WO2004053316A1 | 2004-06-24 |
DE102007010496A1 | 2008-10-30 | |||
DE102010038630A1 | 2012-02-02 | |||
EP0463537A2 | 1992-01-02 | |||
DE102007010496A1 | 2008-10-30 |
Patentansprüche 1. Verfahren zur Ermittlung der absoluten Kraftstoffeinspritzmenge der Injektoren (31) eines Motors (9) der Art einer Verbrennungskraftmaschine mit eine Zylinderanzahl gekennzeichnet dadurch, dass eine erste absolute Gesamteinspritzmenge aller Injektoren (31) basierend auf einem Hochlauftest, bei dem alle Zylinder des Motors (9) aktiv sind, erfassten Messdaten und einem vorbestimmten motorindividuellen Faktor des Motors (9), der bestimmt wurde, für den Fall, dass alle Zylinder aktiv sind, ist, ermittelt wird, wobei die Messdaten im Wesentlichen geeignet sind, den zeitlichen Verlauf der Motordrehzahl während des Hochlauftests zu beschreiben. 2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei die Messdaten eine maximal erreichten Motordrehzahl eine erste Änderungsgeschwindigkeit der Motordrehzahl während des Hochlaufens mit aktiver Einspritzung, eine zweite Änderungsgeschwindigkeit der Motordrehzahl mit inaktiver Einspritzung und einer Leerlaufdrehzahl des Motors (9) sind bzw. diese Größen von den erfassten Messdaten abgeleitet werden. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dass wenigstens eine zweite absolute Gesamteinspritzmenge basierend auf Messdaten eines weiteren Hochlauftests, bei dem wenigstens einer der Zylinder inaktiv ist, und einem motorindividuellen Faktor der bestimmt wurde, für den Fall eines inaktiven Zylinder, ermittelt wird. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige absolute Gesamteinspritzmenge basierend auf einer Energiebilanz ermittelt wird. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige absolute Gesamteinspritzmenge basierend auf wenigstens einem von der kinetischen Energie des Motors (9) bei Leerlaufdrehzahl und der vom Motor (9) während des Hochlaufens geleisteten Arbeit ermittelt wird. 6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein vom Motor (9) zu erbringender Momentenbedarf aufgrund von Reibung und externer Arbeit basierend auf der zweiten Änderungsgeschwindigkeit ermittelt wird. 7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass berücksichtigt wird, dass eine vom Motor (9) bis zum Erreichen der Maximaldrehzahl geleistete Arbeit und damit absolute Gesamteinspritzmenge quadratisch von der erreichten Maximaldrehzahl abhängig ist. 8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige absolute Einspritzmenge basierend auf dem folgenden Zusammenhang ermittelt wird, wobei der konstante vorbestimmte Faktor für den Motor, bei aktiven Zylindern, ist. 9. Anordnung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein entsprechend programmiertes Werkstattdiagnosegerät (7) über eine Anschlussschnittstelle (3) einer entsprechend programmierten Motorsteuerungsgerät (1) eines Motors (9) anschließbar ist, und die Durchführung des Verfahrens durch das Werkstattdiagnosegerät (7) und/oder Motorsteuerungsgerät (7) steuerbar ist, wobei wenigstens ein vorbestimmter motorindividuellen Faktor der proportional zum Trägheitsmoment des Motors, wenn Zylinder aktiv sind, in dem Werkstattdiagnosegerät (7) und/oder in dem Motorsteuerungsgerät (1) abgespeichert ist. 10. Computerprogrammprodukt mit Computerprogrammcode derart, dass wenn der Computerprogrammcode auf einer entsprechenden programmierbaren Einrichtung (7, 1), insbesondere einem Werkstattdiagnosegerät (7) und/oder einem Motorsteuerungsgerät (1), ausgeführt wird, diese Einrichtung ein Verfahren gemäße einem der Ansprüche 1 bis 8 ausführt. |
Verbrennungsmotor sowie Anordnung hierfür
Beschreibung
Stand der Technik
Der Hochlauftest ist ein bekannter Diagnosetest zur Ermittlung des
Einspritzmengenfehlers bei Injektoren in einem Verbrennungsmotor.
Beispielsweise ist aus der DE 10 2007 010 496 A1 ein Verfahren zur
vergleichenden Prüfung von Einspritzverbrennungsmotoren bekannt, bei denen der Motor von einer elektrischen Motorsteuerung gesteuert wird, welche entweder Eigendiagnosemittel aufweist oder mit einer Anschlussschnittstelle für ein externes Diagnosegerät ausgerüstet ist. Über die Eigendiagnosemittel bzw. das Diagnosegerät können aus den gemessenen und anzeigbaren
Abweichungen der jeweils definierten Messgrößen bei Abschalten jeweils eines Zylinders Informationen gewonnen werden, die auf eine mögliche Soll- Abweichung des abgeschalteten Zylinders schließen lassen. Beispielsweise kann durch Vergleich der erreichten Maximaldrehzahlen beim Hochlauftest auf die relative Einspritzmenge der einzelnen Zylinder geschlossen werden. Dabei werden ausgehend vom Leerlauf eine bestimmte Anzahl Einspritzungen mit einer vorbestimmten festen Einspritzmenge getätigt, so dass der Motor
hochbeschleunigt. Pro Testlauf wird jeweils ein Einzelzylinder deaktiviert. Aus der erreichten Maximaldrehzahl kann je Testlauf auf die relative Einspritzmenge geschlossen werden.
Da jedoch der Momentenbedarf durch Reibung und andere Effekte (z.B. seitens am Motor angeschlossener Aggregate) nicht bekannt ist, kann die absolute Einspritzmenge nicht ermittelt werden.
Daher bleibt beispielsweise im Falle eines Vierzylindermotors, wenn bei zwei Zylindern relativ zu den anderen beiden Zylinder eine größerer Menge ermittelt wurde, weiterhin unklar, ob die zwei Zylinder mit der kleineren Einspritzmenge eine Mindermenge aufweisen und die Zylinder mit der größerer Einspritzmenge die korrekte Menge einspritzen oder ob die zwei Zylinder mit der kleineren Einspritzmenge die korrekte Menge einspritzen und die Zylinder mit der größeren Einspritzmenge eine Mehrmenge aufweisen. D.h., es ist nicht eindeutig, welche Injektoren getauscht werden müssen.
Offenbarung der Erfindung
Somit ist es eine mögliche Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Ermittlung der absoluten mittleren Einspritzmenge aller Injektoren, insbesondere der absoluten Einspritzmenge eines Injektors vorzuschlagen, um einen absoluten Einspritzmengenfehler bestimmen zu können.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere Ausführungsformen sind in den auf diese rückbezogenen
Unteransprüchen angegeben.
Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den
Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Anordnung und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung der einzelnen Erfindungsaspekte stets wechselseitig Bezug genommen wird beziehungsweise werden kann.
Der Erfinder hat erkannt, dass sich während des Hochlauftests im Wesentlichen aus der Geschwindigkeit, mit der die Drehzahl sinkt, so lange keine Einspritzung aktiv ist, auf den Momentenbedarf des Motors durch Reibung sowie daran angeschlossene Aggregate und damit von der erreichten Maximaldrehzahl direkt auf die absolute Einspritzmenge rückgeschlossen werden kann. Dazu ist lediglich die Kenntnis eines vorherbestimmbaren motorindividuellen Faktors nötig, der
u.a. proportional zum Trägheitsmoment des Motors ist.
Der Kerngedanke der Erfindung besteht im Wesentlichen darin, den genannten vorherbestimmbaren motorindividuellen Faktor für den jeweiligen Motor in
einem Motorsteuergerät und/oder einem Werkstattdiagnosetestgerät zu hinterlegen. Mit Hilfe des für den jeweiligen Motor hinterlegten Faktors, kann somit mittels eines Hochlauftests die absolute Gesamteinspritzmenge und die Einzeleinspritzmengen der einzelnen Injektoren im definierten Betriebspunkt bestimmt und bewertet werden.
Besonders vorteilhaft ist, dass die Umsetzung der Erfindung keine strukturellen Änderung bei vorhandenen Motorsteuerungseinrichtungen und
Werkstattdiagnosegeräten, sondern lediglich eine erfindungsgemäß verbesserte
Auswertung - ggf. abhängig von im Steuergerät des Motors bzw. dem
Werkstattdiagnosegerät vorhandenen Funktionen - z.B. der beim bekannten Hochlauftest erfassten Messdaten erfordert.
Kennt man die absolute Einspritzmenge der einzelnen Injektoren, dann kann bestimmt werden, welche der Injektoren fehlerhaft einspritzen. Somit ist eindeutig ersichtlich, welcher Injektor getauscht werden muss. So können Werkstattkosten reduziert werden.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Ermittlung der absoluten
Kraftstoffeinspritzmenge der Injektoren eines Motors der Art einer
Verbrennungskraftmaschine mit eine Zylinderanzahl kann die Schritte aufweisen: Ermitteln einer ersten absoluten Gesamteinspritzmenge
aller Injektoren basierend auf bei einem Hochlauftest, bei dem
alle Zylinder des Motors aktiv sind, erfassten Messdaten und einem
vorbestimmten motorindividuellen Faktor der für den Fall bestimmt
wurde, dass alle Zylinder aktiv sind. Die erfassten Messdaten sind im
Wesentlichen solche, die geeignet sind, den zeitlichen Verlauf der Motordrehzahl n(t) während der Hochlauftests, insbesondere während des Hochlaufens mit aktiver Einspritzung und während des Zurückfallens auf die Leerlaufdrehzahl bei inaktiver Einspritzung, zu beschreiben. Die während des Hochlauftests zu erfassenden Messdaten können beispielsweise eine maximal erreichten Motordrehzahl eine erste
Anderungsgeschwindigkeit der Motordrehzahl während des
Hochlaufens mit aktiver Einspritzung (Hochlauf-Phase), eine zweite Änderungsgeschwindigkeit der Motordrehzahl mit inaktiver Einspritzung (Free-fall-Phase) und einer Leerl auf d rehzahl des Motors sein.
Für den Fachmann ist es selbstverständlich, dass für einzelne oder alle der Messdaten äquivalente andere Messwerte bzw. entsprechende
Kombinationen von Messwerten verwendet werden können, um den zeitlichen Verlauf der Motordrehzahl hinreichend genau zu beschreiben. Beispielsweise können anhand des Zeitpunkts zum Beginn der Hochlauf-Phase, des
Zeitpunkts am Ende der Hochlauf-Phase bzw. Beginn der Free-fall-Phase
sowie des Zeitpunkts am Ende der Free-fall-Phase zusammen mit den
Messwerten für und die Änderungsgeschwindigkeiten und berechnet werden. Mit anderen Worten, reicht es aus anhand des zeitlichen Verlaufs der Motordrehzahl n(t) solche Messwerte zu bestimmen, von denen die Größen in der Auswertung abgeleitet werden können.
Beispielsweise kann während des Hochlauftests der zu testende Motor mittels einer definierten Anzahl Einspritzungen pro aktivem Zylinder beschleunigt werden, wobei die Maximaldrehzahl erreicht wird (Hochlauf-Phase).
Danach erfolgen keine Einspritzungen mehr bis die Drehzahl des Motors frei zurück auf die Leerlaufdrehzahl gefallen (Free-fall-Phase) ist; dies ist
beispielsweise daran erkennbar, wenn der Leerlaufregler wieder eingreift.
Basierend auf der ersten absoluten Gesamteinspritzmenge kann
die absolute mittlere Einspritzmenge pro Injektor ermittelt werden, indem die
Gesamteinspritzmenge durch die Anzahl nz der Zylinder des Motors, mit aktiver Einspritzung, und die Gesamtzahl der erfolgten Einspritzungen pro Zylinder während des Hochlaufens geteilt wird.
In einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird wenigstens eine zweite absolute Gesamteinspritzmenge basierend auf
Messdaten eines weiteren Hochlauftests ermittelt, bei dem wenigstens einer der Zylinder inaktiv ist, und ein vorherbestimmbarer motorindividueller Faktor zur Anwendung kommt, der für den Motor bei einem inaktiven Zylinder
bestimmt wurde. Inaktiver Zylinder bedeutet hier, dass in der Hochlauf-Phase der Injektor dieses Zylinders keinen Kraftstoff in diesen Zylinder einspritzt.
Basierend auf der ersten und der wenigstens einen zweiten absoluten
Gesamteinspritzmenge kann die absolute Einspritzmenge und damit die individuelle Einspritzmengendrift eines bestimmten einzelnen Injektors für den Zylinder ermittelt werden, der bei der Ermittlung der wenigstens einen zweiten absoluten Gesamteinspritzmenge inaktiv war. Hierzu muss lediglich die ermittelte zweite absolute Gesamteinspritzmenge von der
ermittelten ersten absoluten Gesamteinspritzmenge abgezogen
werden und das Ergebnis durch die Anzahl N der Einspritzungen pro Zylinder dividiert werden.
Bevorzugt wird die jeweilige absolute Gesamteinspritzmenge basierend
auf einer Energiebilanz ermittelt.
Bevorzugt die jeweilige absolute Gesamteinspritzmenge basierend auf
der kinetischen Energie des Motors bei Leerlaufdrehzahl ermittelt.
Bevorzugt wird die jeweilige absolute Gesamteinspritzmenge basierend
auf der vom Motor während des Hochlaufens geleisteten Arbeit ermittelt.
Bevorzugt wird ein vom Motor zu erbringender Momentenbedarf aufgrund
von Reibung und externer Arbeit basierend auf der zweiten
Änderungsgeschwindigkeit ermittelt.
Bevorzugt wird berücksichtigt, dass eine vom Motor bis zum Erreichen der Maximaldrehzahl geleistete Arbeit und damit absolute
Gesamteinspritzmenge quadratisch von der erreichten Maximaldrehzahl
abhängig ist. Die Ermittlung der jeweiligen absoluten Gesamteinspritzmenge aller Zylinder kann insbesondere basierend auf dem folgenden Zusammenhang ermittelt werden, wobei der konstante vorbestimmte Faktor für den Motor,
bei nz aktiven Zylindern, ist,
Der Faktor ist ein für jeden Motor individueller Faktor, der für jeden Motor vorab
bestimmbar ist. Der Faktor kann in einem Motorsteuergerät und/oder ein
Werkstattdiagnosetestgerät zur Verwendung in einem erfindungsgemäßen Verfahren abgespeichert werden. D.h., der Faktor kann vom Hersteller des
Motors vorab für jede Motorausführung basierend auf der während des
Hochlaufens insgesamt eingespritzten Kraftstoffmenge
anhand der folgenden Formel bestimmt werden:
Dabei ist die Anzahl der aktiven Zylinder und N die Gesamtzahl der erfolgten
Einspritzungen pro aktivem Zylinder während der Hochlaufphase des Motors von der Leerlaufdrehzahl bis zur maximal erreichten Drehzahl Die
Bestimmung von erfolgt idealerweise an einem Fahrzeug dessen
Injektoren keine Minder- oder Mehrmenge aufweisen, d.h. jeder Injektor die gleiche, nämlich die vom Motorsteuergerät angeforderte Menge tatsächlich
einspritzt.
Für das erfindungsgemäße Verfahren ist es zur Ermittlung der individuellen Einspritzmenge eines Injektors ausreichend, wenn der Faktor für
sowie im Vorhinein bestimmt wird. Das erfindungsgemäße Verfahren kann mittels einer Anordnung implementiert werden, die aufweist: ein entsprechend programmiertes Werkstattdiagnosegerät, welches an eine Anschlussschnittstelle eines entsprechend programmierten Motorsteuerungsgeräts eines Motors anschließbar ist. Die Durchführung des Verfahrens kann durch das Werkstattdiagnosegerät und/oder
Motorsteuerungsgerät steuerbar eingerichtet sein. Wenigstens ein vorbestimmter motorindividuellen Faktor der bestimmt wurde, wenn Zylinder aktiv
sind, kann in dem Werkstattdiagnosegerät und/oder in dem
Motorsteuerungsgerät abgespeichert sein. Die notwendigen Berechnungen der Einspritzmengen können in Form eines entsprechend programmierten Algorithmus als Bestandteil eines
Diagnosemoduls in die Software des Motorsteuergeräts und/oder des
Werkstattdiagnosetestgeräts integriert sein.
D.h., das Diagnosemodul kann als Softwaremodul in die Software eines
Motorsteuergeräts integriert werden (steuergerätebasiertes
Werkstattdiagnosemodul). Nach Start durch ein extern über eine
Diagnoseschnittstelle an die Motorsteuerung angeschlossenes
Werkstattdiagnosetestgerät läuft das Diagnosemodul vollständig autark im Motorsteuergerät ab. Nach Beendigung meldet das Diagnosemodul die
Testergebnisse an das Werkstattdiagnosetestgerät zurück. Ein solches steuergerätebasiertes Werkstattdiagnosemodule unterscheiden sich von einfachen Aktorentests dadurch, dass das zu diagnostizierende Fahrzeug in der Werkstatt durch das Motorsteuergerät in vorbestimmte lastlose Betriebspunkte versetzt, Aktorenanregungen aufprägt und das Ergebnis über Sensorwerte mit einer Auswertelogik eigenständig auswertet kann.
Alternativ kann das Diagnosemodul als Softwaremodul auch in die Software eines Werkstattdiagnosetestgeräts integriert werden (diagnosetesterbasiertes Werkstattdiagnosemodul). Der funktionale Ablauf, die Auswertung und die Bewertung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt dann im
Werkstattdiagnosetestgerät, wobei die zur Auswertung herangezogenen
Messdaten mithilfe des Motorsteuergeräts von im Fahrzeug vorhandenen Sensoren oder durch zusätzliche Prüfsensorik ermittelt werden. Die Erfindung kann als Computerprogrammprodukt mit Computerprogrammcode derart implementiert werden, dass wenn der Computerprogrammcode auf einer entsprechenden programmierbaren Einrichtung, insbesondere einem
Motorsteuergerät und/oder einem Werkstattdiagnosetestgerät, ausgeführt wird, diese Einrichtung ein erfindungsgemäßes Verfahren ausführt.
Kurzbeschreibung der Zeichnungsfiguren
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Es zeigen (schematisch):
Fig. 1 den prinzipiellen Aufbau einer Testanordnung aus einer
Motorsteuerungseinrichtung und einem Werkstattdiagnosetesteinrichtung,
Fig. 2 den zeitlichen Verlauf der Motordrehzahl eines Motors bei einem erfindungsgemäßen Hochlauftest, und
Fig. 3 ein Ablaufdiagramm einer möglichen Umsetzung des
erfindungsgemäßen Verfahrens zur Bestimmung der absoluten Einspritzmenge. Ausführungsbeispiele
In der nachfolgenden Beschreibung werden spezifische Einzelheiten dargelegt. Es versteht sich jedoch, dass Ausführungen der Erfindung auch ohne diese spezifischen Einzelheiten zur Anwendung kommen können. Bekannte
Schaltungen, Strukturen und Verfahren sind nicht im Detail gezeigt, um das
Verständnis der vorliegenden Beschreibung nicht zu erschweren.
Figur 1 zeigt den prinzipiellen Aufbau einer Testanordnung aus einer
Motorsteuerungseinrichtung und einem Werkstattdiagnosetesteinrichtung.
Eine Motorsteuerung 1 als Motorsteuerungsgerät über eine Diagnoseschnittstelle 3 und ein Diagnosekabel 5 mit dem externen Diagnosegerät 7 als Werkstattdiagnosetesteinrichtung gekoppelt. Die Motorsteuerung 1 ist für die Steuerung des Motors 9 im Normal- und im Testbetrieb eingerichtet.
Im hier beschriebenen Ausführungsbeispiel ist das Diagnosegerät 7 konfiguriert, die für eine bestimmte Diagnose erforderlichen Steuerdaten an die
Motorsteuerung 1 zu senden, die Testabläufe zu steuern und die Testergebnisse aus der Motorsteuerung 1 abzurufen.
Die zur Steuerung des Motors 9 erforderlichen Daten erfasst die Motorsteuerung 1 mittels schematisch dargestellter Sensoreingänge 11 bis 15. Die
Motorsteuerung 1 ist weiter eingerichtet, aus den erfassten Daten entsprechend in der Motorsteuerung 1 hinterlegter Softwaremodule zur Steuerung des Motors erforderliche Steuergrößen zu bestimmen. Dies kann durch Berechnung anhand hinterlegter Algorithmen, Auslesen aus hinterlegten Tabellen oder Kennfeldern oder dergleichen erfolgen.
Grundsätzlich kann es sich bei dem gesteuerten Motor 9 um eine
fremdgezündete Verbrennungskraftmaschine (Ottomotor) oder eine
selbstzündende Verbrennungskraftmaschine (Dieselmotor) handeln, wobei in die Zylinder des Motors 9 jeweils mittels eines dem jeweiligen Zylinder zugeordneten Injektors Kraftstoff direkt eingespritzt wird.
Die Steuerung des Motors 9 erfolgt durch die Motorsteuerung 1 über Ausgänge 21 bis 25. Zur Veranschaulichung der Erfindung ist hier beispielhaft nur die Ansteuerung eines einzigen Kraftstoffinjektors 31 für einen der Zylinder des Motors 9 schematisch dargestellt. Die Ansteuerung des Kraftstoffinjektors 31 erfolgt über den Steuerausgang 21 . Beispielsweise kann die Motorsteuerung 1 über den Ausgang 21 ein Magnetventil in dem Kraftstoff! njektor 31 ansteuert. Durch das Magnetventil kann hydraulisch eine Düsennadel betätigt werden, welche eine zugehörige Einspritzdüse öffnet oder verschließt. Der
Öffnungszeitpunkt und die Öffnungsdauer der Einspritzdüsen sind wesentliche Steuerparameter des Motors. Für die vorliegende Erfindung sind der konkrete Aufbau eines Kraftstoff! njektors sowie das zugrundeliegende Einspritzprinzip nicht von Bedeutung. Es kann sich beispielsweise um ein Pumpe-Düse- oder Common-Rail-Einspritzsystem handeln. Mittels der Öffnungsdauer der Einspritzdüse und den Einspritzdruck bestimmt die Motorsteuerung 1 im Wesentlichen die in den zugehörigen Zylinder eingespritzte Kraftstoffmenge. Diese wiederum beeinflusst Leistungs- und
Drehmomentabgabe des Motors.
Figur 2 zeigt, wie im einfachsten Fall die Drehzahl während eines
erfindungsgemäßen Hochlauftests verläuft.
Zu Beginn, in der mit "A" markierten Phase, befindet sich der gestartete Motor im Leerlauf, d.h. die Leerlaufregelung ist aktiv und hält die Drehzahl bei der
Leerlaufdrehzahl Zum Zeitpunkt beginnt der Hochlauftest. In der mit„B"
markierten Phase ist ab dem Zeitpunkt die Einspritzung aktiv, sodass die
Motordrehzahl des Motors näherungsweise linear mit einer konstanten ersten Steigung bis zu Maximaldrehzahl bei Zeitpunkt ansteigt. In
der mit„C" markierten Phase, ab Zeitpunkt ist die Einspritzung inaktiv, sodass
die Drehzahl näherungsweise linear mit der zweiten Steigung wieder abfällt.
Sobald die Leerlaufdrehzahl zum Zeitpunkt wieder auf die Leerlaufdrehzahl
gefallen ist, greift die Leerlaufdrehzahlregelung wieder und hält die Drehzahl
stabil (Phase„D").
Der Momentenbedarf, der im Wesentlichen durch motorinterne Reibung und von an den Motor angeschlossenen Aggregaten verursacht wird, lässt sich ermitteln aus:
wobei / dem unbekannten Trägheitsmoment des Motors entspricht.
Die insgesamt durch den Motor während der Phase„B" mit aktiver Einspritzung, d.h. beim Hochlaufen geleistete Arbeit entspricht der Summe aus der kinetischen Energie des rotierenden Motors bei maximal erreichter Drehzahl und der geleisteten externen Arbeit d.h. Überwindung der Reibung plus Antrieb der Aggregate, minus der kinetischen Energie des Motors bei
Leerlaufdrehzahl
Die geleistete Arbeit des Motors ist wiederum proportional zur
Gesamteinspritzmenge aller Zylinder , bzw. zur mittleren
Einspritzmenge der Zylinder mal Anzahl der aktiven Zylinder mal Anzahl N aller Einspritzungen pro Zylinder:
Daraus lässt sich die absolute Gesamteinspritzmenge ermitteln durch:
Der motorindividuelle Faktor enthält somit sowohl das Trägheitsmoment
des Motors als auch den Wirkungsgrad des Motors, d.h. die erzeugte
Bewegungsenergie pro Gramm Kraftstoff.
Der Erfinder hat erkannt, dass der Faktor ein konstanter Faktor ist, der
insbesondere nicht vom momentanen Momentenbedarf des Motors unter Test abhängig ist. Der Faktor kann daher einmalig ermittelt werden und im
Steuergerät des Motors oder in der Software eines Werkstattdiagnosetestgeräts hinterlegt werden.
Der in der obigen Formel (4) gefasste Zusammenhang kann eingesetzt werden, um jeweils die absolute Einspritzmenge mittels bei einem Hochlauftest gemessener Messdaten zu ermitteln. Der Zusammenhang kann grundsätzlich als Bestandteil eines steuergerätebasierten Werkstattdiagnosemoduls in die
Software des Motorsteuergeräts integriert werden. D.h., das Diagnosemodul ist als Softwaremodul in das Motorsteuergerät integriert und läuft nach Start durch das extern angeschlossene Werkstattdiagnosetestgerät vollständig autark im Motorsteuergerät ab und meldet nach Beendigung das Ergebnis an den
Diagnosetester zurück.
Alternativ ist auch eine Integration in ein diagnosetesterbasiertes
Werkstattdiagnosemodul möglich, d.h. der funktionale Ablauf, die Auswertung und die Bewertung des erfindungsgemäßen Tests erfolgt dabei im
Werkstattdiagnosetestgerät, wobei die zur Auswertung herangezogenen
Messdaten mithilfe des Motorsteuergeräts von im Fahrzeug vorhandenen Sensoren oder durch zusätzliche Prüfsensorik ermittelt werden können.
Somit ist zur Umsetzung der Erfindung im Wesentlichen nur eine Anpassung vorhandener Software in der Motorsteuerung und/oder Diagnosegeräten notwendig, um das erfindungsgemäße Verfahren zu implementieren.
Figur 3 veranschaulicht als Ablaufdiagramm eine mögliche Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Bestimmung der absoluten Einspritzmenge eines Injektors.
In einem ersten Schritt S1 erfolgt zuerst ein erster Hochlauftest, bei dem bei allen Zylindern des zu testenden Motors 9 die Einspritzung aktiv ist.
In Schritt S2 wird aus den erfassten Messgrößen, nämlich der ersten
Geschwindigkeit mit der die Drehzahl n in der Hochlauf-Phase„B" ansteigt,
der zweiten Geschwindigkeit mit der die Drehzahl π in der Free-fall-Phase„C"
abfällt und der am Ende der Hochlauf-Phase„B" erreichten Maximaldrehzahl die absolute Gesamteinspritzmenge bestimmt. Basierend darauf kann
bereits die mittlere Einspritzmenge pro Zylinder bzw. jedes der Injektoren geschlossen werden. Daraufhin wird der Hochlauftest entsprechend der Anzahl der Zylinder des
Motors wiederholt, wobei jeweils bei einem der Einzelzylinder die Einspritzung inaktiv ist, d.h. in einen Zylinder keine Einspritzung erfolgt.
In Schritt S3 wird eine Laufvariable gesetzt.
In Schritt S4 wird geprüft, ob die Laufvariable größer der Anzahl der
Zylinder des Motors ist. Wenn dem so ist, dann wurden alle weiteren
notwendigen Hochlauftests durchgeführt und das Verfahren geht weiter zu Schritt S8. Andernfalls geht das Verfahren zu Schritt S5.
In Schritt S5 wird der jeweilige zweite Hochlauftest wie in den Schritten S1 und
S2 wiederholt, wobei aber im Unterschied dazu dem der Laufvariable
zugeordneten Zylinder keine Einspritzung erfolgt, d.h.
In Schritt S6 wird dann aus den ermittelten Messgrößen des aktuell
durchgeführten Hochlauftests die absolute Gesamteinspritzmenge ermittelt.
Dies erfolgt wiederum mithilfe des Zusammenhangs (4), wobei ein zweiter Faktor anstelle des Faktors verwendet wird, da für die vom
Motor geleistete Arbeit bei aktiven Zylindern ein anderer Zusammenhang
gilt als mit aktiven Zylindern.
In Schritt S7 wird die Laufvariable inkrementiert, d.h. Danach geht
das Verfahren zu Schritt S4.
In Schritt S8 wird anhand der ermittelten ersten absolute Gesamteinspritzmenge und der zweiten absoluten Gesamteinspritzmengen die individuelle
Einspritzmengendrift für jeden einzelnen Injektor bestimmt. Dazu wird jeweils für einen bestimmten Injektor diejenige zweite absolute Gesamteinspritzmenge, die bei dem Hochlauftest ermittelt wurde, bei dem der zum Injektor gehörige Zylinder inaktiv war, von der ersten absoluten Gesamteinspritzmenge abgezogen und das Ergebnis durch die Anzahl der Einspritzungen pro Zylinder dividiert. In Schritt S8 kann alternativ oder zusätzlich der obige Zusammenhang (4) verwendet werden, um aus den Tests mit einem inaktiven Zylinder die relativen Mengenunterschiede zu ermitteln, während die absolute Einspritzmenge aus dem Test (Schritte S1 und S2) mit allen Zylindern NZ aktiv hervorgeht. Anschließend endet das Verfahren, wobei die ermittelten Ergebnisse auf einer
Anzeige oder einem Drucker ausgegeben werden können.
Der in Fig. 3 mit„I" bezeichnete Teil des Verfahrens dient der Bestimmung der ersten absoluten Gesamteinspritzmenge mittels eines Testlaufs, bei dem in allen Zylindern die Einspritzung aktiv ist. Der in Fig. 3 mit„II" bezeichnete Teil des Verfahrens dient der Bestimmung jeweils einer zweiten absoluten Gesamteinspritzmenge mittels eines Testlaufs, bei dem in einem der Zylinder die Einspritzung inaktiv ist.
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