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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Prüfung eines
Kraftstoffzumesssystems.
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Im
Rahmen der Prüfung
in der Motorenmontage wird üblicherweise
ein sogenannter Kalttest durchgeführt. Bei diesem werden unter
anderem die Kontaktierung der Injektoren geprüft. Erfindungsgemäß erfolgt
diese Prüfung
mittels des Seriensteuergeräts,
das im Normalbetrieb zur Steuerung der Kraftstoffzumessung verwendet
wird.
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Dadurch,
dass der sogenannte Kalttest mittels des Seriensteuergeräts durchgeführt wird,
können
die Kosten deutlich reduziert werden. Des weiteren kann der Zeitaufwand
bei der Prüfung,
insbesondere bei der Prüfung
der Kontaktierung der Injektoren, deutlich verringert werden, da
keine entsprechende Prüfeinrichtung
eingebaut und/oder ausgebaut werden muss.
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Vorzugsweise
wird die Prüfung
während
der Steuergeräteinitialisierung,
das heißt
in der Initialisierungsphase vor der Inbetriebnahme durchgeführt wird.
Das Einspritzsystem ist in dieser Phase noch drucklos, deshalb ist
eine ungewollte Einspritzung mit der Gefahr einer unkontrollierten
Verbrennung ausgeschlossen. Ferner entfällt die Zeit für den Druckaufbau
im Hochdrucksspeicher.
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Besonders
vorteilhaft ist es, wenn die Prüfung
einmalig vor der Inbetriebnahme, insbesondere der ersten Inbetriebnahme
erfolgt. Dadurch kann der Zeitaufwand erheblich reduziert werden.
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Vorzugsweise
erfolgt die Prüfung
wenn eine Drehzahlgröße kleiner
als ein Schwellenwert ist, eine Raildruckgröße kleiner als ein Schwellenwert.
Durch diese Vorgehensweise können
während
der Prüfung ungewollte
Einspritzungen sicher verhindert werden.
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Dadurch,
dass die Prüfung
erfolgt, wenn eine Spannungsgröße größer als
ein Schwellenwert ist, ist gewährleistet,
dass ein Piezoaktor sicher geladen und/oder entladen werden kann.
Als Spannungsgröße wird
vorzugsweise die Spannung an einem sogenannten Bufferkondensator
der Piezo-Endstufe ausgewertet.
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Vorzugsweise
beinhaltet die Fehlererkennung eine Überprüfung auf einen Kurzschluss,
eine Unterbrechung und/oder Verpolung von Leitungen. Dadurch können alle
Fehler, die während
der Montage auftreten können
sicher erkannt werden.
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Bei
einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist das Steuergerät mit einem
Diagnosetester verbunden. Dieser kann derart ausgebildet sein, dass
er die Prüfung
initialisiert. Alternativ oder ergänzend werden die die Ergebnisse
der Prüfung
mittels des Diagnosetester ausgelesen und/oder angezeigt.
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Weitere
vorteilhafte und zweckmäßige Ausgestaltungen
und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
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Zeichnung
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Die
Erfindung wird nachstehend anhand der in einer Zeichnung dargestellten
Ausführungsformen erläutert. Es
zeigen Figur im Blockdiagramm der erfindungsgemäßen Endrichtung und 2 ein Flussdiagramm zu Verdeutlichung
der erfindungsgemäßen Vorgehensweise.
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Beschreibung
der Ausführungsbeispiele
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In 1 sind wesentliche Elemente
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
anhand eines Blockdiagramms dargestellt. Eine Brennkraftmaschine
ist mit 100 bezeichnet. Dieser Brennkraftmaschine sind Injektoren 101 bis 104 zugeordnet.
Ferner ist an der Brennkraftmaschine 100 wenigstens ein
Sensor 110 angebracht. Dieser beaufschlagt unter anderem
eine Motorsteuerung 120 mit einer Signalgröße. Hierbei handelt
sich insbesondere um Signale bezüglich
der Drehzahl der Brennkraftmaschine und/ oder um den sogenannten
Raildruck P.
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Die
Motorsteuerung 120 beinhaltet unter anderem eine Einspritzsteuerung 122 und
einen Verbautest 124. Die Einspritzsteuerung 122 beaufschlagt
eine Ventilsteuerung 130 mit Signalen. Die Ventilsteuerung 130 umfasst
unter anderem eine Endstufensteuerung 136, eine Endstufendiagnose 138 sowie
die Endstufen 131 bis 134, die den Injektoren 101 bis 104 zugeordnet
sind. Die Endstufen beaufschlagen die Injektoren über Leitungen 141 bis 144 mit
Versorgungsspannung. Die Endstufendiagnose 138 beaufschlagt
den Verbautest 124 mit einem Signal.
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Bei
einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist ein Diagnosetester 150 vorgesehen,
der von dem Verbautest 124 mit einem Signal beaufschlagt wird
und der wiederum die Einspritzsteuerung 122 mit einem Signal
beaufschlagt. Hierbei handelt es sich um ein Gerät, das nur zeitweise mit der
Motorsteuerung verbunden ist.
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Vorzugsweise
werden die Motorsteuerung 120, die Ventilsteuerung 130,
die Injektoren 101 bis 104 und weitere nicht dargestellte
Elemente als Kraftstoffzumesssystem bezeichnet. Vorzugsweise ist vorgesehen,
dass die Motorsteuerung und die Ventilsteuerung in einer baulichen
Einheit in ein Steuergerät
integriert sind. Dieses Steuergerät kann neben den beschriebenen
Funktionen noch weitere Funktionen der Steuerung bei einer Brennkraftmaschine wahrnehmen.
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Bei
einer Ausgestaltung kann auch vorgesehen sein, dass die Motorsteuerung
und die Ventilsteuerung in getrennten Steuergeräten verbaut sind. Die Injektoren
sind vorzugsweise mit einem sogenannte Piezoaktor ausgestattet.
Durch laden und entladen der Piezoaktoren kann der Kraftstofffluss durch
die entsprechenden Injektoren und damit die Kraftstoffmenge, die
in die entsprechenden Brennräume
der Brennkraftmaschine gelangt, gesteuert werden.
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Ausgehend
von verschiedenen Sensorgrößen, wie
beispielsweise der Drehzahl N und weiteren nicht dargestellten Größen, ermittelt
die Motorsteuerung 120 eine gewünschte Einspritzmenge und einen gewünschten
Einspritzzeitpunkt. Diese Größen werden
von der Einspritzsteuerung 122 berechnet und der Ventilsteuerung übergeben.
Die dortige Entstufensteuerung setzt diese Signale Ansteuersignale
für die
Entstufen 131 bis 134 um. Das heißt die Entstufensteuerung
legt den Beginn und das Ende des Ladevorgang bzw. des Entladevorganges
der Piezoaktoren fest.
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Um
auftretende Fehler zu erkennen zu können ist eine Entstufendiagnose 138 vorgesehen,
die verschiedene Spannungswerte, Stromwerte und/oder Lade-/Entladezeiten
innerhalb der Ventilsteuerung und/oder im Bereich der Injektoren
auswertet.
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Während des
Zusammenbaus der Steuerungen und der Injektoren bzw. dem Einbau
in die Brennkraftmaschine können
vielfältige
Fehler auftreten. Unter anderem kann der Fall eintreten, dass ein Kurzschluss
und/oder einer Unterbrechung einer der Verbindungsleitungen 141 bis 144 zwischen
der Ventilsteuerung und einem der Injektoren auftritt. Dabei können Kurzschlüsse die
Verbindungsleitungen mit Masse mit einer Versorgungsspannung und/oder
mit einer anderen Verbindungsleitung verbinden. Des weiteren kann
der Fall eintreten, dass einer der Injektoren verpolt angeschlossen
wird. Das heißt
das der Plus- und der Minusanschluss der Injektoren vertauscht sind.
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Um
solche Fehler und andere Fehler zu erkennen, ist vorgesehen, dass
vor der ersten Inbetriebnahme der Brennkraftmaschine ein sogenannter Kalttest
durchgeführt
wird. Hierzu werden die Injektoren geeignet angesteuert, das heißt es erfolgt
ein Ladevorgang und eine Entladevorgang. Vor, während und/oder nach dem Ladevorgang
und/oder dem Entladevorgang wertet die Entstufendiagnose 138 entsprechende
Messgrößen aus
und erkennt gegebenenfalls einen oder mehrere Fehler. Ist dies der
Fall, so wird eine entsprechende Fehlermeldung von der Ventilsteuerung
an den Verbautest 124 übermittelt.
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Besonders
vorteilhaft ist, dass der Kalttest durch die Motorsteuerung in Verbindung
der Ventilsteuerung 130, das heißt durch das Steuergerät durchgeführt wird.
Das Steuergerät
bestehend aus wenigstens der Motorsteuerung und der Ventilsteuerung
steuert zum Einen die übliche
Kraftstoffzumessung im Normalbetrieb und zum Anderen führt es den Kalttest
vor der ersten in Betriebnahme des Kraftstoffzumesssystems durch.
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Bei
einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein,
dass die Daten bezüglich des
fehlerfreien und/oder des fehlerhaften Zustandes mittels eines Diagnosetesters 150 ausgelesen
wird. Des weiteren kann vorgesehen sein, dass mittels des Diagnosetesters 150 durch
entsprechende Ansteuerung der Einspritzsteuerung 122 die
Prüfung
ausgelöst
wird.
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Durch
die Verwendung des Steuergeräts, dass
während
des Betriebs die Kraftstoffzumessung steuert, können zusätzliche Komponenten eingespart
werden.
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Vorzugsweise
erfolgt der Kalttest vor der ersten in Betriebnahme des Gesamtsystems.
Das heißt nach
Montage des Gesamtsystems wird mit Beginn der ersten Inbetriebnahme
der Motorsteuerung und/oder der Ventilsteuerung der Kalttest ausgelöst und die Überprüfung durchgeführt.
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Bei
einer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass bei weiteren Inbetriebnahmen
der Kalttest nicht mehr durchgeführt
wird. Bei einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass nach
jedem Eingriff in das Gesamtsystem, beispielsweise einer Reparatur einzelner
Komponenten, der Kalttest durchgeführt wird. Des Weiteren kann
bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform vorgesehen werden,
dass die Überprüfung bei
jedem Motorstart erfolgt.
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Die
erfindungsgemäße Vorgehensweise
wird im folgenden anhand des Flussdiagramms der 2 beispielhaft dargestellt. Nach dem
ersten Einschalten der Brennkraftmaschine bzw. des Steuergeräts überprüft eine
Abfrage 200, ob ein Merker I mit 0 gesetzt ist. Ist dies
der Fall, folgt Schritt 205. Ab Schritt 205 wird
dann das übliche
Steuerprogramm abgearbeitet. Nimmt der Wert des Merkers I den Wert
1 an, so folgt die Abfrage 210.
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Bei
einer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Steuergerät mit dem
Diagnosetester 150 verbunden ist. In diesem Fall kann vorgesehen
sein, dass der Diagnosetester ein Anforderungssignal abgibt. Bei
dieser Ausführungsform überprüft die Abfrage 200,
ob ein entsprechendes Anforderungssignal vorliegt. Ist dies der
Fall, so folgt ebenfalls die Abfrage 210.
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Die
Abfrage 210 prüft,
ob die Drehzahlgröße N kleiner
als eine Schwellenwert NS ist. Ist dies der Fall, so folgt die Abfrage 220.
Diese überprüft, ob der Raildruck
P kleiner als ein Schwellenwert SP ist. Ist dies ebenfalls der Fall,
so überprüft einer
Abfrage 230, ob eine Spannungsgröße U größer als ein Schwellenwert SU
ist. Ist dies ebenfalls der Fall, so beginnt mit Schritt 240 der
eigentliche Prüfungsablauf
des Kalttestes.
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Durch
die obigen Abfragen wird gewährleistet,
dass die Brennkraftmaschine noch nicht betrieben wird, und gegebenenfalls
wenn dies der Fall ist, der Test unterbunden wird. Durch den Merker
I wird gewährleistet,
dass der Prüfablauf
nur einmal erfolgt. Abhängig
von der Realisierung kann vorgesehen sein, dass der Merker I bei
jedem Ausschaltvorgang auf 1 zurückgesetzt
wird. Als Alternative kann vorgesehen sein, dass der Merker I lediglich
bei Austausch einzelner Komponenten zurück gesetzt wird, oder dass
der Merker nur bei der Fertigung mit 1 gesetzt wird.
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Alternativ
kann der Merker I applikativ auf eine festen Wert eingestellt werden.
Damit erhält man
ein spezielles Steuergerät
für einen
Kalttestprüfstand.
Dies Steuergeräte
unterscheiden sich vom Seriensteuergerät nur durch die Bedatung dieses
eines Labels.
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Mit
den Abfragen 210 und 220 wird gewährleistet,
dass der Test nur dann durchgeführt
wird, wenn die Brennkraftmaschine steht und/oder noch keine Druckaufbau
im Kraftstoffzumesssystem erfolgt ist. Mit der Abfrage 230 wird
gewährleitstet,
dass die Prüfung
nur dann erfolgt, wenn ausreichend Energie zum Laden und Entladen
der Piezoaktoren zu Verfügung
steht.
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Sind
alle diese Prüfungen
erfolgreich abgelegt, wird im Schritt 240 ein Zähler N mit
1 gesetzt. Im Schritt 250 wird dann der Injektor I(1) geladen.
Im anschließenden
Schritt 260 wird der Injektor I(1) entladen. Nach Abarbeitung
des Ladevorgangs und des kompletten Entladevorgangs werden aus der
Endstufendiagnose 138 im Schritt 270 möglicherweise
auftretende Fehler ausgelesen und in den Verbautest 124 eingeschrieben.
Anschließend
in Schritt 280 wird der Zähler N um eins erhöht. Die
anschließende
Abfrage 290 überprüft, ob der
Wert N größer als
der Wert Z ist, ist dies der Fall, so endet der Programmdurchlauf
in Schritt 295.
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Mittels
der Schritte 240, 280 und 290 wird gewährleistet,
dass die Prüfung
der einzelnen Injektoren nacheinander erfolgt. Die Zahl Z entspricht
der Anzahl der Zylinder. Das heißt, die Vorgehensweise ist
bei jeder beliebiger Zylinderzahl anwendbar.
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In
Schritt 295 wird der Merker I auf 0 gesetzt. Im Anschluss
an die Schritte 205 und 295 erfolgt dann die übliche Initialisierung
des Steuergeräts
und anschließend
die üblichen
Kraftstoffzumessung.
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Ist
das Steuergerät
mit dem Diagnosetester verbunden, so werden in Schritt 295 die
Werte in den Diagnosetester 150 übertragen. Besonders vorteilhaft
ist es, wenn die Ergebnisse mittels des Diagnosetesters angezeigt
werden.
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Da
während
des Prüfablaufs
die Brennkraftmaschine noch nicht läuft, liegen wesentliche Größen, wie
beispielsweise die Drehzahl der Brennkraftmaschine, in der Motorsteuerung
noch nicht vor. Die Einspritzsteuerung 122 kann daher keine
Ansteuersignale zur Beaufschlagen der Ventilsteuerung vorgeben.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen,
dass die zur Vorgabe der Ansteuersignale benötigten Größen von der Motorsteuerung
und/oder der Ventilsteuerung generiert, das heißt in geeigneter Weise vorgegeben, werden.
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So
kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Steuerung der Zumessung
mittels einer Winkeluhr erfolgt. Mittels eines Sensors werden hierzu
Impulse ausgelöst,
die die Stellung der Kurbelwelle und/oder der Nockenwelle charakterisieren.
Ausgehende von diesen Impulsen löst
die Winkeluhr zur vorgegebenen Winkelstellungen der Kurbelwelle
Signale zur Bildung der Ansteuersignale aus. Erfindungsgemäß ist nun
vorgesehen, dass diese Winkeluhr in ein sogenannten Timermodus geschaltet
wird, das heißt
die Winkeluhr generiert selbständig
Kurbelwellensignale. Diese Signale entsprechen dabei einer konstanten
Motordrehzahl.
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Während des
Prüfablaufs
werden die Ansteuerbeginne und/oder die Ansteuerdauer in die Winkeluhr
einprogrammiert. Nachdem das Ereignis abgearbeitet ist, werden die
entsprechende Diagnoseregister zylinderselektiv bzw. injektorselektiv
aus der Entstufendiagnose ausgelesen und im Verbautest abgespeichert.
Diese Funktion wiederholt sich entsprechend der Anzahl der Zylinder.
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Besonders
vorteilhaft ist es, wenn die Ansteuerung der Injektoren mit einer
verringerten Spannung und/oder mit einer sehr kurzen Ansteuerdauer erfolgt,
um ein ungewolltes Einspritzen zu verweiden. Das bedeutet die gesamte
Zeitdauer der Ansteuerdauer, das heißt die Summe aus Ladevorgang
und Entladevorgang, sollte eine bestimmte Zeit nicht überschreiten.
Diese Zeit beträgt
vorzugsweise 1 ms.