DE19522271B4

DE19522271B4 - Verfahren und Vorrichtung zur Diagnose eines Dieselmotors

Info

Publication number: DE19522271B4
Application number: DE1995122271
Authority: DE
Inventors: Karl-Martin Dipl.-Ing. Kutteruf (Fh); Uwe Dipl.-Ing. Fischer; Karlheinz Dipl.-Ing. Steinle (FH)
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1995-06-20
Filing date: 1995-06-20
Publication date: 2007-04-26
Anticipated expiration: 2015-06-21
Also published as: GB2302418B; GB2302418A; GB9611404D0; DE19522271A1

Abstract

Verfahren zur Diagnose eines Dieselmotors, bei dem mit einem an einer Leitung zwischen einer Einspritzpumpe und einer Einspritzdüse angeordneten Drucksensor ein Druckverlaufssignal abgenommen wird, bei dem unter amplitudenabhängiger Nachführung eines Triggerpegels Einzeleinspritzimpulse des Druckverlaufssignals erfaßt werden und aus dem Abstand der Einzeleinspritzimpulse die Motordrehzahl ermittelt wird und bei dem das Druckverlaufssignal zur Diagnose ausgewertet wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß außer den Amplituden der Einzeleinspritzungen zusätzlich der störimpulsbehaftete Signalverlauf erfaßt wird,
daß bei Fehltriggerung eines Einzeleinspritzimpulses vor Eintreffen des nächsten Einzeleinspritzimpulses der Maximalwert des störimpulsbehafteten Signalverlaufs seit dem vorausgegangenen Einzeleinspritzimpuls auf den getriggert worden ist, zur Nachführung des Triggerpegels herangezogen wird und,
daß bei einer Fehltriggerung die Drehzahl auf der Grundlage des doppelten Drehwinkels im Vergleich zu einer Normaltriggerung ermittelt wird.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Diagnose eines Dieselmotors, bei dem mit einem an einer Leitung zwischen einer Einspritzpumpe und einer Einspritzdüse angeordneten Drucksensor ein Druckverlaufssignal abgenommen wird, bei dem unter amplitudenabhängiger Nachführung eines Triggerpegels Einzeleinspritzimpulse des Druckverlaufssignals erfaßt werden und aus dem Abstand der Einzeleinspritzimpulse die Motordrehzahl ermittelt wird und bei dem das Druckverlaufssignal zur Diagnose ausgewertet wird, sowie auf eine Vorrichtung zur Diagnose eines Dieselmotors, die zum Abgreifen eines Druckverlaufssignals zwischen einer Dieseleinspritzpumpe und einer Einspritzdüse einen Aufklemmgeber und ferner daran in Reihe anschließend eine Signal-Erfassungsschaltung, eine Triggereinrichtung, eine mit einer Drehzahlermittlungsstufe ausgestattete Auswerteschaltung sowie eine Informationsausgabeeinrichtung aufweist.
Bei einem bekannten derartigen Verfahren wird versucht, aus Fehltriggern einer Drehzahlmeßschaltung auf Fehlfunktionen einer Dieseleinspritzpumpe Rückschlüsse zu ziehen. Dabei werden Einbrüche in der Darstellung der Drehzahl über der Zeit (vgl. 1) bei einem Beschleunigungsvorgang ausgewertet. Die Einbrüche in der Drehzahl kommen daher, daß die Einspritzmenge und damit auch die Amplitude des Klemmgebersignals bei Erreichen einer Abregeldrehzahl stark zurückgeht. Da der Triggerpegel nicht schnell genug nachgeführt wird, kommt es zu Fehltriggerungen, wodurch auch mehrere aufeinanderfolgende Einzeleinspritzimpulse eines Druckverlaufssignals nicht erfaßt und fälschlicherweise eine stark herabgesetzte Drehzahl ermittelt wird. Aus den Einbrüchen der Drehzahl sind folglich negative Gradienten der Einspritzmenge dedektierbar. Aus derartigen Einbrüchen zu bestimmten Zeitpunkten wird versucht, eine Diganose zu erstellen.

Vorteile der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art bereitzustellen, mit dem bzw. mit der die wahre Drehzahl sicher erfaßbar ist und zuverlässige Aussagen zur Motordiagnose gemacht werden können.

Diese Aufgabe wird bei dem Verfahren dadurch gelöst, daß außer den Amplituden der Einzeleinspritzungen zusätzlich der störimpulsbehaftete Signalverlauf erfaßt wird, daß bei Fehltriggerung eines Einzeleinspritzimpulses vor Eintreffen des nächsten Einzeleinspritzimpulses der Maximalwert des störimpulsbehafteten Signalverlaufs seit dem vorausgegangenen Einzelspritzimpuls auf den getriggert worden ist, zur Nachführung des Triggerpegels herangezogen wird und daß bei einer Fehltriggerung die Drehzahl auf der Grundlage des doppelten Drehwinkels im Vergleich zu einer Normaltriggerung ermittelt wird. Bei der Vorrichtung ist zur Lösung der Aufgabe vorgesehen, daß die Triggereinrichtung eine Amplitudenerfassungseinrichtung, eine Signalregistrierungseinrichtung und eine Nachführeinrichtung für den Triggerpegel aufweist, mit der bei einer Fehltriggerung auf den nächsten Einzeleinspritzimpuls triggerbar ist, und daß in der Drehzahlermittlungsstufe ein Schaltungsteil vorgesehen ist, mit dem die Drehzahl bei einer Fehltriggerung auf der Grundlage des doppelten Triggerabstandes wie bei einer Normaltriggerfolge ermittelbar ist.

Hierdurch werden Fehltriggerungen eindeutig erkannt und bei der Auswertung der Drehzahl berücksichtigt, so daß die wahre Drehzahl zuverlässig erfaßt und angegeben wird. Aus der Drehzahl können weitere Aussagen zum Motorverhalten getroffen werden, die sich unter anderem auf die Dauer des Beschleunigungsvorgangs, die Abregeldrehzahl, die Mindestdrehzahl nach Gaswegnehmen, die Geschwindigkeit des Drehzahlanstiegs und/oder die Geschwindigkeit des Drehzahlabfalls beziehen. Fehleraussagen können z.B. dadurch gewonnen werden, daß die gemessenen Drehzahlverläufe bzw. charakteristische Werte derselben zu Standarddaten, die eine ordnungsgemäße Funktion kennzeichnen, oder zu Fehlerdaten, die typische Fehlerbilder beinhalten, in Beziehung gesetzt werden. Dabei ist es auch möglich, im Laufe der Zeit gelernte Fehlerbilder mit in den Datenvorrat aufzunehmen. Relativ einfach zu erkennen sind zu niedrige Abregeldrehzahlen oder eine zu geringe Motorleistung.

Eine schnelle Nachführung des Triggerpegels bei relativ hohem Störabstand wird dadurch erzielt, daß der Triggerpegel unmittelbar nach Erfassen der Amplitude eines Einzeleinspritzimpulses an diesen Einspritzimpuls angepaßt wird und z.B. auf einen Wert zwischen 50 und 90 % dieser Amplitude gesetzt wird. Hierbei ist es günstig, wenn die Änderung des Triggerpegels digital erfolgt, wozu ein geeignetes Programm gewählt werden kann.

Eine sichere Nachführung bei Fehltriggerungen und eine unverfälschte Ermittlung der Drehzahl wird dadurch erzielt, daß die Fehltriggerung durch Erfassen der Zeitspanne zwischen mindestens zwei vorausgehenden aufeinanderfolgenden Triggerereignissen überwacht und festgestellt wird und daß die Herabsetzung des Triggerpegels anhand des Maximalwerts des störimpulsbehafteten Signalverlaufs nach Verstreichen z.B. der eineinhalbfachen Zeitspanne seit dem letzten Triggerereignis erfolgt. Wenn das Triggerereignis weiterhin ausbleibt, kann der beschriebene Vorgang wiederholt werden.

Eine weitere Diganosehilfe besteht darin, daß zusätzlich eine Hüllkurve bezüglich des Drucksignalverlaufs auf der Basis der Amplitude der Einzeleinspritzimpulse oder der Fläche unter den Einzeleinspritzimpulsen gebildet wird. Die Hüllkurve über der Amplitude der Einzeleinspritzimpulse kann dabei mit einfachen Mitteln gewonnen werden, während die Hüllkurve über die Flächenintegrale unter den Einzeleinspritzimpulsen eine gute Unterdrückung auch von hohen Störimpulsen ergibt, da deren Flächenintegral in der kurzen Dauer im Vergleich zu den Flächenintegralen der Einzeleinspritzimpulse gering ist.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Vorrichtung besteht darin, daß auf den nächsten Einzeleinspritzimpuls durch Herabsetzen des Triggerpegels auf der Basis des Maximalwerts des registrierten Druckverlaufssignals seit der vorhergehenden Normaltriggerung triggerbar ist. Hierdurch wird auch bei einer Fehltriggerung die Drehzahl sicher ermittelt, wie oben bereits ausgeführt. Die zusätzliche Ermittlung der Hüllkurve kann z.B. mit einer derartigen Ausgestaltung erfolgen, daß zwischen der Signal-Erfassungsschaltung und der Auswerteschaltung parallel zu der Triggereinrichtung eine Hüllkurvenermittlungsschaltung vorgesehen ist, mit der die Hüllkurve des Druckverlaufssignals bzgl. der Amplituden der Einzeleinspritzimpulse oder bzgl. der Flächen unter den Einzeleinspritzimpulsen ermittelbar ist. Hierbei können die Drehzahlerfassung einerseits und die Ermittlung der Hüllkurve andererseits auch unabhängig erfolgen und mittels der Auswerteschaltung ausgewertet und an die Informationsausgabeeinrichtung zur Darstellung für den Anwender weitergegeben werden.

Für verschiedene Diagnosen ist ein Aufbau günstig, bei dem die Auswerteschaltung eine Bewertungsstufe mit gespeicherten Standarddaten und/oder Fehlerbilddaten aufweist und daß die Diagnose aufgrund eines Vergleichs und einer Bewertung anhand der Standarddaten und/oder Fehlerbilddaten durchführbar ist. Die Auswertung kann dabei derart ausgelegt sein, daß die Bewertungsstufe eine Korrelationseinheit besitzt, in der eine Korrelation zwischen den aktuellen Drehzahl- bzw. Hüllkurvendaten und/oder den Standard- und Fehlerbilddaten durchführbar ist. Hierdurch können die aktuellen erfaßten Daten in geeigneter Weise und gegebenenfalls unter Angabe der wahrscheinlichsten Fehler für den Anwender geeignet dargestellt werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 einen Verlauf der Drehzahl über der Zeit, wie er mittels einer Meßeinrichtung nach dem Stand der Technik ermittelt worden ist,
2 ein Diagramm mit Einzeleinspritzimpulsen und jeweilige Lage des nachgeführten Triggerpegels,
3 eine Drehzahlkurve über der Zeit, wie sie mit den Maßnahmen vorliegender Erfindung erhalten wird, sowie eine Hüllkurve über die Amplituden der entsprechenden Einzeleinspritzimpulse, und
4 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Diagnose eines Dieselmotors als Blockschaltbild.
Die 1 zeigt eine Drehzahlkurve, aufgetragen über der Zeit. Die Anstiegsflanke gibt eine zunehmende Drehzahl wieder, wonach ein Einbruch zu erkennen ist, der der wahren Drehzahl nicht entspricht, sondern auf die bei der Abregeldrehzahl verringerte Einspritzmenge zurückzuführen ist, wobei die Amplitude der Einzeleinspritzimpulse so gering sind, daß sie wegen der relativ langsamen Nachführung des Triggerpegels nicht erfaßt werden. Hierdurch wird die Drehzahl fälschlich aufgrund einer tatsächlich nicht vorhandenen zu großen Zeitspanne bestimmt. Nach einer gewissen Zeit ist der Triggerpegel entsprechend der verringerten Amplitude der Einzeleinspritzimpulse herabgesenkt, so daß die Drehzahl mit ihrem konstanten Wert wieder ermittelt wird. Bei weiterem Rückgang der Amplituden der Einzeleinspritzungen entstehen wiederum Fehltriggerungen, mit der Folge einer zu geringen gemessenen Drehzahl, wie der Einbruch in der abfallenden Flanke zeigt.
Die 2 zeigt die Nachführung des Triggerpegels TP in Abhängigkeit der Amplituden der Einzeleinspritzimpulse EP. Der Triggerpegel TP liegt z.B. zwischen 50 und 90 %, beispielsweise bei 75 % des vorausgegangenen Einzeleinspritzimpulses, so daß in der 2 ebenfalls angedeutete Störimpulse SP sicher unterdrückt werden. Beim Rückgang der Spitzenwerte der Einzeleinspritzimpulse kommt es bei dem zweitletzten Einzeleinspritzimpuls infolge des zu hohen Triggerpegels TP zu einer Fehltriggerung. Es ist jedoch auch eine Signalregistrierungseinrichtung zum Erfassen für den störimpulsbehafteten Signalverlauf vorgesehen. Auf der Grundlage dieses erfaßten Signalverlaufs wird der Maximalwert des Signalverlaufs festgestellt, wenn während einer Zeitspanne, die z. B. dem eineinhalbfachen einer vorangegangenen Zeitspanne t_n zwischen zwei aufeinanderfolgenden Einzeleinspritzimpulsen entspricht, kein Triggerereignis stattgefunden hat. Dann wird der Triggerpegel TP auf diesen Maximalwert vor dem Eintreffen des nächsten Einzeleinspritzimpulses abgestimmt, so daß dieser wiederum erfaßt wird. Bei einer solchen Fehltriggerung wird die Drehzahl auf der Grundlage des doppelten Ab standes zweier aufeinanderfolgend erfaßter Einzeleinspritzimpulse ermittelt, so daß die ermittelte Drehzahl der wahren praktisch genau entspricht.
In 4 sind in einer Blockdarstellung die einzelnen Stufen der Vorrichtung zur Diagnose eines Dieselmotors dargestellt. Mittels einer Signal-Erfassungsschaltung Es wird das von einem Klemmgeber KG abgegebene Signal aufgenommen, der auf eine Leitung zwischen einer Einspritzpumpe und einer Einspritzdüse aufgeklemmt ist. Das von der Erfassungsschaltung ES abgegebene Druckverlaufssignal mit den Einzeleinspritzimpulsen wird einerseits zur Einstellung des Triggerpegels TP einer Triggereinrichtung T und andererseits zum Bestimmen einer Hüllkurve HK (vgl. 3) einer Hüllkurvenermittlungsschaltung HKS zugeführt. Die Triggereinrichtung T und die Hüllkurvenermittlungsschaltung HKS liefern ihre Ergebnisse an eine Auswerteschaltung AW, in der die Drehzahl z bzw. die Hüllkurve HK zur Erstellung einer Diagnose ausgewertet werden. Beispielsweise können die aktuellen ermittelten Daten mit gespeicherten Standarddaten oder Fehlerbilddaten in Beziehung gebracht werden. Hierzu ist in der Auswerteschaltung AW eine Bewertungsstufe vorgesehen, die beispielsweise eine Korrelationseinheit besitzt, um die wahrscheinlichsten Fehler zu ermitteln. Die Ergebnisse werden an eine Informationsausgabeeinrichtung zur geeigneten Darstellung für den Anwender weitergegeben.
In 3 ist in der oberen Kurve die Drehzahl z über der Zeit t dargestellt, während die untere Kurve die zu den gleichen Einzeleinspritzimpulsen gehörende Hüllkurve HK der Einzeleinspritzimpulsamplituden bzw. der Druckimpulse p wiedergibt. Die Drehzahl gehört hierbei zu den entsprechenden Einzeleinspritzimpulsen wie in 1. Es sind allerdings aufgrund der beschriebenen Triggerung und Auswertung keine verfälschenden Einbrüche in der Drehzahl vorhanden, da die Drehzahl auch bei Fehltriggerungen richtig ermittelt wird. Aus der Hüllkurve HK ist ersichtlich, daß die Amplituden der Einzeleinspritzimpulse EP über einen weiten Bereich der Anstiegsflanke der Drehzahl z konstant bleibt und beim Übergang zur konstanten Drehzahl entsprechend der Abnahme der Einspritzmenge bzw. der Verringerung der Amplitude der Einzeleinspritzimpulse EP auf ein geringeres Niveau zurückgeht, das beim Rückgang der Drehzahl z noch weiter erniedrigt ist.
Aus dem Verlauf der Drehzahl über der Zeit können die Dauer des Beschleunigungsvorgangs, die Abregeldrehzahl, die minimale Drehzahl nach Gaswegnehmen, die Geschwindigkeit des Drehzahlanstiegs und/oder die Geschwindigkeit des Drehzahlabfalls ermittelt und fehlerhafte Werte festgestellt werden. Aus der Hüllkurve können z.B. die maximale Amplitude beim Beschleunigen, die minimale Amplitude beim Abregeln und auch die Dauer des Beschleunigungsvorgangs bestimmt werden. Ersichtlich gibt die Auswertung beider Kurvenverläufe eine noch umfangreichere Diagnosemöglichkeit als die Auswertung der Einzelkurven.

Claims

Verfahren zur Diagnose eines Dieselmotors, bei dem mit einem an einer Leitung zwischen einer Einspritzpumpe und einer Einspritzdüse angeordneten Drucksensor ein Druckverlaufssignal abgenommen wird, bei dem unter amplitudenabhängiger Nachführung eines Triggerpegels Einzeleinspritzimpulse des Druckverlaufssignals erfaßt werden und aus dem Abstand der Einzeleinspritzimpulse die Motordrehzahl ermittelt wird und bei dem das Druckverlaufssignal zur Diagnose ausgewertet wird, dadurch gekennzeichnet, daß außer den Amplituden der Einzeleinspritzungen zusätzlich der störimpulsbehaftete Signalverlauf erfaßt wird, daß bei Fehltriggerung eines Einzeleinspritzimpulses vor Eintreffen des nächsten Einzeleinspritzimpulses der Maximalwert des störimpulsbehafteten Signalverlaufs seit dem vorausgegangenen Einzeleinspritzimpuls auf den getriggert worden ist, zur Nachführung des Triggerpegels herangezogen wird und, daß bei einer Fehltriggerung die Drehzahl auf der Grundlage des doppelten Drehwinkels im Vergleich zu einer Normaltriggerung ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Triggerpegel unmittelbar nach Erfassen der Amplitude eines Einzeleinspritzimpulses auf einen Wert zwischen 50 und 90 % dieser Amplitude gesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Änderung des Triggerpegels digital erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fehltriggerung durch Erfassen der Zeitspanne zwischen mindestens zwei vorausgehenden aufeinanderfolgenden Triggerereignissen überwacht und festgestellt wird und daß die Herabsetzung des Triggerpegels anhand des Maximalwerts des störimpulsbehafteten Signalverlaufs nach Verstreichen der eineinhalbfachen Zeitspanne seit dem letzten Triggerereignis erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich eine Hüllkurve bezüglich des Drucksignalverlaufs auf der Basis der Amplitude der Einzeleinspritzimpulse oder der Fläche unter den Einzeleinspritzimpulsen gebildet wird.
Vorrichtung zur Diagnose eines Dieselmotors, die zum Abgreifen eines Druckverlaufssignals zwischen einer Dieseleinspritzpumpe und einer Einspritzdüse einen Aufklemmgeber und ferner daran in Reihe anschließend eine Signal-Erfassungsschaltung, eine Triggereinrichtung, eine mit einer Drehzahlermittlungsstufe ausgestattete Auswerteschaltung sowie eine Informationsausgabeeinrichtung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Triggereinrichtung (T) eine Amplitudenerfassungseinrichtung, eine Signalregistrierungseinrichtung und eine Nachführeinrichtung für den Triggerpegel (TP) aufweist, mit der bei einer Fehltriggerung auf den nächsten Einzeleinspritzimpuls (EP) triggerbar ist, und daß in der Drehzahlermittlungsstufe ein Schaltungsteil vorgesehen ist, mit dem die Drehzahl bei einer Fehltriggerung auf der Grundlage des doppelten Triggerabstandes wie bei einer Normaltriggerfolge ermittelbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, durch gekennzeichnet, daß auf den nächsten Einzeleinspritzimpuls (EP) durch Herabsetzen des Triggerpegels (TP) auf der Basis des Maximalwerts des registrierten Druckverlaufssignals seit der vorhergehenden Normaltriggerung triggerbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6 oder Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Signal-Erfassungsschaltung (ES) und der Auswerteschaltung (AW) parallel zu der Triggereinrichtung (T) eine Hüllkurvenermittlungsschaltung (HKS) vorgesehen ist, mit der die Hüllkurve des Druckverlaufssignals bzgl. der Amplituden der Einzeleinspritzimpulse (EP) oder bzgl. der Flächen unter den Einzeleinspritzimpulsen (EP) ermittelbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteschaltung (AW) eine Bewertungsstufe mit gespeicherten Standarddaten und/oder Fehlerbilddaten aufweist und daß die Diagnose aufgrund eines Vergleichs und einer Bewertung anhand der Standarddaten und/oder Fehlerbilddaten durchführbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewertungsstufe eine Korrelationseinheit besitzt, in der eine Korrelation zwischen den aktuellen Drehzahl- bzw. Hüllkurvendaten und/oder den Standard- und Fehlerbilddaten durchführbar ist.