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Patent Searching and Data


Title:
METHOD FOR IDENTIFYING A CHANGE OF STATE OF A FUEL INJECTOR
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2017/021091
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for identifying a change of state of a fuel injector in an internal combustion engine, in which fuel from a high-pressure accumulator is injected into a combustion chamber by means of the fuel injector. A value (Rstat,2) representing a static flow rate of fuel through the fuel injector is determined, wherein if the representative value (Rstat,2) deviates by more than a first threshold value (∆R1) from a comparison value ( R stat ), a change of state of the fuel injector is assumed.

Inventors:
JOOS KLAUS (DE)
SCHENCK ZU SCHWEINSBERG ALEXANDER (DE)
HIRCHENHEIN ACHIM (DE)
Application Number:
PCT/EP2016/066075
Publication Date:
February 09, 2017
Filing Date:
July 07, 2016
Export Citation:
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Assignee:
BOSCH GMBH ROBERT (DE)
International Classes:
F02D41/22; F02D41/38; F02D41/24
Foreign References:
US20120150417A12012-06-14
US5445019A1995-08-29
DE102007028900A12008-12-24
US20100163000A12010-07-01
DE102010029837A12011-12-15
US5299550A1994-04-05
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Claims:
Ansprüche

1 . Verfahren zum Erkennen einer Zustandsänderung eines Kraftstoffinjektors (130) einer Brennkraftmaschine (100), bei der mittels des Kraftstoff! njektors (130) Kraftstoff aus einem Hochdruckspeicher (120) in einen Brennraum (105) eingespritzt wird,

wobei ein für eine statische Durchflussrate (Qstat) von Kraftstoff durch den Kraftstoffinjektor (130) repräsentativer Wert (Rstat,2) ermittelt wird,

wobei, wenn der repräsentative Wert (Rstat,2) um mehr als einen ersten Schwellwert (ARi ) von einem Vergleichswert (Rstat ) abweicht, auf eine Zustandsänderung des Kraftstoffinjektors (130) geschlossen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei auf eine Funktionseinschränkung des Kraftstoffinjektors (130) als Zustandsänderung geschlossen wird, wenn als Vergleichswert ( Rstat ) ein Vergleichswert (Rstat ), bei dem wenigstens ein weiterer Kraftstoff! njektor der Brennkraftmaschine (100) berücksichtigt ist, verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei auf einen seit Betriebsbeginn des Kraftstoffinjektors (130) vorhandenen Defekt als Funktionseinschränkung geschlossen wird, wenn der repräsentative Wert (Rstat,2) von dem Vergleichswert ( R ) ohne vorangegangene Anpassung der Durchflussrate des Kraftstoffinjektors (130) abweicht.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, wobei auf einen Defekt während des Betriebs des Kraftstoff! njektors (30) als Funktionseinschränkung geschlossen wird, wenn der repräsentative Wert (Rstat,2) von dem Vergleichswert (Rstat ) nach einer vorangegangenen Anpassung der Durchflussrate des Kraftstoffinjektors (130) abweicht. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei auf eine Verkokung als Funktionseinschränkung geschlossen wird, wenn der repräsentative Wert ( sta ) von dem Vergleichswert ( Rstat ), nach mehreren vorangegangenen Anpassungen der Durchflussrate des Kraftstoffinjektors (130) jeweils in dieselbe Richtung, abweicht.

Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei der Vergleichswert { Rstat ) unter Berücksichtigung von entsprechenden repräsentativen Werten ( stat, 1 , Rstat,2, Rstat.ß) aller oder aller übrigen Kraftstoffinjektoren (130) der Brennkraftmaschine (100), insbesondere als Mittelwert, ermittelt (100) wird.

Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei auf einen erfolgten Tausch des Kraftstoff! njektors (130) als Zustandsänderung geschlossen wird, wenn als Vergleichswert ( Rstat ) ein früher ermittelter repräsentativer Wert (Rstat,2) des Kraftstoffinjektors (130) verwendet wird.

Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei eine Information über die Zustandsänderung in einem Fehlerspeicher hinterlegt wird, wenn der repräsentative Wert (Rstat,2) um mehr als den ersten Schwellwert (ARi ) von dem Vergleichswert ( Rstat ) abweicht.

Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei eine Warnung an einen Fahrer eines Kraftfahrzeugs, das die Brennkraftmaschine (100) aufweist, erfolgt, wenn der repräsentative Wert (Rstat,2) um mehr als einen zweiten Schwellwert (AR2), der größer als der erste Schwellwert (ARi ) ist, von dem Vergleichswert { Rstat ) abweicht.

0. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Vergleichswert ( Rstat ) wiederholt oder kontinuierlich aktualisiert wird. 1 . Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei ein Verlauf der Abweichung des repräsentativen Werts (Rstat,2) von dem Vergleichswert ( Rstat ) über einer Laufleistung der Brennkraftmaschine (100) erfasst und hinterlegt wird.

12. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der repräsentative Wert (Rstat,2) ermittelt wird, indem bei wenigstens einem Einspritzvorgang des Kraftstoff! njektors (130) ein Verhältnis einer im Hochdruckspeicher (120) aufgrund des Einspritzvorgangs auftretenden Druckdifferenz (Δρ) und einer zugehörigen, für den Einspritzvorgang charakteristischen Dauer (At) ermittelt wird.

13. Recheneinheit (180), die dazu eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche durchzuführen.

14. Computerprogramm, das eine Recheneinheit (180) dazu veranlasst, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12 durchzuführen, wenn es auf der Recheneinheit (180) ausgeführt wird.

15. Maschinenlesbares Speichermedium mit einem darauf gespeicherten Computerprogramm nach Anspruch 14.

Description:
Beschreibung

Titel

Verfahren zum Erkennen einer Zustandsänderung eines Kraftstoffinjektors

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erkennen einer Zustandsänderung eines Kraftstoff! njektors sowie eine Recheneinheit und ein Computerprogramm zu dessen Durchführung.

Stand der Technik

Bei Kraftfahrzeugen gelten hinsichtlich einzuhaltender Emissionen von Schadstoffen teilweise sehr strenge Grenzwerte. Um aktuelle und insbesondere auch zukünftige Emissions- bzw. Abgasgrenzwerte einzuhalten, ist u.a. eine genaue Kraftstoffzumessung bei der Einspritzung entscheidend.

Dabei ist jedoch zu berücksichtigen, dass bei der Zumessung verschiedene Toleranzen auftreten. Solche Zumesstoleranzen resultieren im Allgemeinen aus exemplarabhängiger Nadeldynamik und exemplarabhängiger statischer Durchflussrate der Kraftstoff! njektoren. Ein Einfluss der Nadeldynamik kann bspw. durch einen mechatronischen Ansatz, wie bspw. einer sog. Controlled Valve Operation reduziert werden. Bei einer Controlled Valve Operation werden Ansteuerzeiten der Kraftstoff! njektoren im Sinne einer Regelung bspw. über die Lebensdauer eines Kraftfahrzeugs hinweg angepasst.

Mögliche Fehler bei der statischen Durchflussrate resultieren aus Toleranzen der Einspritzlochgeometrie und des Nadelhubs. Die Einspritzlochgeometrie wird oftmals hinsichtlich guter Emissionswerte optimiert, wodurch allerdings eine Sensi- tivität für eine Verkokung steigen kann. Solche Fehler können bisher meist nur global, d.h. hinsichtlich aller Kraftstoffinjektoren der Brennkraftmaschine gemeinsam, bspw. auf Basis einer Lambdaregelung bzw. Gemischadaption korrigiert werden. Damit kann jedoch nicht erkannt werden, ob einzelne Kraftstoffinjektoren der Brennkraftmaschine eine Abweichung hinsichtlich ihrer statischen Durchflussrate aufweisen (d.h. bei gleicher Offendauer unterschiedliche Mengen abgeben), die abgas- oder laufruherelevant sein können.

Aus der nicht vorveröffentlichten DE 10 2015 205 877 ist bspw. ein Verfahren bekannt, um eine statische Durchflussrate eines Kraftstoffinjektors oder einen dafür repräsentativen Wert zu ermitteln.

Offenbarung der Erfindung

Erfindungsgemäß werden ein Verfahren zum Erkennen einer Zustandsänderung eines Kraftstoffinjektors sowie eine Recheneinheit und ein Computerprogramm zu dessen Durchführung mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.

Vorteile der Erfindung

Ein erfindungsgemäßes Verfahren dient zum Erkennen einer Zustandsänderung eines Kraftstoffinjektors einer Brennkraftmaschine, bei der mittels des Kraftstoffinjektors Kraftstoff aus einem Hochdruckspeicher in einen Brennraum eingespritzt wird. Dabei wird ein für eine statische Durchflussrate von Kraftstoff durch den Kraftstoff! njektor repräsentativer Wert ermittelt. Wenn der repräsentative Wert um mehr als einen ersten Schwellwert von einem Vergleichswert abweicht, wird auf eine Zustandsänderung (üblicherweise Funktionsverschlechterung) des Kraftstoffinjektors geschlossen. Je nach Art und Ausmaß der Veränderung kann durch eine Fehlerbehebungsmaßnahme und/oder einen Fehlerspeichereintrag und/oder eine Warnung (z.B. durch Aktivierung der Motorkontrollleuchte, englisch Malfunction Indicator Light (MIL)) an den Fahrer reagiert werden.

Die Erfindung macht sich dabei eine gezielte Erkennung einer Abweichung der statischen Durchflussrate von Kraftstoff durch einen Kraftstoffinjektor von einem Vergleichswert zunutze, wodurch auf einen Drift der statischen Durchflussrate, d.h. ein langsames Abweichen vom Vergleichswert, geschlossen werden kann, was wiederum für eine Zustandsänderung des Kraftstoffinjektors spricht. Da eine Zustandsänderung in der Regel eine geringere eingespritzte Kraftstoff menge zur Folge hat, tritt ein geringerer Druckeinbruch im Hochdruckspeicher auf, was somit eine Abweichung vom Vergleichswert nach unten bedeutet. Es versteht sich, dass ein solches Verfahren für jeden Kraftstoffinjektor einer Brennkraftmaschine in der gleichen Weise durchgeführt werden kann.

Vorzugsweise wird auf eine Funktionseinschränkung des Kraftstoffinjektors als Zustandsänderung geschlossen, wenn als Vergleichswert ein Vergleichswert, bei dem wenigstens ein weiterer Kraftstoffinjektor der Brennkraftmaschine berücksichtigt ist, verwendet wird. Auf diese Weise ist ein Vergleich zwischen dem betreffenden Kraftstoffinjektor und einem oder mehreren, insbesondere allen übrigen, Kraftstoffinjektoren der Brennkraftmaschine möglich, wodurch sehr einfach auf eine Funktionseinschränkung geschlossen werden kann, da insbesondere eine Veränderung der statischen Durchflussrate gegenüber den anderen Kraftstoffinjektoren ermittelt werden kann. Dabei kann in der Regel davon ausgegangen werden, dass bei einer Abweichung des repräsentativen Werts eines Kraftstoffinjektors von dem mehrerer anderer Kraftstoffinjektoren der betreffende Kraftstoffinjektor in der Funktion eingeschränkt ist.

Vorteilhafterweise wird, wenn der repräsentative Wert von dem Vergleichswert abweicht, ohne dass zuvor eine Anpassung der Durchflussrate des Kraftstoffinjektors durchgeführt worden wäre (sog. Adaption), auf einen seit Betriebsbeginn des Kraftstoffinjektors vorhandenen Defekt als Funktionseinschränkung ge- schlössen. Wenn also ein Kraftstoffinjektor von Anfang an eine Abweichung aufweist, die über einem gewissen Schwellwert liegt, kann davon ausgegangen werden, dass dieser Kraftstoffinjektor von Anfang an defekt war. Auf diese Weise kann also sehr einfach ein defekter Kraftstoffinjektor erkannt werden. In diesem Fall kann der betreffende Kraftstoff! njektor bspw. ausgetauscht werden.

Vorzugsweise wird auf einen Defekt während des Betriebs des Kraftstoffinjektors als Funktionseinschränkung geschlossen, wenn der repräsentative Wert von dem Vergleichswert abweicht, nachdem zuvor eine Anpassung der Durchflussrate des Kraftstoffinjektors durchgeführt worden ist. Wenn also ein Kraftstoffinjektor be- reits einmal angepasst wurde, weil bspw. früher eine Abweichung festgestellt wurde, und nun erneut eine Abweichung erkannt wird, die über einem gewissen Schwellwert liegt, kann davon ausgegangen werden, dass dieser Kraftstoffinjektor zwar zunächst funktionsfähig war, jedoch während des Betriebs defekt ge- worden ist. Auf diese Weise kann also sehr einfach ein defekter Kraftstoff! njektor erkannt werden. In diesem Fall kann der betreffende Kraftstoffinjektor bspw. ausgetauscht werden. Hierbei ist anzumerken, dass durch die Möglichkeit, zwischen einem Defekt von Anfang an und erst während des Betriebs zu unterscheiden, auch die Qualität des Kraftstoffinjektors bewertet werden kann.

Vorteilhafterweise wird auf eine Verkokung als Funktionseinschränkung geschlossen, wenn der repräsentative Wert von dem Vergleichswert abweicht, nachdem zuvor mehreren Anpassungen der Durchflussrate des Kraftstoffinjektors jeweils in dieselbe Richtung durchgeführt worden sind. So kann es bspw. vorkommen, dass der repräsentative Wert des Kraftstoffinjektors selbst nach vielen Anpassungen bzw. Nachadaptionen immer wieder in dieselbe Richtung wegdriftet. Wenn nun trotz dieser Nachadaptionen eine Abweichung um einen gewissen Schwellwert vom Vergleichswert festgestellt wird, kann davon ausgegangen werden, dass eine Verschmutzung in Form einer Verkokung vorliegt. Auf diese Weise kann also sehr einfach ein verkokter Kraftstoffinjektor erkannt werden. In diesem Fall kann der betreffende Kraftstoffinjektor bspw. gereinigt werden. Präventiv können jedoch bspw. zusätzlich auch alle übrigen Kraftstoffinjektoren gereinigt werden. Sollte jedoch bspw. nach einem oder mehreren Reinigungsvorgängen immer noch eine Abweichung vorliegen, kann davon ausgegangen bzw. darauf geschlossen werden, dass der Kraftstoff! njektor defekt ist, bspw. aufgrund eines Fertigungsfehlers. In diesem Fall kann der betreffende Kraftstoff! njektor bspw. ausgetauscht werden.

Es ist von Vorteil, wenn der Vergleichswert unter Berücksichtigung von entspre- chenden repräsentativen Werten aller oder aller übrigen Kraftstoffinjektoren der

Brennkraftmaschine, insbesondere als Mittelwert, ermittelt wird. Damit ist ein besonders effektiver Vergleich mit den übrigen Kraftstoff! njektoren möglich. Insbesondere braucht bei dieser Vorgehensweise die tatsächliche Durchflussrate nicht ermittelt werden, da nur die jeweiligen repräsentativen Werte herangezogen wer- den, was für einen relativen Vergleich, d.h. der Ermittlung ob ggf. die Durchflussrate bei einem Kraftstoffinjektor von denen der anderen Kraftstoffinjektoren abweicht, ausreichend ist. Insbesondere sind auf diese Weise eventuelle systematische Messfehler vernachlässigbar. Wenn die Umrechnungswerte zum Umrech- nen des repräsentativen Werts in die zugehörige Durchflussrate bekannt sind, ist es jedoch auch denkbar, als repräsentative Werte direkt die Durchflussrate zu verwenden. Die Umrechnungswerte umfassen dabei bspw. ausreichend genaue Informationen über Kraftstoffart, insbesondere den Ethanolgehalt, eine Kraftstofftemperatur und einen Druck im Hochdruckspeicher, den sog. Raildruck. Insbe- sondere kann sich hierbei zunutze gemacht werden, dass eine Abweichung der

Durchflussrate bzw. des repräsentativen Werts für jeden Kraftstoff! njektor in der Regel unterschiedlich ist.

Vorzugsweise wird, wenn als Vergleichswert ein früher ermittelter repräsentativer Wert des Kraftstoffinjektors verwendet wird, auf einen Tausch des Kraftstoffinjektors als Zustandsänderung geschlossen. Die Zustandsänderung umfasst dabei insbesondere eine Zustandsänderung zwischen zwei aufeinanderfolgenden Fahrzyklen. Der Vergleichswert kann hier bspw. in einem vorangehenden Fahrzyklus ermittelt worden sein. Wenn also von einem zum nächsten Fahrzyklus ei- ne sprunghafte bzw. deutliche Veränderung der Durchflussrate festgestellt wird, kann sehr einfach ein erfolgter Tausch des Kraftstoffinjektors erkannt werden. Entsprechend kann bspw. eine Adaption des dann als neu erkannten Kraftstoffinjektors erfolgen. Vorteilhafterweise wird, wenn der repräsentative Wert um mehr als den ersten

Schwellwert von dem Vergleichswert abweicht, eine Information über die Zustandsänderung hinterlegt. Als erster Schwellwert können hier bspw. 10% des Vergleichswerts verwendet werden. Bei einer solchen Abweichung ist eine Funktionseinschränkung in der Regel noch nicht sicherheitskritisch, sollte jedoch beim nächsten Werkstattbesuch behoben werden. Insofern kann die Hinterlegung der

Information einen Eintrag in einem Fehlerspeicher umfassen. Auf diese Weise ist eine einfache Anweisung für einen Austausch des Kraftstoffinjektors möglich. Vorzugsweise erfolgt, wenn der repräsentative Wert um mehr als einen zweiten Schwellwert, der größer als der erste Schwellwert ist, von dem Vergleichswert abweicht, eine Warnung an einen Fahrer eines Kraftfahrzeugs, das die Brennkraftmaschine umfasst. Als zweiter Schwellwert können hier bspw. 25% des Ver- gleichswerts verwendet werden. Bei einer solchen Abweichung ist eine Funktionseinschränkung möglicherweise schon sicherheitskritisch und es sollte schnellstmöglich ein Werkstattbesuch oder zumindest eine Belastungsarme Fahrweise erfolgen. Insofern kann die Warnung bspw. eine Warnlampe (z.B. MIL) und/oder eine Meldung in einem Display im Kraftfahrzeug umfassen. Auf diese Weise ist eine einfache Vermeidung einer sicherheitskritischen Situation möglich.

Vorteilhafterweise wird der Vergleichswert wiederholt oder kontinuierlich aktualisiert. Damit kann immer der aktuellste Stand bzgl. der Anzeichen einer Zustand- sänderung berücksichtigt werden. Insbesondere kann auf diese Weise auch eine wiederholte oder kontinuierliche Überprüfung der Kraftstoffinjektoren erfolgen.

Es ist von Vorteil, wenn ein Verlauf der Abweichung des repräsentativen Werts von dem Vergleichswert über einer Laufleistung der Brennkraftmaschine erfasst und hinterlegt wird. Die Hinterlegung kann bspw. auf einem Speicher in einem ausführenden Steuergerät erfolgen. Auf diese Weise können die Daten sehr einfach für eine Werkstatt zur Verfügung gestellt werden. Insbesondere ist damit bspw. ein einfacherer und gezielter Austausch eines defekten Kraftstoffinjektors möglich. Zudem können diese Felddaten gespeichert und bspw. später ausge- wertet werden.

Vorteilhafterweise wird der repräsentative Wert ermittelt, indem bei wenigstens einem Einspritzvorgang des Kraftstoffinjektors ein Verhältnis einer im Hochdruckspeicher aufgrund des Einspritzvorgangs auftretenden Druckdifferenz und einer zugehörigen, für den Einspritzvorgang charakteristischen Dauer ermittelt wird. Dabei kann ausgenutzt werden, dass die von einem Kraftstoffinjektor während eines Einspritzvorgangs abgegebene Kraftstoff menge bzw. dessen Volumen proportional oder zumindest hinreichend proportional zu der zugehörigen Druckdifferenz, d.h. dem Druckunterschied vor und nach dem Einspritzvorgang, im Hochdruckspeicher ist. Wenn nun zudem eine für den Einspritzvorgang charakteristische Dauer bekannt ist, kann aus dem Verhältnis dieser Druckdifferenz und der zugehörigen Dauer ein Wert ermittelt werden, der bis auf einen Proportionalitätsfaktor der statischen Durchflussrate durch den Kraftstoff! njektor entspricht. Auf diese Weise kann sehr einfach ein für die Durchflussrate repräsentativer Wert erhalten werden.

Eine erfindungsgemäße Recheneinheit, z.B. ein Steuergerät, insbesondere ein Motorsteuergerät, eines Kraftfahrzeugs, ist, insbesondere programmtechnisch, dazu eingerichtet, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen.

Auch die Implementierung des Verfahrens in Form eines Computerprogramms ist vorteilhaft, da dies besonders geringe Kosten verursacht, insbesondere wenn ein ausführendes Steuergerät noch für weitere Aufgaben genutzt wird und daher ohnehin vorhanden ist. Geeignete Datenträger zur Bereitstellung des Computerprogramms sind insbesondere magnetische, optische und elektrische Speicher, wie z.B. Festplatten, Flash-Speicher, EEPROMs, DVDs u.a.m. Auch ein Download eines Programms über Computernetze (Internet, Intranet usw.) ist möglich.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.

Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Figur 1 zeigt schematisch eine Brennkraftmaschine mit Common-Rail-System, die zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist.

Figur 2 zeigt in einem Diagramm ein Durchflussvolumen bei einem Kraftstoffinjektor über der Zeit. Figur 3 zeigt in einem Diagramm einen Druckverlauf in einem Hochdruckspeicher während eines Einspritzvorgangs.

Figur 4 zeigt einen repräsentativen Wert für eine statische Durchflussrate und einen Vergleichswert bei einem erfindungsgemäßen Verfahren in einer bevorzugten Ausführungsform.

Figur 5 zeigt einen Verlauf eines repräsentativen Werts für eine statische Durchflussrate bei einem erfindungsgemäßen Verfahren in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform.

Figur 6 zeigt einen Verlauf eines repräsentativen Werts für eine statische Durchflussrate bei einem erfindungsgemäßen Verfahren in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform.

Ausführungsform(en) der Erfindung

In Figur 1 ist schematisch eine Brennkraftmaschine 100 gezeigt, die zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist. Beispielhaft umfasst die Brennkraftmaschine 100 drei Brennräume bzw. zugehörige Zylinder 105. Jedem Brennraum 105 ist ein Kraftstoffinjektor 130 zugeordnet, welcher wiederum jeweils an einen Hochdruckspeicher 120, einem sog. Rail, angeschlossen ist, über welchen er mit Kraftstoff versorgt wird. Es versteht sich, dass ein erfindungsgemäßes Verfahren auch bei einer Brennkraftmaschine mit einer beliebigen anderen Anzahl an Zylindern, bspw. vier, sechs, acht oder zwölf Zylinder, durchgeführt werden kann.

Weiter wird der Hochdruckspeicher 120 über eine Hochdruckpumpe 1 10 mit Kraftstoff aus einem Kraftstofftank 140 gespeist. Die Hochdruckpumpe 1 10 ist mit der Brennkraftmaschine 100 gekoppelt, und zwar bspw. derart, dass die Hochdruckpumpe über eine Kurbelwelle der Brennkraftmaschine, bzw. über eine Nockenwelle, welche wiederum mit der Kurbelwelle gekoppelt ist, angetrieben wird. Eine Ansteuerung der Kraftstoffinjektoren 130 zum Zumessen von Kraftstoff in die jeweiligen Brennräume 105 erfolgt über eine als Motorsteuergerät 180 ausgebildete Recheneinheit. Der Übersichtlichkeit halber ist nur die Verbindung vom Motorsteuergerät 180 zu einem Kraftstoff! njektor 130 dargestellt, es versteht sich jedoch, dass jeder Kraftstoffinjektor 130 an das Motorsteuergerät entsprechend angeschlossen ist. Jeder Kraftstoffinjektor 130 kann dabei spezifisch angesteuert werden. Ferner ist das Motorsteuergerät 130 dazu eingerichtet, den Kraftstoffdruck in dem Hochdruckspeicher 120 mittels eines Drucksensors 190 zu erfassen.

In Figur 2 ist in einem Diagramm ein kumuliertes Durchflussvolumen V durch einen Kraftstoffinjektor über der Zeit t bei einer lange andauernden Ansteuerung des Kraftstoff! njektors dargestellt. Zum Zeitpunkt to beginnt dabei eine Ansteuerzeit und zum Zeitpunkt ti beginnt sich die Ventilnadel zu heben. Zum Zeitpunkt ti beginnt somit auch eine Offendauer des Kraftstoffinjektors. Dabei ist zu sehen, dass das kumulierte Durchflussvolumen V bzw. die durch den Kraftstoffinjektor geflossene Kraftstoff menge nach einer kurzen Zeitdauer während des Anhebens der Ventilnadel über einen weiten Bereich konstant ansteigt. In diesem Bereich befindet sich die Ventilnadel im sog. Vollhub, d.h. die Ventilnadel ist vollständig bzw. bis zu einer Soll-Höhe angehoben.

Während dieser Zeit fließt eine konstante Kraftstoff menge pro Zeiteinheit durch die Ventilöffnung des Kraftstoffinjektors, d.h. die statische Durchflussrate C tat, die die Steigung des kumulierten Durchflussvolumens V angibt, ist konstant. Die Größe der statischen Durchflussrate ist dabei ein wesentlicher Faktor, der, wie eingangs bereits erwähnt, die insgesamt während eines Einspritzvorgangs eingespritzte Kraftstoff menge bestimmt. Abweichungen bzw. Toleranzen in der statischen Durchflussrate wirken sich daher auf die eingespritzte Kraftstoffmenge pro Einspritzvorgang aus.

Zum Zeitpunkt t.3 endet die Ansteuerzeit und es beginnt die Schließzeit. Dabei beginnt die Ventilnadel, sich zu senken. Die Schließzeit und die Offendauer enden zum Zeitpunkt t 4 , wenn die Ventilnadel wieder vollständig das Ventil verschließt. In Figur 3 ist in einem Diagramm ein Druckverlauf in einem Hochdruckspeicher während eines Einspritzvorgangs über der Zeit t dargestellt. Hierbei ist zu sehen, dass der Druck p im Hochdruckspeicher, von gewissen Schwankungen aufgrund von Pumpenförderungen und Kraftstoffentnahmen durch Einspritzungen abgesehen, im Wesentlichen konstant ist. Während des Einspritzvorgangs, der eine Zeitdauer At andauert, sinkt der Druck p im Hochdruckspeicher um einen Wert Δρ.

Anschließend bleibt der Druck p, wieder von gewissen Schwankungen abgesehen, auf dem niedrigeren Niveau, bis durch eine Nachförderung durch die Hochdruckpumpe der Druck p wieder auf das Ausgangsniveau ansteigt.

Die Erfassung und Auswertung dieser Druckeinbrüche bei Einspritzvorgängen erfolgt dabei mit üblicherweise ohnehin vorhandenen Komponenten, wie bspw. dem Drucksensor 190 und dem Motorsteuergerät 180 inkl. entsprechender Ein- gangsbeschaltung. Zusätzliche Komponenten sind daher nicht nötig. Diese Auswertung erfolgt individuell für jeden Brennraum 105.

Die statische Durchflussrate C tat durch den Kraftstoffinjektor ist, wie bereits erwähnt, charakterisiert durch die eingespritzte Kraftstoff menge bzw. dessen Volumen pro Zeit. In einem auf Systemdruck aufgepumpten Hochdruckspeicher bzw. Rail ist das eingespritzte Volumen proportional zum Druckeinbruch im Rail. Die zugehörige Zeitdauer entspricht dabei der Offendauer des Kraftstoffinjektors, die bspw., wie eingangs erwähnt, mechatronisch mittels einer sog. Controlled Valve Operation (siehe z.B. DE 10 2009 002 593 A1 ) bestimmt werden kann.

Durch eine Quotientenbildung zwischen Druckeinbruch bzw. Druckdifferenz Δρ und Offendauer bzw. Zeitdauer der Einspritzung At erhält man eine Druckrate als

Ersatzwert bzw. repräsentativen Wert F = Δρ/Δί für die statische

An

Durchflussrate Qstat, d.h. für einen Messvorgang gilt Q □—— . Eine

At

Nachförderung durch die Hochdruckpumpe sollte hierbei nicht in das relevante Zeitfenster fallen. Eine Nachförderung ist daher ggf. zu unterdrücken. In Figur 4 sind in einem Diagramm beispielhaft drei repräsentative Werte R s tat,i , Rstat,2 und Rstat,3 gezeigt, wie sie bspw. für die in Figur 1 gezeigten

Kraftstoffinjektoren gemäß dem oben erläuterten Verfahren ermittelt werden können.

Weiterhin ist ein Vergleichswert R stat gezeigt, der beispielhaft aus den beiden repräsentativen Werten R s tat,i und R s tat,3 gewonnen wird, bspw. als arithmetischer Mittelwert. Der Vergleichswert wird somit aus allen übrigen Kraftstoffinjektoren außer dem untersuchten Kraftstoffinjektor ermittelt. Es ist jedoch auch denkbar, dass der Schwellwert aus allen drei (bzw. allen vorhandenen)

Kraftstoffinjektoren), d.h. inklusive dem untersuchten Kraftstoffinjektor, ermittelt wird, wobei die Schwellwerte dann ggf. anders definiert werden sollten. Eine Erkennung einer Abweichung ist jedoch in der gezeigten Variante in der Regel einfacher.

Weiterhin sind ein erster Schwellwert ARi und ein zweiter Schwellwert AR2 gezeigt. Wie in Figur 4 zu sehen ist, weicht der repräsentative Werte R s tat,2 um mehr als den ersten Schwellwert ARi vom Vergleichswert R stat ab, jedoch um weniger als den zweiten Schwellwert AR2. Insofern kann in diesem Fall auf einen Defekt des betreffenden Kraftstoffinjektors geschlossen werden und die

Information über den Defekt bspw. in einem Fehlerspeicher hinterlegt werden. Der Injektor sollte bei nächster Gelegenheit getauscht werden.

Sollte bspw. bei einer späteren Überprüfung der repräsentative Werte R s tat,2 um mehr als den zweiten Schwellwert AR2 vom Vergleichswert R stat abweichen, so kann bspw. eine Warnmeldung an einen Fahrer abgesetzt werden. Der Injektor sollte unverzüglich getauscht werden, da das Ausmaß des Defekts bzw. der Funktionsbeeinträchtigung für einen zuverlässigen bzw. emissionsarmen Betrieb zu groß geworden ist.

In Figur 5 ist ein Verlauf eines repräsentativen Werts für eine statische Durchflussrate über der Zeit t bei einem erfindungsgemäßen Verfahren in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform dargestellt. Bei dem hier gezeigten repräsen- tativen Wert kann es sich bspw. um den in Figur 3 gezeigten repräsentativen Wert Rstat,2 handeln, der zu jedem Zeitpunkt ti bis t 5 auf die oben erläuterte Art ermittelt werden kann. Die Zeitpunkt ti bis t 5 stammen insbesondere aus unterschiedlichen Fahrzyklen.

Weiterhin ist der Vergleichswert R stat gezeigt, welcher auch wie oben erläutert ermittelt werden kann. Es versteht sich, dass der Vergleichswert über die Zeit nicht notwendigerweise konstant bleiben muss, wie hier gezeigt, sondern auch variieren kann, wenn er als Mittelwert mehrerer repräsentativer Werte gebildet wird.

Aus dem Verlauf des repräsentativen Wertes ist zu sehen, dass die Abweichung vom Vergleichswert immer größer wird. Insbesondere kann bspw. nach jeder Ermittlung einer Abweichung, d.h. zu jedem der Zeitpunkte ti bis t 4 , eine Nach- adaption, d.h. eine Anpassung der statischen Durchflussrate erfolgen.

Ist nun jedoch, wie gezeigt, bspw. beim Zeitpunkt t 5 eine Abweichung um mehr als den ersten Schwellwert ARi vom Vergleichswert R stat festzustellen, so ist, aufgrund der steigenden Abweichung trotz Nachadaptionen, von einem verkok- ten Kraftstoffinjektor auszugehen. Es kann als Fehlerbehebungsmaßnahme versucht werden, den Kraftstoffinjektor durch Veränderung der Verbrennungsbedingungen zu reinigen. Alternativ oder falls dies nicht erfolgreich ist, kann die Information über die Verkokung in dem Fehlerspeicher hinterlegt werden. Der Injektor sollte dann bei nächster Gelegenheit getauscht werden.

In Figur 6 ist ein Verlauf eines repräsentativen Werts für eine statische Durchflussrate über der Zeit t bei einem erfindungsgemäßen Verfahren in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform dargestellt. Bei dem hier gezeigten repräsentativen Wert kann es sich bspw. um den in Figur 3 gezeigten repräsentativen Wert R s tat,2 handeln, der zu jedem Zeitpunkt t.6 bis ts auf die oben erläuterte Art ermittelt werden kann. Weiterhin ist der Vergleichswert R stat gezeigt, welcher hier bspw. dem repräsentativen Wert zum Zeitpunkt t 7 oder einem Mittelwert aus den repräsentativen Werten zu den Zeitpunkten t.6 und t 7 entsprechen kann. Zum Zeitpunkt ts ist nun eine Abweichung um mehr als den ersten Schwellwert

ARi vom Vergleichswert R stat festzustellen. Da es sich bei dem Vergleichswert um den repräsentativen Wert des Kraftstoff! njektors an derselben Position in der Brennkraftmaschine wie zum Zeitpunkt ts handelt, ist davon auszugehen, dass nun ein anderer Kraftstoff! njektor vorhanden ist. Auf diese Weise kann ein Tausch eines Kraftstoff! njektors ermittelt werden.