinjektoren Leckagen auftreten, die dazu führen, dass ungewollt Kraftstoff in einen Brennraum eingebracht wird.
  • Ursächlich hierfür können bei einem Piezo-Kraftstoffinjektor beispielsweise Partikelverunreinigen sein, die im Rahmen der Herstellung auftreten und im Ventilsitz einer nach außen öffnenden Düse zu Beschädigungen und damit Undichtigkeit bzw. Leckage führen. Bei magnetisch bzw. elektromagnetisch betriebenen Kraftstoffinjektoren können aber ebenso Undichtigkeiten auftreten.
  • Solche Leckagen können, abhängig von ihrer Größenordnung, zu unterschiedlichen Fehlerreaktionen an der Brennkraftmaschine führen. Im normalen Fahrbetrieb verhalten sich Brennkraftmaschinen mit undichten bzw. leckagebehafteten Kraftstoffinjektoren in der Regel unauffällig, weil selbst sehr große Leckagemengen nur einen sehr kleinen Anteil an der gesamtem, zylinderindividuell eingebrachten bzw. eingespritzten Kraftstoffmenge ausmachen (typischerweise höchstens 5%). Das Fehlerbild reicht daher von einer Emissionsverschlechterung ohne für den Fahrer wahrnehmbaren motorischen Effekte bis hin zu spürbaren Verbrennungsaussetzern beim Start.
  • Zudem kann es zu einem schlechten Startverhalten der Brennkraftmaschine aufgrund eines verzögerten Hochdruckaufbaus insbesondere in Start/Stopp-Fahrzuständen kommen.
  • Aus der DE 196 26 690 A1 ist beispielsweise ein Verfahren zur Leckageerkennung anhand von Beiträgen eines Zylinders zum Drehmoment der Brennkraftmaschine bekannt. Bei einem zu hohen Beitrag wird dort auf eine Leckage geschlossen. Generell kann nur aufgrund eines zu hohen Drehmomentbeitrags jedoch nicht sicher auf eine Leckage geschlossen werden, da es auch andere Gründe für eine zu hohe Kraftstoffmenge gibt.
  • Auch anhand eines zeitlichen Verlaufs des Drucks im Hochdruckspeicher kann nicht notwendigerweise auf eine Leckage eines Kraftstoffinjektors geschlossen werden, da dort jegliche Leckage im Hochdrucksystem eingeht. Zudem kann dort nicht nach individuellen Kraftstoffinjektoren unterschieden werden.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Erfindungsgemäß werden ein Verfahren zum Erkennen eines leckagebehafteten Kraftstoffinjektors sowie eine Recheneinheit und ein Computerprogramm zu dessen Durchführung mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.
  • Ein erfindungsgemäßes Verfahren dient zum Erkennen eines leckagebehafteten Kraftstoffinjektors (bzw. einer Leckage eines Kraftstoffinjektors) eines Kraftstoffversorgungssystems, bei dem mittels (mehrerer) Kraftstoffinjektoren Kraftstoff aus einem Hochdruckspeicher in Brennräume bzw. Zylinder einer Brennkraftmaschine eingebracht bzw. eingespritzt wird. Dabei wird für einen Kraftstoffinjektor anhand einer Druckdifferenz, die bei einem Einspritzvorgang des Kraftstoffinjektors im Hochdruckspeicher aufgrund des Einspritzvorgangs auftritt (also insbesondere einem Druckabfall), ein erster Wert ermittelt, der für eine Abweichung der Kraftstoffmenge, die in einen zugehörigen Brennraum bzw. Zylinder eingebracht wird, von einem Mittelwert der Kraftstoffmengen über mehrere Kraftstoffinjektoren repräsentativ ist. Dieser repräsentative erste Wert wird dabei insbesondere als ein für eine statische Durchflussrate durch den Kraftstoffinjektor repräsentativer Wert ermittelt, indem bei dem Einspritzvorgang des Kraftstoffinjektors ein Verhältnis der im Hochdruckspeicher aufgrund des Einspritzvorgangs auftretenden Druckdifferenz und einer zugehörigen, für den Einspritzvorgang charakteristischen Dauer ermittelt wird.
  • Die von einem Kraftstoffinjektor während eines Einspritzvorgangs abgegebene Kraftstoffmenge bzw. deren Volumen ist proportional oder zumindest hinreichend proportional zu der zugehörigen Druckdifferenz, d.h. dem Druckunterschied vor und nach dem Einspritzvorgang, im Hochdruckspeicher, dem sog. Rail. Wenn nun zudem eine für den Einspritzvorgang charakteristische Dauer bekannt ist, kann aus dem Verhältnis dieser Druckdifferenz und der zugehörigen Dauer ein Wert ermittelt werden, der bis auf einen Proportionalitätsfaktor der statischen Durchflussrate durch den Kraftstoffinjektor entspricht.
  • Weiterhin wird für den Kraftstoffinjektor anhand eines Drehmomentbeitrags des zu dem Kraftstoffinjektor gehörigen Brennraums im Rahmen einer Laufruheerkennung der Brennkraftmaschine ein zweiter Wert ermittelt, der für eine Abweichung einer im Brennraum vorhandenen Kraftstoffmenge von einem Mittelwert der Kraftstoffmengen über mehrere Brennräume repräsentativ ist. Die Laufruheerkennung der Brennkraftmaschine kann dabei insbesondere im Rahmen einer sog. Zylindergleichstellung durchgeführt werden.
  • Wenn dann der erste Wert und der zweite Wert entgegengesetzte Vorzeichen aufweisen, so wird auf eine Leckage des Kraftstoffinjektors geschlossen. Hinsichtlich der Vorzeichen sei an dieser Stelle erwähnt, dass eine zu hohe Kraftstoffmenge, die eingebracht bzw. im Zylinder vorhanden ist, als positiv anzusehen ist, eine zu geringe Kraftstoffmenge hingegen als negativ. Das vorgeschlagene Verfahren macht sich dabei zunutze, dass mit den erwähnten zwei Möglichkeiten, eine abweichende Kraftstoffmenge zu erkennen, an sich verschiedene Parameter erkannt bzw. korrigiert werden können, die jedoch - so wurde erkannt - im Falle eines leckagebehafteten Kraftstoffinjektors zu gegenläufigen Ergebnissen führen, sodass im Umkehrschluss im Falle gegenläufiger Ergebnisse dieser beiden Möglichkeiten bzw. Teilverfahren auf einen leckagebehafteten Kraftstoffinjektor geschlossen werden kann.
  • Bei der sog. Qstat-Gleichstellung bzw. Qstat-Adaption (dabei steht Qstat für die statische Durchflussrate des Kraftstoffinjektors) werden Druckeinbrüche im Hochdruckspeicher, die durch eine Einspritzung von Kraftstoff mittels eines Kraftstoffinjektors bzw. die damit einhergehende Entnahme von Kraftstoff aus dem Hochdruckspeicher verursacht werden, ausgewertet. Durch einen relativen Vergleich der einzelnen Druckeinbrüche zwischen den Zylindern oder Brennräumen bzw. den jeweils zugeordneten Kraftstoffinjektoren kann auf die jeweilige statische Durchflussrate des Kraftstoffinjektors (Qstat) rückgeschlossen werden.
  • Weist ein Kraftstoffinjektor eine Leckage auf, so führt dies zu einem stetigen Druckabbau im Hochdruckspeicher, und zwar unabhängig von einer Einspritzung. Spritzt ein mittellagiger Norminjektor, d.h. ein Kraftstoffinjektor ohne Leckage, Kraftstoff ein, so verursacht dies einen Druckabfall im Hochdruckspeicher, jedoch überlagert von dem stetigen Druckabbau des leckagebehafteten Kraftstoffinjektors. Spritzt jedoch der leckagebehaftete Kraftstoffinjektor Kraftstoff ein, so führt dies nur zu dem Druckabfall ohne weitere Überlagerung.
  • Der leckagebehaftete Kraftstoffinjektor verursacht somit einen geringeren Druckeinbruch als die nicht leckagebehafteten Kraftstoffinjektoren. Als Folge eines relativen Gleichstellungsansatzes im Rahmen der Qstat-Adaption würde dem leckagebehafteten Kraftstoffinjektor eine zu geringe statische Durchflussrate zugeordnet und infolge dessen z.B. die Einspritzzeit gegenüber nicht leckagebehafteten Kraftstoffinjektoren erhöht. Auf eine Leckage kann damit allein aber nicht eindeutig geschlossen werden. Für eine nähere Beschreibung einer solchen Qstat-Gleichstellung bzw. Qstat-Adaption sein an dieser Stelle auch auf die DE 10 2015 205 877 A1 verwiesen.
  • Eine laufruhebasierte Zylindergleichstellungsfunktion arbeitet nach dem Prinzip der relativen Laufruhegleichstellung bei magerem Lambda-Wert im Brennraum, bei der auch der Drehmomentbeitrag einzelner Zylinder berücksichtigt wird. Aus einer Veränderung eines Laufruhesignals kann auf das tatsächliche zylinderindividuelle Luft-Kraftstoff-Gemisch zurückgeschlossen werden. Auf diese Weise kann überschüssiger Kraftstoff im Brennraum eines Zylinders, der im vorliegenden Fall durch den leckagebehafteten Kraftstoffinjektor verursacht wird, korrekt ermittelt werden. Diese Funktion alleine ist jedoch nicht in der Lage, den Grund für den Kraftstoffüberschuss zu benennen. Neben der Leckage kann z.B. auch eine erhöhte statische Durchflussrate des Kraftstoffinjektors die Ursache sein.
  • Die laufruhebasierte Zylindergleichstellungsfunktion würde bei einem leckagebehafteten Kraftstoffinjektor daher z.B. die Einspritzzeit reduzieren, um den Kraftstoffüberschuss zu kompensieren. Für eine nähere Beschreibung der laufruhebasierten Zylindergleichstellungsfunktion sei an dieser Stelle auch auf die DE 10 2007 020 964 A1 verwiesen.
  • Kombiniert man nun diese beiden Verfahren, würde die Qstat-Adaption bei dem leckagebehafteten Kraftstoffinjektor die Einspritzzeit erhöhen, während die laufruhebasierte Zylindergleichstellungsfunktion bei diesem leckagebehafteten Kraftstoffinjektor die Einspritzzeit in ähnlichem Maße reduzieren würde. Bei einem solchen Ergebnis kann also davon ausgegangen werden, dass keine abweichende statische Durchflussrate vorliegt, sondern eine Leckage.
  • An dieser Stelle sei angemerkt, dass diese beiden beschriebenen Teilverfahren für das vorgeschlagene Verfahren nicht vollständig durchgeführt werden müssen, vielmehr ist es ausreichend, mit den diesen Teilverfahren zugrundeliegenden Aspekten zu ermitteln, ob diesem jeweiligen Teilverfahren nach zu viel oder zu wenig Kraftstoff - gegenüber einem Mittelwert - in den betreffenden Brennraum bzw. Zylinder eingebracht wurde bzw. dort vorhanden ist.
  • Um eine sicherere Aussage zu erhalten, kann auch erst bzw. nur dann auf eine Leckage des Kraftstoffinjektors geschlossen werden, wenn der erste Wert und der zweite Wert entgegengesetzte Vorzeichen aufweisen und wenn der erste Wert und/oder der zweite Wert betragsmäßig größer als ein zugehöriger, vorgegebener Schwellwert sind. Dann ist diese Divergenz ein eindeutiges Indiz für die Leckage des Kraftstoffinjektors mit exaktem Pin-Pointing.
  • Bevorzugt ist es auch, wenn weiterhin nach einem Abstellen der Brennkraftmaschine ein Verlauf eines Drucks im Hochdruckspeicher überwacht wird, wobei, wenn der Druck innerhalb eines vorgegebenen Zeitraums um mehr als einen vorgegebenen Wert abfällt, die (erkannte) Leckage des Kraftstoffinjektors plausibilisiert wird bzw. (nur) dann auf die Leckage geschlossen wird. Typischerweise bleibt der Druck im Hochdruckspeicher über viele Minuten, bis hin zu Stunden, auf einem nahezu konstant hohen Niveau, da das Hochdrucksystem üblicherweise sehr dicht ist. Ist jedoch ein leckagebehafteter Kraftstoffinjektor vorhanden, so sinkt der Druck im Hochdruckspeicher nach dem Abstellen rasch ab, so dass schon nach wenigen Minuten ein Großteil des Drucks im Hochdruckspeicher durch die ständige Mengenentnahme abgebaut ist.
  • Vorzugsweise werden, wenn auf eine Leckage des Kraftstoffinjektors geschlossen wird, Einspritzzeitdauern des Kraftstoffinjektors für nachfolgende Einspritzvorgänge angepasst, insbesondere also verkürzt. Auf diese Weise kann der Leckage entgegengewirkt werden. Alternativ oder zusätzlich können, wenn ein Piezo-Kraftstoffinjektor verwendet wird, auch Ventilnadelhübe für nachfolgende Einspritzvorgänge angepasst werden, d.h. durch veränderten Hub durch veränderte Ansteuerung des Piezo-Aktors kann die aktiv eingebrachte Kraftstoffmenge etwas reduziert werden, um die Leckage auszugleichen.
  • Eine erfindungsgemäße Recheneinheit, z.B. ein Steuergerät eines Kraftfahrzeugs, ist, insbesondere programmtechnisch, dazu eingerichtet, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen.
  • Auch die Implementierung eines erfindungsgemäßen Verfahrens in Form eines Computerprogramms oder Computerprogrammprodukts mit Programmcode zur Durchführung aller Verfahrensschritte 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 magnetische, optische und elektrische Speicher, wie z.B. Festplatten, Flash-Speicher, EEPROMs, DVDs u.a.m. Auch ein Download eines Programms über Computernetze (Internet, Intranet usw.) ist möglich.
  • Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
  • Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.
  • Figurenliste
    • 1 zeigt schematisch eine Brennkraftmaschine mit Common-Rail-System, die zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist.
    • 2 zeigt in Diagrammen einen Vergleich von Druckdifferenzen bei Einspritzungen eines nicht leckagebehafteten und eines leckagebehafteten Kraftstoffinjektors.
    • 3 zeigt in einem Diagramm Drehzahl- und Drehmomentverlauf bei einer Brennkraftmaschine mit einem leckagebehafteten Kraftstoffinjektor.
    • 4 zeigt schematisch einen Ablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens in einer bevorzugten Ausführungsform.
  • Ausführungsform(en) der Erfindung
  • In 1 ist schematisch ein Kraftstoffversorgungssystem 100 für eine Brennkraftmaschine 101 gezeigt, das zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist. Beispielhaft umfasst die Brennkraftmaschine 101 drei Brennräume bzw. zugehörige Zylinder 105. Jedem Brennraum 105 ist ein Kraftstoffinjektor 130 zugeordnet, welcher wiederum jeweils an einen Hochdruckspeicher 120, ein sog. Rail, angeschlossen ist, über welchen er mit Kraftstoff versorgt wird. Es versteht sich, dass ein erfindungsgemäßes Verfahren auch bei einer Brennkraftmaschine mit einer beliebigen anderen Anzahl an Zylindern, beispielsweise vier, sechs, acht oder zwölf Zylinder, durchgeführt werden kann.
  • Weiter wird der Hochdruckspeicher über eine Hochdruckpumpe 110 mit Kraftstoff aus einem Kraftstofftank 140 gespeist. Die Hochdruckpumpe 110 ist mit der Brennkraftmaschine 101 gekoppelt, und zwar beispielsweise derart, dass die Hochdruckpumpe über eine Kurbelwelle der Brennkraftmaschine, bzw. über eine Nockenwelle, welche wiederum mit der Kurbelwelle gekoppelt ist, angetrieben wird.
  • Eine Ansteuerung der Kraftstoffinjektoren 130 zum Zumessen bzw. Einbringen von Kraftstoff in die jeweiligen Brennräume 105 erfolgt über eine als Motorsteuergerät 180 ausgebildete Recheneinheit. Der Übersichtlichkeit halber ist nur die Verbindung vom Motorsteuergerät 180 zu einem Kraftstoffinjektor 130 dargestellt, es versteht sich jedoch, dass jeder Kraftstoffinjektor 130 an das Motorsteuergerät entsprechend angeschlossen ist. Jeder Kraftstoffinjektor 130 kann dabei spezifisch angesteuert werden.
  • Ferner ist das Motorsteuergerät 130 dazu eingerichtet, den Kraftstoffdruck in dem Hochdruckspeicher 120 mittels eines Drucksensors 190 zu erfassen. Zudem ist das Motorsteuergerät 130 dazu eingerichtet, eine Drehzahl der Brennkraftmaschine mittels eines Drehzahlsensors 195 zu erfassen.
  • In 2 ist in Diagrammen ein Vergleich von Druckdifferenzen bei Einspritzungen eines nicht leckagebehafteten (links) und eines leckagebehaftenten Kraftstoffinjektors (rechts) dargestellt. Hierzu ist jeweils ein Druck p im Hochdruckspeicher über einer Zeit t aufgetragen. Dabei werden jeweils drei Zeitfenster unterschieden, nämlich ein Zeitfenster Δt1 vor der Einspritzung, ein Zeitfenster Δt2 während der Einspritzung (das damit zugleich eine Einspritzzeit darstellt) und ein Zeitfenster Δt3 nach der Einspritzung.
  • Der Verlauf p1 entspricht dabei in beiden Fällen einem Verlauf mit Druckabfall bzw. Druckdifferenz Δp1 für eine Einspritzung mit einem nicht leckagebehafteten bzw. ordnungsgemäß funktionierenden Kraftstoffinjektor und zwar für einen Fall, in dem sämtliche Kraftstoffinjektor des Kraftstoffversorgungssystems ordnungsgemäß funktionieren.
  • Der Verlauf p2 zeigt im Diagramm links einen durch einen leckagebehafteten Kraftstoffinjektor verursachten, stetigen Druckabbau im Hochdruckspeicher. Weiterhin ist dann mit p3 ein Verlauf gezeigt, der sich für einen nicht leckagebehafteten Kraftstoffinjektor bei einer Einspritzung ergibt. Dieser ist letztlich eine Überlagerung der beiden Verläufe p1 und p2, da sich der Druckabbau durch den nicht aktiv angesteuerten leckagebehafteten Kraftstoffinjektor und der Druckabbau durch den aktiv angesteuerten, ordnungsgemäß funktionierenden Kraftstoffinjektor überlagern. Die resultierende Druckdifferenz ist hier mit Δp3 bezeichnet.
  • Im Diagramm rechts ist mit p4 ein Verlauf gezeigt, der sich für einen leckagebehafteten Kraftstoffinjektor bei einer Einspritzung ergibt. Dieser ist keine Überlagerung der beiden Verläufe p1 und p2 (wie im Diagramm links gezeigt) da ein Druckabbau aufgrund Leckage nicht auftritt, da genau der leckagebehaftete Kraftstoffinjektor ja aktiv angesteuert wird.
  • Bei aktiver Ansteuerung unterscheidet sich beim leckagebehafteten Kraftstoffinjektor die eingebrachte bzw. vom Hochdruckspeicher entnommene Kraftstoffmenge nicht von dem Fall mit Verlauf p1. Mit p'2 ist hier ebenfalls der durch den leckagebehafteten Kraftstoffinjektor verursachte, stetige Druckabbau im Hochdruckspeicher gezeigt, welcher sich während des Zeitfensters Δt2 jedoch nicht ändert. Die resultierende Druckdifferenz bei Ansteuerung des leckagebehafteten Kraftstoffinjektors ist hier mit Δp4 bezeichnet.
  • Bei einem Vergleich zwischen den beiden Diagrammen ist zu sehen, dass Δp4 < Δp3 gilt, d.h. es wird bei dem leckagebehafteten Kraftstoffinjektor während der Einspritzung eine geringere Druckdifferenz als beim nicht leckagebehafteten Kraftstoffinjektor - und auch als in einem Mittel über alle Kraftstoffinjektoren des Kraftstoffversorgungssystems hinweg - ermittelt. Im Rahmen der erwähnten Qstat-Gleichstellung würde dies auf eine zu geringe statische Durchflussrate schließen lassen.
  • In 3 sind in einem Diagramm ein Drehzahl- und Drehmomentverlauf bei einer Brennkraftmaschine bzw. einem Kraftstoffversorgungssystem mit einem leckagebehafteten Kraftstoffinjektor dargestellt. Hierzu sind eine Drehzahl n und ein Drehmoment bzw. ein Drehmomentbeitrag M über der Zeit t aufgetragen. Mit Z1, Z2 und Z3 sind beispielhaft die Zeitfenster dargestellt, in denen in dem jeweiligen Zylinder bzw. Brennraum eine Zündung stattfindet.
  • Die Drehzahl ist bei einer Brennkraftmaschine, zumindest, wenn sie auf einzelne Zündvorgänge aufgelöst wird, nicht konstant. Vielmehr wird durch eine Zündung bzw. den dann folgenden Arbeitstakt durch einen entsprechenden Zylinder ein Drehmoment erzeugt, der die Drehzahl ansteigen lässt. Anschließend fällt die Drehzahl wieder ab. Somit kann ein Drehmomentbeitrag auf anhand der Drehzahl bzw. deren Änderung ermittelt werden.
  • Wenn nun, wie im Fall des dem Zeitfenster Z3 entsprechenden Zylinders beispielhaft gezeigt, mehr Kraftstoff als eigentlich gewünscht vorhanden ist, beispielsweise aufgrund eines leckagebehafteten Kraftstoffinjektors, so wird dadurch bei der Zündung ein erhöhtes Drehmoment und somit ein höherer Drehmomentbeitrag als bei Zylindern ohne leckagebehafteten Kraftstoffinjektor- und auch als in einem Mittel über alle Zylinder hinweg - ermittelt. Im Rahmen der erwähnten Zylindergleichstellung würde dies insbesondere auf eine zu hohe statische Durchflussrate des dem Zeitfenster Z3 entsprechenden Zylinder zugeordneten Kraftstoffinjektors schließen lassen.
  • An dieser Stelle sei angemerkt, dass der gezeigte Drehmomentbeitrag M nicht den genauen zeitlichen Verlauf wiedergibt, sondern lediglich die Zuordnung zu den einzelnen Zylindern anzeigt.
  • In 4 ist schematisch ein Ablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens in einer bevorzugten Ausführungsform dargestellt. Zunächst werden für einen bestimmten Kraftstoffinjektor sowohl ein für eine Abweichung einer in einen zugehörigen Brennraum eingebrachten Kraftstoffmenge von einem Mittelwert über mehrere Kraftstoffinjektoren repräsentativer, erster Wert W1 und ein für eine Abweichung einer im Brennraum vorhandenen Kraftstoffmenge von einem Mittelwert über mehrere Brennräume repräsentativer, zweiter Wert W2 ermittelt, wie dies insbesondere vorstehend sowie in Bezug auf die 2 und 3 näher erläutert wurde.
  • Hierzu müssen nicht die Kraftstoffmengen oder Mittelwerte direkt ermittelt werden, vielmehr ist es ausreichend, hierfür repräsentative Größen zu verwenden. So kann beispielsweise eine Abweichung der Druckdifferenz Δp4 von einer mittleren Druckdifferenz über alle Kraftstoffinjektoren hinweg als der erste Wert W1 ermittelt werden. Ebenso kann beispielsweise eine Abweichung des Drehmomentbeitrags des betreffenden Zylinders von einem mittleren Drehmomentbeitrag über alle Zylinder hinweg als der zweite Wert W2 ermittelt werden. Diese Werte zeigen nämlich entsprechende Abweichungen der Kraftstoffmengen an.
  • Danach kann eine Prüfung erfolgen, ob der erste Wert W1 und der zweite Wert W2 betragsmäßig jeweils größer als ein geeigneter gewählter Schwellwert WS1 bzw. WS2 sind. Wenn dies der Fall ist, können die Vorzeichen V des ersten und zweiten Werts verglichen werden. Wenn diese verschieden sind, so ist auf eine Leckage L des betreffenden Kraftstoffinjektors zu schließen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 19626690 A1 [0006]
    • DE 102015205877 A1 [0015]
    • DE 102007020964 A1 [0017]

Claims (11)

  1. Verfahren zum Erkennen eines leckagebehafteten Kraftstoffinjektors (130) eines Kraftstoffversorgungssystems (100), bei dem mittels Kraftstoffinjektoren (130) Kraftstoff aus einem Hochdruckspeicher (120) in Brennräume (105) einer Brennkraftmaschine (101) eingebracht wird, wobei für einen Kraftstoffinjektor (130) anhand einer bei einem Einspritzvorgang des Kraftstoffinjektors (130) im Hochdruckspeicher (120) aufgrund des Einspritzvorgangs auftretenden Druckdifferenz (Δp4) ein für eine Abweichung einer in einen zugehörigen Brennraum (105) eingebrachten Kraftstoffmenge von einem Mittelwert über mehrere Kraftstoffinjektoren (130) repräsentativer, erster Wert (W1) ermittelt wird, wobei für den Kraftstoffinjektor (130) anhand eines Drehmomentbeitrags (M) des zu dem Kraftstoffinjektor gehörigen Brennraums (105) ein für eine Abweichung einer in einem zugehörigen Brennraum (105) vorhandenen Kraftstoffmenge von einem Mittelwert über mehrere Brennräume (105) repräsentativer, zweiter Wert (W2) ermittelt wird, und wobei, wenn der erste Wert (W1) und der zweite Wert (W2) entgegengesetzte Vorzeichen (V) aufweisen, auf eine Leckage (L) des Kraftstoffinjektors (130) geschlossen wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei wenn der erste Wert (W1) und der zweite Wert (W2) entgegengesetzte Vorzeichen (V) aufweisen und wenn der erste Wert (W1) und/oder der zweite Wert (W2) betragsmäßig größer als ein zugehöriger, vorgegebener Schwellwert (WS1, WS2) sind, auf die Leckage des Kraftstoffinjektors (130) geschlossen wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei weiterhin nach einem Abstellen der Brennkraftmaschine (101) ein Verlauf eines Drucks (p) im Hochdruckspeicher (120) überwacht wird, wobei, wenn der Druck (p) innerhalb eines vorgegebenen Zeitraums um mehr als einen vorgegebenen Wert abfällt, auf die Leckage des Kraftstoffinjektors (130) geschlossen wird.
  4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei, wenn auf eine Leckage des Kraftstoffinjektors (130) geschlossen wird, Einspritzzeitdauern (Δt2) des Kraftstoffinjektors (130) für nachfolgende Einspritzvorgänge angepasst werden.
  5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei, wenn auf eine Leckage des Kraftstoffinjektors (130) geschlossen wird, Ventilnadelhübe für nachfolgende Einspritzvorgänge angepasst werden, wenn ein Piezo-Kraftstoffinjektor verwendet wird.
  6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der repräsentative, erste Wert (W1) als ein für eine statische Durchflussrate durch den Kraftstoffinjektor (130) repräsentativer Wert ermittelt wird, indem bei dem Einspritzvorgang des Kraftstoffinjektors (130) ein Verhältnis der im Hochdruckspeicher (120) aufgrund des Einspritzvorgangs auftretenden Druckdifferenz (Δp4) und einer zugehörigen, für den Einspritzvorgang charakteristischen Dauer (Δt2) ermittelt wird.
  7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der repräsentative zweite Wert (W2) im Rahmen einer Laufruheerkennung der Brennkraftmaschine (101) ermittelt wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Laufruheerkennung der Brennkraftmaschine (101) im Rahmen einer Zylindergleichstellung durchgeführt wird.
  9. Recheneinheit (180), die dazu eingerichtet ist, alle Verfahrensschritte eines Verfahrens nach einem der vorstehenden Ansprüche durchzuführen.
  10. Computerprogramm, das eine Recheneinheit (180) dazu veranlasst, alle Verfahrensschritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 durchzuführen, wenn es auf der Recheneinheit (180) ausgeführt wird.
  11. Maschinenlesbares Speichermedium mit einem darauf gespeicherten Computerprogramm nach Anspruch 10.
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