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Stand der Technik
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Die Erfindung geht aus von einem Verfahren nach Gattung der unabhängigen Ansprüche.
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Aus der
DE 102 015 217 776 A1 ist ein Verfahren zum Erkennen einer Schädigung einer Düsennadel oder eines Düsennadelsitzes eines Kraftstoffinjektors bekannt. Hierbei wird ein Reglerwert einer Regelung der Bewegung der Düsennadel oder eine Abweichung eines Zeitpunktes eines detektierten Bewegungsmerkmals der Düsennadel von einem erwartenden Bewegungsmerkmal über einen vorgebbaren ersten Zeitraum überwacht. Eine Schädigung der Düsennadel oder des Düsennadelsitzes wird erkannt, wenn ein Gradient des Regelwertes oder der Abweichung von dem ersten Zeitraum mindestens an vorgegebenem Minimalgradienten entspricht.
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Offenbarung der Erfindung
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Vorteile der Erfindung
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Das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs hat demgegenüber den Vorteil, dass ein Fehler bereits vor einem kompletten Ausfall des Injektors bzw. einer kompletten Schädigung des Injektors erkannt wird. Gegebenenfalls kann eine präventive Ausfallprognose des Injektors getroffen werden.
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Erfindungsgemäß wird zum Erkennen einer Schädigung eines Kraftstoffinjektors ein Signal eines Nadelschließsensors ausgewertet. Hierzu werden die Werte des Nadelschließsignals in einen Datenspeicher übertragen werden. Ausgehend von den im Datenspeicher abgelegten Werten wird die Schädigung des Kraftstoffinjektors erkannt.
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Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung wird eine Schädigung erkannt wird, wenn ein Gradient des Nadelschließsignals von einem erwartenden Verlauf abweicht. Das heißt eine Schädigung wird erkannt, wenn das Nadelschließsignal über der Zeit schneller oder langsamer als erwartet ändert. Das heißt ansteigt oder abfällt.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird eine Schädigung erkannt wird, wenn das Nadelschließsignal einen ersten Grenzwert übersteigt und/oder einen zweiten Grenzwert unterschreitet, wobei der Grenzwert enger gefasst ist wie ein eventuell schon im Steuergerät vorhandener Grenzwert. Das heißt eine Schädigung wird erkannt, wenn das Nadelschließsignal sich außerhalb eines erwarteten Wertebereichs liegt, der aber noch nicht kritisch sein muss.
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Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform wird das Nadelschließsignal extrapoliert wird und ausgehend von dem extrapolierten Wert auf eine zukünftige Schädigung geschlossen wird. Durch diese Vorgehensweise können mögliche Schädigungen sehr frühzeitig erkannt werden. Dadurch kann rechtzeitig Maßnahmen eingeleitet werden, die einer weiteren Schädigung entgegen wirken oder Folgeschäden vermeiden.
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In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung einen neuen Programmcode zusammen mit Verarbeitungsanweisungen zum Erstellen eines auf einem Steuergerät ablauffähigen Computerprogramms, insbesondere Sourcecode mit Compilier- und/oder Verlinkungsanweisungen, wobei der Programmcode das Computerprogramm zur Ausführung aller Schritte eines der beschriebenen Verfahren ergibt, wenn er gemäß der Verarbeitungsanweisungen in ein ablauffähiges Computerprogramm umgewandelt wird, also insbesondere kompiliert und/oder verlinkt wird. Dieser Programmcode kann insbesondere durch Quellcode gegeben sein, welche beispielsweise von einem Server im Internet herunterladbar ist.
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Kurze Beschreibung der Zeichnung
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die Figur zeigt die wesentlichen Elemente eines Injektors.
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Ausführungsformen der Erfindung
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Aus dem Stand der Technik sind Regelungen bekannt, die den Nadelschließzeitpunkt bzw. die Düsennadelschließdauer auf einen vorgegebenen Sollwert einregeln. Diese regeln das Einspritzende bzw. charakteristischen Zeitpunkte der Düsennadelbewegung des Injektors ein.
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Mit 100 ist ein Sensor bezeichnet, der ein Signal bereitstellt, dass die Position der Düsennadel des Injektors charakterisiert. Als solcher Sensor wird vorzugsweise ein Drucksensor eingesetzt, der im Hochdruckbereich des Injektors angeordnet ist, und den Druck im Hochdruckbereich im Steuerraum des Injektors misst. Beim Öffnen der Düsennadel fällt dieser Druck auf einen niederen Wert ab und steigt beim Schließen der Düsennadel wieder auf seinen Ausgangswert an. Dieser Sensor 100 liefert also ein Signal, das den Druckverlauf im Steuerraum bzw. im Hochdruckbereich des Injektors entspricht und der die Bewegung der Düsennadel des Injektors charakterisiert.
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Dieses Signal des Sensors 100 wird von einem Motorsteuergerät 200 ausgewertet. Durch einen Vergleich mit vorgegebenen Sollwerten können verschiedene Sollgrößen des Signals auf vorgegebene Werte eingeregelt werden. Dadurch ist eine genaue Regelung und damit eine genaue Zumessung von Kraftstoff möglich. Das Motorsteuergerät 200 enthält eine Sende-Empfangseinrichtung 210. Diese kommuniziert mit einer weiteren Sende-Empfangseinrichtung 310 in einem externen Rechner 300. In diesem externen Rechner 300 erfolgt vorzugsweise eine Auswertung des Sensorsignals 100. Dies bedeutet die Werte des Nadelschließsignals werden in dem Datenspeicher des externen Rechner 300 übertragen. Ausgehend von den im Datenspeicher abgelegten Werten wird die Schädigung des Injektors erkannt.
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Bei einer ersten Ausführungsform befindet sich der externe Rechner 300 ebenfalls im Fahrzeug in dem sich das Motorsteuergerät befindet.
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Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform befindet sich der externe Rechner 300 außerhalb des Fahrzeugs und verarbeitet Daten weiterer Fahrzeuge, die ebenfalls mit entsprechenden Injektoren ausgestattet sind. In diesem Fall ist es vorteilhaft, wenn die Werte drahtlos übertragen werden.
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Das erfindungsgemäße Verfahren baut auf bereits bekannten Nadelschließerkennung auf, welche Aufschluss über den aktuellen Injektorzustand gibt. Diese Werte werden in dem externen Rechner übertragen. Dort werden die Werte im Verlauf der Lebensdauer des Injektors auf verschiedenen Arten ausgewertet, die auch vorzugsweise miteinander kombiniert werden können. Eine solche Kombination verschiedener Auswertung ist besonders vorteilhaft.
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In einer sehr einfachen Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Absolutwerte des Sensors zur Überwachung mit Grenzwerten verglichen werden. Diese sind zweckmäßigerweise niederer als die Grenzwerte der Steuergeräte intern bei Fehlerüberwachungen und geben Aufschluss über den aktuellen Zustand des Injektors.
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Ferner können für die Auswertung auch Gradienten der Signale ermittelt werden. Zum einen ein Gradient über eine sehr lange Zeitspanne, beispielsweise mehrere 100 Betriebsstunden, hier vereinfacht Langfristgradient genannt.
Zum anderen ein Gradient über eine recht kurze Zeitspanne, beispielsweise weniger wie die letzten 10 Betriebsstunden, hier vereinfacht Kurzfristgradient genannt.
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Ausgehend von dem Kurzfristgradienten können bestimmte Schädigungseffekte erkannt werden. Beispielsweise wird sich ein Verlust der C-Schicht an der Spitze der Injektornadel hier besonders bemerkbar machen, da dieses Beispiel eine tendenziell eher sprunghafte Änderung der Werte hervorruft.
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Ferner wird der Langfristgradient des Sensorsignals berechnet und überwacht. Mittels dieser Überwachung kann insbesondere eine Verkokung des Injektors erkannt werden. Abhängig von der Abweichung vom Verlauf kann eine übermäßige Verkokung oder überdurchschnittlich große Verschleißeffekte ausgehend von dem Langfristgradienten erkannt werden. Eine übermäßige Verkokung wird erkannt, wenn der Langfristgradient um mehr als ein erster erwarteter Wert ansteigt. Ein großer Verschleiß wird erkannt, wenn der Langfristgradient weniger als ein zweiter erwarteter Wert ansteigt. Dabei ist der erste erwartete Wert größer als der zweite erwartete Wert. Der erste und der zweite erwartete Wert definieren einen Bereich innerhalb ein ordnungsgemäßer Injektor erkannt wird.
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Bei einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass neben der Überwachung der Gradienten auch die Richtung der Lernentwicklung mit berücksichtigt wird. So wird eine Verkokung beispielsweise in einer Verlängerung der Nadelschließdauer zur Folge haben, ein Düsensitzverschleiß bewirkt eine Verkürzung der Nadelschließdauer.
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Aus der Kombination dieser Erkenntnisse können verschiedene präventive Maßnahmen getroffen werden. Abhängig von dem Absolutwert wird die Dringlichkeit der Maßnahme abgeleitet. Bei kurzfristig eingetretenen Effekten wird abhängig vom Verlauf und dem aktuellen Zustand darauf geschlossen werden, ob die Schädigungen noch fortschreiten und dringend präventiv Maßnahmen getroffen werden müssen oder ob der Schädigungsmechanismus bereits ein Endwert erreicht hat.
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Bei Langfristgradienten kann durch Extrapolation errechnet werden, wann das Schädigungsbild einen kritischen Bereich erreichen wird. Hierbei wird der natürliche Verlauf aus der Extrapolation herausgerechnet. Ein dauerhaft konstanter Wert ist tendenziell kritischer wie ein leicht ansteigender Wert. Ein solch leicht ansteigender Wert bildet eine typische Verkokung die im Normalbetrieb auftritt ab. Dieser Erwartungsbereich kann dabei vorzugsweise sogar vom Fahrprofil abhängen, sofern dies in den Cloud-Daten mit vorliegt, da eine Verkokungsanfälligkeit auch vom Fahrprofil abhängig sein kann.
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Das erfindungsgemäße Verfahren baut auf der existierenden Nadelschließerkennung auf, welche Aufschluss über den aktuellen Injektorzustand gibt. Deren Werte werden in einen externen Rechner, der einen Datenspeicher enthält übertragen. Hier bietet sich beispielsweise ein Cloud-Speicher der Web-based-Diagnose an. Eine Speicherung ohne Web-Anbindung in einem Speicherbereich des Fahrzeugs ist aber auch möglich. Eine Auswertung sowohl des zeitlichen Verlaufs der Werte in Kombination mit der Interpretation der aktuellen Werte in Kombination sowohl des zeitlichen Speicherbereichs des Fahrzeugs ist aber auch möglich. Eine Auswertung sowohl des zeitlichen Verlaufs der Werte in Kombination mit der Interpretation der aktuellen Werte erlaubt somit nicht nur eine bessere Separierung zwischen verschiedenen Beeinträchtigungseffekten des Injektors, sondern erlaubt zudem eine Prognose über den weiteren Fortschritt der Beeinträchtigung des Injektors uns somit eine Prognose über die zukünftige Ausfallwahrscheinlichkeit. Anstelle der Zeit kann auch auf die Laufzeit der Brennkraftmaschine bzw. Injektors oder die Arbeitsspiele während deren eine Einspritzung erfolgt ist, verwendet werden. Da die hier verwendeten Korrekturwerte im Gegensatz zu anderen Injektorkorrekturfunktionen wie beispielsweise einer Nullmengenkalibrierung nur von Injektoreigenschaften abhängen und weniger vor Verbrennungseffekten ist die Interpretation der Werte genauer möglich und ermöglicht auch ein besseres Pin-Pointing auf den Injektor. In fortgeschrittener Ausbaustufe des Sensors sind zudem pro Injektor verschiedene Lernwerte vorhanden, welche untereinander auch kombiniert werden können, um noch genauer die Schädigungsmechanismen zu erkennen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102015217776 A1 [0002]
