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In
der Praxis kann es z. B. bei einem Ottomotor mit Benzindirekteinspritzung
durch Undichtigkeit eines oder mehrerer Injektoren zu erhöhten
Kohlenwasserstoff-Emissionen dadurch kommen, dass unkontrolliert
Kraftstoff vom jeweilig undichten Injektor in den Brennraum dessen
zugeordneten Zylinders tropft und dort nicht ordnungsgemäß verbrannt
wird. Insbesondere kann dann beim Motorstart oder direkt beim oder
nach dem Motorabstellen Kraftstoff, der vom jeweilig undichten Injektor
in den Brennraum dessen zugeordneten Zylinders tropft, ganz oder
teilweise als unverbrannter Kohlenwasserstoff über das Abgas-
und/oder Ansaugsystem des Ottomotors in die Umgebung abgegeben werden.
Darüber hinaus kann während des jeweiligen Verbrennungszyklus des
Ottomotors eine derartige Injektorleckage, d. h. eine derartige
Injektorundichtigkeit zur unkontrollierten Kraftstoffzumessung in
den Brennraum desjenigen Zylinders führen, an dem ein undichter
Injektor angebracht ist. Weiterhin kann durch eine solche „Injektorleckage
d. h. Injektorleckage das Startverhalten des Ottomotors beeinträchtigt
sein, da die Kraftstoffzumessung durch einen undichten Injektor
mit einem unbekannten, unkontrollierbaren Fehler beaufschlagt ist.
Entsprechende Schwierigkeiten durch Injektorleckage können
auch bei sonstigen Verbrennungsmotoren mit Kraftstoffdirekteinspritzung
wie z. B. Dieselmotoren auftreten. Zusätzlich oder unabhängig
hiervon kann auch ein Verbrennungsmotor betroffen sein, der ein
oder mehrere Injektoren für eine Kanaleinspritzung in seinem
mindestens einen Saugrohr aufweist.
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In
der Praxis können die durch Undichtigkeit eines Injektors,
d. h. Injektorleckage, bewirkten erhöhten Emissionen zwar
prinzipiell festgestellt werden. Diese Emissionen können jedoch
bisher nicht auf einen bestimmten Fehler in einem Kraftfahrzeug mit
einem derartigen Verbrennungsmotor kausal bzw. ursächlich
zurückgeführt werden. Zusätzlich kann
es zu unterschiedlichem Startverhalten des jeweiligen Verbrennungsmotors
kommen, ohne dass eine Werkstatt bei Reklamationen Kunden eine zufriedenstellende
Antwort und einen klaren Fehler benennen kann.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Weg aufzuzeigen, wie
in einfacher und zuverlässiger Weise eine etwaige Undichtigkeit
bzw. ein etwaiges Leck mindestens eines Injektors eines Verbrennungsmotors
mittels dem Motorsteuergerät eines Kraftfahrzeugs eindeutig
erkannt bzw. diagnostiziert werden kann. Diese Aufgabe wird durch
folgendes erfindungsgemäße Verfahren gelöst:
Verfahren
zur Diagnose der Undichtigkeit eines Injektors, der der Kraftstoffeinspritzung
in den Brennraum mindestens eines Zylinders eines Verbrennungsmotors
dient, indem in einem Beobachtungszeitfenster, während
dem der jeweilig zu testende Injektor des Verbrennungsmotors deaktiviert
ist, erfasst wird, ob es zu einer Abweichung des Drehzahlverlaufs
des Verbrennungsmotors gegenüber einem Referenz-Drehzahlverlauf
kommt, der Injektordichtigkeit indiziert, und im Fall einer erfassten
Abweichung auf die Undichtigkeit dieses Injektors geschlossen wird.
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Dadurch,
dass im mindestens einem Beobachtungszeitfenster, während
dem der jeweilig zu testende Injektor des Verbrennungsmotors deaktiviert
ist, erfasst wird, ob es zu einer Abweichung des Drehzahlverlauf
des Verbrennungsmotors gegenüber einem Referenz-Drehzahlverlauf
kommt, der Injektordichtigkeit indiziert, kann im Fall einer erfassten Abweichung
auf die Undichtigkeit, d. h. auf ein Leck dieses Injektors als Fehlerursache
geschlossen werden. Auf diese Weise kann bei etwaig erhöht
auftretenden Kohlenwasserstoff- Emissionen eine Diagnose bzw. Fehlersuche
in einfacher und zuverlässiger Weise dahingehend durchgeführt
werden, ob die erhöhten Emissionen auf die Undichtigkeit
bzw. Leckage ein oder mehrerer Injektoren des Verbrennungsmotors
kausal, d. h. ursächlich zurückzuführen
sind. Es ist somit möglich, etwaig schadhafte Injektoren
zu erkennen und ggf. zu reparieren oder durch einwandfrei funktionierende
Injektoren zu ersetzen. Durch diese Diagnosemöglichkeit
wird sichergestellt, dass frühzeitig die Ursache für
etwaig erhöhte Emissionen ermittelt, d. h. gefunden werden
kann. Dies erleichtert die Behebung der Fehlerursache am Motor und
damit die weitgehende Erfüllung bzw. Einhaltung gesetzlicher
Emissionsvorschriften. Weiterhin lassen sich somit in Folge auch
abnormale Startvorgänge wie z. B. zu hartes, ruckartiges
Anfahren weitgehend vermeiden, die ansonsten zu Komforteinbußen
führen könnten
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Die
Erfindung betrifft auch ein Steuergerät zur Diagnose der
Undichtigkeit eines Injektors, der der Kraftstoffeinspritzung in
den Brennraum mindestens eines Zylinders eines Verbrennungsmotors dient,
mit einer Diagnoseeinheit, die in einem Beobachtungszeitfenster,
während dem der jeweilig zu testenden Injektor des Verbrennungsmotors
deaktiviert ist, erfasst, ob es zu einer Abweichung des Drehzahlverlaufs
des Verbrennungsmotors gegenüber einem Referenz-Drehzahlverlauf
kommt, der Injektordichtigkeit indiziert, und im Fall einer erfassten Abweichung
auf die Undichtigkeit dieses Injektors schließt.
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Sonstige
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
wiedergegeben.
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Die
Erfindung und ihre Weiterbildungen werden nachfolgend anhand von
Zeichnungen näher erläutert.
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Es
zeigen:
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1 in
schematischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel eines
Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, bei dem dessen Motorsteuergerät
eine etwaige Undichtigkeit mindestens eines Injektors nach verschiedenen
Varianten des erfindungsgemäßen Diagnoseverfahrens
diagnostiziert,
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2 in
schematischer Darstellung ein Ablaufdiagramm zur Erkennung von Injektorleckage nach
zwei vorteilhaften Diagnoseverfahren beim Startvorgang des Verbrennungsmotors
von 1,
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3 in
schematischer Darstellung ein Drehzahldiagramm zur Veranschaulichung
der beiden Diagnoseverfahren von 2 beim Motorstartvorgang,
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4 in
schematischer Darstellung ein Diagnoseablaufdiagramm zum Erkennen
einer etwaigen Injektorleckage nach einer weiteren vorteilhaften
Diagnosevariante des erfindungsgemäßen Verfahrens beim
Abstellvorgang des Verbrennungsmotors von 1, und
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5 in
schematischer Darstellung einen Drehzahlverlauf, der gemäß dem
Diagnoseverfahren von 4 während des Abstellvorgangs
des Verbrennungsmotors von 1 in einem
spezifischen Beobachtungszeitfenster ausgewertet und zur Diagnose
einer etwaig vorliegenden Injektorleckage herangezogen wird.
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Elemente
mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den 1 mit 5 jeweils
mit denselben Bezugszeichen versehen.
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Die 1 zeigt
in schematischer Übersichtsdarstellung den Antriebsstrang
PT eines Kraftfahrzeugs HB. Er umfasst einen Verbrennungsmotor CE. Dieser
ist vorzugsweise als Ottomotor mit Direkteinspritzung ausgebildet.
Zur Aktivierung sowie zur Einstellung bzw. Kontrolle des Kraftstoff-Verbrennungsprozesses
des Verbrennungsmotors oder dessen Deaktivierung ist ein Steuergerät
ECU vorgesehen.
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Betätigt
der Fahrer des Kraftfahrzeugs HB eine Starteinheit CP wie zum Beispiel
einen Startknopf oder dreht er seinen Fahrerschlüssel im
Zündschloss des Fahrzeugs HB herum, so wird ein entsprechendes
Aktivierungssignal AS an das Steuergerät ECU übermittelt.
Das Steuergerät ECU schaltet daraufhin mittels eines Steuersignals
SS4 über eine Steuerleitung SL4 eine Zündanlage
IS ein. Die Zündanlage IS steuert über elektrische
Leitungen SL41, SL42, SL43 mittels Zündsignale SS41, SS42,
SS43 Zündelemente, insbesondere Zündkerzen SP1
mit SPn entsprechend der zeitlichen Abfolge der Verbrennungszyklen
der Zylinder CY1 mit CYn des Verbrennungsmotors CE an. Die einzelnen
Zündelemente SP1 mit SPn sind den Brennräumen
der Zylinder CY1 mit CYn zugeordnet. Sie dienen der jeweiligen Zündung
eines dort vor Ausführung des jeweiligen Arbeitstaktes
des Verbrennungszyklus eingebrachten Luft/Kraftstoff-Gemisches.
Zur Kraftstoffzumessung in den Brennraum des jeweiligen Zylinders CY1
mit CYn ist am jeweiligen Zylinder CY1 mit CYn jeweils mindestens
ein Injektor IN1 mit INn angebracht. Jeder einzelne Injektor IN1
mit INn wird mit Hilfe eines Einspritzsteuersystems AC2 durch Steuersignale
SS31, SS32, SS33 über Steuerleitungen SL31, SL32, SL33
in einer vorgebaren Reihenfolge entsprechend dem gewünschten
Verbrennungszyklus aktiviert oder deaktiviert. Das Einspritzsystem AC2
wird dabei mittels Steuersignale S3 über die Steuerleitung
SL3 durch das Steuergerät ECU angesteuert. Die Kraftstoff
direkteinspritzenden Injektoren IN1 mit INn sind an eine gemeinsame
Kraftstoffhochdruckleitung CR, insbesondere an ein sogenanntes „Common
Rail" angeschlossen. Diese wird mit Kraftstoff, insbesondere Benzin, über
eine Kraftstoffleitung FP von einem Kraftstoff-Vorratsbehälter
FS, insbesondere Kraftstofftank, aus versorgt.
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Zum
Starten des Verbrennungsmotors CE schaltet das Steuergerät
ECU mittels eines Steuersignals SS2 über eine Steuerleitung
SL2 eine Anlassereinheit SM ein. Diese ist an die Kurbelwelle CS
des Verbrennungsmotors CE angekoppelt und treibt diese für
den Start des Verbrennungsprozesses des Verbrennungsmotors als Hilfsantriebsaggregat
an. Als Anlassereinheit kann insbesondere ein sogenannter Riemenstartergenerator
vorgesehen sein. Dieser steht über einem Antriebsriemen
BE direkt mit der Kurbelwelle CS mechanisch in Wirkverbindung. Nach
dem Startvorgang des Verbrennungsmotors CE wird die Anlassereinheit
SM zweckmäßigerweise durch das Steuergerät
ECU wieder deaktiviert, d. h. ausgeschaltet. Beim Startvorgang lässt
sich die Anlassereinheit SM mittels der Steuersignale SS2 durch das
Steuergerät ECU insbesondere dahingehend einstellen, dass
die Kurbelwelle CS durch die Anlassereinheit SM mit einem vorgebbaren
Soll-Drehmoment zur Erreichung eines bestimmten Zieldrehmoments
beaufschlagt wird.
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Welcher
Betriebsmodus während des laufenden Verbrennungsbetriebs
des Verbrennungsmotors CE seitens des Steuergeräts ECU
ausgewählt wird, und welches Drehmoment durch den Verrennungsmotor
auf die Antriebswelle bzw. Kurbelwelle CS aufgebracht wird, hängt
von einer Vielzahl von Zustandsparametern des Fahrzeugs HB sowie
insbesondere vom Soll-Antriebsdrehmoment ab, das vom Fahrer aktuell
als zur Verfügung zu stellendes Gesamtantriebsdrehmoment
gewünscht wird. Als Zustandsparameter des Kraftfahrzeugs
HB gehen beispielsweise folgende Einflussgrößen
ein: Warmlaufphase, Anfahrtsphase, Beschleunigungsphase, Bremsphase,
Abgasemissionswerte, Spritverbrauch usw. ... . Vom Fahrer des Kraftfahrzeugs
HB wird durch Betätigen des Fahrpedals PE oder einer korrespondierenden
Bedieneinheit ein bestimmtes Soll-Antriebsdrehmoment angefordert.
Dabei wird die Stellung des Fahrpedals PE mittels eines Sensors
PS in ein Anforderungssignal SS8 umgesetzt und über eine
Steuerleitung SL8 an das Steuergerät ECU übermittelt.
Das Steuergerät ECU ermittelt aus dem Steuersignal SS8,
das repräsentativ für das vom Fahrer jeweilig
gewünschte Soll-Antriebsdrehmoment ist, und aus weiteren
Betriebsgrößen des Fahrzeugs HB, welcher Luftdurchsatz
im Saugrohr MF des Luftansaugtrakts IT des Verbrennungsmotors CE und
welche Kraftstoffmenge in den Brennraum des jeweilig Zylinders CY1
mit CYn durch die Injektoren IN1 mit INn eingespritzt wird. Die
Drosselklappe TH lässt sich elektrisch oder mechanisch über
ein Stellglied AC1 mittels Steuersignale SS1 über eine
Steuerleitung SL1 durch das Steuergerät ECU aus ansteuern,
um die Drosselklappe TH in eine derartige Stellung zu bringen, dass
vom Verbrennungsmotor CE insgesamt das gewünschte Soll-Antriebsdrehmoment
an dessen Kurbelwelle CS freigesetzt wird. Mit der Steuerung oder
Regelung der Drosselklappe TH geht eine korrespondierende Einstellung
der Kraftstoffzumessung oder Kraftstoffeinspritzung für
die einzelnen Zylinder CY1 mit CYn des Verbrennungsmotors CE durch
ihre Injektoren IN1 mit INn einher. Zur Einstellung der Drosselklappe
TH wird insbesondere ein sogenanntes Saugrohrmodell herangezogen,
wie es beispielsweise im Buch von Van Bashuysen/Schäfer,
3 Auflage, April 2005, Titel: Handbuch Verbrennungsmotor, Kapitel
16.8.1 angegeben ist. Für die Saugrohrmodellierung
wird zweckmäßigerweise die Temperatur der in den
Luftansaugtrakt IT angesaugten Frischluft FA mittels eines eingangsseitigen
Temperatursensors TS1 gemessen und daraus ein die aktuelle Luftansaug-Temperatur
repräsentierendes Messsignal STA erzeugt. Dieses wird über eine
Messleitung ML9 an das Steuergerät ECU übermittelt.
Ferner ist im oder am Saugrohr MF des Luftansaugtrakts IT des Verbrennungsmotors
CE insbesondere ein Luftmassensensor MS vorgesehen, der hinter der
Drosselklappe TH die in das Saugrohr MF einströmende Luftmasse
misst und Messsignale SMAF über eine Messleitung ML10 an
das Steuergerät ECU überträgt. Insbesondere
lassen sich ferner mittels einer Drehzahlmesseinheit CSS Messsignale SN
gewinnen, die für die Drehzahl N der Kurbelwelle CS repräsentativ
sind. Diese Messsignale SN werden über eine Messleitung
ML1 an das Steuergerät ECU übermittelt. Weitere
Motorbetriebsparameter, die spezifisch für den Verbrauchszyklus
des Verbrennungsmotors sind, wie z. B. die Kühlmitteltemperatur des
Kühlmittels im Kühlkreislauf des Verbrennungsmotors
CE, oder die Stellung von Lufteinlassventilen, Kraftstoffeinspitzventilen,
Gasauslassventilen etc. der Zylinder CY1 mit CYn des Verbrennungsmotors CE,
werden über mindestens eine weitere Signalleitung oder
ein gemeinsames Bussystem mittels ein oder mehrerer Informationssignale übertragen.
Diese sind hier der zeichnerischen Einfachheit halber in der 1 weggelassen
worden.
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Im
Verbrennungsbetrieb des Verbrennungsmotors CE werden bei jedem Auslasstakt
des jeweiligen Zylinders CY1 mit CYn Abgase ausgestoßen und
in einem nachgeordneten gemeinsamen Abgastrakt ET, der allen Zylindern
zusammen zugeordnet ist, entlanggeführt. Dabei werden die
aus jedem Zylinder CY1 mit CYn ausgestoßenen Abgase mittels eines
Abgaskrümmers EM zu einem Abgasstrom ES zusammengefasst
und einem Katalysator CC im Abgastrakt ET zugeführt. Ggf.
kann auch mehr als ein Katalysator im Abgastrakt vorgesehen sein.
Zur Lambda(λ)-Regelung des Verbrennungsprozesses des Verbrennungsmotors
CE ist stromaufwärts vor dem Katalysator CC eine λ-Sonde
LS vorgesehen, die Messsignale LPS über eine Messleitung
ML2 an das Steuergerät ECU liefert. Vorzugsweise zwischen der
Lambdasonde LS und dem Katalysator CC ist ein Temperatursensor TS2
angeordnet, mit dessen Hilfe Messsignale STE für die aktuelle
Abgastemperatur des Abgasstroms ES, mit der dieser dem Katalysator CC
zugeführt wird, über eine Messleitung ML11 an das
Steuergerät ECU übermittelt werden. Anstelle dieser
direkten Temperaturmessung mittels eines Temperatursensors TS2 kann
ggf. auch ein Abgastemperaturmodell im Steuergerät ECU
zur Bestimmung der Abgastemperatur herangezogen werden. Dann kann
der Temperatursensor TS2 in vorteilhafter Weise entfallen.
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Anstelle
der einzelnen Steuer- und Messleitungen für die verschiedenen
Komponenten des Antriebsstrangs PT, insbesondere für dessen
Aktuatoren bzw. Stellglieder und/oder Sensoren, kann es ggf. zweckmäßig
sein, mindestens ein Datenbussystem oder sonstiges Informationsübertragungssystem
vorzusehen.
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Durch
die Bestimmung der Abgastemperatur wird überprüft,
ob der Katalysator CC seine sogenannte „Light-Off"-Temperatur,
d. h. Anspringtemperatur, erreicht hat und in der Lage ist, Rohemissionsbestandteile
bzw. Rohemissionskomponenten im Abgasstrom ES in ausreichendem Maße
in unschädlichere bzw. weniger schädlichere Abgaskomponenten
als bei Rohemission, d. h. ohne Katalysatorreinigung, zu konvertieren
und somit wirksam zu arbeiten. Solange die charakteristische „Light-Off"-Temperatur des
Katalysators CC noch nicht erreicht ist, fallen Schadstoff-Rohemissionskomponenten,
insbesondere in Form von HC, CO und NOx-Schadstoffkomponenten
an.
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Die
Temperatur des Abgasstrom ES dient vorzugsweise dazu, mittels des
Steuergeräts ECU die Drosselklappe TH sowie das Kraftstoffeinspritzsystem
IS derart einzustellen, das eine optimale Reduzierung von Kraftstoffemissionen
bewirkt ist.
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Das
An- oder Abkoppeln der Kurbelwelle CS des Verbrennungsmotors CE
an die Antriebswelle DS mittels einer Kupplung CL wird ebenfalls
durch das Steuergerät ECU vorgenommen. Dazu überträgt das
Steuergerät ECU ein oder mehrere Steuersignale SS6 über
mindestens eine Steuerleitung SL6 an einen Aktuator AC3 für
die Kupplung CL. In entsprechender Weise kontrolliert das Steuergerät
ECU mittels ein oder mehrerer Steuersignale SS12 über mindestens
eine Steuerleitung SL12 das Getriebe TR des Antriebsstrangs PT über
eine gewünschte Gangauswahl.
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In
vorteilhafter Weise kann das Fahrzeug HB als Hybridfahrzeug ausgebildet
sein. Dazu weist es zusätzlich zum Verbrennungsmotor CE
im Antriebsstrang PT ein elektrisches Antriebs-/Bremsaggregat ISG
auf. Dieses ist vorzugsweise als sogenannter integrierter Startergenerator
ausgebildet. In der 1 ist das optionale, elektrische
Antriebs-/Bremsaggregat ISG strichpunktiert eingezeichnet. Bei diesem Hybridfahrzeug
HB kann zum einen die Antriebswelle DS des Antriebsstrangs PT allein,
d. h. ausschließlich durch die Kurbelwelle CS des Verbrennungsmotors CE
mit einem Drehmoment beaufschlagt werden. In diesem Fall ist das
elektrische Antriebs-/Bremsaggregat ISG deaktiviert und von der
Antriebswelle DS abgekoppelt. Zum anderen kann unabhängig
vom Verbrennungsmotor CE allein, d. h. ausschließlich, mittels
des elektrischen Antriebs-/Bremsaggregat ISG ein Antriebsdrehmoment
auf die Antriebswelle DS aufgebracht werden. Dabei wirkt das elektrische Antriebs-/Bremsaggregat
insbesondere als elektrischer Motor, d. h. Elektromotor. In diesem
Fall des rein elektrischen Fahrbetriebs wird die Kupplung CL, die
zwischen dem Verbrennungsmotor CE und dem elektrischen Antriebs-/Bremsaggregat
ISG angeordnet ist, mittels des Stellglieds bzw. Aktuators AC3 geöffnet,
um die Kurbelwelle CS des Verbrennungsmotors CE von der Antriebswelle
DS abzukoppeln. Im Fall des reinen Verbrennungsbetriebs wird hingegen die
Kupplung CL mit Hilfe des Stellglieds AC3 geschlossen, um den Verbrennungsmotor
CE an die Antriebswelle DS des Antriebsstrangs PT zur Drehmomentbeaufschlagung
anzukoppeln. Weiterhin können der Verbrennungsmotor CE
und das elektrische Antriebs-/Bremsaggregat ISG durch das Steuergerät
ECU auch in einem Kombinationsbetriebsmodus gebracht sein, bei dem
der Verbrennungsmotor CE und das elektrische Antriebs-/Bremsaggregat ISG
gleichzeitig im Betrieb sind und zusammen, d. h. in Kombination,
die Antriebswelle DS des Antriebsstrangs PT antreiben. Mittels Steuersignale
SS5 des Steuergeräts ECU lässt sich über
eine Steuerleitung SL5 das erste elektrische Antriebs-/Bremsaggregat ISG
aktivieren oder deaktivieren, dessen Drehmomentbeaufschlagung einstellen,
und/oder dessen Betriebsmodus zwischen elektrischem Motorbetrieb und
Generatorbetrieb auswählen.
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Zur
Energierückgewinnung während des Generatorbetriebsmodus
des elektrischen Antriebs-/Bremsaggregats ISG ist dieses über
mindestens eine Versorgungsleitung VL mit mindestens einem Energiespeicher
BAT, insbesondere mindestens einer Batterie oder dergleichen verbunden.
Der Energiespeicher BAT sowie eine zugehörige Verbindungsleitung
VL sind in der 1 strichpunktiert eingezeichnet.
Mit Hilfe des Energiespeichers BAT kann z. B. beim Abbremsen des
Hybridfahrzeugs das elektrische Antriebs-/Bremsaggregat ISG als
Generator betrieben und Bremsenergie in den Energiespeicher BAT
regenerativ abgespeichert werden. Umgekehrt wird aus diesem Energiespeicher
BAT elektrische Energie zur Versorgung des elektrischen Antriebs-/Bremsaggregats
ISG abgezogen, wenn das Steuergerät ECU das elektrische
Antriebs-/Bremsaggregat ISG als Elektromotor betreibt, um die Antriebswelle
DS mit einem bestimmten elektrischen Antriebsdrehmoment aktiv zu
beaufschlagen. Um das Steuergerät ECU über den
Ladezustand des Energiespeichers BAT informieren zu können,
ist dieser über eine Datenleitung SL7 an das Steuergerät
ECU gekoppelt. Über diese Datenleitung SL7 können
insbesondere ein oder mehrere Zustandssignale SS7 für einen
Ladezustandparameter übermittelt werden, die repräsentativ
für den jeweiligen Ladezustand des Energiespeichers BAT
sind. Der jeweilige Ladezustandsparameter geht in die Betriebssteuerung
bzw. Betriebsregelung des elektrischen Antriebs-/Bremsaggregat ISG
durch das Steuergerät ECU ein. So überprüft
das Steuergerät ECU beispielsweise, ob der Ladezustand
des Energiespeichers BAT über eine Mindestschwelle liegt
und noch nicht vollständig entladen ist. Nur wenn dies
der Fall ist, schaltet es das elektrische Antriebs-/Bremsaggregat
ISG in den elektromotorischen Betriebsmodus. Für den Generatorbetriebsfall
des elektrischen Antriebs-/Bremsaggregat ISG wird hingegen durch
das Steuergerät ECU überprüft, ob ein
oberer Schwellwert für die Aufladung des Energiespeichers
BAT erreicht oder überschritten worden ist. Nur wenn der
Energiespeicher noch nicht vollständig aufgeladen ist,
d. h. der Ladezustandsparameter diesen oberen Schwellwert noch nicht überschritten
hat, schaltet das Steuergerät ECU das erste elektrische
Antriebs-/Bremsaggregat ISG in den Generatorbetriebmodus.
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Ist
das elektrische Antriebs-/Bremsaggregat ISG im Antriebsstrang PT
integriert, so kann es ggf. zweckmäßig sein, dieses
als Anlassereinheit für den Start des Verbrennungsmotors
CE heranzuziehen. Dann kann in vorteilhafter Weise die Anlassereinheit SM
entfallen.
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Um
nun eine etwaige Undichtigkeit mindestens eines Injektors aus der
Vielzahl von Injektoren IN1 mit INn diagnostizieren zu können,
wird in mindestens einem Beobachtungszeitfenster, während dem
der jeweilig zu testende bzw. zu überprüfende Injektor
des Verbrennungsmotors deaktiviert ist, erfasst, ob es zu einer
Abweichung des Drehzahlverlaufs des Verbrennungsmotors gegenüber
einem Referenz-Drehzahlverlauf kommt, der Injektordichtigkeit indiziert,
und im Fall einer erfassten Abweichung auf die Undichtigkeit dieses
Injektors geschlossen. Diese Diagnose wird insbesondere mittels
einer Diagnoseeinheit DI im Steuergerät ECU durchgeführt.
Alternativ dazu kann diese Diagnosefunktion ggf. auch durch ein
gesondertes Diagnosegerät durchgeführt werden,
das an das Steuergerät ECU angeschlossen wird. Zur Durchführung
der Diagnose auf etwaige Undichtigkeit mindestens eines Injektors
wie z. B. IN1 aus der Vielzahl von Injektoren IN1 mit INn des Verbrennungsmotors
CE wird das Beobachtungszeitfenster zur Beobachtung des Drehzahlverlaufs
des Verbrennungsmotors vorzugsweise in einen Zeitraum beim Motorstart
oder beim Motorabstellen gelegt.
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Die 2 veranschaulicht
ein vorteilhaftes Diagnoseverfahren beim Startvorgang des Verbrennungsmotors
CE zum Erkennen einer etwaigen Undichtigkeit, die auf einen Injektor
oder ggf. auch mehrere Injektoren zurückgeht, anhand eines
schematischen Flussdiagramms. Im ersten Schritt S1 überprüft
die Diagnoseeinheit DI im Diagnosepfad B0, ob der Motorstartvorgang
aktiviert oder deaktiviert ist. Wird im Schritt S1 festgestellt,
dass kein Motorstartvorgang aktiviert ist, so springt der Diagnoseablauf über
den Pfad S7 zum Schritt S12 und stoppt dort die Diagnose auf „Injektorleakage",
d. h. Injektorleckage. Wird aber z. B. der Starterknopf CP (siehe 1) vom
Fahrer gedrückt oder der Fahrzeugschlüssel im Zündschloss
des Fahrzeugs in eine Aktivstellung gedreht, so wird ein dafür
repräsentatives Steuersignal AS durch das Steuergerät
ECU erfasst. Durch dieses wird durch die Diagnoseeinheit DI die
Aktivierung des Motorsstartvorgangs zum Zeitpunkt tSA erkannt und es
wird in einem Schritt S2 mit der eigentlichen Diagnose auf etwaig
vorliegende Injektorleckagen, d. h. Undichtigkeiten der Injektoren
IN1 mit INn begonnen. Dazu wird in einem ersten Beobachtungszeitfenster OPS1,
das im Zeitraum zwischen dem Aktivierungszeitpunkt tSA (siehe 3)
der Anlassereinheit wie z. B. SM des Verbrennungsmotors CE zum Andrehen dessen
Kurbelwelle CS und dem Aktivierungszeitpunkt tSS der Zündanlage
IS des Verbrennungsmotors CE liegt, beim Startvorgang des Verbrennungsmotors
CE dessen Motordrehzahl N im Diagnoseschritt S3 beobachtet. Dieses
erste Beobachtungszeitfenster OPC1 zwischen dem Aktivierungszeitpunkt
tSA der Anlassereinheit SM und dem Aktivierungszeitpunkt tSS der
Zündanlage IS ist im Drehzahldiagramm von 3 eingezeichnet.
Dort ist entlang der Abszisse die Zeit t in Sekunden sowie entlang
der Ordinaten des Drehzahldiagramms die Motordrehzahl N in Rpm („rotations/revolutions
per minute” = Umdrehungen pro Minute) aufgetragen. Ab dem
Aktivierungszeitpunkt tSA beaufschlagt die Anlassereinheit SM die
Kurbelwelle CS des Verbrennungsmotors CE mit einem Anlasserdrehmoment derart,
dass die Drehzahl N der Kurbelwelle CS beginnend von der Stillstandsdrehzahl
N = 0 Rpm bei Kurbelwellenstilistand, d. h. bei stillstehender Kurbelwelle
aus ansteigt. Würde die Anlassereinheit SM die Kurbelwelle
CS allein weiter antreiben, ohne dass der Verbrennungsmotor CE anspringt
und seinen Verbrennungsbetrieb startet, so würde die Kurbelwelle CS
eine maximale Zieldrehzahl SN erreichen, die allein durch die Drehmomentbeaufschlagung
durch die Anlassereinheit SM bewirkt wird. Der alleine durch die
Anlassereinheit SM bewirkbare Drehzahlverlauf ist in der 3 mit
Hilfe einer durchgezogenen Linie veranschaulicht, die mit dem Bezugszeichen
GS1 versehen ist. Die Zieldrehzahl SN ist in der 3 durch
eine strichpunktierte, horizontale Linie markiert. Unterhalb des
Drehzahldiagramms von 3 ist der zeitliche Schaltverlauf
für die Aktivierung bzw. der Betätigung der Anlassereinheit
SM schematisch anhand einer Treppenkurve GAS angedeutet. Ab dem
Startzeitpunkt tSA wird die Anlassereinheit SM eingeschaltet und
erst zu einem Zeitpunkt tSOF nach Erreichen der Zieldrehzahl SN
wieder ausgeschaltet. Das Ausschalten der Anlassereinheit SM wird
beispielsweise durch Loslassen des Starterknopfs CP oder Zurückdrehen
des Zündschlüssels in dessen Ausgangsposition
bewirkt.
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Kommt
es jetzt bereits in diesem ersten Beobachtungszeitfenster OPS1 zu
einem Drehzahlhochlauf über eine Kalibrationsschwelle DTS,
die zweckmäßigerweise größer
als die allein durch die Anlassereinheit SM bewirkbare Zieldrehzahl
SN des Verbrennungsmotors CE gewählt ist, so indiziert
dies eine Injektorleckage für mindestens einen Injektor IN1
mit INn. Dieses Diagnoseergebnis kann insbesondere beim sogenannten
Warmstart des Verbrennungsmotors CE auftreten, d. h. wenn dieser
nach einer Fahrt warm abgestellt worden ist und noch sehr heiß ist.
Denn durch Injektorleckage, d. h. Undichtigkeit mindestens eines
Injektors kann Kraftstoff in den Brennraum dessen zugeordneten Zylinders
eintropfen und dort durch sogenannte „Notspots", d. h.
heiße Stellen gezündet werden. Auf den Kolben
in diesem Zylinder wird durch den dann ausgelösten Verbrennungsvorgang
ein zusätzlich beschleunigendes Hubmoment ausgeübt.
Da dieser Kolben mit der Kurbelwelle CS verbunden ist, wird ein
zusätzliches Drehmoment auf die Kurbelwelle CS aufgebracht, das
auf den durch Injektorleckage verursachten Verbrennungsvorgang in
diesem Zylinder zurückgeht.
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Die
Kalibrationsschwelle bzw. Kalibrierungsschwelle DTS ist vorzugsweise
im Bereich zwischen der maximalen Zieldrehzahl SN, die allein durch
die Anlassereinheit SM bewirkt werden kann und einer vorgegebenen
Leerlaufdrehzahl IN festgelegt, die nach Anspringen des Verbrennungsmotors
CE bei deaktivierter Anlassereinheit für den Leerlauf des Vebrennungsmotors
gewünscht wird.
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Wird
in Schritt S4 von 2 ein Drehzahlhochlauf über
die Kalibrationsschwelle DTS im ersten Beobachtungszeitfenster OPS1
durch die Diagnoseeinheit DI registriert, so wird im Verzweigungspfad
B2 im Diagnoseschritt S10 das Fehlersymptom „Zündung
von Restkraftstoff durch Hotspots" abgeleitet und im nachfolgenden
Diagnoseschritt S11 ein dafür kennzeichnendes Fehlerbit
gesetzt. Schließlich wird im Diagnoseschritt S12 die Fehlerdiagnose
auf etwaige Undichtigkeiten mindestens eines Injektors während
des ersten Beobachtungszeitfensters gestoppt.
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Hier
im Ausführungsbeispiel (siehe 3) wurde
im Schritt S4 während des ersten Beobachtungszeitfensters
OPS1 kein Drehzahlhochlauf oberhalb der Schwelle DTS beobachtet,
d. h. festgestellt. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn ein
sogenannter Kaltstark des Verbrennungsmotors CE durchgeführt
wird. Wird also die Kalibrationsschwelle DTS während des
ersten Beobachtungszeitfensters OPS1 nicht überschritten,
so wird in einen Diagnoseverzweigungspfad B1 des Ablaufsdiagramms
von 2 verzweigt. Im Diagnosezweig B1 von 2 wird
nach dem Schritt S4 im Schritt S5 überprüft, ob die
Zündanlage IS freigegeben, d. h. aktiviert ist. Wenn dies
nicht der Fall ist, wird die Diagnose auf Injektorleckage nach Durchlaufen
eines Rückkoppelzweigs B3 wieder im Schritt S3 durch Beobachten
der Motordrehzahl N im ersten Beobachtungszeitfenster OPS1 erneut
gestartet.
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Ergibt
die Kontrolle im Schritt S5, dass die Zündanlage IS zum
Zeitpunkt tSS freigegeben, d. h. aktiviert worden ist, wird in einem
zweiten Beobachtungszeitfenster OPS2, das in einem Zeitraum zwischen
dem Aktivierungszeitpunkt tSS der Zündanlage IS des Verbrennungsmotors
CE und dem Aktivierungszeitpunkt tIS des Einspritzsteuersystems
AC2 des Verbrennungsmotors CE liegt, beim Startvorgang des Verbrennungsmotors
CE dessen Motordrehzahl N im Schritt S6 beobachtet. Dieses zweite Beobachtungszeitfenster
OPC2 mit seinem Anfangszeitpunkt tSS ab Einschalten der Zündanlage
IS bis zur Aktivierung des Einspritzsteuersystems AC2 zum Zeitpunkt
tIS ist in der 3 eingezeichnet. Der Stufenartige
Aktivierungs-/Deaktivierungsschaltverlauf für die Zündanlage
IS ist dort mit GSS bezeichnet. Der zeitliche Verlauf des Schaltzustands
des Einspritzsteuersystems AC2 ist unterhalb des Drehzahldiagramms
von 3 eingezeichnet und mit GIS bezeichnet. Ab dem
Aktivierungszeitpunkt tIS des Einspritzsteuersystems AC2 wird durch
mindestens einen Injektor IN1 mit INn jeweils eine bestimmte Kraftstoffmenge
in den Brennraum des jeweilig zugeordneten Zylinders CY1 mit CYn
eingespritzt.
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Bleibt
während des zweiten Beobachtungszeitfensters OPC2 die Drehzahl
N unterhalb der Kalibrationsschwelle DTS, was im Schritt S7 durch
die Diagnoseeinheit DI überprüft bzw. abgefragt
wird, so indiziert dies bzw. zeigt dies an, dass die Injektoren IN1
mit INn einwandfrei funktionieren. Es konnte dann keine Injektorleckage,
d. h. kein unerwünschtes Lecken mindestens eines Injektors
registriert werden. Der Drehzahlverlauf in diesem Fall ist in der 3 gestrichelt
eingezeichnet und mit GS3 bezeichnet. Im Ablaufdiagramm von 2 verzweigt dann
der Diagnoseablauf in einen Abzweigungspfad B6. Dort wird im Schritt
S8 überprüft, ob die Einspritzung des Einspritzsystems
IS etwaig freigegeben worden ist. Ist dies nicht der Fall, so springt
der Diagnoseablauf über einen Rückkoppelzweig
wieder zum Schritt S6 zurück und beobachtet die Motordrehzahl
im zweiten Beobachtungsfenster OPS2 auf etwaige Überschreitungen
der Kalibrationsschwelle DTS weiter. Kommt es nach dem Andrehen
der Kurbelwelle CS des Verbrennungsmotors CE mit der Anlassereinheit
SM sowie nach dem Zünden zum Zeitpunkt tSS durch die Zündanlage
IS und nach dem Zeitpunkt tIS ab Aktivierung der Einspritzung von Kraftstoff
durch das Kraftstoffeinspritzsystem AC2 zum Verbrennungsstart des
Verbrennungsmotors CE, d. h. es kommt ein fortlaufender Verbrennungszyklus
in Gang, so dreht der Verbrennungsmotor CE dann bis zur gewünschten
Leerlaufdrehzahl IN hoch. Die Leakagediagnose wird dabei nach dem
Erfassen der Freigabe der Einspritzung im Schritte S8 schließlich
im Schritt S12 beendet.
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Wird
aber im Schritt S7 registriert, dass im zweiten Beobachtungszeitfenster
OPS2 die Kurbelwelle CS eine Drehzahl N oberhalb der Kalibrationsschwelle
DTS erreicht, so wird dadurch eine Injektorleckage mindestens eines
Injektors indiziert. Dies wird im Zweig B5 des Diagnoseablaufs von 2 im Schritt
S9 diagnostiziert und das Fehlersymptom Injektorleckage ausgegeben.
Dafür wird im Schritt S11 ein Fehlerbit durch die Diagnoseeinheit
DI gesetzt und schließlich im Schritt S12 die Diagnose
für Injektorleckage gestoppt. In der 3 ist
der Drehzahlhochlauf, der durch eine solche Injektorleckage verursacht
wird, durch eine strichpunktierte Kurve GS2 beispielhaft veranschaulicht.
Sie liegt oberhalb der Kurve GS1. Es kommt im zweiten Beobachtungszeitfenster
OPS2 vor der Aktivierung des Kraftstoffeinspritzsystems AC2 zum
Zeitpunkt tIS zu einem Drehzahlhochlauf oberhalb der Kalibrationsschwelle
DTS, d. h. die Drehzahlwerte übersteigen im zweiten Beobachtungsfenster
OPS2 die Kalibrationsschwelle DTS. Dies indiziert, dass mindestens
ein Injektor, insbesondere z. B. derjenige Injektor, der demjenigen Zylinder
zugeordnet ist, für den zum Motorstart eine erste Kraftstoffzumessung
bzw. Einspritzung vorgesehen ist, eine Injektorleckage, d. h. eine
Undichtigkeit aufweist. Dadurch tropft Kraftstoff in dessen Brennraum
und es kommt ab dem Zeitpunkt tSS nach dem Aktivieren der Zündung
zur Verbrennung des in diesen Zylinder eingetropften Kraftstoffs.
Auf diese Weise wird ein aufgrund eines Verbrennungsvorgangs bewirktes
Drehmoment zusätzlich zum reinen Anlasserdrehmoment hervorgerufen.
Mit anderen Worten ausgedrückt, kommt es zu einer Abweichung
DV des Drehzahlverlaufs GS2 des Verbrennungsmotors CE gegenüber
dem Referenz-Drehzahlverlauf GS1, der bei idealer Injektordichtigkeit vorliegen
würde. Aufgrund der Abweichung DV kann somit im Umkehrschluss
auf die Undichtigkeit mindestens eines Injektors aus der Gesamtheit
der Injektoren des Verbrennungsmotors geschlossen werden. Damit
kann die Ursache für etwaige Schadstoff-Emissionen, die
z. B. beim Startvorgang oder Dauerbetrieb festgestellt worden sind,
eindeutig aufgeklärt werden. Insbesondere kann durch den
Diagnosetest in vorteilhafter Weise von vornherein vermieden werden,
dass das Fahrzeug mit einem undichten Injektor unbemerkt weiter
betrieben wird. Insbesondere kann dazu bei Detektion, d. h. Erkennen einer
Injektorundichtigkeit eine Fehlerlampe angesteuert werden oder ein
sonstiges Warnsignal ausgegeben werden.
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Zu
Beginn der Testroutine auf Injektorleakage beim Motorstart ist es
ferner zweckmäßig, auszuschließen, dass
es sich um einen Wiederholstart handelt, bei dem die vorausgehende
Motorauslaufphase ab dem vorausgehenden Abstellvorgang bis zum erneuten
Motorstart zu kurz war, dass der Motor im wesentlichen oder beinahe
zum Stillstand gekommen ist. Nach einem Abstellen des Verbrennungsmotors CE
wird bei einem erneuten Motorstart die Testroutine von 2 in
der Diagnoseeinheit DI zweckmäßigerweise erneut
im Schritt S1 gestartet.
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Alternativ
zur Diagnose auf Injektorleakage bei Motorstart kann es ggf. auch
vorteilhaft sein, eine Diagnose bezüglich Injektorleckage
beim Motorabstellen durchzuführen. Die 4 zeigt
einen zweckmäßigen Diagnoseablauf anhand eines
Flussdiagramms. Stellt die Diagnoseeinheit DI im Diagnosezweig Z1
im ersten Schritt P1 fest, dass ein Motorabstellvorgang aktiviert
worden ist, so leitet sie im Schritt P2 den Beginn der Diagnose
für Injektorleckage ein. Der Motorabstellvorgang wird insbesondere durch
den Zeitpunkt tIO eingeleitet, ab dem alle Injektoren IN1 mit INn
des Verbrennungsmotors durch das Kraftstoffeinspritzsystem AC2 deaktiviert,
d. h. ausgeschaltet worden sind. Ab diesem Zeitpunkt tIO wird also
nicht mehr aktiv Kraftstoff durch die Injektoren in die Brennräume
der Zylinder CY1 mit CYn eingespritzt. In der 5 wird
der zeitliche Verlauf des Aktivierungszustands/Deaktivierungszustands
des Kraftstoffeinspritzsystems IS durch die Schaltkurve GIO veranschaulicht.
Ab dem Zeitpunkt tIO wechselt das Kraftstoffeinspritzsystem AC2
vom aktiven Zustand in den ausgeschalteten Zustand. Ab diesem Zeitpunkt
tIO wird im Schritt P3 die Motordrehzahl N beobachtet und mit einem
Referenz-Drehzahlherunterlauf verglichen, der sich bei Dichtigkeit
aller Injektoren normalerweise ergeben würde. Dieser Drehzahlherunterlauf
bei idealer Dichtigkeit aller Injektoren ist in der 5 durch
eine durchgezogene Kurve GO1 veranschaulicht, die bei der Motorabstelldrehzahl
MN, insbesondere etwa der Leerlaufdrehzahl des Motors, beginnt.
Es wird während eines dritten Beobachtungszeitfensters
OPO im Zeitraum zwischen dem Zeitpunkt tIO der Deaktivierung aller
Injektoren IN1 mit INn und dem Zeitpunkt tSO der erst später
nachfolgendem Deaktivierung der Zündanlage IS beobachtet,
ob es zu einer Abweichung zwischen dem tatsächlichen Drehzahlherunterlaufen und
dem Referenz-Drehzahlverlauf GO1 kommt. Dazu wird im Schritt P4 überprüft
bzw. kontrolliert, ob die Drehzahl N oberhalb einer Kalibrationsschwelle DTO
liegt. Diese ist in der 5 im dritten Beobachtungszeitfenster
OPO oberhalb den Drehzahlwerten des Referenz-Drehzahlverlaufs GO1
eingezeichnet. Die Lage der Kalibrationsschwelle DTO ist zweckmäßigerweise
soweit oberhalb des idealen, Injektorleckage-freien Drehzahlverlaufs
GO1 gewählt, dass auch Drehzahltoleranzen aufgrund verschiedener konstruktiver,
steuerungs- und/oder regelungstechnischer Gegebenheiten des Verbrennungsmotors
wie zum Beispiel dessen innere Reibung, dessen Zylinderstellungen
beim Abstellvorgang, dessen Lastbeaufschlagung z. B. durch Abstellen
des Fahrzeugs am Berg oder in der Ebene, ... usw. berücksichtigt werden.
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Der
zeitliche Zustandsverlauf zwischen Aktivierung und Deaktivierung
der Zündanlage IS wird in der 5 durch
die Schaltzustandskurve GSO für die Zündanlage
IS wiedergegeben. Sie verdeutlicht, dass die Zündanlage
IS während des dritten Beobachtungszeitfensters OPO aktiviert
ist. Wird im Schritt P4 von 4 durch
die Diagnoseeinheit DI registriert, dass die Drehzahl N des Verbrennungsmotors
CE während des dritten Beobachtungszeitfensters OPO oberhalb
der Kalibrationsschwelle DTO liegt, so indiziert diese Abweichung
als Fehlerbild ein Lecken bzw. eine Undichtigkeit mindestens eines
Injektors. In der 5 ist eine beispielhafte Drehzahlherunterlaufkurve
GO2 bei Vorliegen einer Injektorleckage strichpunktiert eingezeichnet,
die oberhalb der Kurve GO1 verläuft. Das Erkennen des Injektorleakagefehlers
ist in der 4 im Fehlerzweig Z3 durch den
Block P6 veranschaulicht. Es wird der Fehler „Injektorleckage
während des Motorabstellens" erfasst bzw. erkannt und dafür
zur Kennzeichnung ein Fehlerbit im Schritt P7 gesetzt. Schließlich
wird im Schritt P8 die Diagnose für Injektorleckage beim
Motorabstellen gestoppt.
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Wird
im Schritt P4 festgestellt, dass die Motordrehzahl N im dritten
Beobachtungszeitfenster OPO unterhalb der Kalibrationsschwelle DTO
liegt, so wird im Diagnosezweig Z4 im Schritt P5 überprüft, ob
die Zündanlage IS – wie hier ab dem Zeitpunkt tSO – ausgeschaltet
worden ist und der Motor bereits steht, d. h. dessen Kurbelwelle
stillsteht und damit für die Drehzahl N = 0 oder nahe bei
Null Rpm ist. Solange dies nicht der Fall ist, wird über
den Rückkoppelzweig Z5 die Drehzahl N im dritten Bebachtungszeitfenster
OPO in den Schritten P3 und P4 rekursiv, d. h. wiederholt beobachtet.
Steht der Motor schließlich still, so wird die Diagnose
im Schritt P8 beendet.
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Ist
kein Motorabstellvorgang aktiviert, was im Schritt P1 überprüft
wird, so springt der Diagnoseablauf von 4 über
einen Sprungzweig Z2 sofort zum Schritt P8 und stoppt dort.
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Zusammenfassend
ausgedrückt wird also zum einen insbesondere beim Motorstart,
z. B. über Kurbelwellen- und Nockenwellensensoren vorzugsweise
ab der ersten Lücke der Kurbelwellengeberscheibe des Verbrennungsmotors,
in vorteilhafter Weise dessen Motorposition erkannt. Danach wird
ab dem nächstfolgenden Zylinder die Zündung aktiviert. Da
direkt einspritzende Motoren ausschließlich eine sequentielle
Starteinspritzung erlauben, erfolgt für den ersten Zylinder,
für den eingespritzt wird, auch ein erster Drehzahlanstieg.
Tritt allerdings schon vorher ein Drehzahlanstieg und damit eine
Abweichung gegenüber dem Drehzahlverlauf bei Nichtvorhandensein
von Injektorleakage auf, bevor Kraftstoff für diesen Zylinder
eingespritzt worden ist, so indiziert diese Abweichung im Drehzahlverlauf
eine Injektorleckage, da sich eine zündfähige
Kohlenwasserstoff(=HC)-Konzentration in dessen Brennraum durch eintropfenden
Kraftstoff bereits gebildet hat. Für den Test auf Injektorleakage
ist es dabei insbesondere zweckmäßig, auszuschließen,
dass es sich um einen Wiederholstart handelt, da es auch hier zu solchen
Drehzahlanstiegen kommen kann. Es ist also zweckmäßig,
sicherzustellen, dass vor Beginn des Tests auf Injektorleakage beim
Motorstart die Drehzahl N zuvor möglichst nahezu auf Null
abgesunken ist oder gleich Null Rpm ist, d. h. die Kurbelwelle stillsteht.
Falls die Motordrehzahl bei Beginn des Tests noch nicht im Wesentlichen
gleich oder nahezu Null Rpm war, wird die Diagnose auf Injektorleakage
zweckmäßigerweise abgebrochen.
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Zum
anderen wird beim Motorabstellen nach Einstellen aller Kraftstoffeinspritzungen
der Drehzahlverlauf beobachtet. Sinkt die Drehzahl kontinuierlich
bis zum Motorstillstand, liegt keine Injektorleckage vor. Wird nach
Einstellen aller Kraftstoffeinspritzungen festgestellt bzw. detektiert,
dass die Drehzahl nicht stetig sinkt, sondern für kürzere
Zeit hochläuft oder nicht so stark abfällt, wie
dies bei Nichtvorliegen von Injektorleakage idealerweise der Fall
wäre, dann liegt der Verdacht für ein nachträgliches
Kraftstoffeintropfen in mindestens einen undichten Zylinder vor.
Dazu wird der Verlauf der Motordrehzahl während eines Beobachtungszeitfensters beim
Motorabstellen beobachtet. Zweckmäßigerweise wird
dazu sichergestellt, dass der Kraftstoffeinspritzvorgang in allen
Zylindern komplett zuvor eingestellt worden ist, dass danach eine
minimale Wartezeit abgewartet worden ist, bevor die Diagnose aktiviert
wird, und dass die Zündung während der Diagnosezeit,
d. h. dem Beobachtungszeitfenster noch aktiv ist. Auf diese Weise
kann innerhalb eines gewissen Toleranzbandes erkannt werden, ob
Injektorleckage vorliegt oder nicht. Zweckmäßigerweise
wird das Toleranzband derart gewählt, dass der Kraftstoffeintrag
zur Diagnose eines Drehzahlanstiegs gegenüber dem Referenz-Drehzahlverlauf
ausreichend groß ist. Insbesondere wird die Abstellzeit
für die Diagnose beim Abstellen zweckmäßigerweise
ausreichend groß gewählt, so dass sich ein zündfähiges Gemisch
bei etwaiger Undichtigkeit eines Injektors in dessen Brennraum überhaupt
bilden kann. Es wird ein Referenz-Drehzahlverlauf beim Motorstart
oder Motorabstellen im Steuergerät hinterlegt, der charakteristisch
für ein Auslaufen der Kurbelwelle bei Fehlen von Injektorleakage
ist. Weicht der tatsächlich beobachtete Drehzahlherunterlauf
beim Abstellen des Motors während des Beobachtungszeitfensters
um eine vorgebbare Schwelle ab, so wird die Undichtigkeit mindestens
eines Injektors indiziert. Auf diese Weise können also
schadhafte Bauteile oder ein emissionsunzulässiger Betriebszustand
z. B. in Werkstätten erkannt werden oder durch eine Fehleranzeigevorrichtung
wie z. B. eine Fehlerlampe dem Fahrer des Fahrzeugs angezeigt werden.
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Die
vorstehend an Hand der 1 mit 5 erläuterten
zweckmäßigen Diagnoseverfahren zum Erkennen von
Injektorleckage bei einem Ottomotor mit Benzindirekteinspritzung
können in vorteilhafter Weise selbstverständlich
auch bei sonstigen Verbrennungsmotoren mit Kraftstoffdirekteinspritzung wie
z. B. bei Dieselmotoren implementiert werden. Zusätzlich
oder unabhängig hiervon können sie in vorteilhafter
Weise auch für einen Verbrennungsmotor herangezogen werden,
der ein oder mehrere Injektoren für eine Kanaleinspritzung
in seinem mindestens einen Saugrohr aufweist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- - Van Bashuysen/Schäfer,
3 Auflage, April 2005, Titel: Handbuch Verbrennungsmotor, Kapitel 16.8.1 [0018]