DE102020203885B4 - A method for operating an internal combustion engine, a control device set up to carry out such a method, and an internal combustion engine with such a control device - Google Patents

A method for operating an internal combustion engine, a control device set up to carry out such a method, and an internal combustion engine with such a control device Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (1), wobei wenigstens ein Brennraum (3) der Brennkraftmaschine (1) über ein Gaseinlassventil (5) ein Brenngas zugeführt wird, wobei- bei einem Ansteuern des Gaseinlassventils (5) eine Ansteuerstrommessung durchgeführt wird, wobei- anhand der Ansteuerstrommessung ein Öffnungszeitintervall bestimmt und/oder ein Schließvorgang des Gaseinlassventils (5) bewertet wird/werden.The invention relates to a method for operating an internal combustion engine (1), with at least one combustion chamber (3) of the internal combustion engine (1) being supplied with a fuel gas via a gas inlet valve (5), with an activation current measurement being carried out when the gas inlet valve (5) is activated , whereby an opening time interval is determined based on the control current measurement and / or a closing process of the gas inlet valve (5) is / are evaluated.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, ein Steuergerät, das eingerichtet ist zum Durchführen eines solchen Verfahrens, und eine Brennkraftmaschine mit einem solchen Steuergerät.The invention relates to a method for operating an internal combustion engine, a control device which is set up to carry out such a method, and an internal combustion engine with such a control device.

Bei Brennkraftmaschinen, die ein Gaseinlassventil aufweisen, um Brenngas in einen Brennraum einzubringen, besteht die Notwendigkeit, das Gaseinlassventil zum richtigen Zeitpunkt vollständig zu öffnen und auch wieder korrekt zu schließen. Ein unrichtiges oder unvollständiges Öffnen des Gaseinlassventils führt dazu, dass dem Brennraum zu wenig Brenngas zugeführt wird. Schließt das Gaseinlassventil nicht vollständig oder zu spät, wird zu viel Brenngas in den Brennraum eingelassen. Eine direkte Überwachung der Funktionsfähigkeit eines solchen Gaseinlassventils über eine hierfür eingerichtete Sensorik ist aufwendig und teuer. Wird die dem Brennraum zugemessene Brenngasmenge dagegen über einen an dem Brennraum gemessenen Druckverlauf überwacht, kann nicht sicher zwischen einer Fehlfunktion eines hierfür vorgesehenen Brennraumdrucksensors, einer Änderung der Brenngasqualität und einer mangelhaften Funktion des Gaseinlassventils unterschieden werden.In internal combustion engines that have a gas inlet valve in order to introduce fuel gas into a combustion chamber, there is a need to fully open the gas inlet valve at the correct point in time and also to close it correctly again. Incorrect or incomplete opening of the gas inlet valve results in too little fuel gas being supplied to the combustion chamber. If the gas inlet valve does not close completely or too late, too much fuel gas is let into the combustion chamber. Direct monitoring of the functionality of such a gas inlet valve via a sensor system set up for this purpose is complex and expensive. If, on the other hand, the amount of fuel gas metered to the combustion chamber is monitored via a pressure curve measured at the combustion chamber, a reliable distinction cannot be made between a malfunction of a combustion chamber pressure sensor provided for this purpose, a change in the quality of the combustion gas and a defective function of the gas inlet valve.

Es besteht daher Bedarf an einer Möglichkeit, ein derartiges Gaseinlassventil zielgenau zu überwachen und nach Möglichkeit verschieden Fehlerfälle unterscheiden zu können.There is therefore a need for a possibility of precisely monitoring such a gas inlet valve and, if possible, of being able to differentiate between different error cases.

Aus DE 10 2016 218 915 A1 geht ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine hervor, wobei wenigstens einem Brennraum der Brennkraftmaschine über ein Gaseinlassventil ein Brenngas zugeführt wird, wobei bei einem Ansteuern des Gaseinlassventils eine Ansteuerstrommessung durchgeführt wird, und wobei anhand der Ansteuerstrommessung eine tatsächliche Öffnungsdauer des Gaseinlassventils bewertet wird.the end DE 10 2016 218 915 A1 a method for operating an internal combustion engine emerges, with at least one combustion chamber of the internal combustion engine being supplied with a fuel gas via a gas inlet valve, an activation current measurement being carried out when the gas inlet valve is activated, and an actual opening duration of the gas inlet valve being evaluated on the basis of the activation current measurement.

Aus DE 10 2016 112 541 A1 geht ein Verfahren zur Funktionsprüfung eines Gasdosierventils eins Gasmotors oder eines Dual-Fuel-Motors hervor, wobei zur Betätigung eines Ventilkörpers des Gasdosierventils ein der Betätigung desselben dienender Aktuator mit einem elektrischen Ansteuerstrom bestromt wird, und wobei zur Funktionsprüfung des Gasdosierventils der zeitliche Verlauf des elektrischen Ansteuerstroms überwacht und ausgewertet wird.the end DE 10 2016 112 541 A1 a method for the functional test of a gas metering valve of a gas engine or a dual fuel motor emerges, whereby an actuator serving to actuate the gas metering valve is energized with an electrical control current to operate a valve body of the gas metering valve, and where the function test of the gas metering valve is the time course of the electrical control current is monitored and evaluated.

Aus DE 10 2011 005 672 A1 geht ein Verfahren zur Ansteuerung eines Aktuators für ein Einspritzventil hervor, wobei aus einer zeitlichen Änderung in der Stromstärke durch eine Spule ein mechanischer Anschlag eines Ankers des Einspritzventils ermittelt werden kann.the end DE 10 2011 005 672 A1 discloses a method for controlling an actuator for an injection valve, a mechanical stop of an armature of the injection valve being able to be determined from a change in the current intensity through a coil over time.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, ein Steuergerät, eingerichtet zum Durchführen eines solchen Verfahrens, und eine Brennkraftmaschine mit einem solchen Steuergerät zu schaffen, wobei die genannten Nachteile zumindest teilweise vermieden sind. Insbesondere soll eine zielgenaue Überwachung eines Gaseinlassventils sowie eine Unterscheidung verschiedener Fehlerfälle möglich sein.The invention is therefore based on the object of creating a method for operating an internal combustion engine, a control device set up to carry out such a method, and an internal combustion engine with such a control device, the disadvantages mentioned being at least partially avoided. In particular, it should be possible to precisely monitor a gas inlet valve and to differentiate between different error cases.

Die Aufgabe wird gelöst, indem die vorliegende technische Lehre bereitgestellt wird, insbesondere die Lehre der unabhängigen Ansprüche sowie der in den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung offenbarten Ausführungsformen.The object is achieved in that the present technical teaching is provided, in particular the teaching of the independent claims and the embodiments disclosed in the dependent claims and the description.

Die Aufgabe wird insbesondere gelöst, indem ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine geschaffen wird, wobei wenigstens einem Brennraum der Brennkraftmaschine über ein Gaseinlassventil ein Brenngas zugeführt wird. Bei einem Ansteuern des Gaseinlassventils wird eine Ansteuerstrommessung durchgeführt, und anhand der Ansteuerstrommessung wird ein Öffnungszeitintervall des Gaseinlassventils bestimmt. Alternativ oder zusätzlich wird anhand der Ansteuerstrommessung ein Schließvorgang des Gaseinlassventils bewertet. Anhand der Ansteuerstrommessung wird ein Schließzeitintervall des Gaseinlassventils bestimmt. Eine Funktionsfähigkeit des Gaseinlassventils wird beurteilt auf der Grundlage des bestimmten Öffnungszeitintervalls und/oder des bestimmten Schließzeitintervalls, und zusätzlich anhand eines erfassten Brennraumdruckverlaufs. Durch Rückgriff auf die Ansteuerstrommessung ist es in zielgenauer und sicherer Weise möglich, zumindest eine Gaseinlassventilfunktion, ausgewählt aus dem Öffnungszeitintervall und dem Schließvorgang, zu bestimmen und/oder zu bewerten. Somit kann das Gaseinlassventil ohne eine spezifische Sensorik und insbesondere auch unabhängig von einer Brennraumdruckverlaufsmessung beurteilt werden. Dies erlaubt eine zielgenaue und sichere Bewertung der Funktionsfähigkeit des Gaseinlassventils ohne hohen apparativen Aufwand und ohne hohen Kostenaufwand, so wie weiterhin die Unterscheidung einer Mehrzahl von Fehlfunktionen, insbesondere wenn die Ansteuerstrommessung mit wenigstens einer anderen Messung, beispielsweise einer Brennraumdruckverlaufsmessung kombiniert wird.The object is achieved in particular by creating a method for operating an internal combustion engine, a combustion gas being supplied to at least one combustion chamber of the internal combustion engine via a gas inlet valve. When the gas inlet valve is activated, an activation current measurement is carried out, and an opening time interval of the gas inlet valve is determined on the basis of the activation current measurement. Alternatively or additionally, a closing process of the gas inlet valve is evaluated on the basis of the control current measurement. A closing time interval of the gas inlet valve is determined on the basis of the control current measurement. The functionality of the gas inlet valve is assessed on the basis of the specific opening time interval and / or the specific closing time interval, and additionally on the basis of a recorded combustion chamber pressure profile. By resorting to the control current measurement, it is possible in a targeted and reliable manner to determine and / or evaluate at least one gas inlet valve function selected from the opening time interval and the closing process. The gas inlet valve can thus be assessed without a specific sensor system and in particular also independently of a combustion chamber pressure profile measurement. This allows a precise and reliable assessment of the functionality of the gas inlet valve without a high outlay on equipment and without high costs, as well as the differentiation of a plurality of malfunctions, especially if the control current measurement is combined with at least one other measurement, for example a combustion chamber pressure curve measurement.

Unter einem Gaseinlassventil wird insbesondere ein Ventil verstanden, welches eingerichtet ist, um dem Brennraum eine vorbestimmte Brenngasmenge, insbesondere Brenngasmasse, zuzumessen. Das Gaseinlassventil ist bevorzugt in einem Verbrennungslufttrakt stromaufwärts des Brennraums - insbesondere an einem Einlasskrümmer - angeordnet, insbesondere angeordnet und eingerichtet zur Mehrpunkteindüsung; oder es ist in besonders bevorzugter Weise angeordnet und eingerichtet zur Einzelpunkteindüsung, das heißt insbesondere unmittelbar stromaufwärts des Brennraums, dem das Gaseinlassventil dann individuell zugeordnet ist. Weist die Brennkraftmaschine eine Mehrzahl von Brennräumen auf, ist somit besonders bevorzugt jedem Brennraum individuell wenigstens ein Gaseinlassventil separat zugeordnet. Es ist aber auch möglich, dass das Gaseinlassventil zur Direkteindüsung von Brenngas unmittelbar in den Brennraum angeordnet und eingerichtet ist.A gas inlet valve is understood to mean, in particular, a valve which is set up to meter a predetermined amount of fuel gas, in particular fuel gas mass, into the combustion chamber. The gas inlet valve is preferably in one Combustion air tract upstream of the combustion chamber - in particular on an intake manifold - arranged, in particular arranged and set up for multi-point injection; or it is particularly preferably arranged and set up for single point injection, that is to say in particular immediately upstream of the combustion chamber to which the gas inlet valve is then individually assigned. If the internal combustion engine has a plurality of combustion chambers, at least one gas inlet valve is particularly preferably assigned separately to each combustion chamber. However, it is also possible for the gas inlet valve to be arranged and set up for direct injection of fuel gas directly into the combustion chamber.

Unter einem Brenngas wird ein brennbares Gas oder ein brennbares Gasgemisch verstanden, das unter Normalbedingungen, insbesondere bei 25 °C und 1013 mbar, gasförmig ist. Ein brennbares Gasgemisch ist dabei ein Gasgemisch, welches mindestens ein brennbares Gas umfasst. Bei dem Brenngas kann es sich insbesondere um ein wasserstoffhaltiges und/oder methanhaltiges Gas handeln, insbesondere um Methan, Erdgas, Biogas, Sondergas, Deponiegas, Klärgas, ein Prozessgas der chemischen Industrie, ein Prozessgas der Stahlindustrie oder Hüttenindustrie, ein Fackelgas, ein Schwachgas, verflüssigtes Erdgas (Liquefied Natural Gas - LNG), komprimiertes Erdgas (Compressed Natural Gas - CNG) oder ein anderes geeignetes Gas oder Gasgemisch.A fuel gas is understood to be a combustible gas or a combustible gas mixture which is gaseous under normal conditions, in particular at 25 ° C. and 1013 mbar. A combustible gas mixture is a gas mixture which comprises at least one combustible gas. The fuel gas can in particular be a hydrogen-containing and / or methane-containing gas, in particular methane, natural gas, biogas, special gas, landfill gas, sewage gas, a process gas from the chemical industry, a process gas from the steel industry or metallurgical industry, a flare gas, a lean gas, Liquefied natural gas (LNG), compressed natural gas (CNG) or another suitable gas or gas mixture.

Die Brennkraftmaschine ist bevorzugt als Gasmotor ausgebildet.The internal combustion engine is preferably designed as a gas engine.

Unter einem Öffnungszeitintervall des Gaseinlassventils wird insbesondere eine Zeitdauer innerhalb eines Arbeitsspiels des Brennraums verstanden, die das Gaseinlassventil zum Öffnen benötigt. Das Öffnungszeitintervall kann in Einheiten der Zeit angegeben werden. Es ist aber auch möglich, dass das Öffnungszeitintervall in Grad Kurbelwellenwinkel (°KW) angegeben wird. Dabei kann eine solche Angabe anhand der Drehzahl der Brennkraftmaschine ohne weiteres von Einheiten der Zeit in Grad Kurbelwellenwinkel - und umgekehrt - umgerechnet werden.An opening time interval of the gas inlet valve is understood to mean, in particular, a period of time within a work cycle of the combustion chamber that the gas inlet valve requires to open. The opening time interval can be specified in units of time. However, it is also possible for the opening time interval to be specified in degrees crankshaft angle (° CA). Such a specification can easily be converted from units of time into degrees crankshaft angle - and vice versa - on the basis of the speed of the internal combustion engine.

Unter einem Schließvorgang wird insbesondere der Vorgang, insbesondere der Bewegungsablauf, des Schließens des Gaseinlassventils verstanden. Der Schließvorgang umfasst insbesondere ein Schließzeitintervall - analog zu dem Öffnungszeitintervall definiert und angegeben in Einheiten der Zeit oder in Grad Kurbelwellenwinkel -, einen Schließzeitpunkt als Beginn oder Ende der Schließbewegung, und/oder einen Schließhub.A closing process is understood to mean, in particular, the process, in particular the sequence of movements, of closing the gas inlet valve. The closing process includes in particular a closing time interval - defined analogously to the opening time interval and specified in units of time or in degrees crankshaft angle - a closing time as the beginning or end of the closing movement, and / or a closing stroke.

Der Ansteuerstrom wird vorzugsweise zeitabhängig erfasst. Daraus wird insbesondere eine zeitabhängige Ansteuerstromkurve erhalten, die bevorzugt ausgewertet oder betrachtet wird, um das Öffnungszeitintervall zu bestimmen und/oder den Schließvorgang zu bewerten. Dass der Ansteuerstrom zeitabhängig erfasst wird, schließt dabei ein, dass er in Einheiten der Zeit oder in Grad Kurbelwellenwinkel abhängig erfasst wird.The control current is preferably recorded as a function of time. In particular, a time-dependent control current curve is obtained therefrom, which is preferably evaluated or considered in order to determine the opening time interval and / or to evaluate the closing process. The fact that the control current is recorded as a function of time includes that it is recorded in units of time or in degrees as a function of the crankshaft angle.

Alternativ zur Messung einer Ansteuerstromkurve ist es auch möglich, dass dem Gaseinlassventil ein Ansteuerstrom aufgeprägt wird, wobei eine Spannung gemessen und bevorzugt ausgewertet wird.As an alternative to measuring a control current curve, it is also possible for a control current to be impressed on the gas inlet valve, with a voltage being measured and preferably evaluated.

Vorzugsweise wird anhand einer initialen Steigung der Ansteuerstromkurve, insbesondere unmittelbar nach einem Beginn einer Bestromung des Gaseinlassventils, die Funktionsfähigkeit des Gaseinlassventils bewertet. Insbesondere wird anhand dieser initialen Steigung eine Induktivität des Gaseinlassventils bestimmt. Aus der Induktivität kann wiederum auf das Vorliegen einer Fehlfunktion geschlossen werden: Bleibt beispielsweise der Ansteuerstrom nach Beginn der Bestromung - insbesondere für eine definierte Maximaldauer - unterhalb eines bestimmten Minimalwerts, insbesondere nahe Null, liegt ein Kabelbruch in elektrischen Zuleitungen zu dem Gaseinlassventil, oder ein Kurzschluss in den elektrischen Zuleitungen vor. Übersteigt die Steigung einen vorbestimmten Steigungsgrenzwert, sind Windungsschlüsse innerhalb der Spule vorhanden, wodurch die Induktivität der Spule des Gaseinlassventils reduziert ist.The functionality of the gas inlet valve is preferably assessed on the basis of an initial slope of the control current curve, in particular immediately after the gas inlet valve has started to be energized. In particular, an inductance of the gas inlet valve is determined on the basis of this initial slope. The presence of a malfunction can in turn be deduced from the inductance: If, for example, the control current remains below a certain minimum value, in particular close to zero, after the start of the energization - especially for a defined maximum duration - there is a cable break in the electrical supply lines to the gas inlet valve, or a short circuit in the electrical supply lines. If the slope exceeds a predetermined slope limit value, there are short turns within the coil, whereby the inductance of the coil of the gas inlet valve is reduced.

Die Induktivität des Gaseinlassventils kann insbesondere anhand in einer Steuereinrichtung der Brennkraftmaschine bekannter Stromgrößen bei der Bestromung des Gaseinlassventils berechnet werden, insbesondere aus einer angelegten Spannung und einem momentan Ansteuerstrom, oder aus dem Verlauf der Ansteuerstromkurve. Insbesondere kann eine Exponentialfunktion an den initial ansteigenden Ast der Ansteuerstromkurve angepasst werden, um die Induktivität zu ermitteln. Insbesondere die Zeitkonstante der so angepassten Exponentialfunktion ergibt die Induktivität.The inductance of the gas inlet valve can be calculated in particular on the basis of current variables known in a control device of the internal combustion engine when the gas inlet valve is energized, in particular from an applied voltage and an instantaneous control current, or from the course of the control current curve. In particular, an exponential function can be adapted to the initially rising branch of the control current curve in order to determine the inductance. In particular, the time constant of the exponential function adapted in this way gives the inductance.

Das Gaseinlassventil ist insbesondere elektrisch aktuiert. Zur Ansteuerung des Gaseinlassventils wird dieses mit einem Ansteuerstrom bestromt.The gas inlet valve is in particular actuated electrically. To control the gas inlet valve, it is energized with a control current.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass anhand der Ansteuerstrommessung ein Schließzeitintervall bestimmt wird. Analog zu dem Öffnungszeitintervall ist das Schließzeitintervall insbesondere diejenige Zeitdauer, die das Gaseinlassventil zum Schließen benötigt, wiederum insbesondere angegeben in Einheiten der Zeit oder in Grad Kurbelwellenwinkel. Insbesondere die Bestimmung des Schließzeitintervalls kann wertvolle Informationen über die Funktionsfähigkeit des Gaseinlassventils geben.According to the invention, it is provided that a closing time interval is determined on the basis of the control current measurement. Analogously to the opening time interval, the closing time interval is, in particular, that time period which the gas inlet valve needs to close, again in particular specified in units of time or in degrees of crankshaft angle. In particular, the determination of the closing time interval can provide valuable information about the functionality of the gas inlet valve.

Die Bestimmung des Schließzeitintervalls ermöglicht insbesondere in Kombination mit dem Öffnungszeitintervall in besonders vorteilhafter Weise eine Beurteilung der Funktionsfähigkeit des Gaseinlassventils.The determination of the closing time interval, particularly in combination with the opening time interval, enables the functionality of the gas inlet valve to be assessed in a particularly advantageous manner.

Gemäß einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Öffnungszeitintervall bestimmt wird als Zeitintervall zwischen dem Erreichen eines - insbesondere ersten, vorzugsweise globalen - Maximums des Ansteuerstroms und einem Öffnungs-Prellmerkmal im Ansteuerstromverlauf. Unter dem Ansteuerstromverlauf wird dabei insbesondere der zeitabhängig erfasste Ansteuerstrom, insbesondere die Ansteuerstromkurve, verstanden. Das Maximum des Ansteuerstroms zeigt insbesondere an, dass die Spule des Gaseinlassventils vollständig magnetisiert ist, wobei insbesondere zu diesem Zeitpunkt der Ventilhub des Gaseinlassventils beginnt. Das Öffnungs-Prellmerkmal entsteht im Ansteuerstromverlauf durch das Anschlagen eines Ventiltellers oder Ventilstempels des Gaseinlassventils an einem Öffnungsanschlag, der die Hubbewegung des Ventiltellers begrenzt und eine Offenstellung definiert. Über die magnetische Kopplung des Ventilstempels mit der Spule wird die durch den Anschlag entstehende mechanische Schwingung in eine Prell-Schwingung der Ansteuerstromkurve umgesetzt, wobei zumindest ein Teil einer solchen Prell-Schwingungsperiode als Öffnungs-Prellmerkmal erfasst werden kann. Bevorzugt wird eine Mehrzahl solcher Öffnungs-Prellmerkmale erfasst, insbesondere ein ganzer Prellschwingungsverlauf in dem Ansteuerstromverlauf. Besonders bevorzugt wird das Öffnungszeitintervall bestimmt als Zeitintervall zwischen dem Erreichen des Maximums des Ansteuerstroms und einem ersten Öffnungs-Prellmerkmal in dem Ansteuerstromverlauf. Zum Auffinden des Maximums einerseits sowie des Öffnungs-Prellmerkmals andererseits werden bevorzugt Nulldurchgänge der Steigung des Ansteuerstromverlaufs aufgesucht.According to a further development, it is provided that the opening time interval is determined as the time interval between the reaching of a - in particular first, preferably global - maximum of the control current and an opening bounce feature in the control current curve. The control current profile is understood to mean, in particular, the control current detected as a function of time, in particular the control current curve. The maximum of the control current indicates in particular that the coil of the gas inlet valve is completely magnetized, with the valve lift of the gas inlet valve beginning at this point in time. The opening bounce feature arises in the control current curve when a valve disk or valve plunger of the gas inlet valve hits an opening stop which limits the stroke movement of the valve disk and defines an open position. Via the magnetic coupling of the valve plunger with the coil, the mechanical vibration caused by the stop is converted into a bounce vibration of the control current curve, with at least part of such a bounce vibration period being able to be detected as an opening bounce feature. A plurality of such opening bounce features is preferably recorded, in particular a complete bounce oscillation curve in the control current curve. The opening time interval is particularly preferably determined as the time interval between reaching the maximum of the control current and a first opening bounce feature in the control current curve. To find the maximum, on the one hand, and the opening bounce feature, on the other hand, zero crossings of the slope of the drive current profile are preferably sought.

Alternativ oder zusätzlich ist bevorzugt vorgesehen, dass das Schließzeitintervall bestimmt wird als Zeitintervall zwischen einem Abschalten des Ansteuerstroms und einem Schließ-Prellmerkmal im Ansteuerstromverlauf. Nach dem Abschalten des Ansteuerstroms wird der Ventilteller oder Ventilstempel bevorzugt unter Vorspannung in seine Schließstellung verlagert, wobei - analog zu den oben zum Öffnungs-Prellmerkmal erläuterten Vorgängen - beim Anschlag in der Schließstellung ein Schließ-Prellmerkmal in dem Ansteuerstromverlauf ausgeprägt wird. Bevorzugt werden auch hier eine Mehrzahl von Schließ-Prellmerkmalen erfasst. Besonders bevorzugt wird als Schließzeitintervall das Zeitintervall zwischen dem Abschalten des Ansteuerstroms und einem ersten Schließ-Prellmerkmal in dem Ansteuerstromverlauf ermittelt.Alternatively or additionally, it is preferably provided that the closing time interval is determined as the time interval between switching off the control current and a closing bounce feature in the control current profile. After the control current has been switched off, the valve disk or valve plunger is preferably moved into its closed position under pretension, whereby - analogous to the processes explained above for the opening bounce feature - a closing bounce feature is pronounced in the control current curve when it stops in the closed position. A plurality of closing bounce features are preferably recorded here as well. Particularly preferably, the time interval between switching off the control current and a first closing bounce feature in the control current profile is determined as the closing time interval.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass eine Funktionsfähigkeit des Gaseinlassventils auf der Grundlage eines bestimmten Öffnungszeitintervalls sowie zusätzlich auf der Grundlage eines erfassten Brennraumdruckverlaufs beurteilt wird. Alternativ oder zusätzlich wird die Funktionsfähigkeit des Gaseinlassventils beurteilt auf der Grundlage des bestimmten Schließzeitintervalls sowie zusätzlich des erfassten Brennraumdruckverlaufs. Insbesondere wird bevorzugt auf diese Weise eine Datenfusion durchgeführt, die zu einer verbesserten Bewertung der Funktionsfähigkeit des Gaseinlassventils beiträgt.According to the invention, it is provided that the functionality of the gas inlet valve is assessed on the basis of a specific opening time interval and also on the basis of a recorded combustion chamber pressure profile. Alternatively or additionally, the functionality of the gas inlet valve is assessed on the basis of the determined closing time interval and also the recorded combustion chamber pressure profile. In particular, a data fusion is preferably carried out in this way, which contributes to an improved assessment of the functionality of the gas inlet valve.

So ist es mit Hilfe des Öffnungszeitintervalls und/oder des Schließzeitintervalls möglich, die Bewegung des Gaseinlassventils, insbesondere des Ventiltellers oder Ventilstempels, insbesondere einen Öffnungs- und/oder Schließhub, zu analysieren. Dabei kann jedoch prinzipiell nicht entschieden werden, ob das Gaseinlassventil vollständig öffnet oder vollständig schließt. Ein zu kurzes Öffnungszeitintervall kann sich beispielsweise ergeben aus einem verkürzten Hub zwischen einer nicht ganz geschlossenen Stellung und der vollständig offenen Stellung, genauso aber auch aus einem verkürzten Hub zwischen der vollständig geschlossenen Stellung bis zu einer nicht vollständig geöffneten Stellung. Analog kann auch anhand des Schließzeitintervalls nicht abschließend entschieden werden, ob gegebenenfalls die Offenstellung oder die Schließstellung des Gaseinlassventils beeinträchtig ist.With the help of the opening time interval and / or the closing time interval, it is possible to analyze the movement of the gas inlet valve, in particular the valve disk or valve stem, in particular an opening and / or closing stroke. In principle, however, it cannot be decided whether the gas inlet valve opens completely or closes completely. An opening time interval that is too short can result, for example, from a shortened stroke between a position that is not completely closed and the completely open position, but also from a shortened stroke between the completely closed position and a not completely open position. Similarly, the closing time interval cannot be used to conclusively decide whether the open position or the closed position of the gas inlet valve may be impaired.

An Hand des Brennraumdruckverlaufs kann allerdings unterschieden werden, ob dem Brennraum eine betriebspunktabhängig bestimmungsgemäße, reguläre Brenngasmenge, eine erhöhte Brenngasmenge, oder eine reduzierte Brenngasmenge - jeweils bezogen auf die reguläre Brenngasmenge - zugeführt wird, oder ob sogar ein Durchzünden oder eine klopfende Verbrennung stattfindet. Dies wiederum erlaubt dann einen Hinweis darauf, ob das Gaseinlassventil nicht vollständig öffnet oder nicht vollständig schließt.On the basis of the combustion chamber pressure curve, however, a distinction can be made as to whether the combustion chamber is supplied with an operating point-dependent, regular amount of fuel gas, an increased amount of fuel gas, or a reduced amount of fuel gas - in each case based on the regular amount of fuel gas - or whether there is even a full ignition or a knocking combustion. This in turn then allows an indication of whether the gas inlet valve does not open completely or does not close completely.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird insbesondere erkannt, dass das Gaseinlassventil nicht vollständig öffnet, wenn das Öffnungszeitintervall und/oder das Schließzeitintervall kleiner ist als ein vorbestimmtes erstes Grenzzeitintervall und zugleich der Brennraumdruckverlauf eine reduzierte Brenngasmenge anzeigt.According to a further development of the invention, it is particularly recognized that the gas inlet valve does not open completely if the opening time interval and / or the closing time interval is smaller than a predetermined first limit time interval and at the same time the combustion chamber pressure curve indicates a reduced amount of fuel gas.

Alternativ oder zusätzlich wird erkannt, dass das Gaseinlassventil nicht vollständig schließt, wenn das Öffnungszeitintervall und/oder das Schließzeitintervall kleiner ist als das vorbestimmte erste Grenzzeitintervall, wobei zugleich der Brennraumdruckverlauf anzeigt, dass dem Brennraum eine erhöhte Brenngasmenge zugeführt ist.Alternatively or additionally, it is recognized that the gas inlet valve does not close completely if the opening time interval and / or the closing time interval is smaller than the predetermined first limit time interval, with the combustion chamber pressure curve at the same time indicating that an increased amount of fuel gas is being supplied to the combustion chamber.

Alternativ oder zusätzlich wird erkannt, dass das Gaseinlassventil undicht ist, wenn das Öffnungszeitintervall und/oder das Schließzeitintervall in einen Erwartungsbereich fällt/fallen, das heißt insbesondere innerhalb eines vorbestimmten Toleranzrahmens liegt/liegen, wobei zugleich der Brennraumdruckverlauf anzeigt, dass dem Brennraum erhöhte Brenngasmenge zugeführt wird.Alternatively or additionally, it is recognized that the gas inlet valve is leaking when the opening time interval and / or the closing time interval falls within an expected range, i.e. lies / lie in particular within a predetermined tolerance range, with the combustion chamber pressure curve indicating that an increased amount of fuel gas is being supplied to the combustion chamber will.

Wird eine Fehlfunktion des Gaseinlassventils erkannt, insbesondere eine der zuvor angeführten Fehlfunktionen, wird bevorzugt wenigstens eine Abhilfe- Maßnahme eingeleitet, die der Fehlfunktion abhelfen soll.If a malfunction of the gas inlet valve is recognized, in particular one of the previously mentioned malfunctions, at least one remedial measure is preferably initiated which is intended to remedy the malfunction.

Wird insbesondere erkannt, dass das Gaseinlassventil nicht vollständig öffnet, wird bevorzugt ein Losrütteln des Gaseinlassventils in der Offenstellung durchgeführt, insbesondere durch geeignete Ansteuerung, insbesondere Bestromung, des Gaseinlassventils.If, in particular, it is recognized that the gas inlet valve does not open completely, the gas inlet valve is preferably shaken loose in the open position, in particular by suitable control, in particular energization, of the gas inlet valve.

Wird dagegen erkannt, dass das Gaseinlassventil nicht vollständig schließt, wird bevorzugt ein Losrütteln in der Schließstellung durchgeführt, insbesondere durch geeignete Ansteuerung, insbesondere Bestromung des Gaseinlassventils.If, on the other hand, it is recognized that the gas inlet valve does not close completely, it is preferably shaken loose in the closed position, in particular by suitable control, in particular energization of the gas inlet valve.

Wird erkannt, dass das Gaseinlassventil undicht ist, wird bevorzugt eine Warnmeldung ausgegeben, die anzeigt, dass das Gaseinlassventil getauscht werden sollte.If it is recognized that the gas inlet valve is leaky, a warning message is preferably output which indicates that the gas inlet valve should be replaced.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird eine solche Warnmeldung, auch als Tauschwarnung bezeichnet, bevorzugt ausgegeben, wenn ein Trend zu erhöhter Brenngaseinbringung erkannt wird. Ein solcher Trend ist insbesondere eine langfristige Entwicklung, insbesondere auf der Zeitskala von mehreren Wochen, vorzugsweise mehreren Monaten, wobei sich der erfasste Brennraumdruckverlauf von einem vorbestimmten Soll-Brennraumdruckverlauf zu einem Brennraumdruckverlauf hin entwickelt, der eine vermehrte Brenngaseinbringung in den Brennraum anzeigt. Ein solcher Trend zeigt frühzeitig eine Alterung des Gaseinlassventils an, so dass dieses rechtzeitig getauscht werden kann, bevor es gegebenenfalls zu einer Beschädigung der Brennkraftmaschine kommt.According to a further development of the invention, such a warning message, also referred to as a replacement warning, is preferably output when a trend towards increased fuel gas introduction is recognized. Such a trend is in particular a long-term development, in particular on the time scale of several weeks, preferably several months, the recorded combustion chamber pressure curve developing from a predetermined target combustion chamber pressure curve to a combustion chamber pressure curve that indicates increased fuel gas introduction into the combustion chamber. Such a trend indicates aging of the gas inlet valve at an early stage, so that it can be replaced in good time before the internal combustion engine may be damaged.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Verfahren für eine Mehrzahl von Brennräumen der Brennkraftmaschine - bevorzugt für jeden Brennraum separat - durchgeführt wird. Dabei wird vorzugsweise eine geänderte Brenngasqualität erkannt, wenn für alle Brennräume eine gleichartige Veränderung des Brennraumdruckverlaufs erkannt wird. Es wird also insbesondere bevorzugt für jeden Brennraum separat ein Brennraumdruckverlauf erfasst, und die erfassten Brennraumdruckverläufe werden miteinander und mit in der Vergangenheit erfassten Brennraumdruckverläufen und/oder mit vorbestimmten Soll-Brennraumdruckverläufen, die bestimmungsgemäß eingebrachten Brenngasmengen zugeordnet sind, verglichen. Wird dabei eine für alle Brennräume gleichartige Abweichung - sei es zu vermehrter Brenngas-Einbringung oder zu verringerter Brenngas-Einbringung - erkannt, ist es sehr unwahrscheinlich, dass alle den Brennräumen jeweils zugeordneten Gaseinlassventile zugleich eine gleichartige Fehlfunktion aufweisen. Viel wahrscheinlicher ist es, dass die Brenngasmenge nach wie vor für alle Brennräume korrekt zugemessen wird, sich jedoch die Brenngasqualität, insbesondere ein Heizwert des Brenngases, verändert hat. Dabei kann eine erhöhte Brenngasqualität bei unveränderter Brenngasmenge eine Veränderung des Brennraumdruckverlaufs erzeugen, die derjenigen einer erhöhten Brenngasmenge gleicht. Umgekehrt kann eine abgesenkte Brenngasqualität den Brennraumdruckverlauf in gleicher Weise verändern wie eine reduzierte Brenngasmenge.According to a further development of the invention, it is provided that the method is carried out for a plurality of combustion chambers of the internal combustion engine - preferably separately for each combustion chamber. A changed fuel gas quality is preferably recognized if a similar change in the combustion chamber pressure curve is recognized for all combustion chambers. A combustion chamber pressure curve is therefore particularly preferably recorded separately for each combustion chamber, and the recorded combustion chamber pressure curves are compared with one another and with combustion chamber pressure curves recorded in the past and / or with predetermined target combustion chamber pressure curves that are assigned to fuel gas quantities introduced as intended. If a similar discrepancy is detected for all combustion chambers - be it due to increased fuel gas introduction or reduced fuel gas introduction, it is very unlikely that all of the gas inlet valves assigned to the combustion chambers will have a similar malfunction at the same time. It is much more likely that the amount of fuel gas is still correctly metered for all combustion chambers, but the fuel gas quality, in particular a calorific value of the fuel gas, has changed. In this case, an increased fuel gas quality with an unchanged fuel gas quantity can produce a change in the combustion chamber pressure curve which is the same as that of an increased fuel gas quantity. Conversely, a reduced fuel gas quality can change the combustion chamber pressure curve in the same way as a reduced fuel gas quantity.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass bei Ausfall eines Brennraumdrucksensors ein Zustand desjenigen Gaseinlassventils, welches demjenigen Brennraum zugeordnet ist, der dem ausgefallenen Brennraumdrucksensor zugeordnet ist, anhand der Ansteuerstrommessung bewertet wird. Somit kann vorteilhaft im Fall eines Brennraumdrucksensor-Defekts geprüft werden, ob das Gaseinlassventil defekt ist oder korrekt funktioniert. Damit kann insbesondere ein unnötiger Stopp der Brennkraftmaschine, der ansonsten aus Sicherheitsgründen erforderlich wäre, vermieden werden. Insbesondere kann anhand der Ansteuerstrommessung festgestellt werden, ob das Gaseinlassventil noch korrekt schließt und somit keine unerwünscht hohe Brenngasmasse in den Brennraum eingebracht wird.According to a further development of the invention it is provided that, if a combustion chamber pressure sensor fails, a state of that gas inlet valve which is assigned to that combustion chamber assigned to the failed combustion chamber pressure sensor is evaluated on the basis of the control current measurement. Thus, in the event of a combustion chamber pressure sensor defect, it can advantageously be checked whether the gas inlet valve is defective or is functioning correctly. In this way, in particular, an unnecessary stop of the internal combustion engine, which would otherwise be necessary for safety reasons, can be avoided. In particular, the control current measurement can be used to determine whether the gas inlet valve is still closing correctly and thus no undesirably high fuel gas mass is being introduced into the combustion chamber.

Insbesondere wird bevorzugt anhand der Ansteuerstrommessung entschieden, ob ein Motorstopp für die Brennkraftmaschine initialisiert wird oder nicht. Wird anhand der Ansteuerstrommessung festgestellt, dass das Gaseinlassventil keinen Defekt aufweist, insbesondere vollständig schließt, kann die Brennkraftmaschine weiter betrieben werden und bleibt somit verfügbar. Wird dagegen festgestellt, dass das Gaseinlassventil in seiner Funktionsfähigkeit gemindert ist, insbesondere nicht korrekt schließt, wird bevorzugt der Motorstopp für die Brennkraftmaschine initialisiert und diese - insbesondere unter Sicherheitsaspekten - abgestellt.In particular, it is preferably decided on the basis of the control current measurement whether or not an engine stop for the internal combustion engine is initialized. If it is determined on the basis of the control current measurement that the gas inlet valve has no defect, in particular closes completely, the internal combustion engine can continue to be operated and thus remains available. If, on the other hand, it is determined that the functionality of the gas inlet valve is reduced, in particular not closing correctly, the engine stop for the internal combustion engine is preferably initialized and the engine is switched off, in particular with regard to safety.

Die Aufgabe wird auch gelöst, indem ein Steuergerät für eine Brennkraftmaschine geschaffen wird, welches eingerichtet ist, um ein Gaseinlassventil anzusteuern, das insbesondere einem Brennraum einer Brennkraftmaschine zugeordnet ist, um Brenngas in den Brennraum einzubringen. Das Steuergerät ist außerdem eingerichtet, um beim Ansteuern des Gaseinlassventils eine Ansteuerstrommessung durchzuführen, und um anhand der Ansteuerstrommessung ein Öffnungszeitintervall des Gaseinlassventils zu bestimmen und/oder einen Schließvorgang des Gaseinlassventils zu bewerten. In Zusammenhang mit dem Steuergerät ergeben sich insbesondere die Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit dem Verfahren erläutert wurden.The object is also achieved by creating a control device for an internal combustion engine which is set up to control a gas inlet valve which is assigned in particular to a combustion chamber of an internal combustion engine in order to introduce fuel gas into the combustion chamber. That The control device is also set up to carry out a control current measurement when the gas inlet valve is controlled, and to determine an opening time interval of the gas inlet valve and / or to evaluate a closing process of the gas inlet valve on the basis of the control current measurement. In connection with the control device, there are in particular the advantages that have already been explained in connection with the method.

Insbesondere ist das Steuergerät bevorzugt eingerichtet zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens oder eines Verfahrens nach einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen.In particular, the control device is preferably set up to carry out a method according to the invention or a method according to one of the embodiments described above.

Die Aufgabe wird auch gelöst, indem eine Brennkraftmaschine geschaffen wird, die wenigstens einen Brennraum aufweist, wobei dem wenigstens einen Brennraum ein Gaseinlassventil zugeordnet ist, um dem Brennraum Brenngas zuzuführen. Die Brennkraftmaschine weist außerdem ein erfindungsgemäßes Steuergerät oder ein Steuergerät nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele auf, welches mit dem Gaseinlassventil wirkverbunden ist, insbesondere derart, dass das Gaseinlassventil durch das Steuergerät angesteuert werden kann, und derart, dass das Steuergerät beim Ansteuern des Gaseinlassventils eine Ansteuerstrommessung durchführen kann.The object is also achieved by creating an internal combustion engine which has at least one combustion chamber, a gas inlet valve being assigned to the at least one combustion chamber in order to supply fuel gas to the combustion chamber. The internal combustion engine also has a control device according to the invention or a control device according to one of the exemplary embodiments described above, which is operatively connected to the gas inlet valve, in particular in such a way that the gas inlet valve can be controlled by the control device, and in such a way that the control device performs a control current measurement when controlling the gas inlet valve can perform.

In Zusammenhang mit der Brennkraftmaschine ergeben sich insbesondere die bereits in Zusammenhang mit dem Verfahren und dem Steuergerät erläuterten Vorteile.In connection with the internal combustion engine, there are in particular the advantages already explained in connection with the method and the control device.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:

  • 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Brennkraftmaschine mit einem Ausführungsbeispiel eines Steuergeräts;
  • 2 eine schematische, diagrammatische Darstellung einer aus einer Ansteuerstrommessung an einem Gaseinlassventil der Brennkraftmaschine resultierenden Ansteuerstromkurve, und
  • 3 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines Verfahrens zum Betreiben der Brennkraftmaschine in Form eines Flussdiagramms.
The invention is explained in more detail below with reference to the drawing. Show:
  • 1 a schematic representation of an embodiment of an internal combustion engine with an embodiment of a control device;
  • 2 a schematic, diagrammatic representation of a control current curve resulting from a control current measurement at a gas inlet valve of the internal combustion engine, and
  • 3 a schematic representation of an embodiment of a method for operating the internal combustion engine in the form of a flowchart.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Brennkraftmaschine 1, die wenigstens einen Brennraum 3 aufweist, sowie ein dem Brennraum 3 zugeordnetes Gaseinlassventil 5, das eingerichtet ist, um dem Brennraum 3 ein Brenngas zuzuführen. Die Brennkraftmaschine 1 weist außerdem ein Ausführungsbeispiel eines Steuergeräts 7 auf, das mit dem Gaseinlassventil 5 wirkverbunden und eingerichtet ist, um das Gaseinlassventil 5 anzusteuern. 1 shows a schematic representation of an embodiment of an internal combustion engine 1 that have at least one combustion chamber 3 has, as well as the combustion chamber 3 associated gas inlet valve 5 that is set up around the combustion chamber 3 to supply a fuel gas. The internal combustion engine 1 also has an embodiment of a control unit 7th on that with the gas inlet valve 5 operatively connected and set up to the gas inlet valve 5 head for.

Das Steuergerät 7 ist insbesondere eingerichtet, um beim Ansteuern des Gaseinlassventils 5 eine Ansteuerstrommessung durchzuführen, und um anhand der Ansteuerstrommessung ein Öffnungszeitintervall des Gaseinlassventils 5 zu bestimmen und/oder einen Schließvorgang des Gaseinlassventils 5 zu bewerten. Insbesondere ist das Steuergerät 7 bevorzugt eingerichtet, um ein Verfahren durchzuführen, was anhand von 3 noch in einer bevorzugten Ausgestaltung näher erläutert wird.The control unit 7th is set up in particular to control the gas inlet valve 5 to carry out a control current measurement, and to use the control current measurement to determine an opening time interval of the gas inlet valve 5 to determine and / or a closing process of the gas inlet valve 5 to rate. In particular, the control unit is 7th preferably set up to carry out a method, which is based on 3 will be explained in more detail in a preferred embodiment.

Die Brennkraftmaschine 1 weist vorzugsweise einen Brennraumdrucksensor 9 auf, der eingerichtet ist, um einen Brennraumdruck in dem Brennraum 3 - insbesondere zeitabhängig - zu erfassen, was begrifflich auch eine kurbelwellenwinkelabhängige Erfassung einschließt. Das Steuergerät 7 ist bevorzugt eingerichtet, um einen Zustand des Gaseinlassventils 5 anhand der Ansteuerstrommessung zu bewerten, wenn der Brennraumdrucksensor 9 ausfällt oder defekt ist.The internal combustion engine 1 preferably has a combustion chamber pressure sensor 9 which is set up to a combustion chamber pressure in the combustion chamber 3 - in particular time-dependent - to be recorded, which conceptually also includes a crankshaft angle-dependent detection. The control unit 7th is preferably set up to a state of the gas inlet valve 5 to be assessed on the basis of the control current measurement if the combustion chamber pressure sensor 9 fails or is defective.

Vorzugsweise ist in dem Brennraum 3 ein Kolben 11 hubbeweglich angeordnet. Die Brennkraftmaschine 1 ist insoweit bevorzugt als Hubkolbenmotor ausgebildet.Preferably is in the combustion chamber 3 a piston 11 arranged to be liftable. The internal combustion engine 1 is in this respect preferably designed as a reciprocating piston engine.

2 zeigt eine schematische Darstellung einer aus einer Ansteuerstrommessung an dem Gaseinlassventil 5 resultierenden Ansteuerstromkurve 13. Die Ansteuerstromkurve 13 ist insbesondere eine Messkurve, die sich aus dem Aufprägen einer Ansteuerspannung auf das Gaseinlassventil 5 aufgrund des Verhaltens des Gaseinlassventils 5 beim Aufprägen der Ansteuerspannung ergibt. Es wird also insbesondere dem Gaseinlassventil 5 bevorzugt kein Ansteuerstrom aufgeprägt, sondern eine Ansteuerspannung, wobei der in 2 dargestellte Ansteuerstrom sich als Messkurve ergibt. Insoweit ist auf der linken Ordinate der Ansteuerstrom in Ampere aufgetragen. Auf der Abszisse ist die Zeit in Millisekunden aufgetragen. Außerdem ist in dem Diagramm von 2 noch eine Bewegungskurve 15 eines Ventiltellers des Gaseinlassventils 5 aufgetragen, wobei für diese Bewegungskurve 15 auf der rechten Ordinate ein Hub des Ventiltellers in Prozent eines Maximalhubs oder Nennhubs abgetragen ist. 2 shows a schematic representation of a control current measurement at the gas inlet valve 5 resulting control current curve 13th . The control current curve 13th is in particular a measurement curve that results from impressing a control voltage on the gas inlet valve 5 due to the behavior of the gas inlet valve 5 when the control voltage is impressed. So it is especially the gas inlet valve 5 preferably no control current is impressed, but a control voltage, the in 2 The control current shown results as a measurement curve. In this respect, the drive current is plotted in amperes on the left ordinate. The time in milliseconds is plotted on the abscissa. Also in the diagram of 2 another motion curve 15th a valve disk of the gas inlet valve 5 applied, for this movement curve 15th on the right ordinate, a stroke of the valve disk is plotted as a percentage of a maximum stroke or nominal stroke.

Die Ansteuerstromkurve weist insbesondere folgende Merkmale auf: In einem ersten Bereich 17 ergibt sich ein steiler Anstieg der Ansteuerstromkurve 13 bis zu einem ersten und insbesondere globalen Maximum 19 aufgrund der Induktivität des Gaseinlassventils 5, insbesondere bis zu einer vollständigen Magnetisierung einer Spule des Gaseinlassventils 5. Eine Diagnose der Funktionsfähigkeit des Gaseinlassventils 5 kann insbesondere anhand dieser Steigung erfolgen, die eine Aussage über die Induktivität des Gaseinlassventils 5 umfasst. Steigt beispielsweise der Strom nicht an, liegt ein Kabelbruch in den elektrischen Zuleitungen zu der Spule vor, oder es gibt einen Kurzschluss in den elektrischen Zuleitungen. Ist die Steigung dagegen zu steil, überschreitet sie insbesondere einen vorbestimmten Steigungs-Grenzwert, sind Windungsschlüsse innerhalb der Spule vorhanden, so dass die Induktivität verringert ist. Zur Diagnose kann im Ansatz insbesondere eine Exponentialfunktion für den zeitabhängigen Stromverlauf des Ansteuerstroms verwendet werden. Aus der Zeitkonstante der Exponentialfunktion ergibt sich dann die Induktivität.The control current curve has the following features in particular: In a first area 17th there is a steep rise in the control current curve 13th up to a first and in particular global maximum 19th due to the inductance of the gas inlet valve 5 , in particular up to a complete magnetization of a coil of the gas inlet valve 5 . A diagnosis of the health of the gas inlet valve 5 can in particular take place on the basis of this slope, which provides a statement about the inductance of the gas inlet valve 5 includes. For example, if the current does not increase, there is a broken cable in the electrical leads to the coil, or there is a short circuit in the electrical leads. If, on the other hand, the slope is too steep, in particular if it exceeds a predetermined slope limit value, there are interturn faults within the coil, so that the inductance is reduced. In particular, an exponential function for the time-dependent current profile of the control current can be used for diagnosis. The inductance then results from the time constant of the exponential function.

Eine Bewegung des Ventiltellers des Gaseinlassventils beginnt insbesondere ungefähr dann, wenn die Ansteuerstromkurve das Maximum 19 erreicht. Zugleich fällt der Ansteuerstrom ab auf ein nahezu konstantes Plateau 21, während zugleich die Hubbewegung des Ventiltellers erfolgt. Auf dem Plateau 21 ergibt sich ein Prellschwingungsverhalten im Ansteuerstrom in einem zweiten Bereich 23, wenn der Ventilteller an einem öffnungsseitigen Anschlag des Gaseinlassventils 5 anschlägt.A movement of the valve disk of the gas inlet valve begins in particular approximately when the control current curve reaches the maximum 19th achieved. At the same time, the control current drops to an almost constant plateau 21 , while at the same time the lifting movement of the valve disk takes place. On the plateau 21 there is a bounce vibration behavior in the control current in a second area 23 when the valve disk is at a stop on the opening side of the gas inlet valve 5 strikes.

Das Öffnungszeitintervall to wird insbesondere bestimmt als Zeitintervall zwischen dem Erreichen des Maximums 19 und einem ersten Öffnungs-Prellmerkmal 25 in der Ansteuerstromkurve. Zur Identifizierung des Maximums 19 sowie des ersten Öffnungs-Prellmerkmals 25 werden bevorzugt Nulldurchgänge der Steigung der Ansteuerstromkurve 13 ausgewertet.The opening time interval to is determined in particular as the time interval between the reaching of the maximum 19th and a first opening bump feature 25th in the control current curve. To identify the maximum 19th as well as the first opening bounce feature 25th zero crossings of the slope of the control current curve are preferred 13th evaluated.

In die Ermittlung des Öffnungszeitintervalls können in bevorzugter Ausgestaltung auch eine Anzahl der Prellmerkmale innerhalb des zweiten Bereichs 23 herangezogen werden.In a preferred embodiment, a number of the bounce features within the second area can also be used to determine the opening time interval 23 can be used.

Anschließend fällt der Ansteuerstrom auf ein konstantes Niveau eines Haltestroms 27, während der Ventilteller in der Offenstellung verharrt. Schließlich wird in einem dritten Bereich 29 die Bestromung des Gaseinlassventils 5 beendet, so dass der Ansteuerstrom auf 0 abfällt. Der Ventilteller kehrt dann insbesondere unter Vorspannung in die Schließstellung zurück, wobei sich auch beim Anschlagen an einem schließseitigen Anschlag Prellschwingungen in einem vierten Bereich 30 des Ansteuerstromverlaufs ergeben, die analog zu den Prellschwingungen in dem zweiten Bereich 23 ausgewertet und zur Ermittlung des Schließzeitintervalls ts herangezogen werden können. Auch hier kann außerdem die Anzahl der einzelnen Schließ-Prellmerkmale betrachtet werden. Insbesondere wird das Schließzeitintervall ts zwischen einem Abschalten des Ansteuerstroms in dem dritten Bereich 29 und einem ersten Schließ-Prellmerkmal 33 im Ansteuerstromverlauf bestimmt. Dabei ist das Schließ-Prellmerkmal im Ansteuerstromverlauf nur gering ausgeprägt, der besseren Darstellung wegen ist daher dieses Schließ-Prellmerkmal hier in der Bewegungskurve 15 gezeigt. Es bildet sich aber aufgrund der Induktivität des Gaseinlassventils 5 auch in der Ansteuerstromkurve 13 ab.The drive current then falls to a constant level of a holding current 27 while the valve disc remains in the open position. Finally, in a third area 29 the energization of the gas inlet valve 5 ended, so that the control current drops to 0. The valve disk then returns to the closed position, in particular under pre-tension, with bounce vibrations occurring in a fourth area even when it hits a stop on the closing side 30th of the control current curve, which are analogous to the bounce vibrations in the second area 23 can be evaluated and used to determine the closing time interval ts. Here too, the number of individual closing bounce features can also be viewed. In particular, the closing time interval t s between switching off the control current in the third range 29 and a first closing bounce feature 33 determined in the control current curve. The closing bounce feature is only slightly pronounced in the control current curve; this closing bounce feature is therefore here in the movement curve for the sake of better representation 15th shown. However, it forms due to the inductance of the gas inlet valve 5 also in the control current curve 13th away.

Somit lassen sich anhand der Ansteuerstromkurve 13 insbesondere das Öffnungszeitintervall und das Schließzeitintervall für das Gaseinlassventil 5 bestimmen. Diese können in bevorzugter Ausgestaltung mit entsprechend hinterlegten vorbestimmten Vergleichswerten oder Vergleichswertbereichen verglichen werden, wobei insbesondere festgestellt werden kann, ob das Gaseinlassventil 5 beziehungsweise der Ventilteller den kompletten Verlagerungsweg zwischen Schließstellung und Offenstellung durchführt oder etwa - beispielsweise aufgrund von Verschleiß, Verschmutzungen oder Verkokungen - nur eine verkürzte Strecke zurücklegt. Werden insbesondere verkürzte Öffnungszeitintervalle und/oder Schließzeitintervalle festgestellt, legt der Ventilteller offenbar nicht den kompletten Verlagerungsweg beim Öffnen und/oder beim Schließvorgang zurück.Thus, on the basis of the control current curve 13th in particular the opening time interval and the closing time interval for the gas inlet valve 5 determine. In a preferred embodiment, these can be compared with correspondingly stored, predetermined comparison values or comparison value ranges, it being possible in particular to determine whether the gas inlet valve is in use 5 or the valve disc carries out the entire displacement path between the closed position and the open position or, for example, only covers a short distance - for example due to wear, contamination or coking. If, in particular, shortened opening time intervals and / or closing time intervals are determined, the valve disk evidently does not cover the entire displacement path during opening and / or during the closing process.

Allerdings kann anhand der Auswertung der Ansteuerstromkurve 13 nicht entschieden werden, ob ein zugrundeliegendes Problem darin besteht, dass das Gaseinlassventil 5 nicht vollständig öffnet, oder vielmehr darin, dass es nicht vollständig schließt. Hierzu bedarf es daher weiterer Daten und/oder Auswertungen. Insbesondere kann zur Auswertung zusätzlich ein Brennraumdruckverlauf herangezogen werden, der insbesondere mittels des Brennraumdrucksensors 9 erfasst werden kann.However, based on the evaluation of the control current curve 13th It cannot be decided whether an underlying problem is the gas inlet valve 5 does not open fully, or rather in that it does not fully close. Therefore, additional data and / or evaluations are required. In particular, a combustion chamber pressure curve can also be used for the evaluation, which is determined in particular by means of the combustion chamber pressure sensor 9 can be captured.

3 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines Verfahrens zum Betreiben der Brennkraftmaschine 1 in Form eines Flussdiagramms. 3 shows a schematic representation of an embodiment of a method for operating the internal combustion engine 1 in the form of a flow chart.

Dabei startet das Verfahren in einem ersten Schritt S1.The process starts in a first step S1 .

In einem zweiten Schritt S2 wird das Gaseinlassventil 5 durch das Steuergerät 7 angesteuert, um Brenngas in den Brennraum 3 einzulassen.In a second step S2 becomes the gas inlet valve 5 through the control unit 7th controlled to fuel gas in the combustion chamber 3 to let in.

In einem dritten Schritt S3 wird beim Ansteuern des Gaseinlassventils 5 eine Ansteuerstrommessung durchgeführt, insbesondere wird die Ansteuerstromkurve 13 gemessen.In a third step S3 is activated when the gas inlet valve is activated 5 a control current measurement is carried out, in particular the control current curve 13th measured.

In einem vierten Schritt S4 wird anhand der Ansteuerstrommessung des dritten Schritts S3 ein Öffnungszeitintervall für das Gaseinlassventil 5 bestimmt, und/oder es wird ein Schließvorgang des Gaseinlassventils 5 anhand der Ansteuerstrommessung bewertet. Bevorzugt wird ein Schließzeitintervall für das Gaseinlassventil 5 anhand der Ansteuerstrommessung bestimmt.In a fourth step S4 is based on the control current measurement of the third step S3 an opening time interval for the gas inlet valve 5 determined, and / or there is a closing process of the gas inlet valve 5 evaluated on the basis of the control current measurement. A closing time interval for the gas inlet valve is preferred 5 determined on the basis of the control current measurement.

Das Öffnungszeitintervall wird bevorzugt bestimmt als Zeitintervall zwischen dem Erreichen eines insbesondere globalen Maximums, nämlich des Maximums 19, des Ansteuerstroms, und einem insbesondere ersten Öffnungs-Prellmerkmal 25 im Ansteuerstromverlauf. Alternativ oder zusätzlich wird das Schließzeitintervall bestimmt als Zeitintervall zwischen einem Abschalten des Ansteuerstroms und dem ersten Schließ-Prellmerkmal 33 in der Ansteuerstromkurve 13.The opening time interval is preferably determined as the time interval between reaching an in particular global maximum, namely the maximum 19th , the control current, and a particularly first opening bounce feature 25th in the control current curve. Alternatively or additionally, the closing time interval is determined as the time interval between switching off the control current and the first closing bounce feature 33 in the control current curve 13th .

In einem fünften Schritt S5 wird eine Funktionsfähigkeit des Gaseinlassventils 5 auf der Grundlage des bestimmten Öffnungszeitintervalls und/oder des bestimmten Schließzeitintervalls beurteilt. Vorzugsweise wird die Funktionsfähigkeit des Gaseinlassventils 5 zusätzlich anhand eines erfassten Brennraumdruckverlaufs beurteilt.In a fifth step S5 becomes a functionality of the gas inlet valve 5 judged on the basis of the determined opening time interval and / or the determined closing time interval. The functionality of the gas inlet valve is preferably 5 additionally assessed on the basis of a recorded combustion chamber pressure curve.

Dabei wird insbesondere erkannt, dass das Gaseinlassventil 5 nicht vollständig öffnet, wenn der Brennraumdruckverlauf eine zu geringe in den Brennraum 3 eingebrachte Brenngasmenge anzeigt und zugleich das Öffnungszeitintervall und/oder das Schließzeitintervall verkürzt ist/sind. Es wird insbesondere erkannt, dass das Gaseinlassventil 5 nicht vollständig schließt, wenn der Brennraumdruckverlauf auf eine zu große in den Brennraum 3 eingebrachte Brenngasmenge hinweist, wobei zugleich das Öffnungszeitintervall und/oder das Schließzeitintervall verkürzt sind. Es wird insbesondere auf ein undichtes Gaseinlassventil 5 erkannt, wenn der Brennraumdruckverlauf eine zu große in den Brennraum 3 eingebrachte Brenngasmenge anzeigt, wobei zugleich das Öffnungszeitintervall und/oder das Schließzeitintervall eine erwartungsgemäße zeitliche Länge aufweisen.It is particularly recognized that the gas inlet valve 5 does not open completely if the combustion chamber pressure curve is too low in the combustion chamber 3 indicates the amount of fuel gas introduced and at the same time the opening time interval and / or the closing time interval is / are shortened. It is recognized in particular that the gas inlet valve 5 does not close completely if the combustion chamber pressure curve is too high in the combustion chamber 3 indicates the amount of fuel gas introduced, with the opening time interval and / or the closing time interval being shortened at the same time. It is particularly sensitive to a leaking gas inlet valve 5 recognized when the combustion chamber pressure curve is too high in the combustion chamber 3 indicates the amount of fuel gas introduced, at the same time the opening time interval and / or the closing time interval having an expected length of time.

In einem sechsten Schritt S6 wird geprüft, ob in dem fünften Schritt S5 ein Problem oder eine reduzierte Funktionsfähigkeit des Gaseinlassventils 5 festgestellt wurde.In a sixth step S6 it is checked whether in the fifth step S5 a problem or reduced functionality of the gas inlet valve 5 was established.

Ist dies der Fall, wird in einem siebten Schritt S7 in Reaktion auf das erkannte Problem wenigstens eine Maßnahme getroffen. Insbesondere ist es möglich, dass eine Tauschwarnung bezüglich des Gaseinlassventils 5 ausgegeben wird, mit der ein Betreiber der Brennkraftmaschine 1 veranlasst wird, das Gaseinlassventil 5 zu tauschen, wenn ein Trend zu erhöhter Brenngaseinbringung erkannt wird. Wird erkannt, dass das Gaseinlassventil 5 nicht vollständig öffnet, wird bevorzugt ein Losrütteln im geöffneten Zustand durchgeführt. Ist erkannt worden, dass das Gaseinlassventil 5 nicht vollständig schließt, wird bevorzugt ein Losrütteln im geschlossenen Zustand durchgeführt. Ist erkannt worden, dass das Gaseinlassventil 5 undicht ist, wird bevorzugt eine Tauschwarnung bezüglich des Gaseinlassventils 5 ausgegeben.If this is the case, a seventh step S7 taken at least one action in response to the identified problem. In particular, it is possible that a replacement warning with regard to the gas inlet valve 5 is output with which an operator of the internal combustion engine 1 caused the gas inlet valve 5 to be exchanged if a trend towards increased fuel gas introduction is recognized. It is recognized that the gas inlet valve 5 does not open completely, it is preferred to shake it loose in the open state. Has been detected that the gas inlet valve 5 does not close completely, shaking loose is preferably carried out in the closed state. Has been detected that the gas inlet valve 5 If there is a leak, a replacement warning with regard to the gas inlet valve is preferred 5 issued.

Das Verfahren endet dann in einem achten Schritt S8.The process then ends in an eighth step S8 .

Wird dagegen in dem sechsten Schritt S6 festgestellt, dass keine verringerte Funktionsfähigkeit oder kein Problem mit dem Gaseinlassventil 5 vorliegt, wird das Verfahren in dem zweiten Schritt S2 fortgesetzt.However, in the sixth step S6 found that there was no decreased functionality or no problem with the gas inlet valve 5 is present, the procedure in the second step S2 continued.

Ist das Verfahren in dem achten Schritt S8 beendet, wird es bevorzugt mit dem ersten Schritt S1 neu begonnen. Besonders bevorzugt wird das Verfahren fortlaufend während des Betriebs der Brennkraftmaschine 1 durchgeführt. Es ist aber auch möglich, dass das Verfahren nur zu bestimmten Zeiten, oder ereignisgesteuert, oder nach vorgeschriebenen Betriebszeiten der Brennkraftmaschine 1 durchgeführt wird.The procedure is in the eighth step S8 finished, it is preferred to start with the first step S1 started again. The method is particularly preferred continuously during operation of the internal combustion engine 1 carried out. However, it is also possible that the method is only at certain times, or event-controlled, or after prescribed operating times of the internal combustion engine 1 is carried out.

Bevorzugt wird das Verfahren für eine Mehrzahl von Brennräumen 3 der Brennkraftmaschine 1 insbesondere separat durchgeführt, wobei vorzugsweise auf eine geänderte Brenngasqualität erkannt wird, wenn für alle Brennräume 3 eine gleichartige Veränderung des Brennraumdruckverlaufs erkannt wird.The method is preferred for a plurality of combustion chambers 3 the internal combustion engine 1 in particular carried out separately, preferably recognizing a changed fuel gas quality if for all combustion chambers 3 a similar change in the combustion chamber pressure curve is recognized.

Claims (8)

Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (1), wobei wenigstens einem Brennraum (3) der Brennkraftmaschine (1) über ein Gaseinlassventil (5) ein Brenngas zugeführt wird, wobei - bei einem Ansteuern des Gaseinlassventils (5) eine Ansteuerstrommessung durchgeführt wird, wobei - anhand der Ansteuerstrommessung ein Öffnungszeitintervall bestimmt und/oder ein Schließvorgang des Gaseinlassventils (5) bewertet wird/werden, wobei - anhand der Ansteuerstrommessung ein Schließzeitintervall des Gaseinlassventils (5) bestimmt wird, und wobei - eine Funktionsfähigkeit des Gaseinlassventils (5) beurteilt wird auf der Grundlage des bestimmten Öffnungszeitintervalls und/oder des bestimmten Schließzeitintervalls, und zusätzlich anhand eines erfassten Brennraumdruckverlaufs.Method for operating an internal combustion engine (1), wherein a combustion gas is supplied to at least one combustion chamber (3) of the internal combustion engine (1) via a gas inlet valve (5), wherein - When the gas inlet valve (5) is activated, a control current measurement is carried out, wherein - On the basis of the control current measurement, an opening time interval is determined and / or a closing process of the gas inlet valve (5) is / are evaluated, with - A closing time interval of the gas inlet valve (5) is determined on the basis of the control current measurement, and wherein - The functionality of the gas inlet valve (5) is assessed on the basis of the specific opening time interval and / or the specific closing time interval, and additionally on the basis of a recorded combustion chamber pressure profile. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass a) das Öffnungszeitintervall bestimmt wird als Zeitintervall zwischen dem Erreichen eines Maximums (19) des Ansteuerstroms und einem Öffnungs-Prellmerkmal (25) im Ansteuerstromverlauf, und/oder b) das Schließzeitintervall bestimmt wird als Zeitintervall zwischen einem Abschalten des Ansteuerstroms und einem Schließ-Prellmerkmal (33) im Ansteuerstromverlauf.Procedure according to Claim 1 , characterized in that a) the opening time interval is determined as the time interval between reaching a maximum (19) of the control current and an opening bounce feature (25) in the control current curve, and / or b) the closing time interval is determined as the time interval between switching off the control current and a closing bounce feature (33) in the control current curve. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - wenn der erfasste Brennraumdruckverlauf eine reduzierte in den Brennraum (3) eingebrachte Brenngasmenge anzeigt, und zugleich das Öffnungszeitintervall und/oder das Schließzeitintervall verkürzt ist/sind, erkannt wird, dass das Gaseinlassventil (5) nicht vollständig öffnet; - wenn der erfasste Brennraumdruckverlauf eine erhöhte in den Brennraum (3) eingebrachte Brenngasmenge anzeigt, und zugleich das Öffnungszeitintervall und/oder das Schließzeitintervall verkürzt ist/sind, erkannt wird, dass das Gaseinlassventil (5) nicht vollständig schließt, und/oder - wenn der Brennraumdruckverlauf eine erhöhte in den Brennraum (3) eingebrachte Brenngasmenge anzeigt, wobei das Öffnungszeitintervall und/oder das Schließzeitintervall in einen Erwartungsbereich fällt/fallen, erkannt wird, dass das Gaseinlassventil (5) undicht ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that - if the recorded combustion chamber pressure curve indicates a reduced amount of fuel gas introduced into the combustion chamber (3) and at the same time the opening time interval and / or the closing time interval is / are shortened, it is recognized that the gas inlet valve (5 ) does not open fully; - if the recorded combustion chamber pressure curve shows an increased amount of fuel gas introduced into the combustion chamber (3), and at the same time the opening time interval and / or the closing time interval is / are shortened, it is recognized that the gas inlet valve (5) does not close completely, and / or - if the Combustion chamber pressure curve indicates an increased amount of fuel gas introduced into the combustion chamber (3), with the opening time interval and / or the closing time interval falling within an expected range, it is recognized that the gas inlet valve (5) is leaking. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Tauschwarnung bezüglich des Gaseinlassventils (5) ausgegeben wird, wenn ein Trend zu erhöhter Brenngaseinbringung in den Brennraum (3) erkannt wird.Procedure according to Claim 3 , characterized in that a replacement warning with regard to the gas inlet valve (5) is issued when a trend towards increased fuel gas introduction into the combustion chamber (3) is recognized. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren für eine Mehrzahl von Brennräumen (3) der Brennkraftmaschine (1) durchgeführt wird, wobei auf eine geänderte Brenngasqualität erkannt wird, wenn für alle Brennräume (3) eine gleichartige Veränderung des erfassten Brennraumdruckverlaufs erkannt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the method is carried out for a plurality of combustion chambers (3) of the internal combustion engine (1), a change in the fuel gas quality being recognized if a similar change in the recorded combustion chamber pressure curve for all combustion chambers (3) is recognized. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Ausfall eines Brennraumdrucksensors (9) ein Zustand des dem Brennraum (3), dem der ausgefallene Brennraumdrucksensor (9) zugeordnet ist, zugeordneten Gaseinlassventils (5) anhand der Ansteuerstrommessung bewertet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that if a combustion chamber pressure sensor (9) fails, a state of the gas inlet valve (5) assigned to the combustion chamber (3) to which the failed combustion chamber pressure sensor (9) is assigned is evaluated on the basis of the control current measurement. Steuergerät (7) für eine Brennkraftmaschine (1), das eingerichtet ist, um ein Gaseinlassventil (5) anzusteuern, um Brenngas in einen Brennraum (3) der Brennkraftmaschine (1) einzubringen, um beim Ansteuern des Gaseinlassventils (5) eine Ansteuerstrommessung durchzuführen, um anhand der Ansteuerstrommessung ein Öffnungszeitintervall des Gaseinlassventils (5) zu bestimmen und/oder einen Schließvorgang des Gaseinlassventils (5) zu bewerten, um anhand der Ansteuerstrommessung ein Schließzeitintervall des Gaseinlassventils (5) zu bestimmen, und um eine Funktionsfähigkeit des Gaseinlassventils (5) auf der Grundlage des bestimmten Öffnungszeitintervalls und/oder des bestimmten Schließzeitintervalls, und zusätzlich anhand eines erfassten Brennraumdruckverlaufs zu beurteilen.Control device (7) for an internal combustion engine (1), which is set up to control a gas inlet valve (5) in order to introduce fuel gas into a combustion chamber (3) of the internal combustion engine (1) in order to carry out a control current measurement when the gas inlet valve (5) is activated, in order to determine an opening time interval of the gas inlet valve (5) based on the control current measurement and / or to evaluate a closing process of the gas inlet valve (5), in order to determine a closing time interval of the gas inlet valve (5) based on the control current measurement, and to determine the functionality of the gas inlet valve (5) on the basis of the specific opening time interval and / or the specific closing time interval, and additionally based on a recorded combustion chamber pressure curve. Brennkraftmaschine (1) mit wenigstens einem Brennraum (3), wobei dem wenigstens einen Brennraum (3) ein Gaseinlassventil (5) zugeordnet ist, um dem Brennraum (3) Brenngas zuzuführen, wobei die Brennkraftmaschine (1) ein Steuergerät nach Anspruch 7 aufweist, welches mit dem Gaseinlassventil (5) wirkverbunden ist.Internal combustion engine (1) with at least one combustion chamber (3), the at least one combustion chamber (3) being assigned a gas inlet valve (5) in order to supply fuel gas to the combustion chamber (3), the internal combustion engine (1) having a control unit Claim 7 which is operatively connected to the gas inlet valve (5).
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