-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Diagnose von Kraftstoffinjektoren einer Brennkraftmaschine und eine Brennkraftmaschine, welche eingerichtet ist zur Durchführung eines solchen Verfahrens.
-
Aus dem Stand der Technik sind Brennkraftmaschinen mit einem Kraftstoffinjektor pro Brennraum bekannt, aber auch teilweise große Brennkraftmaschinen, bei welchen anstatt eines Kraftstoffinjektors pro Brennraum zwei kleinere Kraftstoffinjektoren insbesondere aus dem Automobilbereich und/oder Nutzfahrzeugbereich eingebaut sind. Hieraus kann insbesondere ein Kostenvorteil erzielt werden, da die kleineren Kraftstoffinjektoren als Bauteile mit hoher Stückzahl sehr gut marktverfügbar und günstig sind. Es ist im Moment Stand der Technik, dass beim Einsatz von zwei oder mehr Kraftstoffinjektoren pro Brennraum diese gleichartig und gegebenenfalls auch insbesondere zeitlich versetzt angesteuert werden, wobei eine einzubringende Kraftstoffmenge aufgeteilt wird.
-
Bei einem System mit zwei Kraftstoffinjektoren pro Brennraum wird in einem Standardbetrieb durch jeden Kraftstoffinjektor eine bestimmte Kraftstoffmenge eingespritzt. Bei einem Ausfall eines Kraftstoffinjektors sinkt somit die Leistung ab, wenn die Brennkraftmaschine im oberen Drehmomentbereich arbeitet, da in diesem Drehmomentbereich ein Kraftstoffinjektor nicht mehr alleine die benötigte Menge an Kraftstoff einspritzen kann. Um nunmehr bei einem solchen Ausfall eines Kraftstoffinjektors Gegenmaßnahmen ergreifen und dem mit dem Ausfall verbundenen Leistungsverlust entgegenwirken beziehungsweise allgemein eine zielgerichtete Reparaturanleitung angeben zu können, ist eine detaillierte Diagnose notwendig, mit welcher ermittelt werden kann, welcher Kraftstoffinjektor ausgefallen ist. Dies ist bei einer Verwendung von mehr als einem Kraftstoffinjektor pro Brennraum schwierig, falls kein kompletter Zündausfall in dem Brennraum vorliegt.
-
Insofern ist eine sukzessive Fehleranalyse notwendig. Die häufigsten Ursachen für einen Ausfall eines Kraftstoffinjektors sind ein Kabelbruch oder ein Kurzschluss, wobei in diesen Fällen keine Einbringung durch den Kraftstoffinjektor erfolgt. Weitere mögliche Fehlfunktionen eines Kraftstoffinjektors sind, dass der Kraftstoffinjektor eine Leckage aufweist, so dass zu viel Kraftstoff in den Brennraum eingebracht wird, oder dass der Kraftstoffinj ektor verstopft ist, so dass zu wenig Kraftstoff in den Brennraum eingebracht wird. Diese Fehlfunktionen treten oftmals als Alterungserscheinungen von Kraftstoffinjektoren auf.
-
Es ist zudem aus dem Stand der Technik bekannt, dass eine fehlende Einbringung eines Kraftstoffinjektors durch Einzeldruckmessungen festgestellt wird, das heißt insbesondere, dass eine Messung eines Verbrennungsdruckverlaufs oder eines Verbrennungsspitzendrucks in den jeweiligen Brennräumen erfolgt. Solche Einzeldruckmessungen oder auch eine Messung des Common-Rail-Druckverlaufs kann jedoch beim Einsatz von zwei Kraftstoffinjektoren pro Brennraum zu ungenau sein. Im Teil- oder Voll-Lastbereich kann es sein, dass ein Kraftstoffinjektor korrekt arbeitet und auch so viel Kraftstoff in den Brennraum einbringt, dass das Gemisch verbrennt, jedoch die Kraftstoffmenge des zweiten Kraftstoffinjektors fehlt und damit die volle Leistung im Voll-Lastbereich nicht erreicht werden kann. Im Teil-Lastbereich kann es zudem sein, dass durch die fehlende Kraftstoffmenge kein brennbares Luft-KraftstoffGemisch gebildet werden kann, jedoch ist der fehlerhafte Kraftstoffinjektor nicht zu identifizieren, und es kann somit keine einfache Fehlerbehandlung ermittelt werden.
-
Aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 10 2012 210 937 A1 ist ein Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, bekannt, wobei die Brennkraftmaschine wenigstens einen Brennraum aufweist, wobei die Brennkraftmaschine zur Kraftstoffeinspritzung pro Brennraum wenigstens ein erstes Einspritzventil und ein zweites Einspritzventil aufweist, wobei das erste Einspritzventil eine erste Ventilnadel und das zweite Einspritzventil eine zweite Ventilnadel aufweist. Dabei werden Injektorfehler mittels Auswertung von Spannungs- und Stromverläufen diagnostiziert. Problematisch an diesem Verfahren ist, dass eine hohe Rechenleistung benötigt wird.
-
Des Weiteren ist der europäischen Offenlegungsschrift
EP 2 136 058 A1 ein Verfahren zum Anpassen von Injektorcharakteristiken von Kraftstoffinjektoren einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine mit Brennräumen mit direkter Kraftstoffeinspritzung zu entnehmen, wobei die Injektorcharakteristiken für jeden Kraftstoffinjektor individuell angepasst werden, um Abweichungen der einzelnen Kraftstoffinjektoren von Standardinjektoren auszugleichen, wobei durch jeden Kraftstoffinjektor Kraftstoff eingespritzt und der daraus resultierende Betrieb der Brennkraftmaschine ausgewertet wird, und wobei das Verfahren ferner umfasst: Bestimmen eines Wertes des Spitzendrucks oder des angezeigten Mitteldrucks für jeden Brennraum, wobei der Druckwert während eines Arbeitszyklus in dem Brennraum auftritt, und modifizieren der Injektorcharakteristik individuell für jeden Kraftstoffinjektor, um Unterschiede zwischen den Druckwerten über die Brennräume zu minimieren. Problematisch an diesem Verfahren ist jedoch, dass es bei Brennkraftmaschinen mit mehr als zwei Kraftstoffinjektoren pro Brennraum nicht möglich ist, den Kraftstoffinjektor zu identifizieren, welcher defekt ist. Es ist somit insgesamt an einer Brennkraftmaschine mit einem defekten Kraftstoffinjektor nicht möglich, den defekten Kraftstoffinjektor zu identifizieren.
-
Weiterhin ist der deutschen Offenlegungsschrift
DE 10 2015 211 571 A1 ein Verfahren zur Diagnose einer Funktion eines Verbrennungsmotors zu entnehmen, der einen ersten Kraftstoffinjektor für eine Saugrohreinspritzung und einen zweiten Kraftstoffinjektor für eine Direkteinspritzung in einen Brennraum aufweist. Der Brennraum ist mittels des ersten Kraftstoffinjektors und/oder mittels des zweiten Kraftstoffinjektors mit Kraftstoff beaufschlagbar. Das Verfahren weist folgende Schritte auf: Bestimmung eines Betriebszustandes des Brennraums, der durch eine verwendete Einspritzung oder Einspritzungen charakterisiert wird, Festhalten eines Verhältnisses zwischen einer Einspritzmenge des Kraftstoffs in den Brennraum mittels des ersten Kraftstoffinjektors und einer Einspritzmenge des Kraftstoffs in den Brennraum mittels des zweiten Kraftstoffinjektors für den bestimmten Betriebszustand, und Durchführen der Diagnose für den Brennraum bei festgehaltenem Verhältnis. Problematisch an diesem Verfahren ist, dass die Kraftstoffinj ektoren jeweils fähig sein müssen, ein zündfähiges Gemisch zu erzeugen. Insofern ist der Einsatz von kleineren Kraftstoffinjektoren, welche insbesondere günstiger sind, nicht möglich.
-
Darüber hinaus offenbart die deutsche Offenlegungsschrift
DE 10 2015 214 780 A1 ein Verfahren zur Erkennung fehlerhafter Komponenten eines Kraftstoffeinspritzsystems, bei welchem im Rahmen einer Testroutine eine injektorindividuelle Nacheinspritzung vorgenommen wird. Nach einer erfolgten Nacheinspritzung werden mehrere vorgegebene Parameter des Kraftstoffeinspritzsystems ermittelt. Durch eine kombinierte Auswertung der ermittelten Parameter werden Rückschlüsse darauf gezogen, ob Komponenten des Kraftstoffeinspritzsystems fehlerhaft oder fehlerfrei sind.
-
Abschließend wird in der deutschen Patentschrift
DE 10 2013 220 814 B3 ein Diagnoseverfahren zum Erkennen eines defekten Kraftstoffinjektors einer Verbrennungskraftmaschine offenbart. Dabei ist die Verbrennungskraftmaschine in einem ersten Betriebszustand mit einer inneren Gemischbildung und in einem zweiten Betriebszustand mit einer äußeren Gemischbildung eines Kraftstoffes betreibbar. Weiterhin weist die Verbrennungskraftmaschine wenigstens einen ersten Kraftstoffinjektor zum Erzeugen der inneren Gemischbildung in einem Brennraum der Verbrennungskraftmaschine und wenigstens ein Kraftstoffventil zum Erzeugen der äußeren Gemischbildung außerhalb des Brennraums der Verbrennungskraftmaschine auf. Das offenbarte Verfahren umfasst die Schritte: (a) Analysieren der Laufunruhe der Verbrennungskraftmaschine im ersten Betriebszustand und im zweiten Betriebszustand und dadurch Erhalten eines ersten Laufunruhewertes für den ersten Betriebszustand und eines zweiten Laufunruhewertes für den zweiten Betriebszustand, wobei die Verbrennungskraftmaschine im ersten und im zweiten Betriebszustand oberhalb einer vorgegebenen Betriebstemperatur betrieben wird; und (b) Festlegen eines weiteren Analyseschrittes zum Erkennen eines Defekts des wenigstens einen Kraftstoffinjektors in Abhängigkeit des ersten und des zweiten Laufunruhewertes.
-
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Diagnose von Kraftstoffinjektoren einer Brennkraftmaschine und eine Brennkraftmaschine, welche eingerichtet ist zur Durchführung eines solchen Verfahrens, zu schaffen, wobei die genannten Nachteile zumindest teilweise behoben, vorzugsweise vermieden sind.
-
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.
-
Die Aufgabe wird insbesondere gelöst, indem ein Verfahren zur Diagnose von Kraftstoffinjektoren einer Brennkraftmaschine geschaffen wird. Die Brennkraftmaschine weist mindestens einen Brennraum auf, wobei dem mindestens einen Brennraum mindestens zwei Kraftstoffinjektoren zugeordnet sind. In einem ersten Schritt - insbesondere in einem Schritt a) - wird ein erster Kraftstoffinjektor der mindestens zwei Kraftstoffinjektoren eines ersten Brennraums des mindestens einen Brennraums angesteuert, um eine erste vorbestimmte Kraftstoffmenge in den ersten Brennraum während eines ersten Arbeitszyklus einzubringen. In einem zweiten Schritt - insbesondere in einem Schritt b) - wird ein zweiter Kraftstoffinjektor der mindestens zwei Kraftstoffinj ektoren des ersten Brennraums angesteuert, um eine zweite vorbestimmte Kraftstoffmenge in den ersten Brennraum während des ersten Arbeitszyklus einzubringen. In einem dritten Schritt - insbesondere in einem Schritt c) - wird ein erster Brennraumdruck während des ersten Arbeitszyklus gemessen. Anschließend wird in einem vierten Schritt - insbesondere in einem Schritt d) - anhand des ersten Brennraumdrucks bestimmt, ob mindestens ein Kraftstoffinjektor, ausgewählt aus dem ersten Kraftstoffinjektor und dem zweiten Kraftstoffinjektor, defekt ist. Vorteilhafterweise verändert sich der erste Brennraumdruck in Abhängigkeit davon, ob mindestens ein Kraftstoffinjektor, ausgewählt aus dem ersten Kraftstoffinjektor und dem zweiten Kraftstoffinjektor, nicht die vorbestimmte Kraftstoffmenge in den Brennraum einbringt. Damit ist in einfacher Weise eine Diagnose der Funktionsfähigkeit der Kraftstoffinjektoren realisiert.
-
Im Kontext der vorliegenden technischen Lehre wird mittels eines Kraftstoffinjektors ein gasförmiger oder flüssiger Kraftstoff in den Brennraum eingebracht. Somit kann der Kraftstoffinjektor als Einspritzventil, Einblasventil oder Gasventil ausgebildet sein.
-
Im Kontext der vorliegenden technischen Lehre wird ein Kraftstoffinjektor angesteuert, um eine vorbestimmte Kraftstoffmenge in einen Brennraum einzubringen. Eine Ist-Kraftstoffmenge, die tatsächlich von dem Kraftstoffinjektor in den Brennraum eingebracht wird, ist nicht bekannt und ist abhängig von dem Kraftstoffinjektor. Insbesondere falls der Kraftstoffinjektor klemmt oder nicht funktionsfähig ist, kann die Ist-Kraftstoffmenge kleiner sein als die vorbestimmte Kraftstoffmenge. Insbesondere falls der Kraftstoffinjektor eine Leckage aufweist, kann die Ist-Kraftstoffmenge größer sein als die vorbestimmte Kraftstoffmenge. Insbesondere falls der Kraftstoffinjektor nicht defekt ist, entspricht vorzugsweise die Ist-Kraftstoffmenge der vorbestimmten Kraftstoffmenge.
-
In einer bevorzugten Ausgestaltung wird ein Rail-Druck, mit welchem mindestens eine Kraftstoffmenge, ausgewählt aus der ersten Kraftstoffmenge und der zweiten Kraftstoffmenge, in den ersten Brennraum eingebracht wird, an die mindestens eine Kraftstoffmenge angepasst. Alternativ oder zusätzlich wird eine Einbringdauer, insbesondere eine Zeitspanne, in welcher die mindestens eine Kraftstoffmenge in den ersten Brennraum eingebracht wird, an die mindestens eine Kraftstoffmenge angepasst. Vorteilhafterweise kann mittels einer abgestimmten Auswahl des Rail-Drucks und/oder der Einbringdauer eine in den ersten Brennraum einzubringende Kraftstoffmenge variiert werden.
-
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung werden der Rail-Druck und die Einbringdauer derart variiert, dass das Verfahren in einem Voll-Lastbereich der Brennkraftmaschine durchgeführt werden kann. Dazu wird vorzugsweise der Rail-Druck bis zu einer technisch möglichen Grenze erhöht. Alternativ oder zusätzlich wird dazu vorzugsweise die Einbringdauer bis zu einer technisch möglichen Grenze erhöht.
-
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung entspricht die erste Kraftstoffmenge einer Haupteinspritzmenge. Alternativ oder zusätzlich entspricht die zweite Kraftstoffmenge vorzugsweise einer Voreinspritzmenge. Alternativ oder zusätzlich entspricht die zweite Kraftstoffmenge vorzugsweise einer Nacheinspritzmenge. Alternativ entspricht die zweite Kraftstoffmenge vorzugsweise einer Summe aus der Voreinspritzmenge und der Nacheinspritzmenge. Vorzugsweise wird der erste Brennraumdruck während des Einbringens der Haupteinspritzmenge, insbesondere der ersten Kraftstoffmenge, gemessen. Vorteilhafterweise kann anhand des ersten Brennraumdrucks, welcher während des Einbringens der Haupteinspritzmenge gemessen wird, in einer einfachen Weise eine Funktionsfähigkeit des mindestens einen Kraftstoffinjektors bestimmt werden.
-
Vorzugsweise wird zusätzlich zu dem ersten Brennraumdruck bestimmt, ob in dem ersten Brennraum eine Zündung eines Kraftstoff-Luft-Gemischs, welches die erste Kraftstoffmenge und die zweite Kraftstoffmenge aufweist, erfolgt ist oder nicht. Insbesondere ist der erste Brennraumdruck abhängig davon, ob eine Zündung erfolgt ist oder nicht. Vorteilhafterweise kann auch anhand einer erfolgten oder nicht-erfolgten Zündung bestimmt werden, ob mindestens ein Kraftstoffinjektor, ausgewählt aus dem ersten Kraftstoffinjektor und dem zweiten Kraftstoffinjektor, defekt ist.
-
Vorzugsweise wird das Verfahren in einem Lastpunkt der Brennkraftmaschine durchgeführt, in welchem eine Leistung der Brennkraftmaschine trotz der Durchführung des Verfahrens nicht beeinträchtigt wird. Besonders bevorzugt wird das Verfahren in einem Teil-Lastbetrieb der Brennkraftmaschine durchgeführt.
-
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass in einem fünften Schritt - insbesondere in einem Schritt e) - der erste Kraftstoffinjektor angesteuert wird, um die zweite vorbestimmte Kraftstoffmenge in dem ersten Brennraum während eines zweiten Arbeitszyklus einzubringen. In einem sechsten Schritt - insbesondere in einem Schritt f) - wird der zweite Kraftstoffinjektor angesteuert, um die erste vorbestimmte Kraftstoffmenge in den ersten Brennraum während des zweiten Arbeitszyklus einzubringen. Im Vergleich zu dem ersten Arbeitszyklus wird also die Zuordnung der Kraftstoffinjektoren zu den einzubringenden Kraftstoffmengen vertauscht. In einem siebten Schritt - insbesondere in einem Schritt g) - wird ein zweiter Brennraumdruck während des zweiten Arbeitszyklus gemessen. Anschließend wird in einem achten Schritt - insbesondere in einem Schritt h) - anhand des zweiten Brennraumdrucks bestimmt, ob mindestens ein Kraftstoffinjektor, ausgewählt aus dem ersten Kraftstoffinjektor und dem zweiten Kraftstoffinjektor, defekt ist.
-
Vorzugsweise werden zusätzlich der erste Brennraumdruck und der zweite Brennraumdruck miteinander verglichen. Insbesondere wird vorzugsweise anhand des Vergleichs bestimmt, ob mindestens ein Kraftstoffinjektor, ausgewählt aus dem ersten Kraftstoffinj ektor und dem zweiten Kraftstoffinjektor, defekt ist.
-
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die erste vorbestimmte Kraftstoffmenge mindestens einer insbesondere minimalen zündfähigen Kraftstoffmenge entspricht. Zusätzlich ist die zweite vorbestimmte Kraftstoffmenge Null. Vorteilhafterweise kann damit bestimmt werden, ob der die erste vorbestimmte Kraftstoffmenge einbringende Kraftstoffinjektor defekt ist oder nicht. Insbesondere findet keine Zündung in dem ersten Brennraum statt, falls eine erste Ist-Kraftstoffmenge kleiner ist als die erste vorbestimmte Kraftstoffmenge. Dies tritt insbesondere auf, falls der die erste vorbestimmte Kraftstoffmenge einbringende Kraftstoffinjektor klemmt oder funktionsunfähig ist.
-
Vorzugsweise wird ein die zweite vorbestimmte Kraftstoffmenge einbringender Kraftstoffinjektor derart angesteuert, dass dieser deaktiviert wird - insbesondere abgeschaltet wird. Vorzugsweise ist damit die Ansteuerung ein Abschaltsignal oder ein unterbundenes Ansteuersignal oder Nullsignal.
-
In einer bevorzugten Ausgestaltung kann eine Abweichung der ersten Ist-Kraftstoffmenge von der ersten vorbestimmten Kraftstoffmenge abgeschätzt werden. Vorzugsweise kann, falls insbesondere unerwünscht keine Zündung stattfindet, die erste vorbestimmte Kraftstoffmenge schrittweise - vorzugsweise mit vorbestimmter, insbesondere konstanter Schrittweite - erhöht werden, bis eine Zündung stattfindet. Findet dann zum ersten Mal eine Zündung statt, sind sowohl die erste vorbestimmte Kraftstoffmenge als auch die erste Ist-Kraftstoffmenge bekannt. Damit kann eine Kraftstoffmenge bestimmt werden, die von dem die erste vorbestimmte Kraftstoffmenge einbringenden Kraftstoffinjektor zu wenig eingebracht wird.
-
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die erste vorbestimmte Kraftstoffmenge kleiner ist als die minimale zündfähige Kraftstoffmenge. Zusätzlich ist die zweite vorbestimmte Kraftstoffmenge Null. Vorteilhafterweise kann damit ebenfalls bestimmt werden, ob der die erste vorbestimmte Kraftstoffmenge einbringende Kraftstoffinjektor defekt ist oder nicht. Insbesondere findet eine Zündung in dem ersten Brennraum statt, falls die erste Ist-Kraftstoffmenge größer ist als die erste vorbestimmte Kraftstoffmenge. Dies tritt insbesondere auf, falls der die erste vorbestimmte Kraftstoffmenge einbringende Kraftstoffinjektor eine Leckage aufweist.
-
Vorzugsweise wird ein die zweite vorbestimmte Kraftstoffmenge einbringender Kraftstoffinjektor derart angesteuert, dass dieser deaktiviert wird - insbesondere abgeschaltet wird. Vorzugsweise ist damit die Ansteuerung ein Abschaltsignal oder ein unterbundenes Ansteuersignal oder Nullsignal.
-
In einer bevorzugten Ausgestaltung kann eine Abweichung der ersten Ist-Kraftstoffmenge von der ersten vorbestimmten Kraftstoffmenge abgeschätzt werden. Vorzugsweise kann, falls unerwünscht eine Zündung stattfindet, die erste vorbestimmte Kraftstoffmenge schrittweise - vorzugsweise mit vorbestimmter, insbesondere konstanter Schrittweite - reduziert werden, bis keine Zündung mehr stattfindet. Findet dann zum ersten Mal keine Zündung statt, sind sowohl die erste vorbestimmte Kraftstoffmenge als auch die erste Ist-Kraftstoffmenge bekannt. Damit kann eine Kraftstoffmenge bestimmt werden, die von dem die erste vorbestimmte Kraftstoffmenge einbringenden Kraftstoffinjektor zu viel eingebracht wird.
-
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die erste vorbestimmte Kraftstoffmenge kleiner ist als die minimale zündfähige Kraftstoffmenge. Zusätzlich ist die zweite vorbestimmte Kraftstoffmenge ebenfalls kleiner als die minimale zündfähige Kraftstoffmenge. Zusätzlich entspricht eine Summe der ersten vorbestimmten Kraftstoffmenge und der zweiten vorbestimmten Kraftstoffmenge mindestens der minimalen zündfähigen Kraftstoffmenge. Vorteilhafterweise wird damit eine größere Varianz der Lastpunkte, bei denen das Verfahren durchgeführt werden kann, ermöglicht, da insgesamt eine größere Kraftstoffmenge in den Brennraum eingebracht werden kann, als bei einer Ausführung, bei der die zweite Kraftstoffmenge gleich Null ist.
-
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die erste vorbestimmte Kraftstoffmenge und die zweite vorbestimmte Kraftstoffmenge zu verschiedenen Zeitpunkten in den ersten Brennraum eingebracht werden. Alternativ werden die erste vorbestimmte Kraftstoffmenge und die zweite vorbestimmte Kraftstoffmenge gleichzeitig in den ersten Brennraum eingebracht.
-
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der erste Brennraumdruck mit einem vorgegebenen maximalen Verbrennungsdruck verglichen wird. Mindestens ein Kraftstoffinjektor, ausgewählt aus dem ersten Kraftstoffinjektor und dem zweiten Kraftstoffinjektor, wird als defekt erkannt, falls der erste Brennraumdruck weniger als 50 % des maximalen Verbrennungsdrucks beträgt. Alternativ oder zusätzlich wird vorzugsweise der zweite Brennraumdruck mit dem vorgegebenen maximalen Verbrennungsdruck verglichen, wobei der mindestens eine Kraftstoffinjektor als defekt erkannt wird, falls der zweite Brennraumdruck weniger als 50 % des maximalen Verbrennungsdrucks beträgt.
-
Im Kontext der vorliegenden technischen Lehre wird der vorgegebene maximale Verbrennungsdruck vorzugsweise mittels eines Kennfelds der Brennkraftmaschine insbesondere als maximaler Volllast-Verbrennungsdruck ermittelt oder festgelegt.
-
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein zeitlicher Brennraumdruckverlauf, insbesondere in Bezug auf Grad Kurbelwellenwinkel (°KW), erfasst wird, um den ersten Brennraumdruck und vorzugsweise den zweiten Brennraumdruck zu ermitteln.
-
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Verfahren gleichzeitig oder iterativ für eine Mehrzahl an Brennräumen der Brennkraftmaschine durchgeführt wird. Vorteilhafterweise können damit die jeweils mindestens zwei Kraftstoffinjektoren von jedem Brennraum einer Mehrzahl an Brennräumen geprüft werden.
-
In einer bevorzugten Ausgestaltung wird das Verfahren bei einer Brennkraftmaschine durchgeführt, die eine Mehrzahl an Brennräumen, insbesondere den ersten Brennraum und wenigstens einen zweiten Brennraum, aufweist. Bei einer Durchführung des Verfahrens für den ersten Brennraum wird vorzugsweise der Rail-Druck erhöht, um mittels der mindestens zwei Kraftstoffinjektoren des ersten Brennraums die erste vorbestimmte Kraftstoffmenge und die zweite vorbestimmte Kraftstoffmenge in den ersten Brennraum einzubringen. Zusätzlich dazu müssen an den mindestens zwei Kraftstoffinjektoren des zweiten Brennraums die Öffnungszeiten angepasst, insbesondere reduziert, werden, um aufgrund des erhöhten Rail-Drucks nicht zu viel Kraftstoff in den zweiten Brennraum einzubringen.
-
Die Aufgabe wird auch gelöst, indem eine Steuervorrichtung geschaffen wird, die eingerichtet ist, um ein erfindungsgemäßes Verfahren oder ein Verfahren nach einer oder mehreren der zuvor beschriebenen Ausführungsformen durchzuführen. Die Steuervorrichtung ist vorzugsweise als Recheneinrichtung, besonders bevorzugt als Computer, oder als Steuergerät, insbesondere als Steuergerät einer Brennkraftmaschine, ausgebildet. In Zusammenhang mit der Steuervorrichtung ergeben sich insbesondere die Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit dem Verfahren erläutert wurden.
-
Die Steuervorrichtung ist bevorzugt eingerichtet, um mit dem ersten Kraftstoffinjektor und dem zweiten Kraftstoffinj ektor wirkverbunden zu werden, und eingerichtet zu deren jeweiliger Ansteuerung.
-
Die Aufgabe wird schließlich auch gelöst, indem eine Brennkraftmaschine mit mindestens einem Brennraum geschaffen wird. Dem mindestens einen Brennraum sind mindestens zwei Kraftstoffinjektoren, insbesondere ein erster Kraftstoffinjektor und ein zweiter Kraftstoffinjektor, zugeordnet. Die Brennkraftmaschine weist eine erfindungsgemäße Steuervorrichtung oder eine Steuervorrichtung nach einer oder mehreren der zuvor beschriebenen Ausführungsformen auf. In Zusammenhang mit der Brennkraftmaschine ergeben sich insbesondere die Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit dem Verfahren und der Steuervorrichtung erläutert wurden.
-
Die Steuervorrichtung ist bevorzugt mit den mindestens zwei Kraftstoffinjektoren wirkverbunden und eingerichtet zu deren jeweiliger Ansteuerung.
-
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Brennkraftmaschine,
- 2 ein Flussdiagramm eines ersten Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zur Diagnose von Kraftstoffinjektoren der Brennkraftmaschine,
- 3 ein Flussdiagramm eines zweiten Ausführungsbeispiels des Verfahrens zur Diagnose von Kraftstoffinjektoren der Brennkraftmaschine, und
- 4 ein Flussdiagramm eines dritten Ausführungsbeispiels des Verfahrens zur Diagnose von Kraftstoffinjektoren der Brennkraftmaschine.
-
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Brennkraftmaschine 1. Die Brennkraftmaschine 1 weist mindestens einen Brennraum 3, dem mindestens zwei Kraftstoffinjektoren 5 - insbesondere ein erster Kraftstoffinjektor 5.1 und ein zweiter Kraftstoffinjektor 5.2 - zugeordnet sind, und eine Steuervorrichtung 7 auf. Weiterhin weist der Brennraum 3 vorzugsweise ein Einlassventil 9.1 und ein Auslassventil 9.2 auf. Die Steuervorrichtung 7 ist mit den mindestens zwei Kraftstoffinjektoren 5 wirkverbunden und eingerichtet zu deren jeweiliger Ansteuerung. Zudem ist vorzugsweise die Steuervorrichtung 7 mit dem Einlassventil 9.1 und dem Auslassventil 9.2 wirkverbunden und eingerichtet zu deren jeweiliger Ansteuerung.
-
Die Steuervorrichtung 7 ist insbesondere dazu eingerichtet, ein Verfahren zur Diagnose von Kraftstoffinjektoren 5 der Brennkraftmaschine 1 nach einem oder mehreren der nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiele durchzuführen.
-
2 zeigt ein Flussdiagramm eines ersten Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zur Diagnose von Kraftstoffinjektoren 5 der Brennkraftmaschine 1 gemäß 1.
-
Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern jeweils auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird.
-
In einem ersten Schritt S1 wird ein erster Brennraum 3 des mindestens einen Brennraums 3 der Brennkraftmaschine 1 ausgewählt, für welchen die Diagnose der Kraftstoffinjektoren 5 durchgeführt wird.
-
Optional wird in einem zweiten Schritt S2 vorzugsweise ein insbesondere aktueller Lastpunkt der Brennkraftmaschine 1 bestimmt. Falls die Brennkraftmaschine 1 unter Voll-Last betrieben wird, findet kein Test statt, und das Verfahren wird in einem dritten Schritt S3 beendet.
-
Falls die Brennkraftmaschine 1 insbesondere unter Teil-Last betrieben wird, wird in einem vierten Schritt S4 ein erster Arbeitszyklus gestartet.
-
In einem fünften Schritt S5 wird der erste Kraftstoffinjektor 5.1 angesteuert, um eine erste vorbestimmte Kraftstoffmenge in den ersten Brennraum 3 während des ersten Arbeitszyklus einzubringen. Zusätzlich wird der zweite Kraftstoffinjektor 5.2 angesteuert, um eine zweite vorbestimmte Kraftstoffmenge in den ersten Brennraum 3 während des ersten Arbeitszyklus einzubringen.
-
Vorzugsweise wird vor dem fünften Schritt S5 in einem optionalen sechsten Schritt S6 vorzugsweise ein Rail-Druck für die Einbringung des Kraftstoffes angepasst. Alternativ oder zusätzlich wird in dem sechsten Schritt S6 vorzugsweise eine Einbringdauer für die Einbringung des Kraftstoffes angepasst.
-
In einem siebten Schritt S7 wird ein erster Brennraumdruck während des ersten Arbeitszyklus gemessen.
-
Danach wird in einem achten Schritt S8 der erste Arbeitszyklus beendet.
-
In einem neunten Schritt S9 wird anhand des ersten Brennraumdrucks bestimmt, ob mindestens ein Kraftstoffinjektor 5, ausgewählt aus dem ersten Kraftstoffinjektor 5.1 und dem zweiten Kraftstoffinjektor 5.2, defekt ist. Vorzugsweise wird der erste Brennraumdruck mit einem vorgegebenen maximalen Verbrennungsdruck verglichen. Zusätzlich wird vorzugsweise der mindestens eine Kraftstoffinjektor 5 als defekt erkannt, wenn der erste Brennraumdruck weniger als 50 % des maximalen Verbrennungsdrucks beträgt.
-
In einer bevorzugten Ausgestaltung entspricht die erste vorbestimmte Kraftstoffmenge mindestens einer insbesondere minimalen zündfähigen Kraftstoffmenge. Zusätzlich ist vorzugsweise die zweite vorbestimmte Kraftstoffmenge Null.
-
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist die erste vorbestimmte Kraftstoffmenge kleiner als die minimale zündfähige Kraftstoffmenge. Zusätzlich ist vorzugsweise die zweite vorbestimmte Kraftstoffmenge Null.
-
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist die erste vorbestimmte Kraftstoffmenge kleiner als die minimale zündfähige Kraftstoffmenge. Zusätzlich ist vorzugsweise die zweite vorbestimmte Kraftstoffmenge ebenfalls kleiner als die minimale zündfähige Kraftstoffmenge. Zusätzlich entspricht vorzugsweise eine Summe der ersten vorbestimmten Kraftstoffmenge und der zweiten vorbestimmten Kraftstoffmenge mindestens der minimalen zündfähigen Kraftstoffmenge.
-
Vorzugsweise werden die erste vorbestimmte Kraftstoffmenge und die zweite vorbestimmte Kraftstoffmenge zu verschiedenen Zeitpunkten in den ersten Brennraum 3 eingebracht. Alternativ werden vorzugsweise die erste vorbestimmte Kraftstoffmenge und die zweite vorbestimmte Kraftstoffmenge gleichzeitig in den ersten Brennraum 3 eingebracht.
-
Vorzugsweise wird zusätzlich ein zeitlicher Brennraumdruckverlauf erfasst, um den ersten Brennraumdruck zu ermitteln.
-
3 zeigt ein Flussdiagramm eines zweiten Ausführungsbeispiels des Verfahrens zur Diagnose von Kraftstoffinjektoren 5 der Brennkraftmaschine 1 gemäß 1. Die zweite Ausführungsform des Verfahrens weist zusätzlich zu den Schritten S1 bis S9 - hier der Schritt S9 als ein erster neunter Schritt S9.1 oder als ein zweiter neunter Schritt S9.2 - der ersten Ausführungsform die Schritte S10 bis S15 auf.
-
Zusätzlich zu den Schritten S1 bis S9 aus 2 wird zeitlich nach dem Ende des ersten Arbeitszyklus in dem achten Schritt S8 ein zweiter Arbeitszyklus in einem zehnten Schritt S10 gestartet. Alternativ wird vorzugsweise der zweite Arbeitszyklus nach dem ersten neunten Schritt S9.1 gestartet - insbesondere entspricht der erste neunte Schritt 9.1 dem neunten Schritt S9 aus 2.
-
In einem elften Schritt S11 wird der erste Kraftstoffinj ektor 5.1 angesteuert, um die zweite vorbestimmte Kraftstoffmenge in den ersten Brennraum 3 während des zweiten Arbeitszyklus einzubringen. Zusätzlich wird der zweite Kraftstoffinjektor 5.2 angesteuert, um die erste vorbestimmte Kraftstoffmenge in den ersten Brennraum 3 während des zweiten Arbeitszyklus einzubringen.
-
Vorzugsweise wird vor dem elften Schritt S11 in einem optionalen zwölften Schritt S12 vorzugsweise der Rail-Druck für die Einbringung des Kraftstoffes angepasst. Alternativ oder zusätzlich wird in dem zwölften Schritt S12 vorzugsweise die Einbringdauer für die Einbringung des Kraftstoffes angepasst.
-
In einem dreizehnten Schritt S13 wird ein zweiter Brennraumdruck während des zweiten Arbeitszyklus gemessen.
-
Danach wird in einem vierzehnten Schritt S14 der zweite Arbeitszyklus beendet.
-
In einem zweiten neunten Schritt S9.2 wird anhand des zweiten Brennraumdrucks bestimmt, ob mindestens ein Kraftstoffinjektor 5, ausgewählt aus dem ersten Kraftstoffinjektor 5.1 und dem zweiten Kraftstoffinjektor 5.2, defekt ist. Vorzugsweise wird der zweite Brennraumdruck mit dem vorgegebenen maximalen Verbrennungsdruck verglichen. Zusätzlich wird vorzugsweise der mindestens eine Kraftstoffinjektor 5 als defekt erkannt, wenn der erste Brennraumdruck weniger als 50 % des maximalen Verbrennungsdrucks beträgt. Wird der erste neunte Schritt S9.1 nicht durchgeführt, entspricht der zweite neunte Schritt S9.2 dem neunten Schritt S9 des Ausführungsbeispiels gemäß 2.
-
Alternativ wird vorzugsweise in dem zweiten neunten Schritt S9.2 anhand des ersten Brennraumdrucks und des zweiten Brennraumdrucks bestimmt, ob mindestens ein Kraftstoffinjektor 5, ausgewählt aus dem ersten Kraftstoffinjektor 5.1 und dem zweiten Kraftstoffinjektor 5.2, defekt ist.
-
Optional wird in einem fünfzehnten Schritt S15 der erste Brennraumdruck mit dem zweiten Brennraumdruck verglichen. Vorzugsweise wird in diesem Fall in dem zweiten neunten Schritt S9.2 insbesondere zusätzlich anhand des Vergleichs bestimmt, ob mindestens ein Kraftstoffinjektor 5, ausgewählt aus dem ersten Kraftstoffinjektor 5.1 und dem zweiten Kraftstoffinjektor 5.2, defekt ist.
-
4 zeigt ein Flussdiagramm eines dritten Ausführungsbeispiels des Verfahrens zur Diagnose von Kraftstoffinjektoren 5 der Brennkraftmaschine 1 gemäß 1.
-
In dem ersten Schritt S1 wird, wie in dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel, ein erster Brennraum 3 der Brennkraftmaschine 1 ausgewählt.
-
In einem sechzehnten Schritt S16 wird vorzugsweise das erste Ausführungsbeispiel des Verfahrens aus 2, insbesondere die Schritte S2 bis S9, durchgeführt. Alternativ wird in dem sechzehnten Schritt S16 vorzugsweise das zweite Ausführungsbeispiel des Verfahrens aus 3, insbesondere die Schritte S2 bis S 15, durchgeführt.
-
In einem siebzehnten Schritt S17 wird geprüft, ob für alle Brennräume 3 der Brennkraftmaschine 1 die jeweils mindestens zwei Kraftstoffinjektoren 5 überprüft wurden.
-
Falls für alle Brennräume 3 der Brennkraftmaschine 1 die jeweils mindestens zwei Kraftstoffinjektoren 5 überprüft wurden, wird das Verfahren in einem achtzehnten Schritt S18 beendet.
-
Falls nicht für alle Brennräume 3 der Brennkraftmaschine 1 die jeweils mindestens zwei Kraftstoffinjektoren 5 überprüft wurden, werden der erste Schritt S1, der sechzehnte Schritt S16 und der siebzehnte Schritt S17 für einen nächsten Brennraum 3 erneut durchgeführt.
-
Vorzugsweise wird eine Diagnose der jeweils mindestens zwei Kraftstoffinjektoren 5 für alle Brennräume 3 der Brennkraftmaschine 1 iterativ durchgeführt.
-
Alternativ wird eine Diagnose der jeweils mindestens zwei Kraftstoffinjektoren 5 für alle Brennräume 3 der Brennkraftmaschine 1 gleichzeitig durchgeführt.
-
Vorzugsweise wird ein Ausführungsbeispiel, ausgewählt aus den Ausführungsbeispielen des Verfahrens aus 2, 3, und 4, zyklisch, insbesondere nach einer vorbestimmten Betriebsdauer der Brennkraftmaschine, wiederholt.
