DE112008001486B4

DE112008001486B4 - Verfahren zum Erkennen einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit einer Fehlfunktion eines mehrzylindrigen Verbrennungsmotors und Computerprogrammprodukt

Info

Publication number: DE112008001486B4
Application number: DE112008001486.8T
Authority: DE
Inventors: Tommy Sahi
Original assignee: Scania CV AB
Current assignee: Scania CV AB
Priority date: 2007-06-01
Filing date: 2008-05-26
Publication date: 2021-05-12
Anticipated expiration: 2028-05-27
Also published as: GB0710551D0; GB2449706A; DE112008001486T5; WO2008147319A1

Abstract

Verfahren zum Erkennen einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung (1-6) mit einer Fehlfunktion, die einem einzelnen Zylinder eines mehrzylindrigen Verbrennungsmotors (50) zugeordnet ist, wobei der Motor einen Speichertank (120) aufweist, von dem beabsichtigt ist, unter Druck stehenden Kraftstoff an die Zylinder mittels der Kraftstoffeinspritzeinrichtungen zu verteilen, das die folgenden Schritte aufweist:- Bestimmen eines ersten Druckwertes (P1ij) des Speichertanks vor der Kraftstoffzufuhr zu einem einzelnen Zylinder;- Zuführen von Kraftstoff zu dem einen einzelnen Zylinder während einer vorbestimmten Einschaltzeit;- Bestimmen eines zweiten Druckwertes (P2ij) des Speichertanks nach der Kraftstoffzufuhr;- Verarbeiten des ersten Druckwertes und des zweiten Druckwertes, um dadurch einen Prüfwert (Qi) zu etablieren; und- Erkennen einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit einer Fehlfunktion, falls diese vorliegt, auf Grundlage des etablierten Prüfwertes (Qi); wobei die Schritte des Bestimmens des ersten Druckwertes (P1ij) des Speichertanks vor dem Zuführen von Kraftstoff zu dem einen einzelnen Zylinder; Zuführen von Kraftstoff zu dem einen einzelnen Zylinder während der vorbestimmten Einschaltzeit; und Bestimmen des zweiten Druckwertes (P2ij) des Speichertanks nach der Kraftstoffzufuhr wiederholt werden, um einen Satz von Paaren von entsprechenden ersten und zweiten Druckwerten (P1ij, P2ij) zu etablieren, der dem einzelnen Zylinder zugeordnet ist, gekennzeichnet durch den Schritt des Wiederholens der vorhergehend genannten Schritte isoliert für zumindest einen zusätzlichen einzelnen Zylinder des Motors, wobei die Schritte unter den im Wesentlichen gleichen Prüfbedingungen durchgeführt werden.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erkennen einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit einer Fehlfunktion, die einem Zylinder eines Verbrennungsmotors mit mehreren Zylindern zugeordnet ist. Die Erfindung betrifft auch ein Computerprogramm zum Erkennen einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit einer Fehlfunktion, die einem Zylinder eines Verbrennungsmotors mit mehreren Zylindern zugeordnet ist. Die Erfindung betrifft ferner ein Computerprogrammprodukt mit Computerprogrammcode zum Implementieren eines erfindungsgemäßen Verfahrens. Die Erfindung betrifft auch einen Computer. Die Erfindung betrifft darüber hinaus eine Plattform mit einem Computer.
Hintergrund
Wenn ein Verbrennungsmotor mit mehreren Zylindern seine Nennleistung nicht abgeben kann, kann dies aufgrund einer Fehlfunktion eines der Zylinder des Motors auftreten. Im Fall eines Dieselmotors kann die Fehlfunktion eines Zylinders durch eine zu geringe oder durch eine zu hohe Kraftstoffzufuhr bedingt sein, die durch eine fehlerhafte Kraftstoffeinspritzeinrichtung verursacht wird. Die Fehlfunktion kann aufgrund falscher Kolbenringe und Ventile bedingt sein, die einen Kompressionsverlust bewirken. Die Fehlfunktion eines Zylinders kann beispielsweise zu einer rauen Motorarbeitsweise, einer schlechten Zylinderverdichtung und/oder zu einem reduzierten Motordrehmoment führen.
Heutzutage gibt es eine Anzahl von Verfahren, die einem Fachmann zum Erkennen eines schwachen oder defekten Zylinders bekannt sind. Bei diesen Prüfungen kann ein Zylinder mit einer Fehlfunktion erkannt werden. Beispielsweise offenbart die DE 195 40 826 A1 ein Verfahren zum Erkennen eines Zylinders mit einer Fehlfunktion, bei dem zuerst ein spezifizierter Betriebszustand eingestellt wird und die Motordrehzahl bestimmt wird, dann die Kraftstoffzufuhr zum geprüften Zylinder unterbrochen wird und die Motordrehzahl erneut bestimmt wird. Falls die Differenz zwischen der Motordrehzahl vor und nach der Kraftstoffzufuhrunterbrechung kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, wird der überprüfte Zylinder so betrachtet, dass er eine Fehlfunktion aufweist. Ferner offenbart die EP 1 502 163 B1 ein weiteres Verfahren zum Erkennen eines Zylinders mit einer Fehlfunktion, bei dem der Zylinder auf eine gegebene erste Motordrehzahl beschleunigt wird, wonach die Kraftstoffzufuhr zu allen Zylindern des Motors außer zu einem einzelnen geprüften Zylinder unterbrochen wird, dem eine vorbestimmte Menge an Kraftstoff zugeführt wird. Es wird dann zugelassen, dass die Motordrehzahl von der ersten Motordrehzahl zu einer gegebenen zweiten Motordrehzahl abfällt und die Zeit, die erforderlich ist, damit der Motor zu dieser zweiten Drehzahl abfällt, wird gemessen. Die aufgezeichnete Verzögerungszeit kann dann beispielsweise mit einem Referenzwert verglichen werden, um festzustellen, ob der geprüfte Zylinder eine Fehlfunktion aufweist oder nicht. Ein Nachteil der zuvor erwähnten Verfahren ist, dass nicht festgestellt wird, ob die Fehlfunktion dem Zylinder selbst zugeordnet ist oder auf einer fehlerhaften Kraftstoffeinspritzeinrichtung beruht.
Ferner offenbart das Dokument DE 199 46 506 C1 ein Verfahren zum Erkennen von Fehlfunktionen in einem Drucksystem einer Kraftstoffeinspritzanlage. Das Verfahren nutzt die Tatsache, dass bei Drucksystemen für Common-Rail-Einspritzanlagen im störungsfreien Betrieb periodische Schwankungen des Speicherdrucks auftreten, bedingt durch den zyklischen Betrieb der Injektoren und ggf. bedingt durch Kolbenhübe einer Kolbenpumpe. Solche Druckschwankungen haben eine bekannte Frequenz und Periodendauer, die von einer momentanen Motordrehzahl abhängt, sowie ein charakteristisches Muster hinsichtlich Amplitude, Phase und Gleichmäßigkeit der einzelnen Ausschläge. Das in dem Dokument DE 199 46 506 C1 beschriebene Verfahren nutzt diese Charakteristik zur Fehlerkennung, indem festgestellt wird, ob die Periodizität eines registrierten Druckmesssignals hinsichtlich der Amplitude und/oder der Gleichförmigkeit der Schwankungen deutlich von einem Muster abweicht, das bei fehlerfreiem Betrieb des Drucksystems zu erwarten ist.
Es wäre vorteilhaft, eine neue Art und Weise zum Erkennen einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit einer Fehlfunktion bereitzustellen, die einem einzelnen Zylinder eines Verbrennungsmotors mit mehreren Zylindern zugeordnet ist. Es wäre auch vorteilhaft, ein Verfahren zum Diagnostizieren eines Verbrennungsmotors mit mehreren Zylindern bereitzustellen.
Kurzer Abriss der Erfindung
Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren zum Erkennen einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit einer Fehlfunktion, die einem einzelnen Zylinder eines mehrzylindrigen Verbrennungsmotor zugeordnet ist, wobei der Motor einen Sammeltank aufweist, von dem beabsichtigt ist, unter Druck stehenden Kraftstoff an die Zylinder mittels der Kraftstoffeinspritzeinrichtungen zu verteilen, das die folgenden ersten Schritte aufweist:

- Bestimmen eines ersten Druckwertes des Sammeltanks vor dem Zuführen von Kraftstoff zu einem einzelnen Zylinder;
- Zuführen von Kraftstoff zu einem einzelnen Zylinder während einer vorbestimmten Einschaltzeit;
- Bestimmen eines zweiten Druckwertes des Sammeltanks nach der Kraftstoffzufuhr;
- Verarbeiten des ersten Druckwertes und des zweiten Druckwertes, um einen Prüfwert zu erhalten; und
- Erkennen einer Einspritzeinrichtung mit einer Fehlfunktion, falls diese vorliegt, auf Grundlage des etablierten Prüfwertes.

Ein Vorteil dieses Verfahrens ist, dass es vereinfacht, zu bestimmen, ob die Kraftstoffzufuhr zu einem gewissen Zylinder in Ordnung ist oder ob sie zu groß oder zu gering ist. In Verbindung mit einer allgemeinen Zylinderfehlfunktionsprüfung gemäß dem Stand der Technik, ist es folglich möglich, zu bestimmen, ob eine Fehlfunktion eines Zylinders aufgrund einer zu hohen oder zu niedrigen Kraftstoffeinspritzung durch eine fehlerhafte Kraftstoffeinspritzeinrichtung verursacht wird oder ob sie aufgrund einer Fehlfunktion im Zylinder selbst und nicht durch die Kraftstoffeinspritzeinrichtung verursacht wird.
Bei einer Ausführungsform umfasst das Verfahren den Schritt des Wiederholens der ersten Schritte separat für zumindest einen zusätzlichen einzelnen Zylinder des Motors, vorzugsweise für alle zusätzlichen Zylinder des Motors, wobei die Schritte unter im wesentlichen den gleichen Prüfbedingungen durchgeführt werden. Hierbei werden gegenseitig vergleichbare Prüfwerte für andere Kraftstoffeinspritzeinrichtungen des Zylinders erhalten, so dass einzelne Kraftstoffeinspritzeinrichtungen des Motors verglichen werden können, um zu bestimmen, ob eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung eine Fehlfunktion aufweist.
In einer anderen Ausführungsform weist der Erkennungsschritt, falls zutreffend bzw. anwendbar, den Schritt des Vergleichens der Prüfwerte, die dem zumindest einen zusätzlichen einzelnen Zylinder des Motors, vorzugsweise allen zusätzlichen Zylindern des Motors, mit dem einen einzelnen Zylinder zugeordnet sind. Hierdurch kann eine Fehlfunktion der Kraftstoffeinspritzeinrichtung erkannt werden. Insbesondere dann, wenn die Prüfwerte für mehrere Kraftstoffeinspritzeinrichtungen, beispielsweise aller Kraftstoffeinspritzeinrichtungen, verglichen werden, ist es möglich, mehr als eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit einer Fehlfunktion zu erkennen.
In noch einer weiteren Ausführungsform weist das Verfahren den Schritt des Wiederholens der Schritte des Bestimmens des ersten Druckwertes des Sammeltanks vor dem Zuführen von Kraftstoff zu dem einen einzelnen Zylinder, des Zuführens von Kraftstoff zu dem einen einzelnen Zylinder während der vorbestimmten Einschaltzeit und des Bestimmens des zweiten Druckwertes des Sammeltanks nach der Kraftstoffzufuhr auf, um so einen Satz von Paaren entsprechender erster und zweiter Messwerte zu etablieren, die einem einzelnen Zylinder zugeordnet sind. Auf diese Weise wird statistisch ein genauerer Prüfwert erreicht.
Bei einer weiteren Ausführungsform weist das Verfahren die folgenden Schritte auf:

- Erzeugen eines Referenzwertes auf Grundlage des Prüfwertes, der dem einen einzelnen Zylinder und dem zumindest einen zusätzlichen einzelnen Zylinder entspricht; und
- Erkennen der Kraftstoffeinspritzeinrichtung bzw. der Kraftstoffeinspritzeinrichtungen mit einer Fehlfunktion auf Grundlage der Abweichung der Prüfwerte vom Referenzwert.

Bei einer Ausführungsform ist der Referenzwert der Medianwert der Prüfwerte oder der Mittelwert der Prüfwerte. Der Vorteil ist, dass es einfach ist, die Kraftstoffeinspritzwerte zu vergleichen und folglich die Kraftstoffeinspritzeinrichtung bzw. die Kraftstoffeinspritzeinrichtungen mit einer Fehlfunktion zu erkennen. Der Vorteil der Verwendung des Medianwertes ist, dass die Fähigkeit zum Erkennen einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit einer Fehlfunktion verbessert wird, da der Medianwert nicht beeinträchtigt wird, falls mehr als eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung eine Fehlfunktion aufweist, was der Fall ist, wenn der Mittelwert verwendet wird. Der Medianwert ist folglich als Referenzwert bevorzugt.
Bei einer zusätzlichen Ausführungsform umfasst der Schritt des Verarbeitens der ersten und zweiten Druckwerte, um einen Prüfwert zu erhalten, die folgenden Schritte:

- Erzeugen eines Satzes von Paaren von Druckdifferenzwerten und mittleren Druckwerten auf Grundlage des Satzes von Paaren von entsprechenden ersten und zweiten Druckwerten;
- Erzeugen einer Druckdifferenzfunktion auf Grundlage des Satzes von Paaren von unterschiedlichen Druckwerten und mittleren Druckwerten; und
- Integrieren der Funktion über einen vorbestimmten mittleren Druckbereich.

Auf diese Weise wird ein Prüfwert bereitgestellt, der leicht verglichen werden kann.
Bei einer anderen Ausführungsform ist die Funktion eine lineare Funktion auf Grundlage einer linearen Regression des Satzes von Paaren von Druckdifferenzwerten und mittleren Druckwerten. Durch Verwendung der linearen Regression können durch die Analog/Digital-Wandlung verursachte Quantifizierungsfehler vermieden werden. Ferner wird ein einfacher Vergleich des bestimmten Satzes von Werten gefördert.
Bei noch einer anderen Ausführungsform wird der erste Druckwert, der vor dem Zuführen von Kraftstoff zu dem einen einzelnen Zylinder bestimmt wird, auf Grundlage einer Mehrzahl von Prüfproben bestimmt. Auf diese Weise wird ein statistisch genauerer Prüfwert erhalten, bei dem die Schwingungen des Drucks im Sammeltank kompensiert werden.
Bei einer weiteren Ausführungsform wird der zweite Druckwert, der nach einer Kraftstoffzufuhr zu dem einen einzelnen Zylinder bestimmt wird, durch eine Mehrzahl von Prüfproben bestimmt. Auf diese Weise wird ein statistisch genauer Druckwert erreicht, bei dem Schwingungen des Drucks im Sammeltank kompensiert werden.
Bei noch einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens umfasst der Schritt vor dem Bestimmen eines ersten Druckwertes das unter Druck setzen des Kraftstoffs im Sammeltank, so dass ein vorbestimmter Druck im Tank eingestellt wird. Dies hat den Vorteil, dass wiederholte Prüfungen unter dem gleichen Zustand beginnen, d.h. den gleichen Druck im Sammeltank.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die vorliegende Erfindung einen Computer, beispielsweise eine eingebettete elektronische Steuerungseinheit oder einen externen Fahrzeugcomputer mit einem Speichermittel und einem Computerprogramm zum Erkennen einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit einer Fehlfunktion, die einem einzelnen Zylinder eines mehrzylindrigen Verbrennungsmotors zugeordnet ist, wobei der Motor einen Sammeltank aufweist, von dem beabsichtigt ist, dass Kraftstoff an die Zylinder mittels der Kraftstoffeinspritzeinrichtungen verteilt wird, das computerlesbare Programmcodeanweisungen aufweist, um zu bewirken, dass eine elektronische Steuerungseinheit die erfindungsgemäßen Verfahrensschritte durchführt.
Figurenliste
Ein besseres Verständnis der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die folgende detaillierte Beschreibung erreicht, wenn sie in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen gelesen wird, wobei sich ähnliche Bezugszeichen auf ähnliche Teile durch die mehreren Ansichten beziehen und wobei gilt:

1a zeigt schematisch ein System zum Durchführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens;
1b zeigt schematisch eine Ausführungsform eines Kraftstoffeinspritzsystems zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens;
2a zeigt schematisch eine erfindungsgemäße elektronische Steuerungseinheit;
2b zeigt schematisch einen erfindungsgemäßen externen Computer;
3a zeigt schematisch eine lineare Regression von Druckdifferenzwerten, die gegenüber mittleren Druckwerten einer erfindungsgemäßen Prüfung aufgezeichnet sind;
3b zeigt ein Balkendiagramm, das die Abweichung der Prüfwerte für jeden der Kraftstoffeinspritzeinrichtungen von dem Median der Testwerte für alle sechs Kraftstoffeinspritzeinrichtungen zeigt; und
4 zeigt ein Flussdiagramm, das ein erfindungsgemäßes Verfahren der vorliegenden Erfindung darstellt.

Detaillierte Beschreibung von Ausführungsformen der Erfindung
Unter Bezugnahme auf 1a und 1b wird ein Subsystem einer Plattform 60 gezeigt. Die Plattform ist bevorzugt ein Landfahrzeug, beispielsweise ein Sattelschlepper oder ein Lastkraftwagen. Es versteht sich, dass die Plattform alternativ hierzu ein Wasserfahrzeug oder ein Unterwasserfahrzeug, beispielsweise ein Schiff oder ein U-Boot, sein kann. Alternativ hierzu kann die Plattform eine stationäre Kraftanlage sein.
In den nachstehendend beschriebenen Figuren ist die Anzahl von Zylindern bzw. Einspritzeinrichtungen des Systems sechs. Es versteht sich jedoch, dass die Erfindung bei einem beliebigen mehrzylindrigen Verbrennungsmotor mit einer bekannten Anzahl von Zylindern bzw. Einspritzeinrichtungen angewendet werden kann.
1 zeigt ein schematisches Blockdiagramm eines Kraftstoffeinspritzsystems zum Durchführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens. Eine Plattform, beispielsweise ein Kraftfahrzeug, z. B. ein Sattelschlepper oder ein Schiff, weist einen Verbrennungsmotor in Form eines Dieselmotors auf. Der Verbrennungsmotor 50 und folglich das Kraftstoffeinspritzsystem werden durch eine elektronische Steuerungseinheit 100 gesteuert, die im Fahrzeug eingebettet ist. Das System umfasst einen Sammeltank 120, der so ausgelegt ist, dass er unter Druck gesetzten Kraftstoff von einer Druckbeaufschlagungseinrichtung 140 erhält. Die elektronische Steuerungseinheit 100 ist dazu ausgebildet, die erfassten Motordaten, beispielsweise in Form eines Drucksensorsignals, zu erhalten. Das Drucksensorsignal wird auf einer ersten Leitung von einem Drucksensor 130 erhalten, der so ausgelegt ist, dass er den Druck im Sammeltank 120 erfasst. Einspritzeinrichtungen in Form von Kraftstoffeinspritzeinrichtungen 1 - 6, in diesem Fall 6, sind entsprechend angeordnet, um Kraftstoff von dem Sammeltank in den Verbrennungsraum eines entsprechenden Zylinders (nicht gezeigt) einzuspritzen. Jede Kraftstoffeinspritzeinrichtung 1 - 6 wird durch eine elektronische Steuerungseinheit 100 gesteuert. Die Druckbeaufschlagungseinrichtung 140 kann eine beliebige Art von Anordnung zum unter Druck setzen und Zuführen von Kraftstoff zu dem Sammeltank 120 sein, so dass Kraftstoff mit einem hohen Druck im Sammeltank 120 angesammelt wird. In 1b ist eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzsystems dargestellt, das nachstehend detaillierter beschrieben wird.
1b zeigt eine Ausführungsform eines Kraftstoffeinspritzsystems für einen Verbrennungsmotor 50 in Form eines schematisch dargestellten Dieselmotors mit sechs Zylindern. Das Kraftstoffeinspritzsystem und der Dieselmotor sind vorteilhafterweise in ein Schwerfahrzeug, beispielsweise einen Sattelschlepper oder einen Bus eingepasst. Das Kraftstoffeinspritzsystem ist ein sogenanntes Common-Rail-System und umfasst eine Kraftstoffleitung 115a zur Zufuhr von Kraftstoff von einem Kraftstofftank 115 zu den Zylindern des Dieselmotors. Eine Kraftstoffpumpe 116 ist in der Kraftstoffleitung angeordnet, um den Kraftstoff vom Kraftstofftank 115 über ein Ventil 117 zu einer Hochdruckpumpe 118 zu fördern. Das Ventil 117 ist in einem offenen Zustand, um eine Kraftstoffzufuhr zur Hochdruckpumpe 118 zu ermöglichen, und in einem geschlossenen Zustand angeordnet, um die Kraftstoffzufuhr zu unterbrechen. Die Hochdruckpumpe 118 ist dazu ausgebildet, den Kraftstoff mit Druck zu beaufschlagen, so dass er mit einem hohen Druck in einen Sammeltank 120 eintritt, der die Form einer sog. „Common-Rail“ annimmt. Der hohe Kraftstoffdruck im Sammeltank bildet eine Leistungsquelle, die es ermöglicht, dass Kraftstoff mit einem hohen Druck in entsprechende Zylinder des Dieselmotors eingespritzt wird. Es ist beabsichtigt, dass der Kraftstoff im Sammeltank 120 über alle Zylinder des Verbrennungsmotors 50 verteilt wird.
Um die Einspritzung des Kraftstoffs zu steuern, ist eine Einspritzeinrichtung in Form von elektronischen Kraftstoffeinspritzeinrichtungen 1 - 6 in jeder der Verbindungen zwischen dem Speichertank 120 und den entsprechenden Zylindern des Dieselmotors angeordnet. Wenn sich eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung in einem geöffneten Zustand befindet, spritzt sie Kraftstoff mit einem hohen Druck in den betreffenden Zylinder ein. Folglich wird der Kraftstoff von dem Sammeltank 120 in die Verbrennungsräume des entsprechenden Zylinders mittels der Kraftstoffeinspritzeinrichtungen 1 - 6 eingespritzt, wobei die Kraftstoffeinspritzeinrichtungen 1 - 6 so ausgestaltet sind, dass sie schnell auf eine kontrollierte Weise öffnen und schließen. Eine Steuerungseinheit in Form einer elektronischen Steuerungseinheit 100 ist dazu ausgebildet, die Arbeitsweise der Kraftstoffpumpe 116, des Ventils 117, der Hochduckpumpe 118 und der elektronischen Kraftstoffeinspritzeinrichtungen 1 - 6 zu steuern. Ein Drucksensor 130 ist im Sammeltank 120 angeordnet, um den darin herrschenden Druck zu erfassen und an die Steuerungseinheit 100 ein Signal zu senden, das eine Information über die erfassten Druckwerte überträgt. Während des normalen Betriebes steuert die elektronische Steuerungseinheit 100 auf Grundlage der Kenntnis des Drucks im Sammeltank 120 die Einschaltzeit oder Öffnungszeiten für jede einzelne elektronische Kraftstoffeinspritzeinrichtung 1 - 6, so dass die berechnete Menge an Kraftstoff mit guter Genauigkeit den Brennräumen der entsprechenden Zylinder zugeführt wird. Beim erfindungsgemäßen Verfahren ist die elektronische Steuerungseinheit 100 so angeordnet, dass sie jede einzelne Kraftstoffeinspritzeinrichtung mittels Schließen aller Kraftstoffeinrichtungen außer derjenigen Kraftstoffeinspritzeinrichtung, die geprüft werden soll, und dann durch Einschalten und Ausschalten der geprüften Kraftstoffeinspritzeinrichtung steuert, was die gleiche Einschaltzeit für die geprüfte Kraftstoffeinspritzeinrichtung für unterschiedliche Drücke in dem Sammeltank 120 anwendet. Der Drucksensor 130 ist so angeordnet, dass er den Druck im Sammeltank erfasst, und folglich kann der Druckabfall bestimmt werden. Um den Druck des Sammeltanks zu messen, d.h. den Kraftstoffdruck, ist eine alternative Ausführungsform zu der Anordnung mit einem Drucksensor 130, der den Druck im Sammeltank 120 erfasst, einen Drucksensor in jeder Kraftstoffeinspritzeinrichtung anzuordnen, so dass der Druck im Sammeltank, d.h. der Kraftstoffdruck, erfasst wird.
Hier wird das erfindungsgemäße Verfahren mittels eines externen Computers 110 begonnen und gesteuert, beispielsweise in Form eines externen PC. Der externe Computer 110 kann direkt an die elektronische Steuerungseinheit 100 angeschlossen sein, aber er kann auch indirekt an die elektronische Steuerungseinheit 100 auf eine beliebige geeignete Weise angeschlossen sein. Die Kommunikation zwischen dem externen Computer und der elektronischen Steuerungseinheit 100 kann teilweise oder vollständig drahtlos sein. Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch durch die elektronische Steuerungseinheit 100 selbst oder durch eine andere elektronische Steuerungseinheit begonnen und gesteuert werden. Vorzugsweise ist eine Anzeigeeinrichtung an den externen Computer 110 und/oder die elektronische Steuerungseinheit 100 angeschlossen, wobei die Anzeigeeinrichtung 111 dazu ausgelegt ist, eine geeignete Nutzerschnittstelle zu zeigen.
In dieser Beschreibung und den nachfolgenden Ansprüchen bezeichnet der Ausdruck „Einschaltzeit“ die Öffnungszeit einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung, d.h. die Dauer des Zeitraums während dessen die Kraftstoffeinspritzeinrichtung offen gehalten wird, um Kraftstoff in den zugeordneten Zylinder bei einem einzigen Takt des Motors einzuspritzen. Die Menge des in einen Zylinder eingespritzten Kraftstoffes in Verbindung mit einem Takt des Motors hängt von der Länge der Einschaltzeit und des Drucks des in die Kraftstoffeinspritzeinrichtung zugeführten Kraftstoffs ab.
2a zeigt schematisch die elektronische Steuerungseinheit 100, die eine erste CPU 200 aufweist, die an einen ersten Anschluss 220 über einen Bus 220a, um das Drucksignal vom Drucksensor 130 zu erhalten, an einen zweiten Anschluss 222 über einen zweiten Bus 222a zum Kommunizieren mit den Kraftstoffeinspritzeinheiten 1 - 6 angeschlossen ist und an einen dritten Anschluss 224 über einen dritten Bus 224a zum Kommunizieren mit dem externen Computer direkt oder indirekt über ein internes Fahrzeugnetzwerk angeschlossen ist. Die erste CPU 200 ist auch an zumindest eine Speichereinrichtung 230, beispielsweise eine Festplatte, einen Flash-Speicher, ein ERPROM und ein ROM (Festwertespeicher) über einen fünften Bus 230a angeschlossen. Die elektronische Steuerungseinheit 100 umfasst auf geeignete Weise auch andere in einer ECU (Electronic Control Unit: elektronische Steuerungseinheit) für Fahrzeuge üblicherweise verwendete andere Bauteile, beispielsweise einen Speicher mit einem wahlfreien Zugriff, ein EPROM, einen Bus-Controller und A/D-Wandler (nicht gezeigt), in dem Fall, bei dem die Drucksignale Analogsignale sind. In der Speichereinrichtung sind beispielsweise ein Motordrucksensorschnittstellencomputerprogramm 232 zum Auswerten des Drucksignals, ein Kraftstoffsteuercomputerprogramm 234 zum Steuern der Zufuhr von Kraftstoff zu den Zylindern und ein erstes Kommunikationsschnittstellencomputerprogramm 236 zur Kommunikation mit dem externen Computer 110 oder dem internen Fahrzeugnetzwerk installiert. Diese Computerprogramme können Programmmodule in einem Motorsteuercomputerprogramm sein. Es versteht sich auch, dass mehrere Funktionen teilweise als Software und Hardware implementiert sein können, wie dem Fachmann bekannt ist.
2b zeigt schematisch ein Beispiel eines externen Computers 110, der eine zweite CPU 210 umfasst, die an einen vierten Anschluss 240 über einen fünften Bus 240a für eine Kommunikation mit der elektronischen Steuerungseinheit 100 und an einen fünften Anschluss 242 über einen sechsten Bus 242a für eine Kommunikation mit einer Anzeigeeinrichtung angeschlossen ist, die eine graphische Benutzeroberfläche oder eine buchstabenbasierte Benutzeroberfläche anzeigen kann. Die zweite CPU 110 ist auch an zumindest eine zweite Steuerungseinrichtung 250, beispielsweise eine Festplatte, einen Flash-Speicher und ein ROM über einen siebten Bus 250a angeschlossen. Die zweite Speichereinrichtung 250 weist ein Zylindertestcomputerprogramm 251 zum Erkennen einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung 1 - 6 mit einer Fehlfunktion auf, die einem einzelnen Zylinder eines mehrzylindrigen Verbrennungsmotors 50 zugeordnet ist. Die zweite Speichereinrichtung weist geeigneter Weise ein zweites Kommunikationsschnittstellenprogrammmodul 252 für eine Kommunikation mit der elektronischen Steuerungseinheit 100, ein Nutzerschnittstellenprogrammmodul 254 und ein Kriterienprüfprogrammmodul 256 auf. Das Kriterienprüfprogrammmodul 256 wird ferner nachstehend in Verbindung mit einem dritten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens erläutert, wie es in 4 gezeigt ist. Das Zylinderprüfcomputerprogramm 251 kann zum externen Computer 110 heruntergeladen werden, beispielsweise direkt von einem Computerprogrammprodukt, beispielsweise einer Diskette, einer externen Festplatte, einer CD, einer DVD und einem Flash-Speicher und durch einen Server über ein LAN (Nahbereichsnetzwerk) oder ein WAN (Weitbereichsnetzwerk). Es versteht sich, dass als alternative Ausführungsformen die Erfindung auch Ausführungsformen umfasst, bei denen zumindest ein Teil des Zylindertestcomputerprogramms 251 als separate Computerprogramme in der Steuerungseinheit 100 und/oder einer anderen ECU im Fahrzeug installiert sein können, um beispielsweise eine Redundanz oder ein verteiltes Zylinderprüfcomputerprogramm zu erzeugen.
Ein Flussdiagramm, das eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Erkennen einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit einer Fehlfunktion, die einem Zylinder eines mehrzylindrigen Verbrennungsmotors zugeordnet ist, ist in 4 gezeigt. In einem ersten Schritt S1 startet ein Bediener das Zylindertestcomputerprogramm 251 auf dem Computer, beispielsweise einem externen Computer 110, der bewirkt, dass die an den Computer angeschlossene Anzeigeeinrichtung 111 eine geeignete Nutzerschnittstelle anzeigt. In einem zweiten Schritt S2 fordert der Bediener einen Start eines Zylindertests über die Nutzerschnittstelle an. Die Anforderung wird an die elektronische Steuerungseinheit 100 gesendet, die mittels des Kriterienprüfprogrammmoduls 256 in einem dritten Schritt S3 prüft, ob eine oder mehrere gegebene Bedingungen für einen Start des Zylindertests erfüllt sind. Eine Bedingung kann als Sicherheitsmaßnahme sein, dass sich das dem zu prüfenden Motor zugeordnete Getriebe im Leerlauf befindet. Es sind auch andere Bedingungen vorstellbar, beispielsweise, dass die Handbremse aktiviert ist. Falls eine der gegebenen Bedingungen nicht erfüllt ist, wird die Anforderung zum Beginnen des Zylindertests zurückgewiesen und der Schritt 2 muss wiederholt werden.
Falls die gegebenen Bedingungen erfüllt sind, fährt das Verfahren zu einem Schritt S fort, in dem ein Testzyklus, der die folgenden Schritte umfasst, unter der Steuerung des Zylindercomputerprüfprogramms 251 durchgeführt wird. Zuerst wird ein Kraftstoff dem Sammeltank 120 so zugeführt, dass ein vorbestimmter Druck im Tank 120 eingestellt wird. Dies wird gemäß einer Ausführungsform mittels des Common-Rail-Systems erreicht. Jedoch kann ein beliebiges anderes Mittel, mit dem der Kraftstoff im Sammeltank 120 auf einen höheren Druck beaufschlagt werden kann, verwendet werden. Beispielsweise kann eine elektrische/hydraulische Pumpe anstelle einer mittels einer Kurbelwelle angetriebenen Pumpe verwendet werden. Um den Kraftstoff zum Speichertank 120 zuzuführen, wird der Motor 50 gemäß einer Ausführungsform auf eine gegebene erste Motordrehzahl mittels aller Zylinder beschleunigt. Während dieser Beschleunigung kann allen Zylindern eine gleiche Kraftstoffmenge zugeführt werden. Bei der gegebenen Motordrehzahl wird ein gewisser vorbestimmter Druck im Speichertank erwartet, d. h. dann, wenn ein vorbestimmter Druck im Speichertank erreicht wird, wird die Kraftstoffzufuhr zum Tank unterbrochen. Der Druck im Speichertank wird auf einen vorbestimmten Druckwert eingestellt, um zu vereinfachen, dass Tests von separaten Kraftstoffeinspritzeinrichtungen unter im wesentlichen den gleichen Prüfbedingungen durchgeführt werden können. Der Druck im Sammeltank 120 wird mittels des Drucksensors 130 ermittelt und die elektronische Steuerungseinheit 100 erhält das Drucksignal vom Drucksensor 130. Bei dieser Ausführungsform wird Kraftstoff mittels der Kraftstoffpumpe 116 zugeführt, wobei der Kraftstoff mittels der Hochdruckpumpe 118 mit Druck beaufschlagt wird und der Kraftstoff zum Sammeltank 120 mittels des Ventils 117 unterbrochen wird. Die Hochdurckpumpe 118 wird in einer Ausführungsform direkt mittels der Kurbelwelle des Motors 15 angetrieben. Alternativ hierzu kann die Hochdurckpumpe mittels der elektronischen Steuereinheit 100 gesteuert werden. Die Hochdruckpumpe 118 stellt den Druck im Speichertank 120 bereit. Die Kraftstoffzufuhr zur Hochdruckpumpe 118 wird mittels des Ventils 117 gesteuert. Die elektronische Steuerungseinheit 100 steuert ferner das Ventil 117 so, dass das Ventil 117 die Kraftstoffzufuhr durch eine Anweisung von der elektronischen Steuerungseinheit 100 unterbricht.
In einem fünften Schritt S5 wird die Kraftstoffzufuhr zu allen Zylindern einschließlich des Zylinders, der der zu prüfenden Kraftstoffeinspritzeinrichtung zugeordnet ist, unterbrochen. Dies wird mittels der elektronischen Steuerungseinheit 100 durchgeführt, die die Kraftstoffeinspritzeinrichtungen 1 - 6 anweist, das Einspritzen von Kraftstoff zu den Zylindern zu unterbrechen, wenn der vorbestimmte Druck im Sammeltank erreicht ist, d. h. zu einem Zeitpunkt, wenn das Drucksignal vom Drucksensor 130, das durch die Steuerungseinheit 100 erhalten wird, dem vorbestimmten Druckwert entspricht. Alternativ hierzu kann die Kraftstoffzufuhr zu allen Zylindern außer dem Zylinder, der der zu prüfenden Kraftstoffeinspritzeinrichtung zugeordnet ist, unterbrochen werden.
In einem sechsten Schritt S6 wird der Druck im Speichertank 120 mittels des Drucksensors 130 erfasst. Die elektronische Steuerungseinheit 100 erhält den durch den Drucksensor 130 erfassten Druckwert. Um einen genauen Druck bereitzustellen, wird vom Druck mehrmals ein Messwert genommen, beispielsweise 24 Messwerte, und der durchschnittliche Druck der Messwerte wird mittels der elektronischen Steuerungseinheit 100 berechnet. Dies bedeutet, dass der Druck wiederholt mehrmals innerhalb einer kurzen Zeitspanne erfasst wird, um einen genauen Druckwert zu erfassen. Der Druckwert im Sammeltank schwankt nach dem Einspritzen von Kraftstoff und stabilisiert sich nicht unmittelbar nach einem Druckabfall. Die Messfrequenz wird vorzugsweise so gewählt, dass sie zur Resonanzfrequenz des Sammeltanks und seines Inhalts passt. Eine vergrößerte Anzahl von Abtastwerten erhöht die Genauigkeit. Das Bestimmen des Drucks im Sammeltank 120 wird vorzugsweise in Verbindung mit einem siebten Schritt S7, d. h. unmittelbar vor dem siebten Schritt S7 durchgeführt, wobei der Schritt S7 das Einspritzen eines Kraftstoffs während eines vorbestimmten Einschaltzeitraums umfasst. Durch Bestimmen des Drucks im Sammeltank unmittelbar vor dem Einspritzen des Kraftstoffs kann ein genauerer Druckwert des Druckes vor dem Einspritzen etabliert werden. Folglich wird ein erster Druckwert P1_ij unmittelbar vor dem Einspritzen des Kraftstoffs in die Zylinder während der Einschaltzeit erfasst, wobei der Index i die Anzahl von geprüften Kraftstoffeinspritzeinrichtungen 1 - 6 und der Index j die Anzahl der Wiederholungen zur Bestimmung des Drucks vor dem Einspritzen des Kraftstoffs ist, wobei die Einspritzung mehrmals wiederholt wird, wie nachstehend erläutert wird.
Im siebten Schritt S7 wird Kraftstoff dem zu prüfenden Zylinder während einer vorbestimmten Einschaltzeit, die beispielsweise etwa 0,5 ms betragen kann, mittels der elektronischen Steuerungseinheit 100 zugeführt, die die entsprechende elektronische Kraftstoffeinspritzanweisung anweist, Kraftstoff in den Zylinder während der Einschaltzeit einzuspritzen. Die geprüfte Kraftstoffeinspritzeinrichtung erhält einen Impuls von der elektronischen Steuerungseinheit 100, der der Einschaltzeit entspricht. In Folge des Einspritzens von Kraftstoff in den Prüfzylinder fällt der Druck im Sammeltank während der Einschaltzeit ab.
In einem achten Schritt S8 wird die Kraftstoffzufuhr zum Prüfzylinder mittels der elektronischen Steuereinheit 100 unterbrochen, die die geprüfte Kraftstoffeinspritzeinrichtung anweist, das Einspritzen von Kraftstoff in den Zylinder zu unterbrechen. Tatsächlich wird das Einspritzen von Kraftstoff unterbrochen, wenn der Einschaltimpuls beendet ist.
In einem neunten Schritt S9 wird der Druck im Sammeltank 120 mittels des Drucksensors 130 ermittelt. Um einen genauen Druck bereit zu stellen, werden mehrere Messwerte ermittelt, beispielsweise 24 Messwerte, und der durchschnittliche Druck der Messwerte wird mittels der elektronischen Steuerungseinheit berechnet. Dies bedeutet, dass der Druck innerhalb einer kurzen Zeitspanne wiederholt mehrmalig ermittelt wird, um einen genauen Druckwert zu ermitteln. Der Druck im Sammeltank oszilliert nach dem Einspritzen von Kraftstoff und stabilisiert sich folglich nicht unmittelbar nach einem Druckabfall. Die Messfrequenz wird vorzugsweise so ausgewählt, dass sie zur Resonanzfrequenz des Sammeltanks und seines Inhalts passt. Eine erhöhte Anzahl von Messungen erhöht die Genauigkeit. Das Bestimmen des Drucks im Sammeltank wird vorzugsweise in Verbindung mit dem sechsten Schritt S6 durchgeführt, d. h. unmittelbar nach dem sechsten Schritt. Durch Bestimmen des Drucks im Sammeltank unmittelbar nach der Kraftstoffeinspritzung wird ein genauer Druckwert des Drucks nach dem Einspritzen etabliert. Folglich wird ein zweiter Druckwert P2_ij unmittelbar nach dem Einspritzen des Kraftstoffs in den Zylinder während der Einschaltzeit bestimmt, wobei der Index i die Nummer der geprüften Kraftstoffeinspritzeinrichtung 1 - 6 und der Index j die Nummer der Wiederholung beim Bestimmen des Drucks nach dem Einspritzen von Kraftstoff ist, wobei das Einspritzen mehrmalig wiederholt wird, wie nachstehend beschrieben ist.
In einem zehnten Schritt S10 werden die Schritte S6 - S9 mit einer gewissen Anzahl wiederholt, um einen Satz von Prüfdaten von Paaren von ersten und zweiten Druckwerten P1_ij und P2_ij bereit zu stellen. Für jede Wiederholung, d. h., jedes Mal, wenn Kraftstoff mittels der geprüften Kraftstoffeinspritzeinrichtung während der Einschaltzeit eingespritzt wird, nimmt der Druck im Sammeltank ab. Die Wiederholung der Schritte S6 bis S9 umfasst folglich: das Bestimmen des Drucks im Sammeltank mit einer Anzahl von Messwerten unmittelbar nach der Einschaltzeit; das Zuführen von Kraftstoff zum geprüften Zylinder während der Einschaltzeit, während dessen der Druck im Sammeltank weiter abnimmt; das Unterbrechen der Kraftstoffzufuhr zum geprüften Zylinder; und das Bestimmen des Drucks im Sammeltank unmittelbar nach der Einschaltzeit usw., bis ein gewünschter Satz von Paaren von Prä- und Post-Einspritzdruckwerten, d.h. ersten und zweiten Druckwerten P1_ij und P2_ij, gesammelt wurde. Durch Wiederholen der Schritte S6 bis S9 können statistisch genauere Testwerte etabliert werden.
In einem elften Schritt S11 wird der Satz erster und zweiter Druckwerte P1_ij, P2_ij verarbeitet, um einen Prüfwert Q_i zu etablieren, wobei der Index i die Nummer der geprüften Kraftstoffeinspritzeinrichtung ist. Jedes Paar erster und zweiter Druckwerte P1_ji, P2_ij, das in Verbindung mit jeder Einspritzung bestimmt wurde, des Satzes von Paaren erster und zweiter Druckwerte P1_ij, P2_ij des Drucks vor und nach der Kraftstoffzufuhr zum geprüften Zylinder wird verglichen, um den Prüfwert zu etablieren, der mit einem Prüfwert verglichen werden kann, der auf die gleiche Weise für eine andere einzelne Kraftstoffeinspritzeinrichtung des Zylinders des Motors 50 etabliert wurde, so dass festgestellt werden kann, ob die geprüfte Kraftstoffeinspritzeinrichtung eine Fehlfunktion aufweist oder nicht. Der Prüfwert Q_i wird mittels des aufgezeichneten Satzes von Daten des Drucks vor und nach der Kraftstoffzufuhr zu dem geprüften Zylinder mittels Integrieren einer Aufzeichnung entsprechender Werte der Sätze der Werte der Druckdifferenz ΔP_ij und des mittleren Drucks P _y innerhalb eines spezifischen Bereichs mittlerer Druckwerte etabliert. Ein Satz von Paaren von_' Druckdifferenzwerten ΔP_ij und mittlerer Druckwerte P _ij, die auf den Satz von Paaren von entsprechenden ersten und zweiten Druckwerten P1_ij, P2_ij beruhen, wird erzeugt. Dann wird eine Druckdifferenzfunktion, die auf dem Satz von Paaren von Druckdifferenzwerten und mittleren Druckwerten beruht, erzeugt, und die Funktion wird über einen vorbestimmten mittleren Druckbereich integriert. Für einen Satz von Kraftstoffeinspritzungen in den geprüften Zylinder, d. h. für jede Kraftstoffzufuhr zum geprüften Zylinder einer Anzahl von Kraftstoffzuführungen während einer Prüfung einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung, werden die Druckdifferenz ΔP_ij des Drucks vor der Kraftstoffzufuhr, d. h. der erste Druckwert P1_ij und der Druck nach der Kraftstoffzufuhr, d. h. der zweite Druckwert P2_ij, d. h. ΔP_ij = P1_ij - P2_ij, und der mittlere Druck des Drucks vor P1 und der Druck nach P2 der Kraftstoffzufuhr, d. h. P _ij = (P1_ij + P2_ij)/2 berechnet. Jedes Paar von Druckdifferenzwerten und mittleren Druckwerten wird in einem Graph von Druckdifferenzwerten gegenüber dem mittleren Druck aufgezeichnet. Jede Aufzeichnung entspricht einer Kraftstoffzufuhr zu dem geprüften Zylinder. Die Integration wird vorzugsweise über eine Funktion auf Grundlage der Aufzeichnung durchgeführt. Vorzugsweise ist die Funktion eine lineare Funktion, die auf einer linearen Regression der Aufzeichnung beruht. Die lineare Regression wird folglich auf Grundlage des Satzes gemessener Daten durchgeführt, die durch die aufgezeichnete Druckdifferenz und mittleren Druckwerten der Prüfung eines Zylinders gebildet werden. Der Vorteil der Durchführung einer linearen Regression des Satzes von Daten ist, dass die Quantifizierungsfehler aufgrund der A/D-Wandlung vermieden werden. Ferner verbessert dies die Möglichkeit, die gemessenen Daten zu vergleichen. Die lineare Regression führt zur folgenden Gleichung: $Δ {\bar{P}}_{i} = α_{i} + β_{i} P;$
wobei ΔP _i die Gleichung für den geschätzten Druckabfall ist und α_i und β_i die Regressionsparameter der linearen Gleichung für die i-ten Kraftstoffeinspritzeinrichtungen sind, d. h., jede Kraftstoffeinspritzung bzw. jeder Zylinder wird seinen eigenen Satz von α und β haben, wobei der Index i die Nummer der geprüften Kraftstoffeinspritzeinrichtung 1 bis 6 darstellt.
3a zeigt einen Satz von Paaren von Druckdifferenzwerten und mittleren Druckwerten, die in einem Graph der Druckdifferenz gegenüber der dem mittleren Druck einer Prüfung einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung eines Motors 50 aufgezeichnet. Die Figur zeigt auch eine lineare Regression der bestimmten Werte.
Um den Vergleichswert Q_j zu ermitteln, wird die Gleichung der linearen Regressionskurve integriert. Die Gleichung der linearen Regressionskurve folgt aus: $Q_{i} =_{P 1} \int^{P 2} α_{i} + β_{i} P dP$
In einem zwölften Schritt S12 wird die Prüfung unter im Wesentlichen gleichen Bedingungen für alle Zylinder des Motors 50 wiederholt. Während der Prüfung werden die Werte Q_i für alle zu prüfenden Kraftstoffeinspritzeinrichtungen 1 - 6, d. h. die Kraftstoffeinspritzeinrichtungen des Motors der speziellen Prüfung, etabliert. Um eine Abweichung einer gewissen Kraftstoffeinspritzeinrichtung zu ermitteln, wird ein Vergleich eines Werts von Q_i mit dem Median des Werts Q aller geprüften Kraftstoffeinspritzeinrichtungen des Motors durchgeführt. Falls die Charakteristik einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung vom Median abweicht, wird dies durch diesen Vergleich gezeigt.
3b zeigt einen Vergleich von sechs Kraftstoffeinspritzeinrichtungen, die jeweils einem Zylinder eines Motors zugeordnet sind. In diesem speziellen Beispiel wird eine Abweichung von 6 % für die Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit der Nummer 6 gezeigt, die anzeigt, dass die Kraftstoffeinspritzeinrichtung 6 eine nicht ausreichende Menge an Kraftstoff zuführt und folglich eine Fehlfunktion aufweist. Die Differenz zwischen den wechselseitigen Zylindern bzw. Einspritzeinrichtungen kann folglich geschätzt werden. Diese Information wird dann verwendet, um Fehler zu diagnostizieren.
Das Verfahren der vorstehenden Prüfung wird durch Verzögern des Motors 50 von einer hohen Motordrehzahl zu einer niedrigen Motordrehzahl, beispielsweise Leerlaufdrehzahl, durchgeführt. Folglich verzögert der Motor 50 während jeder Einschaltzeit der geprüften Kraftstoffeinspritzeinrichtung, bis eine niedrige Motordrehzahl erreicht wird, wenn die Prüfung beendet wird. Alternativ hierzu wird die Prüfung beendet, wenn der Druck im Sammeltank 120 auf einen gewünschten Druck abgefallen ist, beispielsweise 1000 bar. Das Verzögern des Motors von einer hohen Motordrehzahl zu einer niedrigen Motordrehzahl ist eine bequeme Art und Weise zum Verbrennen von Kraftstoff, d. h. dem Entleeren des Sammeltanks 120 von Kraftstoff, da das Geräusch vom Motor 50 relativ niedrig ist und der Motor relativ glatt läuft. Dies ist jedoch auch denkbar, indem der Motor 50 bei einer Leerlaufdrehzahl läuft, falls eine ausreichende Menge an Kraftstoff bereitgestellt wird, aber dies würde bewirken, dass der Motor ein raues Geräusch abgibt und nicht glatt läuft, was folglich keine guten Arbeitsbedingungen für den Bediener bereitstellt. Theoretisch wäre es auch möglich, diesen Schritt bei abgeschaltetem Motor 50 zu konzipieren, aber dies würde dann eine separate Zufuhr von Kraftstoff aufgrund der Tatsache erfordern, dass die Kraftstoffpumpe mittels des Motors 50 angetrieben wird und ferner eine höhere Menge an Kraftstoff in den Zylindern nach der Prüfung vorhanden ist, was eine nachfolgende Prüfung beeinträchtigen kann.
Wie zuvor erwähnt wurde, wird das erfinderische Verfahren hier mittels eines externen Computers 110 begonnen und gesteuert, der an die elektronische Steuerungseinheit 100 angeschlossen ist. Das erfinderische Verfahren kann, wie zuvor erwähnt wurde, auch durch die elektronische Steuerungseinheit 100 selbst oder durch eine andere elektronische Einheit begonnen und gesteuert werden.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der externe Computer 110 so eingerichtet, dass er ein Computerprogramm 251 zum Erkennen einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung 1 - 6 mit einer Fehlfunktion ausführt, die einem einzelnen Zylinder eines mehrzylindrigen Verbrennungsmotors 50 zugeordnet ist, wobei der Motor einen Sammeltank 120 aufweist, von dem beabsichtigt ist, Kraftstoff an die Zylinder mittels der Kraftstoffeinspritzeinrichtungen zu verteilen, das computerlesbare Programmcodemittel aufweist, um zu bewirken, dass eine elektronische Steuerungseinheit den Motor 50 so steuert, dass er die folgenden ersten Schritte durchführt:

Bestimmen eines ersten Druckwertes P1_ij des Sammeltanks vor dem Zuführen von Kraftstoff zu einem einzelnen Zylinder;
Beginnen der Zufuhr von Kraftstoff zu dem einen einzelnen Zylinder während einer vorbestimmten Einschaltzeit;
Bestimmen eines zweiten Druckwertes P2_ij des Sammeltanks nach der Kraftstoffzufuhr;
Verarbeiten des ersten und des zweiten Druckwertes, um einen Prüfwert Q_i zu etablieren;
Erkennen einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit einer Fehlfunktion, falls diese vorliegt, auf Grundlage des etablierten Prüfwertes Q_i.

Gemäß einer anderen Ausführungsform ist der externe Computer 110 so eingerichtet, dass er ein Computerprogramm 251 ausführt, das computerlesbare Programmcodemittel aufweist, um zu bewirken, dass die elektronische Steuerungseinheit den Schritt des Wiederholens der ersten Schritte separat für zumindest einen zusätzlichen einzelnen Zylinder des Motors, vorzugsweise für alle Zylinder des Motors ausführt, wobei die Schritte unter im wesentlichen den gleichen Prüfbedingungen durchgeführt werden.
Gemäß einer anderen Ausführungsform ist der externe Computer 110 dazu eingerichtet, das Computerprogramm 251 auszuführen, wobei der Erkennungsschritt, falls erforderlich, den Schritt des Vergleichens der Prüfwerte Q_i, die dem zumindest einen zusätzlichen einzelnen Zylinder des Motors, vorzugsweise aller zusätzlichen Zylinder des Motors, mit dem einen einzelnen Zylinder zugeordnet sind, umfasst.
Gemäß einer anderen Ausführungsform ist der externe Computer 110 dazu eingerichtet, das Computerprogramm 251 auszuführen, das computerlesbare Programmcodemittel aufweist, um zu bewirken, dass die elektronische Steuerungseinheit den Schritt des Wiederholens der Schritte des Bestimmens des ersten Druckwertes P1_ij des Sammeltanks vor dem Zuführen von Kraftstoff zu dem einen einzelnen Zylinder, des Zuführens von Kraftstoff zu dem einen einzelnen Zylinder während der vorbestimmten Einschaltzeit und des Bestimmens des zweiten Druckwertes P2_ij des Sammeltanks nach der Kraftstoffzufuhr durchführt, um dadurch einen Satz von Paaren entsprechender erster und zweiter Druckwerte P1_ij, P2_ij zu etablieren, die einem einzelnen Zylinder zugeordnet sind.
Gemäß einer anderen Ausführungsform ist der externe Computer 110 dazu eingerichtet, das Computerprogramm 251 auszuführen, das computerlesbare Programmcodemittel aufweist, um zu bewirken, dass die elektronische Steuerungseinheit die folgenden Schritte durchführt:

Erzeugen eines Referenzwertes κ auf Grundlage der Prüfwerte Qi, die dem einen einzelnen Zylinder und dem zumindest einen zusätzlichen einzelnen Zylinder entsprechen; und
Erkennen einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit einer Fehlfunktion auf Grundlage der Abweichung der Werte vom Referenzwert κ.
Gemäß einer anderen Ausführungsform ist der externe Computer 110 dazu eingerichtet, das Computerprogramm 251 auszuführen, wobei der Referenzwert κ der Medianwert der Prüfwerte Q_i oder der Mittelwert der Prüfwerte Q_i ist.

Gemäß einer anderen Ausführungsform ist der externe Computer 110 dazu eingerichtet, das Computerprogramm 251 auszuführen, wobei der Schritt des Verarbeitens der ersten und zweiten Druckwerte P1_ij, P2_ij zum Etablieren des Prüfwertes Q_i die folgenden Schritte umfasst:

Erzeugen eines Satzes von Paaren von Druckdifferenzwerten ΔP_ij und mittleren Druckwerten P _ij auf Grundlage des Satzes von Paaren entsprechender erster und zweiter Druckwerte P1_ij, P2_ij;
Erzeugen einer Druckdifferenzfunktion auf Grundlage des Satzes von Paaren von Druckdifferenzwerten und mittleren Druckwerten ΔP_ij, P _ij; und
Integrieren der Funktion über einen vorbestimmten mittleren Druckbereich.

Gemäß einer anderen Ausführungsform ist der externe Computer 110 dazu eingerichtet, das Computerprogramm 251 auszuführen, wobei die Funktion eine lineare Funktion auf Grundlage einer linearen Regression des Satzes von Paaren von Druckdifferenzwerten und mittleren Druckwerten ΔP_ij, P _ij ist.
Gemäß einer anderen Ausführungsform ist der externe Computer 110 dazu eingerichtet, das Computerprogramm 251 auszuführen, wobei der erste Druckwert P1_ij, der vor dem Zuführen von Kraftstoff zu dem einen einzelnen Zylinder ermittelt wird, auf Grundlage einer Mehrzahl von Prüfproben ermittelt wird.
Gemäß einer anderen Ausführungsform ist der externe Computer 110 dazu eingerichtet, das Computerprogramm 251 auszuführen, wobei der zweite Druckwert P2_ij, der nach dem Zuführen von Kraftstoff zu dem einen einzelnen Zylinder bestimmt wird, durch eine Mehrzahl von Prüfproben ermittelt wird.
Gemäß einer anderen Ausführungsform ist der externe Computer 110 dazu eingerichtet, das Computerprogramm 251 auszuführen, das computerlesbare Programmcodemittel aufweist, um zu bewirken, dass die elektronische Steuerungseinheit den folgenden Schritt vor dem Ermitteln eines ersten Druckwertes P1_ij ausführt, nämlich zu bewirken, dass der Kraftstoff im Sammeltank unter Druck gesetzt wird, so dass ein vorbestimmter Druck im Tank eingestellt ist.
Die vorangegangene Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wurde zum Zwecke der Darstellung und Beschreibung bereitgestellt. Es ist nicht beabsichtigt, dass diese erschöpfend ist oder die Erfindung auf die genaue offenbarte Form beschränkt. Es ist offensichtlich, dass viele Modifikationen und Variationen Fachleuten ersichtlich sind. Die Ausführungsformen wurden ausgewählt und beschrieben, um die Prinzipien der Erfindung und ihre praktische Anwendungen am besten zu erläutern, und dadurch zu ermöglichen, dass andere Fachleute die Erfindung mit verschiedenen Ausführungsformen und mit den verschiedenen Modifikationen verstehen, wie sie für die speziell betrachtete Verwendung geeignet sind.

Claims

Verfahren zum Erkennen einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung (1-6) mit einer Fehlfunktion, die einem einzelnen Zylinder eines mehrzylindrigen Verbrennungsmotors (50) zugeordnet ist, wobei der Motor einen Speichertank (120) aufweist, von dem beabsichtigt ist, unter Druck stehenden Kraftstoff an die Zylinder mittels der Kraftstoffeinspritzeinrichtungen zu verteilen, das die folgenden Schritte aufweist: - Bestimmen eines ersten Druckwertes (P1_ij) des Speichertanks vor der Kraftstoffzufuhr zu einem einzelnen Zylinder; - Zuführen von Kraftstoff zu dem einen einzelnen Zylinder während einer vorbestimmten Einschaltzeit; - Bestimmen eines zweiten Druckwertes (P2_ij) des Speichertanks nach der Kraftstoffzufuhr; - Verarbeiten des ersten Druckwertes und des zweiten Druckwertes, um dadurch einen Prüfwert (Q_i) zu etablieren; und - Erkennen einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit einer Fehlfunktion, falls diese vorliegt, auf Grundlage des etablierten Prüfwertes (Q_i); wobei die Schritte des Bestimmens des ersten Druckwertes (P1_ij) des Speichertanks vor dem Zuführen von Kraftstoff zu dem einen einzelnen Zylinder; Zuführen von Kraftstoff zu dem einen einzelnen Zylinder während der vorbestimmten Einschaltzeit; und Bestimmen des zweiten Druckwertes (P2_ij) des Speichertanks nach der Kraftstoffzufuhr wiederholt werden, um einen Satz von Paaren von entsprechenden ersten und zweiten Druckwerten (P1_ij, P2_ij) zu etablieren, der dem einzelnen Zylinder zugeordnet ist, gekennzeichnet durch den Schritt des Wiederholens der vorhergehend genannten Schritte isoliert für zumindest einen zusätzlichen einzelnen Zylinder des Motors, wobei die Schritte unter den im Wesentlichen gleichen Prüfbedingungen durchgeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des isolierten Wiederholens für zumindest einen zusätzlichen einzelnen Zylinder des Motors für alle zusätzlichen Zylinder des Motors durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Erkennungsschritt den Schritt des Vergleichens der Prüfwerte (Qi) des einen zusätzlichen Zylinders bzw. der zusätzlichen Zylinder Motors und des einen einzelnen Zylinders umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: - Erzeugen eines Referenzwertes (κ) auf Grundlage der Prüfwerte (Q_i), die dem einen einzelnen Zylinder und dem zumindest einen zusätzlichen einzelnen Zylinder entsprechen; und - Erkennen einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit einer Fehlfunktion auf Grundlage der Abweichung der Prüfwerte vom Referenzwert (κ).
Verfahren nach Anspruch 4, wobei der Referenzwert (κ) der Medianwert der Prüfwerte (Qi) oder der Mittelwert der Prüfwerte (Q_i) ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Verarbeitens der ersten und zweiten Druckwerte (P1_ij, P2_ij), um einen Prüfwert (Qi) zu etablieren, die folgenden Schritte umfasst: - Erzeugen eines Satzes von Paaren von Druckdifferenzwerten (ΔP_ij) und mittleren Druckwerten (P ij) auf Grundlage des Satzes von Paaren von entsprechenden ersten und zweiten Druckwerten (P1_ij, P2_ij); - Erzeugen einer Druckdifferenzfunktion auf Grundlage des Satzes von Paaren von Druckdifferenzwerten und mittleren Druckwerten (ΔP_ij, P ij); und - Integrieren der Funktion über einen vorbestimmten mittleren Druckbereich.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Funktion eine lineare Funktion auf Grundlage einer linearen Regression des Satzes von Paaren von Druckdifferenzwerten und mittleren Druckwerten (ΔP_ij, P ij) ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der erste Druckwert (P1_ij), der vor dem Zuführen von Kraftstoff zu dem einen einzelnen Zylinder bestimmt wird, auf Grundlage einer Mehrzahl von Prüfproben bestimmt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der zweite Druckwert (P2_ij), der nach dem Zuführen von Kraftstoff zu dem einen einzelnen Zylinder bestimmt wird, auf Grundlage einer Mehrzahl von Prüfproben bestimmt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch den folgenden Schritt vor dem Bestimmen eines ersten Druckwertes (P1_ij): - Unterdrucksetzen des Kraftstoffs im Sammeltank, so dass ein vorbestimmter Druck im Tank eingestellt wird.
Computerprogrammprodukt mit einem Computerprogramm zum Erkennen einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung (1-6) mit einer Fehlfunktion, die einem einzelnen Zylinder eines mehrzylindrigen Verbrennungsmotors (50) zugeordnet ist, wobei der Motor einen Sammeltank (120) aufweist, von dem beabsichtigt ist, dass Kraftstoff zu den Zylindern mittels der Kraftstoffeinspritzeinrichtungen verteilt wird, das computerlesbare Programmcodemittel aufweist, um zu bewirken, dass eine elektronische Steuerungseinheit den Motor (50) so steuert, dass er die folgenden Schritte ausführt: - Bestimmen eines ersten Druckwertes (P1_ij) des Sammeltanks vor dem Zuführen des Kraftstoffs zu dem einen einzelnen Zylinder; - Beginnen der Zufuhr von Kraftstoff zu dem einen einzelnen Zylinder während einer vorbestimmten Einschaltzeit; - Bestimmen eines zweiten Druckwertes (P2_ij) des Sammeltanks nach der Kraftstoffzufuhr; - Verarbeiten des ersten und des zweiten Druckwertes, um einen Prüfwert (Qi) zu etablieren; und - Erkennen einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit einer Fehlfunktion, falls diese vorliegt, auf Grundlage des etablierten Prüfwertes (Qi); wobei die Schritte des Bestimmens des ersten Druckwertes (P1_ij) des Speichertanks vor dem Zuführen von Kraftstoff zu dem einen einzelnen Zylinder; Zuführen von Kraftstoff zu dem einen einzelnen Zylinder während der vorbestimmten Einschaltzeit; und Bestimmen des zweiten Druckwertes (P2_ij) des Speichertanks nach der Kraftstoffzufuhr wiederholt werden, um einen Satz von Paaren von entsprechenden ersten und zweiten Druckwerten (P1_ij, P2_ij) zu etablieren, der dem einzelnen Zylinder zugeordnet ist, gekennzeichnet durch computerlesbare Programmcodemittel zum Bewirken, dass eine elektronische Steuerungseinheit den Schritt des Wiederholens der vorhergehend genannten Schritte separat für zumindest einen zusätzlichen einzelnen Zylinder des Motors durchführt, wobei die Schritte unter den im Wesentlichen gleichen Prüfbedingungen durchgeführt werden.
Computerprogrammprodukt nach Anspruch 11, wobei der Schritt des separaten Wiederholens für zumindest einen zusätzlichen einzelnen Zylinder des Motors für alle zusätzlichen Zylinder des Motors durchführt wird.
Computerprogrammprodukt nach Anspruch 11 oder 12, wobei der Erkennungsschritt den Schritt des Vergleichens der Prüfwerte (Qi) des einen zusätzlichen Zylinders bzw. der zusätzlichen Zylinder des Motors und des einen einzelnen Zylinders umfasst.
Computerprogrammprodukt nach einem der Ansprüche 12 bis 13 mit computerlesbaren Programmcodemitteln zum Bewirken, dass die Steuerungseinheit folgende Schritte durchführt: - Erzeugen eines Referenzwertes (κ) auf Grundlage der Prüfwerte (Q_i), die dem einen einzelnen Zylinder und dem zumindest einen zusätzlichen einzelnen Zylinder entsprechen; und Erkennen der Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit einer Fehlfunktion auf Grundlage der Abweichung der Prüfwerte vom Referenzwert (κ).
Computerprogrammprodukt nach Anspruch 14, wobei der Referenzwert (κ) ein Medianwert der Prüfwerte (Qi) oder der Mittelwert der Prüfwerte (Qi) ist.
Computerprogrammprodukt nach Anspruch 11, wobei der Schritt des Verarbeitens der ersten und zweiten Druckwerte (P1_ij, P2_ij), um einen Testwert (Q_i) zu etablieren, die folgenden Schritte umfasst: - Erzeugen eines Satzes von Paaren von Druckdifferenzwerten (ΔP_ij) und mittleren Druckwerten (P _ij) auf Grundlage des Satzes von Paaren entsprechender erster und zweiter Druckwerte (P1_ij, P2_ij); - Erzeugen einer Differenzdruckfunktion auf Grundlage des Satzes von Paaren von Druckdifferenzwerten und mittleren Druckwerten (ΔP_ij, P _ij); und - Integrieren der Funktion über einen vorbestimmten mittleren Druckbereich.
Computerprogrammprodukt nach Anspruch 16, wobei die Funktion eine lineare Funktion ist, die auf einer linearen Regression des Satzes von Paaren von Druckdifferenzwerten und mittleren Druckwerten (ΔP_ij, P _ij) beruht.
Computerprogrammprodukt nach einem der Ansprüche 11 bis 17, wobei der erste Druckwert (P1_ij), der vor dem Zuführen des Kraftstoffs zu dem einen einzelnen Zylinder bestimmt wird, auf Grundlage einer Mehrzahl von Prüfproben bestimmt wird.
Computerprogrammprodukt nach einem der Ansprüche 11 bis 18, wobei der zweite Druckwert (P2_ij), der nach dem Zuführen von Kraftstoff zu dem einen einzelnen Zylinder bestimmt wird, auf Grundlage einer Mehrzahl von Prüfproben bestimmt wird.
Computerprogrammprodukt nach einem der Ansprüche 11 bis 19 mit Computerlesbaren Programmcodemitteln zum Bewirken, dass die elektronische Steuerungseinheit folgenden Schritt vor dem Bestimmen des ersten Druckwertes (P1_ij) durchführt: - Bewirken einer Druckbeaufschlagung des Kraftstoffs im Sammeltank, so dass ein vorbestimmter Druck im Tank eingestellt ist.
Computerprogrammprodukt nach einem der Ansprüche 11 bis 20 mit einem computerlesbaren Medium, auf dem das Computerprogramm gespeichert ist.
Computer, umfassend: - Speichermittel; und - ein Computerprogrammprodukt nach einem der Ansprüche 11 bis 20, wobei das Computerprogramm im Speichermittel gespeichert ist.
Computer nach Anspruch 22, wobei der Computer eine eingebettete elektronische Steuerungseinheit ist.
Computer nach Anspruch 22, wobei der Computer ein externer Fahrzeugcomputer ist.
Eine Plattform, umfassend: einen Computer nach einem der Ansprüche 22 bis 24; und ein Fahrzeug, Wasserfahrzeug, Unterwasserfahrzeug oder Kraftanlage.
Plattform nach Anspruch 25, wobei das Fahrzeug ein Lastwagen ist.
Plattform nach Anspruch 25, wobei das Wasserfahrzeug ein Schiff ist.
Plattform nach Anspruch 25, wobei das Unterwasserfahrzeug ein U-Boot ist.
Computerprogrammprodukt mit einem Computerprogramm, das, wenn es auf einem Computer ausgeführt wird, bewirkt, dass der Computer das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10 ausführt.