DE10343069B4 - Verfahren zur Quantifizierung einer Voreinspritzung bei einem Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Verfahren zur Quantifizierung einer Voreinspritzung bei einem Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine Download PDF

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Abstract

Verfahren zur Quantifizierung einer Voreinspritzung bei einem Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine (10), wobei ein Klopfsensor (12) das bei der Verbrennung des Kraftstoff-Luftgemisches im Zylinder (11) der Brennkraftmaschine (10) entstehende Verbrennungsgeräusch erfasst und eine Auswerteeinheit (15) dieses Geräusch filtert und analysiert, wobei das Verbrennungsgeräusch in einem Zeitfenster erfasst wird, dessen Lage und/oder Breite in Bezug auf den Drehwinkel der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine (10) in Abhängigkeit von wenigstens einem Betriebsparameter veränderbar ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein vom Raildruck abhängiges Basissignal (BS) für eine minimale Einspritzzeit gebildet wird, bei der noch keine Kraftstoffeinspritzung erfolgt, und dass ein Algorithmus gebildet wird, mit Hilfe dessen aus dem analysierten Verbrennungsgeräusch die bei der Voreinspritzung abgesetzte Kraftstoffmenge quantifiziert wird.

Description

  • Die Erfindung geht von einem Verfahren zur Quantifizierung einer Voreinspritzung bei einem Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine aus, wobei ein Klopfsensor das bei der Verbrennung des Kraftstoff-Luftgemisches im Zylinder der Brennkraftmaschine entstehende Verbrennungsgeräusch erfasst und eine Auswerteeinheit dieses Geräusch filtert und analysiert.
  • Es ist schon bekannt, dass bei einer Voreinspritzung, bei der eine sehr kleine Kraftstoffmenge, beispielsweise Diesel oder Benzin vor der eigentlichen Haupteinspritzung in den Zylinder der Brennkraftmaschine eingespritzt wird, eine exakte Bestimmung der eingespritzten Kraftstoffmenge kaum möglich ist.
  • Bisher wurde dieses Problem zum Beispiel dadurch gelöst, dass das Einspritzventil (Injektor) für eine bestimmte Zeitspanne angesteuert wurde, so dass dessen Einspritzventil so lange geöffnet wurde, bis die unter Druck stehende gewünschte Kraftstoffmenge ausgetreten ist. Dieses Verfahren arbeitet jedoch sehr unzuverlässig, da die eingespritzte Kraftstoffmenge beispielsweise von der Öffnungsdauer und der Öffnungsweite des Einspritzventils, von Druckschwankungen im Hochdrucksystem, von der Fließfähigkeit und der Temperatur des Kraftstoffs, vom Verschleiß der Düsennadel, von Toleranzen des Aktors, vom der Alterung und Langzeitdrift des Injektors usw. abhängt. Diese Faktoren sind nicht quantitativ erfassbar und können somit zu instabilen oder fehlerhaften Einspritzmengen bei der Voreinspritzung führen.
  • Es ist weiter bekannt, dass zur Lösung dieser Probleme versucht wurde, mit Hilfe eines Klopfsensors das bei der Einspritzung. und Zündung des Kraftstoff-Luftgemisches entstehende Verbrennungsgeräusch zu erfassen und zu analysieren. Allerdings ergibt sich hierbei das Problem, dass das Verbrennungsgeräusch nur während eines vorgegebenen, feststehenden Fensters erfasst werden kann, da die Lage und die Breite des Fensters in Bezug auf einen Kurbelwellen-Drehwinkel konstant gehalten wird. Der Einfluss, den wichtige Betriebsparameter wie die Drehzahl, das Lastmoment und/oder der Einspritzzeitpunkt auf das Verbrennungsgeräusch ausüben, konnte bei diesem Verfahren bisher nicht berücksichtigt werden.
  • In der Druckschrift WO 99/17010 wird ein Verfahren zur Quantifizierung einer Voreinspritzung bei einem Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine offenbart, wobei die bei der Voreinspritzung abgesetzte Kraftstoffmenge in Abhängigkeit der Messwerte eines Klopf- bzw. Körperschallsensors bestimmt wird. In dieser Druckschrift wird darüber hinaus ein Zeitfenster definiert, dessen Breite Kurbelwinkel-bezogen in Abhängigkeit von Betriebsparametern festgelegt werden kann.
  • In der nachveröffentlichten Druckschrift WO 2004/005686 A1 wird ein Verfahren zur Berechnung der Voreinspritzmenge mittels des Körperschalls offenbart, wobei das entsprechend gefilterte und verarbeitete Messsignal innerhalb eines definierten Messfensters analysiert wird.
    •
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, bei dem die bei der Voreinspritzung abgesetzte Kraftstoffmenge besser quantifiziert werden kann. Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
  • Gegenüber dem bekannten Stand der Technik hat das erfindungsgemäße Verfahren zur Quantifizierung einer Voreinspritzung den Vorteil, dass auch kleinste Einspritzmengen von Kraftstoff bei der Voreinspritzung zuverlässiger quantifiziert werden kön nen. Das wird insbesondere dadurch erreicht, dass das zur Einspritzung gebildete Fenster zeitabhängig in Abhängigkeit von wenigstens einem Betriebsparameter bezüglich seiner Lage und/oder seiner Breite verschiebbar beziehungsweise veränderbar ausgebildet ist. Durch Berücksichtigung der aktuellen Betriebsparameter kann mit Hilfe eines geeigneten Algorithmus die voreingespritzte Kraftstoffmenge quantifiziert werden, so dass die Verbrennung des Kraftstoff-Luftgemisches im Zylinder der Brennkraftmaschine zuverlässiger gesteuert werden kann.
  • Des Weiteren wird zunächst ein vom Raildruck abhängiges Basissignal für eine minimale Einspritzzeit gebildet, bei der die Düse des Einspritzventils noch nicht geöffnet hat und somit kein Kraftstoff in den Zylinder eingespritzt werden kann. Dieses Basissignal ist abhängig vom aktuellen Raildruck und ist somit besonders gut geeignet für einen späteren Vergleich mit einem weiteren Verbrennungsgeräuschsignal, bei dem bei der Voreinspritzung Kraftstoff eingespritzt wurde.
  • Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des in Anspruch 1 angegebenen Verfahrens aufgeführt. Als besonders vor teilhaft wird angesehen, dass die lage des Zeitfesters in Abhängigkeit von Betriebsparametern wie der Drehzahl, dem Lastmoment und/oder dem Einspritzbeginn variiert wird. Dieses erleichtert die Auswertung des aufgenommenen Verbrennungsgeräusches insbesondere im Hinblick auf die Bestimmung der Kraftstoffmenge bei der Voreinspritzung.
  • Durch die Filterung des Verbrennungsgeräusches mit Hilfe eines Bandpasses können vorteilhaft die mechanischen Geräusche zum großen Teil von den Resonanzfrequenzen im Brennraum getrennt werden.
  • Durch die Differenzbildung zwischen dem Basissignal ohne Kraftstoffeinspritzung und dem weiteren VerbrennungsgeräuschSignal, welches während einer Kraftstoffeinspritzung erfasst wird, einer anschließenden Mittelwertbildung ergibt sich eine vorteilhafte Möglichkeit für die Beurteilung des analysierten Verbrennungsgeräusches.
  • Um eine zuverlässigere Aussagemöglichkeit für das analysierte Signal zu erhalten, werden statistische Verfahren angewendet. Beispielweise wird die Mittelwertbildung durch eine Reihe von Messungen und Analysen des Verbrennungsgeräusches wiederholt. Die so entstandene Vielzahl von Mittelwerten wird vorzugsweise zwischengespeichert und mit der statistischen Schiefe bewertet.
  • Als günstig wird weiterhin angesehen, die Bewertung der Mittelwerte in Aussageintervalle einzuteilen, die beispielsweise in Form einer Tabelle angeordnet sind. Insbesondere ist vorgesehen, die Aussageintervalle in Abhängigkeit von der Drehzahl, der Voreinspritzung und/oder dem Lastmoment auszubilden.
  • Nach einer derartigen Verteilung der Mittelwerte kann eine einfache Beurteilung der ermittelten Werte durchgeführt werden. Liegt keine oder nur eine geringe Streuung der Werte vor, hierbei wir vorzugsweise auch eine statistische Schieflage berücksichtigt, dann kann das Aussageintervall, in das die meisten Messwerte gefallen sind, zur Korrektur der Injektor- beziehungsweise der Aktorsteuerung herangezogen werden. In den anderen Fällen sind die Aussageintervalle zu verwerfen und neue Messungen durchzuführen.
    •
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
  • 1 zeigt in schematischer Darstellung eine Anordnung für die Auswertung der aufgenommenen Verbrennungsgeräusche,
  • 2 zeigt eine erste Tabelle mit Resonanzfrequenzen, die bei einem Zylinder für verschiedene Betriebspunkte ermittelt wurden,
  • 3 zeigt ein Diagramm mit Frequenzspektren, die für verschiedene Einspritzungen gemessen wurden,
  • 4 zeigt ein weiteres Diagramm, bei dem die Verteilungen der einzelnen Messwerte aufgetragen sind,
  • 5 zeigt eine weitere Tabelle, in der die Entscheidungsergebnisse in Aussageintervalle eingetragen sind,
  • 6 zeigt ein Histogramm für einen Messpunkt,
  • 7 zeigt ein drittes Diagramm, bei dem verschiedene statistische Mittelwerte und die entsprechenden Werte für die Standardabweichung eingetragen sind und
  • 8 zeigt in vereinfachter Darstellung ein Blockschaltbild für eine Vorrichtung zur Quantifizierung der Einspritzmenge.
  • Das Blockschaltbild in 1 zeigt in schematischer Darstellung einen Funktionsablauf, wie der Algorithmus für die Auswertung der vom Klopfsensor empfangenen Signale (Körperschallsignale) gebildet wird. Der Algorithmus ist in Form eines Programms (Softwareprogramm) ausgebildet und ist vorzugsweise Bestandteil eines Motormanagementsystems insbesondere für die Diesel- oder Benzineinspritzung.
  • Die vom Klopfsensor empfangenen Signale enthalten nicht nur die Verbrennungsgeräusche, die im Zylinder der Brennkraftmaschine durch die Verbrennung des eingespritzten Kraftstoff-Luftgemisches gebildet werden, sondern auch die mechanischen Geräusche, die durch die Bewegung des Kolbens, der Ventile, der Nockenwelle, der Kurbelwelle, der angeschlossenen Aggregate usw. entstehen. Im Block 1 werden zunächst nur die Signale ausgewertet, die innerhalb eines vorgegebenen zeitlichen Fensters empfangen werden, wobei dieses Fenster auf einen entsprechenden Bereich für den Kurbelwellenwinkel der Brennkraftmaschine bezogen ist. Alle außerhalb des Fensters liegende Signale werden unterdrückt.
  • Da innerhalb des Fensters die Voreinspritzung zeitabhängig erfolgt, wobei die Zündung der Voreinspritzung idealerweise innerhalb des Zeitfensters liegt, ändert sich auch die Fensterlage und seine Breite in Abhängigkeit von relevanten Betriebsparametern zeitabhängig. Wesentliche Betriebsparameter sind beispielsweise die Drehzahl N, der Einspritzbeginn SOI (Start of Injection) und/oder das indizierte Lastmoment TQI (Torque indicated), da die Verbrennung im wesentlichen von diesen Parametern gesteuert wird. Die Voreinspritzung erfolgt mit kleinsten Kraftstoffmengen und engen Spritzabständen drehzahlabhängig, je nach System beispielsweise im Bereich 20°... –10° Kurbelwellenwinkel vor OT (oberer Totpunkt).
  • Im Block 1 erfolgt eine AA-Filterung der Signale (Anti Aliasing) und anschließend wird das Signal über einen Bandpass geleitet. Durch die Bandpassfilterung wird ein Großteil der mechanischen Geräusche von den Verbrennungsgeräuschen getrennt. Diese Filterung erfolgt sowohl mit einem Ansteuerimpuls, bei dem bei der Voreinspritzung durch eine sehr kurze Ansteuerzeit des Einspritzventils noch kein Kraftstoff eingespritzt wurde als auch mit einem längeren Ansteuerimpuls, bei dem Kraftstoff eingespritzt wurde. Diese Vorgänge werden mehrfach wiederholt, so dass für die spätere Auswertung durch statistische Auswerteverfahren die Zuverlässigkeit der Messwerte verbessert werden kann. Vorzugsweise wird eine Multibandfilterung zur gezielten Extraktion der Brennraumresonanzfrequenzen durchgeführt. In einem Spezialfall wird nur ein Filterband für alle signifikanten Brennraumresonanzfrequenzen verwendet.
  • Die beiden gefilterten Signale werden auf einen Block 2 geleitet. Hier wird die Signalenergie aller in einer Messperiode ermittelten Signale sowie deren Energiedifferenz berechnet. Im Block 3 erfolgt eine statistische Auswertung von gebildeten Mittelwerten. Die Ergebnisse bilden üblicherweise eine Normalverteilung, die entsprechend ausgewertet wird. Ist auf Grund der Verteilung jedoch keine klare Entscheidung möglich, dann springt das Programm auf den Eingang von Block 1 zurück und die Messungen werden wiederholt. Im anderen Fall erfolgt im Block 4 eine Bewertung der Messwerte. Dazu werden die Messwerte beziehungsweise die daraus ermittelten Mittelwerte in entsprechende Aussageintervalle eingeteilt und ge wichtet. Als Bewertungskriterien sind vier Gruppen vorgesehen: Die Voreinspritzung ist in Ordnung, es erfolgte keine Voreinspritzung, die Voreinspritzung war zu niedrig oder die Voreinspritzung war zu hoch. Je nach der getroffenen Entscheidung erfolgt im Block 5, der das Programm für die Einspritzsteuerung enthält, eine entsprechende Korrektur der Voreinspritzung.
  • Nachfolgend wird an Hand der 2 bis 7 der zuvor beschriebene Ablauf detailliert erläutert.
  • 2 zeigt eine Tabelle, in der Resonanzfrequenzen in Abhängigkeit von den Moden dargestellt sind. Das gefilterte Verbrennungsgeräusch entsteht im Zylinder durch Longitudinal- und Transversalwellen, die sich unterschiedlich ausbreiten und entsprechende Resonanzfrequenzen aufweisen. Die Berechnung der Resonanzfrequenzen erfolgt nach der bekannten Bessel-Funktion:
    Figure 00080001
  • Die Besselfunktion m-ter Ordnung stellt eine Lösung für die aus der Wellengleichung für Hohlzylinder gewonnene Differenzialgleichung dar. Dabei ist fm,s die Resonanzfrequenz, ηm,s sind die Moden an der s-ten Nullstelle der Ableitung der Bessel-Funktion m-ter Ordnung erster Art. Co ist die Schallgeschwindigkeit im Zylinder, T ist die Temperatur im Zylinder in Kelvin K und R ist der Durchmesser des Zylinders.
  • Die Tabelle gemäß 2 zeigt für verschiedene Moden ηm,s die Resonanzfrequenzen fm,s, die für die Temperatur T = 1500K und T = 2500K berechnet wurden. Zum Beispiel sind der mittleren Spalte für η1,1 = 1,84 die Resonanzfrequenz fm,s = 6,1 KHz und entsprechend für die übrigen Moden die Resonanzfrequenzen fm,s = 10,2 KHz, 12,8 KHz und 14,0 KHz entnehmbar. Bei T = 2500 K sind in 2 die entsprechenden Resonanzfrequenzen in der rechten Spalte eingetragen.
  • 3 zeigt ein weiteres Diagramm, in das mehrere Frequenzkurven eingetragen wurden, die an einen Testmotor gemessen und im Frequenzbereich 5,2... 19 KHz gefiltert wurden. Jede Kurve entspricht einer bestimmten, vorgegebenen Einspritzmenge bei der Voreinspritzung. Diese Kurve entspricht praktisch dem Geräusch, das durch das Einspritzventil mit seinen beweglichen Teilen erzeugt wird. Bei der Kurve 2 entspricht die Einspritzmenge mfprev = 0,2mg, bei der Kurve 3 entspricht die Einspritzmenge mfprev = 0,8mg, bei der Kurve 4 entspricht die Einspritzmenge mfprev = 1,5mg und bei der Kurve 5 entspricht die Einspritzmenge mfprev = 2,3mg. Diese Kurven sind über mehrere Messungen ermittelte Spektren und entsprechen der mittleren Spalte der Tabelle in 2, wie sie für die Resonanzfrequenzen bei T = 1500 K ermittelt wurden.
  • 4 zeigt ein weiteres Diagramm, in das beispielhaft 60 nachfolgende Messwerte (Zyklen) erfasst und ausgewertet wurden. Dabei entfallen jeweils 30 Messwerte auf das Referenzsignal ohne Einspritzung (Basissignal) und 30 Messwerte mit Einspritzung. Es sind jeweils 30 Differenzwerte (Signalenergiedifferenz im Zeitfenster) für ansteigende Einspritzdauern aufgetragen. Die Messwerte wurden bei einer Drehzahl N = 1500 rpm und bei einem Raildruck von 800 bar aufgenommen.
  • Auf der x-Achse wurde die Einspritzdauer td in Schritten von jeweils 5 μs erhöht. Der Anfangswert liegt bei 130μs, bei dem keine Einspritzung erfolgt. Er gilt als Basiswert. Auf der y-Achse ist eine berechnete Energiedifferenz ΔE(t) in Schritten von 0,1 aufgetragen, die sich aus jeweils einem Messwert abzüglich des nachfolgend gemessenen Basiswertes bestimmen lässt. Die Differenz entspricht dann genau dem Signalanteil, der durch die reine Verbrennung zu Stande kommt. Mechanische Geräusche, insbesondere das Geräusch des Injektors werden dadurch ausgeblendet.
  • Die Energie E(t) innerhalb des Zeitfensters wurde nach folgender Gleichung berechnet: E (t) = 1/v2·|f(t)|2 wobei f(t) die Resonanzfrequenz ist.
  • Wie in 4 dem Diagramm entnehmbar ist, ist die Energiedifferenz ΔE(t) und damit die Einspritzmenge bei kleinen Einspritzzeiten (Schritt 0... 3) zunächst gering. Sie steigt mit zunehmender Einspritzdauer an, bis sie ab etwa 10 Schritten horizontal verläuft. Bei jedem Schritt sind beispielhaft 30 Werte aufgetragen, deren Mittelwerte und Streuwerte gut erkennbar sind. Im linken Teil der Kurve ist die Einspritzmenge gering, während sie im rechten Teil zu hoch ist. Im mittleren Teil ist die Einspritzmenge in Ordnung.
  • Jeweils 30 Werte stellen den Energielevel für einen Betriebspunkt dar. Für die Mengenbestimmung wird nun so vorgegangen, dass eine einzuspritzende Kraftstoffmenge vorgegeben wird und anschließend wird geprüft, ob die vorgegebene Kraftstoffmenge erreicht wurde. Dabei wird die Energiedifferenz auf der Y-Achse für alle Mittelwerte betrachtet, die im Bereich 0,5 beziehungsweise für die Streuwerte zwischen 0,45...0,55 liegen. Liegt der Mittelwert bei 0,5, wie hier beim Schritt 8, dann war die Einspritzung in Ordnung.
  • 5 zeigt eine Tabelle, in der die einzelnen Entscheidungsergebnisse der Energiedifferenzwerte in Spalten 1...14 einklassifiziert werden. Die Spalten bilden die Aussageintervalle, mit denen anschließend eine Bewertung mit der statistischen Schiefe durchgeführt werden kann. In die Spalten sind – ähnlich wie bei der Verteilung der Werte in 4 – die Energiedifferenzwerte der einzelnen Messungen, in unserem Beispiel 30 Messzyklen pro Einspritzmenge eingetragen. In die Spalte 1 (1. Aussageintervall) sind die Werte für die erste Ventil-Ansteuerzeit 130 μs eingetragen, bei der das Ventil noch nicht geöffnet hat und somit noch kein Kraftstoff eingespritzt wird. Bei den nachfolgenden Spalten wurde die Ventil-Ansteuerzeit jeweils um 5 μs erhöht, so dass zunehmend mehr Kraftstoff eingespritzt wird. Diese Aussageintervalle sind abhängig von der Drehzahl N, dem Lastmoment TQI und/oder der Voreinspritzung MF PREV. Die Zeilen der Tabelle bilden folgende vier Gruppen: Keine VE, VE niedrig, VE korrekt und VE hoch. VE steht für Voreinspritzung.
  • Mit der statistischen Schiefe wird überprüft, ob die Verteilung über den Aussageintervallen einen eindeutigen Mittelwert hat. Es sollen also ebenso viele Messwerte in das Aussageintervall über dem mit den meisten Ergebniswerten fallen wie in das Aussageintervall, das unter diesem liegt, um eine Normal-Verteilung zu erhalten. Ist das nicht der Fall, dann wird die Messung verworfen. Wird eine Messreihe schließlich als brauchbar angenommen, dann wird nicht ein arithmetisches Mittel als Aussage verwendet, sondern die Aussage des Intervalls, in das die meisten Messergebnisse gefallen sind. Diese Aussage wird dann für die Steuerung der Voreinspritzung verwendet. Beispielsweise ist bei den grau unterlegten Feldern keine eindeutige vertrauenswürdige Aussage über den Mittelwerten möglich, da in der Spalte 3 mit den Werten 14,16,0,0 oder in der Spalte 9 mit den Werten 0,1,16,13 zu viele Messwerte in die anderen Bereiche fallen. Brauchbar sind die weißen Felder und das schraffierte Feld. Beispielsweise fallen in die Spalten 4 bis 6 jeweils 29, 30 und 30 Werte. Bei diesen Ergebnissen ist die Wahrscheinlichkeit sehr groß, dass diese Werte zuverlässig sind. Ähnliches gilt für die Spalten 10 bis 14, bei denen die VE hoch ist. Bei der schraffierten Spalte 7 kann VE korrekt angenommen werden.
  • 6 zeigt ein Verfahren zur statistischen Auswertung, mit dem die Vertrauenswürdigkeit der Mittelwerte überprüft wird. Hier wurden die Mittelwerte der Messzyklen eingetragen, die bei den verschiedenen Einspritzmengen entsprechend der 4 und 5 aufgenommen wurden. Mit Hilfe eines Lilliefors- Tests wird geprüft, ob eine Normalverteilung vorliegt. Der Lilliefors-Test vergleicht die normierte Häufigkeitsverteilung mit einer Normalverteilung und überprüft, ob die Abweichung innerhalb der vorgegebenen Begrenzung liegt. Dazu trägt man die Wahrscheinlichkeitsfunktion einer Standard Normalverteilung F·(x) und die Häufigkeitsverteilung der Stichprobe S(x) in ein Schaubild ein. Die Testgröße Ti ist dann der maximale vertikale Abstand der beiden Kurven, der nicht überschritten werden darf. Rechnerisch kann das Ergebnis auch mit der Formel ermittelt werden: Ti = sup(F·(x)–S(x))
  • 7 zeigt ein weiteres Diagramm, bei dem die obere Kurve die Mittelwerte M der einzelnen Messzyklen und die untere Kurve die Standardabweichung S angibt, die für zunehmende Öffnungszeiten des Einspritzventils entsprechend 4 ermittelt wurden. Wie der oberen Kurve entnehmbar ist, steigen mit zunehmender Ventil-Ansteuerzeiten entsprechend der Schrittweite td (4) die Mittelwerte M und damit die Einspritzmengen an. Die Standardabweichung S verbleibt in vorteilhafter Weise auf einem niedrigen Niveau und ändert sich fast nicht. Das bedeutet, dass die Mittelwerte vertrauenswürdig sind und für die Steuerung der Einspritzung verwendet werden können.
  • 8 zeigt in schematischer Darstellung ein Blockschaltbild für eine Vorrichtung zur Quantifizierung der Einspritzmenge. Eine Auswerteeinheit 15 ist mit einem Programmspeicher 16, einem Datenspeicher 17, einer Filtereinheit 18 usw. verbunden. Des weiteren ist die Auswerteeinheit 15 vorzugsweise über einen Daten- und Steuerbus 13 mit einem Klopfsensor 12 und einem Einspritzventil (Injektor) 14 verbunden. Der Klopfsensor 12 ist an einer geeigneten Stelle einer Brennkraftmaschine 10 angeordnet, um die Verbrennungssignale aufzunehmen. Das Einspritzventil 14 ragt mit seiner Düsenspitze in einen Zylinder 11 der Brennkraftmaschine 10. Als Brennkraftmaschine 10 kann ein Benzin- oder Dieselmotor mit Direkteinspritzung verwendet werden.

Claims (7)

  1. Verfahren zur Quantifizierung einer Voreinspritzung bei einem Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine (10), wobei ein Klopfsensor (12) das bei der Verbrennung des Kraftstoff-Luftgemisches im Zylinder (11) der Brennkraftmaschine (10) entstehende Verbrennungsgeräusch erfasst und eine Auswerteeinheit (15) dieses Geräusch filtert und analysiert, wobei das Verbrennungsgeräusch in einem Zeitfenster erfasst wird, dessen Lage und/oder Breite in Bezug auf den Drehwinkel der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine (10) in Abhängigkeit von wenigstens einem Betriebsparameter veränderbar ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein vom Raildruck abhängiges Basissignal (BS) für eine minimale Einspritzzeit gebildet wird, bei der noch keine Kraftstoffeinspritzung erfolgt, und dass ein Algorithmus gebildet wird, mit Hilfe dessen aus dem analysierten Verbrennungsgeräusch die bei der Voreinspritzung abgesetzte Kraftstoffmenge quantifiziert wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem Basissignal und einem weiteren Verbrennungsgeräusch-Signal ein Differenzsignal (ΔE(t)) gebildet und daraus ein Mittelwert (M) bestimmt wird, wobei das weitere Verbrennungsgeräusch-Signal während einer Kraftstoffeinspritzung erfasst wird.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass durch Wiederholung des Vorgangs weitere Mittelwerte (M) gebildet werden und dass die Mittelwerte (M) mit einer statistischen Schiefe bewertet werden.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die bewerteten Mittelwerte (M) in Aussageintervalle einklassifiziert werden, die von der Drehzahl (N), der Voreinspritzung (MF_PREV) und/oder dem Lastmoment (TQI) abhängig sind.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die lage des Zeitfensters in Abhängigkeit von der Drehzahl (N), dem Einspritzbeginn (SOI) und/oder dem ermittelten Lastmoment (TQI) variiert wird.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbrennungsgeräusch mittels einer Filtereinheit (18), vorzugsweise einem Bandpass gefiltert wird.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Beurteilung der voreingespritzten Kraftstoffmenge das Intervall verwendet wird, in das die meisten Messergebnisse gefallen sind.
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