WO2013178385A1 - Method for controlling an internal combustion engine, and system having an internal combustion engine, a fuel reservoir and a controller - Google Patents

Method for controlling an internal combustion engine, and system having an internal combustion engine, a fuel reservoir and a controller Download PDF

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WO2013178385A1
WO2013178385A1 PCT/EP2013/057033 EP2013057033W WO2013178385A1 WO 2013178385 A1 WO2013178385 A1 WO 2013178385A1 EP 2013057033 W EP2013057033 W EP 2013057033W WO 2013178385 A1 WO2013178385 A1 WO 2013178385A1
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WO
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fuel
injection
pressure
injection valve
internal combustion
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Application number
PCT/EP2013/057033
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Andreas Gutscher
Andreas Posselt
Marko Lorenz
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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    • F02D41/221—Safety or indicating devices for abnormal conditions relating to the failure of actuators or electrically driven elements
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    • F02D41/30—Controlling fuel injection
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M35/00—Combustion-air cleaners, air intakes, intake silencers, or induction systems specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M35/10—Air intakes; Induction systems
    • F02M35/1015—Air intakes; Induction systems characterised by the engine type
    • F02M35/10177—Engines having multiple fuel injectors or carburettors per cylinder

Definitions

  • the invention relates to a method for controlling an internal combustion engine according to the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to a system with an internal combustion engine, a fuel storage and a control unit and a computer program and a computer program product.
  • Internal combustion engines with intake manifold injection with two injection valves per cylinder are well known.
  • the document DE 10 2008 044 244 A1 discloses an internal combustion engine having at least one combustion chamber, wherein the combustion chamber has two fuel inlet openings, which can each be closed by an inlet valve.
  • the internal combustion engine also has a fuel injection device which, in association with the at least one combustion chamber, has a first and a separate second injection valve for the metered injection of fuel into at least one intake passage of the combustion chamber.
  • the injectors spray the fuel while atomized in the form of spray cones in the direction of the intake valves.
  • fuel is conveyed by means of a fuel pump to a fuel storage (also called a rail) and is available there under pressure.
  • Electrically controlled injectors inject fuel into the intake manifold as needed.
  • an air mass sensor in front of the throttle measures the air mass involved in the combustion and outputs a corresponding signal to the engine control unit.
  • Twin Injection in which there are two suction nozzles per suction channel. tube injection valves are installed. These can be controlled synchronously or individually. Furthermore, these two valves can be designed identical or different.
  • a disadvantage of the prior art is that in most operating ranges of such injectors, the electrical diagnosis can indeed be performed correctly, but no error is detected when one of the injectors has a mechanical defect or drifts in its electrical characteristics. Both can lead to deviating metered amounts of fuel, which can have motor effects.
  • inventive method for controlling an internal combustion engine, the inventive system with an internal combustion engine, a fuel storage and a control unit and the computer program according to the invention or the computer program product according to the independent claims have the advantage over the prior art that can be detected by the pressure sensor in the fuel system whether in particular the functionality of the injection valve or of the plurality of injection valves is correct or is defective.
  • the mixture control would be made by the control unit of the internal combustion engine such that over a total correction, the errors mittein the cylinder. If the affected cylinder has a certain tolerance with regard to lean running, it may not be possible to dropouts, but deviating cylinder-specific lambda values. probably the total value is correct.
  • the result would be a deterioration of the exhaust gas and increased thermal aging of the catalytic converter.
  • it is advantageously possible to detect when a single injector or a single injector completely or partially does not provide the correct amount of fuel, in particular due to a mechanical problem that is not or insufficiently detected in an electrical diagnosis.
  • the internal combustion engine used for the inventive method is in particular a gasoline engine with intake manifold injection for a motor vehicle, preferably an automobile. This may be the fuel used to gasoline or ethanol or a mixture.
  • the internal combustion engine preferably comprises more than one cylinder, wherein each of the cylinders comprises a combustion chamber with, for example, two inlet valves, wherein each inlet valve is preferably assigned in each case a separate injection valve or also two separate injection valves.
  • a plurality of measuring points of the pressure signal is scanned.
  • the chronological course of the pressure signal during the short-term pressure drop can be determined in a particularly accurate manner and thus the functionality of the injection valve during fuel injection, in particular the mechanical functionality of the injection valve during fuel injection, can be detected in a particularly accurate manner , For example, it could be concluded from the time course of a pressure change and / or its phase position to a metered injection quantity or an opening or closing behavior of an injector.
  • the internal combustion engine is controlled by means of a control device, wherein the pressure signal is transmitted from the pressure sensor to the control unit and wherein the pressure signal is a pressure signal in digital Shape is.
  • the internal combustion engine per cylinder has a further injection valve, wherein the injection valve and the further injection valve are controlled for fuel injection via a common output stage. It is thus advantageous according to the invention possible to reduce the cost of implementing an injection system for an internal combustion engine with two injectors per cylinder or per suction channel.
  • the internal combustion engine per cylinder has a further injection valve, wherein for fuel injection, the injection valve via a first output stage and regardless of the further injection valve is driven via a second output stage.
  • the injection valve for the injection of a first fuel quantity and the further injection valve for the injection of a second fuel quantity is designed, wherein the first and second fuel quantities are equal or wherein the first and second fuel quantities are different.
  • the first injection valve could be designed twice as large as the second injection valve in terms of the design amount of (under predetermined operating conditions) maximum injectable fuel (so-called amount QSTAT) - in this case, it is possible in the case of comparatively small amounts of fuel to be injected only that Injector having the lower maximum injectable fuel quantity (first or second fuel quantity) to be used the, for the case of medium-sized amounts of fuel to be injected only to use the injection valve, which has the larger maximum injectable amount of fuel and in the case of comparatively large amounts of fuel to be injected (for example, in full load case) to use both the injection valve and the other injection valve.
  • amount QSTAT maximum injectable fuel
  • the subject of the present invention is a system with an internal combustion engine, a fuel storage and a control unit for controlling the internal combustion engine.
  • the fuel accumulator is associated with a pressure sensor and the overall system is configured such that fuel in the fuel reservoir is below a predetermined pressure, wherein the pressure sensor is configured to generate a high-resolution pressure signal of the pressure present in the fuel accumulator and to the control device for controlling the Forward internal combustion engine, so that a brief pressure drop of the predetermined pressure in the fuel storage, which is due to injection by an injection valve, detectable and from the time course of the pressure signal during the short-term pressure drop, the functionality of each injecting fuel valve during the fuel injection is detected.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a division of an amount of fuel to be injected into two injectors
  • FIG. 2 is a schematic representation of a fuel injection system
  • Figure 3 is a schematic representation of a separate control of two injectors
  • Figures 4 and 5 different driving scenarios for the injection with two injectors, which are controlled via a common or two separate power amplifiers.
  • FIG. 1 schematically shows a representation for the division of a total injection quantity for a cylinder of an internal combustion engine into two injection valves.
  • a total injection quantity QSTAT of fuel is realized in the presence of a single injection valve (left-hand illustration according to FIG. 1), for example by means of different spray jets, the spray jets being realized through openings in the injection valve and through each of these holes Injection jetting, for example, 50% of the total injection QSTAT is injected.
  • a realization with two injection valves is shown, wherein each of the injection valves realizes only one injection jet and injects in each case 50% of the maximum injection quantity QSTAT.
  • FIG. 2 shows schematically a fuel supply system 10 of an internal combustion engine, which is intended for use in a vehicle.
  • the internal combustion engine typically has four cylinders and thus four combustion chambers, but also a different number of cylinders and thus combustion chambers is possible.
  • the fuel preferably gasoline fuel
  • the fuel is not injected directly into the combustion chambers, but the working with a suction port injection tet.
  • the fuel is injected directly into the combustion chambers.
  • the fuel is transported by a pump, not shown, from a container 18, in particular via a filter, not shown, to a further pump, not shown, from which the fuel is pumped into a pressure chamber or a pressure accumulator 12.
  • a certain pressure of the fuel is present in the accumulator 12.
  • this pressure is provided in particular as a so-called low-pressure state, wherein the pressure accumulator 12 is also designed as a so-called low-pressure rail, with pressures in the range of a few hundred kPa to a few MPa typically being present within the pressure accumulator 12.
  • a pressure sensor 14 is arranged, which is able to measure the pressure within the pressure accumulator 12.
  • injectors are connected, which are provided for injecting the fuel into the combustion chambers or in the suction pipes of the combustion chambers.
  • FIG. 2 the case of four cylinders and two injection valves per cylinder is shown schematically in Figure 2, wherein each cylinder has an injection valve 21 and a further injection valve 22.
  • a different constellation for a number of cylinders and on the other also the number of injectors per cylinder is possible, for example, one injector per cylinder or more than two injectors per cylinder.
  • twin Injection two suction pipe injection valves per suction channel, so that fuel is injected via two paths into a suction pipe
  • These two injectors can be controlled via a common or via two separate electronic power amplifiers.
  • the two injection valves can be controlled either synchronously or individually, ie with different phase and / or different time duration.
  • a diagnosis or test of the functionality of the injectors could be made with an electrical test, it was not possible to determine whether the fuel injection actually took place or whether it took place sufficiently, examples For example, because an injection port of an injection valve is clogged in whole or in part or the like.
  • the pressure sensor 14 generates a pressure signal and transmits it to a control device 16 so that the time profile of the pressure in the fuel accumulator can be detected so accurately from the transmitted pressure signal that a short-term pressure drop in the fuel accumulator due to a Opening an injector and performing the injection of the fuel automatically results, can be measured so accurately that the functionality of the injector during fuel injection can be detected.
  • the pressure sensor 14 is a high-resolution pressure sensor of the fuel accumulator 12, in particular a so-called high-resolution rail pressure sensor which is able to detect the actual injected fuel quantity and the phase position of the injection pulse due to a short-term pressure drop in the fuel accumulator 12 ,
  • an improved diagnosis of the injection valves is possible according to the invention and it can be concluded in an advantageous manner in the case of a malfunction of one of the various injectors used in the internal combustion engine on the malfunction of a single such injectors.
  • It thereby according to the invention in a simple and advantageous manner possible to detect one, in particular mechanical, malfunction of an injection valve and to quantify the degree of malfunction at least partially and due to individual injection valves used.
  • control device 16 When using separate electronic output stages for two injection valves, which are used on the same cylinder of the internal combustion engine, it is possible to separately detect their functionality by a variation of the control signal of the control device 16.
  • the control device generates a control signal for controlling the injection valve 21 and for controlling the further injection valve 22.
  • These two control signals are shown schematically in the middle region of the representation according to FIG.
  • the control signal emitted by the control device 16 dashex representation
  • FIG. ment dashex representation
  • the control signal is also shifted in time (relative to a reference control signal to the right, that is shifted backwards in time).
  • FIGS. 4 and 5 different activation scenarios and resulting pressure signals of the pressure sensor 14 for the case of a common activation of two injection valves (FIG. 4) and for the case of a separate activation of two injection valves (FIG. 5) are illustrated.
  • FIG. 4 and FIG. 5 are held in the form of a schematically indicated table, each having three columns and four rows each.
  • the left column is denoted by the reference numeral 160 and schematically indicates the control signal which is transmitted from the control device 16 or the control unit 16 to the injection valve 21 or the injection valve 21 and the further injection valve 22.
  • the injection quantities of fuel are shown schematically, which are injected via the injection valve 21 and the further injection valve 22.
  • the third column provided with the reference numeral 140 in each case the result for the pressure measurement by the pressure sensor 14 in the fuel accumulator 12 is shown schematically. According to FIG.
  • This actual pressure signal (solid line) runs with respect to the desired curve (dashed line) with a lower pressure change amplitude.
  • a malfunction is shown schematically in that one of the two injectors 21, 22 injects too little fuel, for example, also due to a mechanical defect or the like. This results in a time too short actual pressure signal 140 (solid line) compared to the desired course of the corresponding pressure signal (dashed line) in line 3 of Figure 4.
  • FIG. 5 schematically shows a configuration with separate activation or separate output stage of two injection valves, with the control signals 160 being shown in the left column, the schematically illustrated quantities of fuel 120 in the middle, and the resulting pressure signals 140 in the right column.
  • the first line corresponds to a correct injection with time-spaced control signals and pressure signals 140.
  • the second line corresponds to a wrong phasing of the injection, so that in the pressure signal 140 is too short a time interval of the pressure signals, resulting in that the two pressure signals for the Partially flow together two injectors.
  • a test function for the injection valve 21 and the further injection valve 22 is shown: different schematic amounts of fuel lead to desired different pressure signals.
  • the two injectors are reversed, so that corresponding to the desired signals (shown in phantom) of the actual signals (drawn by a solid line) differ.
  • the fuel pressure in the fuel reservoir 12 is measured with the pressure sensor 14 and, in particular using a so-called PSI5 interface, transmitted in digital form to the control device or to the control unit 16.
  • a high-frequency evaluation required a high sampling effort in the control unit 16 and there was the danger of signal influences and thus incorrect evaluations.
  • the data rate at the transfer interface in the control unit is increased and the robustness of the information is improved. This is used to generate a high-frequency tion of the pressure in the fuel accumulator 12 and thus to provide the ability to evaluate pressure drops or variations of the pressure signal, which follow from individual injection pulses.
  • the magnitude of the pressure drop ie the variation of the pressure signal
  • the magnitude of the pressure drop can be used to evaluate whether in fact both injectors of a cylinder have injected correctly.
  • the correct chronological sequence of the injection pulses is checked.
  • the two injection valves of a cylinder can be controlled by a test function separated in time and tested the correct function of both injectors by the observed pressure drop is related to the expected time window, where appropriate the control is expected a signal change.
  • this pressure drop does not occur as expected in the pressure signal, a faulty injector is closed. For a differentiation between the two, a design for different flow rates is possible. If a corresponding pressure change to the control signal occurs as expected, both injection valves are in order. If one of the two injection valves has failed, but the other one is OK, the adaptation value changes by an expected value so that it is possible to infer the respective failed injection valve.
  • the pressure drop ie the pressure signal which is transmitted from the pressure sensor 14 to the control unit 16 or to the control device 16, possibly has to be determined by a characteristic map which is dependent on the rotational speed, the pressure and / or the distance of the pressure sensor 14 be evaluated individually to the injectors or to each of the injectors.

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Abstract

The invention relates to a method for controlling an internal combustion engine, particularly of a motor vehicle, wherein fuel in a fuel reservoir is under a predetermined pressure, a pressure sensor being used to generate a pressure signal with high temporal resolution relating to the pressure prevailing in the fuel reservoir, the internal combustion engine comprising at least one cylinder and at least one injection valve per cylinder, wherein when fuel is injected through the injection valve, a temporary pressure drop of the predetermined pressure in the fuel reservoir is detected by the pressure sensor and the functionality of the injection value during the injection of fuel is detected from the progression of the pressure signal over time during the temporary pressure drop.

Description

Beschreibung  description
Titel title
Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine und System mit einer Brennkraftmaschine, einem Kraftstoffspeicher und einem Steuergerät Method for controlling an internal combustion engine and system with an internal combustion engine, a fuel storage and a control unit
Stand der Technik State of the art
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung ein System mit einer Brennkraftmaschine, einem Kraftstoffspeicher und einem Steuergerät sowie ein Computerprogramm und ein Computerprogrammprodukt. The invention relates to a method for controlling an internal combustion engine according to the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to a system with an internal combustion engine, a fuel storage and a control unit and a computer program and a computer program product.
Brennkraftmaschinen mit Saugrohreinspritzung mit zwei Einspritzventilen pro Zylinder sind allgemein bekannt. Beispielsweise ist aus der Druckschrift DE 10 2008 044 244 A1 eine Brennkraftmaschine mit wenigstens einem Brennraum bekannt, wobei der Brennraum zwei Kraftstoff-Einlassöffnungen aufweist, welche jeweils durch ein Einlassventil verschließbar sind. Die Brennkraftmaschine weist ferner eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung auf, die in Zuordnung zu dem wenigstens einen Brennraum ein erstes und ein separates zweites Einspritzventil zum dosierten Einspritzen von Kraftstoff in mindestens einen Ansaugkanal des Brennraums aufweist. Die Einspritzventile spritzen den Kraftstoff dabei zerstäubt in Form von Spraykegeln in Richtung der Einlassventile. Internal combustion engines with intake manifold injection with two injection valves per cylinder are well known. For example, the document DE 10 2008 044 244 A1 discloses an internal combustion engine having at least one combustion chamber, wherein the combustion chamber has two fuel inlet openings, which can each be closed by an inlet valve. The internal combustion engine also has a fuel injection device which, in association with the at least one combustion chamber, has a first and a separate second injection valve for the metered injection of fuel into at least one intake passage of the combustion chamber. The injectors spray the fuel while atomized in the form of spray cones in the direction of the intake valves.
Hierbei wird Kraftstoff mittels einer Kraftstoffpumpe zu einem Kraftstoffspeicher (auch Rail genannt) gefördert und steht dort unter Druck bereit. Elektrisch angesteuerte Einspritzventile spritzen Kraftstoff bedarfsgerecht in das Saugrohr. Um das Luft-Kraftstoff-Gemisch genau einzustellen, misst ein Luftmassenmesser vor der Drosselklappe die an der Verbrennung beteiligte Luftmasse und gibt ein entsprechendes Signal an das Motorsteuergerät. Ferner ist es Stand der Technik, eine sogenannte Twin Injection zu benutzen, bei der je Saugkanal zwei Saug- rohreinspritzventile eingebaut sind. Diese können synchron oder individuell angesteuert werden. Weiterhin können diese beiden Ventile identisch oder abweichend ausgelegt sein. In this case, fuel is conveyed by means of a fuel pump to a fuel storage (also called a rail) and is available there under pressure. Electrically controlled injectors inject fuel into the intake manifold as needed. To accurately adjust the air-fuel mixture, an air mass sensor in front of the throttle measures the air mass involved in the combustion and outputs a corresponding signal to the engine control unit. Furthermore, it is state of the art to use a so-called Twin Injection, in which there are two suction nozzles per suction channel. tube injection valves are installed. These can be controlled synchronously or individually. Furthermore, these two valves can be designed identical or different.
Nachteilig beim Stand der Technik ist, dass in den meisten Betriebsbereichen solcher Einspritzventile die elektrische Diagnose zwar korrekt durchgeführt werden kann, aber kein Fehler erkannt wird, wenn eines der Einspritzventile einen mechanischen Defekt aufweist oder in seinen elektrischen Kennwerten driftet. Beides kann zu abweichenden zugemessenen Kraftstoffmengen führen, was motorische Auswirkungen haben kann. A disadvantage of the prior art is that in most operating ranges of such injectors, the electrical diagnosis can indeed be performed correctly, but no error is detected when one of the injectors has a mechanical defect or drifts in its electrical characteristics. Both can lead to deviating metered amounts of fuel, which can have motor effects.
Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine, das erfindungsgemäße System mit einer Brennkraftmaschine, einem Kraftstoffspeicher und einem Steuergerät sowie das erfindungsgemäße Computerprogramm bzw. das Computerprogrammprodukt gemäß den nebengeordneten Ansprüchen haben gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil, dass durch den Drucksensor im Kraftstoffsystem detektiert werden kann, ob insbesondere die Funktionalität des Einspritzventils bzw. der Mehrzahl von Einspritzventilen korrekt ist oder aber fehlerhaft ist. Es ist hierdurch erfindungsgemäß vorteilhaft möglich, auch solche Fehlersituationen zu detektieren, die im System der Steuerung der Brennkraftmaschine derzeit Signale liefern, die innerhalb der Diagnoseschwellen liegen. Beispielsweise könnte bei der Verwendung von zwei Einspritzventilen pro Zylinder bei einem Vierzylindermotor und einem mechanischen Defekt bei einem der Einspritzventile, der zu einem Ausfall der gesamten Einspritzmenge dieses Einspritzventils führt, ein Fehler in der Größenordnung von 1/8 des gesamten Mengenfehlers vorkommen. Falls ein solcher Fehler von einem 1/8 (12,5% Abweichung) innerhalb der Gesamtfehlerschwelle liegt, könnte es sein, dass ein solcher mechanischer Defekt eines der Einspritzventile nicht erkannt wird. Entsprechend würde durch das Steuergerät der Brennkraftmaschine die Gemischregelung derart vorgenommen werden, dass über eine Gesamtkorrektur sich die Fehler über die Zylinder mittein. Sofern der betroffene Zylinder eine gewisse Toleranz bezüglich des Magerlaufs aufweist, kommt es gegebenenfalls nicht zu Aussetzern, sondern abweichenden zylinderspezifischen Lambda-Werten, ob- wohl der Gesamtwert richtig ist. Die Folge wäre eine Verschlechterung des Abgases und eine verstärkte thermische Alterung des Abgaskatalysators. Erfindungsgemäß ist es vorteilhaft möglich, zu erkennen, wenn ein einzelner Injektor bzw. ein einzelnes Einspritzventil vollständig oder teilweise nicht die korrekte Kraftstoffmenge bereitstellt, insbesondere aufgrund eines mechanischen Problems, welches bei einer elektrischen Diagnose nicht oder in nicht ausreichendem Maße erkannt wird. The inventive method for controlling an internal combustion engine, the inventive system with an internal combustion engine, a fuel storage and a control unit and the computer program according to the invention or the computer program product according to the independent claims have the advantage over the prior art that can be detected by the pressure sensor in the fuel system whether in particular the functionality of the injection valve or of the plurality of injection valves is correct or is defective. As a result, according to the invention, it is advantageously possible to detect even those fault situations which currently provide signals in the system of the control of the internal combustion engine which are within the diagnostic thresholds. For example, using two injectors per cylinder in a four-cylinder engine and a mechanical failure in one of the injectors that results in a failure of the total injection quantity of that injector could result in an error of the order of 1/8 of the total quantity error. If such an error of 1/8 (12.5% deviation) is within the total error threshold, such a mechanical failure of one of the injectors could not be detected. Accordingly, the mixture control would be made by the control unit of the internal combustion engine such that over a total correction, the errors mittein the cylinder. If the affected cylinder has a certain tolerance with regard to lean running, it may not be possible to dropouts, but deviating cylinder-specific lambda values. probably the total value is correct. The result would be a deterioration of the exhaust gas and increased thermal aging of the catalytic converter. According to the invention, it is advantageously possible to detect when a single injector or a single injector completely or partially does not provide the correct amount of fuel, in particular due to a mechanical problem that is not or insufficiently detected in an electrical diagnosis.
Die für das erfindungsgemäße Verfahren verwendete Brennkraftmaschine ist insbesondere ein Ottomotor mit Saugrohreinspritzung für ein Kraftfahrzeug, vorzugsweise ein Automobil. Hierbei kann es sich bei dem verwendeten Kraftstoff um Benzin oder auch um Ethanol oder um ein Gemisch handeln. Die Brennkraftmaschine umfasst vorzugsweise mehr als einen Zylinder, wobei jeder der Zylinder einen Brennraum mit beispielsweise zwei Einlassventilen umfasst, wobei jedem Einlassventil bevorzugt jeweils ein separates Einspritzventil oder auch zwei separate Einspritzventile zugeordnet sind. The internal combustion engine used for the inventive method is in particular a gasoline engine with intake manifold injection for a motor vehicle, preferably an automobile. This may be the fuel used to gasoline or ethanol or a mixture. The internal combustion engine preferably comprises more than one cylinder, wherein each of the cylinders comprises a combustion chamber with, for example, two inlet valves, wherein each inlet valve is preferably assigned in each case a separate injection valve or also two separate injection valves.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen entnehmbar. Advantageous embodiments and modifications of the invention are the dependent claims and the description with reference to the drawings.
Besonders bevorzugt ist es, wenn während des kurzzeitigen Druckabfalls aufgrund der Kraftstoffeinspritzung eine Vielzahl von Messpunkten des Drucksignals abgetastet wird. Hierdurch ist es erfindungsgemäß vorteilhaft möglich, dass in möglichst genauer Weise der zeitliche Verlauf des Drucksignals während des kurzzeitigen Druckabfalls bestimmt werden kann und damit in besonders genauer Weise die Funktionalität des Einspritzventils während der Kraftstoffeinspritzung, insbesondere die mechanische Funktionalität des Einspritzventils während der Kraftstoffeinspritzung, detektierbar ist. Beispielsweise könnte vom zeitlichen Verlauf einer Druckänderung und/oder deren Phasenlage auf eine zugemessene Einspritzmenge oder ein Öffnungs- bzw. Schließverhalten eines Injektors geschlossen werden. It is particularly preferred if, during the short-term pressure drop due to the fuel injection, a plurality of measuring points of the pressure signal is scanned. In this way, it is advantageously possible according to the invention that the chronological course of the pressure signal during the short-term pressure drop can be determined in a particularly accurate manner and thus the functionality of the injection valve during fuel injection, in particular the mechanical functionality of the injection valve during fuel injection, can be detected in a particularly accurate manner , For example, it could be concluded from the time course of a pressure change and / or its phase position to a metered injection quantity or an opening or closing behavior of an injector.
Erfindungsgemäß ist ferner bevorzugt, dass die Brennkraftmaschine mittels eines Steuergeräts gesteuert wird, wobei das Drucksignal vom Drucksensor zum Steuergerät übertragen wird und wobei das Drucksignal ein Drucksignal in digitaler Form ist. Hierdurch ist es erfindungsgemäß vorteilhaft möglich, dass zum einen die Menge an übertragenen Daten zwischen dem Drucksensor und dem Steuergerät vergleichsweise gering gehalten werden kann und dennoch eine zeitlich hochaufgelöste Detektion des Druckverlaufs, insbesondere des kurzzeitigen Druckabfalls in dem Kraftstoffspeicher, erkennbar ist. According to the invention it is further preferred that the internal combustion engine is controlled by means of a control device, wherein the pressure signal is transmitted from the pressure sensor to the control unit and wherein the pressure signal is a pressure signal in digital Shape is. In this way, it is advantageously possible according to the invention that, on the one hand, the amount of transmitted data between the pressure sensor and the control unit can be kept comparatively low, and yet a time-resolved high-resolution detection of the pressure profile, in particular of the short-term pressure drop in the fuel accumulator, can be recognized.
Ferner ist es erfindungsgemäß bevorzugt, dass die Brennkraftmaschine pro Zylinder ein weiteres Einspritzventil aufweist, wobei das Einspritzventil und das weitere Einspritzventil zur Kraftstoffeinspritzung über eine gemeinsame Endstufe angesteuert werden. Es ist hierdurch erfindungsgemäß vorteilhaft möglich, den Aufwand für die Realisierung eines Einspritzsystems für eine Brennkraftmaschine mit zwei Einspritzventilen pro Zylinder bzw. pro Saugkanal zu reduzieren. Furthermore, it is inventively preferred that the internal combustion engine per cylinder has a further injection valve, wherein the injection valve and the further injection valve are controlled for fuel injection via a common output stage. It is thus advantageous according to the invention possible to reduce the cost of implementing an injection system for an internal combustion engine with two injectors per cylinder or per suction channel.
Erfindungsgemäß ist es weiterhin bevorzugt vorgesehen, dass die Brennkraftmaschine pro Zylinder ein weiteres Einspritzventil aufweist, wobei zur Kraftstoffeinspritzung das Einspritzventil über eine erste Endstufe und unabhängig davon das weitere Einspritzventil über eine zweite Endstufe angesteuert wird. Hierdurch ist es erfindungsgemäß vorteilhaft möglich, eine individuelle Ansteuerung für sowohl das Einspritzventil als auch das weitere Einspritzventil vorzunehmen und so eine bessere Kontrolle und eine größere Aussagefähigkeit des von dem Drucksensor erfindungsgemäß gelieferten Drucksignals zu erhalten. According to the invention, it is further preferably provided that the internal combustion engine per cylinder has a further injection valve, wherein for fuel injection, the injection valve via a first output stage and regardless of the further injection valve is driven via a second output stage. As a result, it is advantageously possible according to the invention to carry out an individual actuation for both the injection valve and the further injection valve and thus to obtain a better control and a greater significance of the pressure signal supplied by the pressure sensor according to the invention.
Erfindungsgemäß ist es weiterhin bevorzugt vorgesehen, dass das Einspritzventil für die Einspritzung einer ersten Kraftstoffmenge und das weitere Einspritzventil für die Einspritzung einer zweiten Kraftstoffmenge ausgelegt ist, wobei die erste und zweite Kraftstoffmenge gleich groß sind bzw. wobei die erste und zweite Kraftstoffmenge unterschiedlich groß sind. Es ist hierdurch erfindungsgemäß vorteilhaft möglich, dass über einen großen Bereich verschiedene Einspritzmengen an Kraftstoff hinweg mit großer Genauigkeit die gewünschte Einspritzmenge an Kraftstoff eingespritzt werden kann. Beispielsweise könnte das erste Einspritzventil hinsichtlich der Auslegungsmenge an (unter vorgegebenen Betriebsbedingungen) maximal einspritzbarem Kraftstoff (sogenannte Menge QSTAT) doppelt so groß ausgelegt werden wie das zweite Einspritzventil - in diesem Fall ist es beispielsweise möglich, für den Fall von vergleichsweise kleinen einzuspritzenden Kraftstoffmengen lediglich dasjenige Einspritzventil mit der geringeren maximal einspritzbaren Kraftstoffmenge (erste bzw. zweite Kraftstoffmenge) zu verwen- den, für den Fall von mittelgroßen einzuspritzenden Kraftstoffmengen lediglich das Einspritzventil zu verwenden, welches die größere maximal einzuspritzbare Kraftstoffmenge aufweist und für den Fall von vergleichsweise großen einzuspritzenden Kraftstoffmengen (beispielsweise im Volllastfall) sowohl das Einspritzventil als auch das weitere Einspritzventil zu verwenden. Alternativ zu einer solchen Aufteilung der Gesamteinspritzmenge des Kraftstoffs mittels zweier ungleich dimensionierter Einspritzventile ist es erfindungsgemäß vorteilhaft, gleich dimensionierte (d. h. zwei gleiche) Einspritzventile zu verwenden, so dass die Auslegungsmenge an Kraftstoff (d. h. die erste und zweite Kraftstoffmenge) halbiert ist und so in vorteilhafter Weise eine größere Stückzahl an Einspritzventilen mit entsprechend realisierbaren Kostenvorteilen möglich ist. According to the invention, it is further preferably provided that the injection valve for the injection of a first fuel quantity and the further injection valve for the injection of a second fuel quantity is designed, wherein the first and second fuel quantities are equal or wherein the first and second fuel quantities are different. As a result, according to the invention, it is advantageously possible for the desired injection quantity of fuel to be injected with great accuracy over a wide range of different injection quantities of fuel. For example, the first injection valve could be designed twice as large as the second injection valve in terms of the design amount of (under predetermined operating conditions) maximum injectable fuel (so-called amount QSTAT) - in this case, it is possible in the case of comparatively small amounts of fuel to be injected only that Injector having the lower maximum injectable fuel quantity (first or second fuel quantity) to be used the, for the case of medium-sized amounts of fuel to be injected only to use the injection valve, which has the larger maximum injectable amount of fuel and in the case of comparatively large amounts of fuel to be injected (for example, in full load case) to use both the injection valve and the other injection valve. As an alternative to such a division of the total injection quantity of the fuel by means of two differently dimensioned injection valves, it is advantageous according to the invention to use identically dimensioned (ie two equal) injection valves so that the design quantity of fuel (ie the first and second fuel quantities) is halved and thus more advantageous Way a larger number of injectors with correspondingly realizable cost advantages is possible.
Weiterhin ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung ein System mit einer Brennkraftmaschine, einem Kraftstoffspeicher und einem Steuergerät zur Steuerung der Brennkraftmaschine. Hierbei ist dem Kraftstoffspeicher ein Drucksensor zugeordnet und das Gesamtsystem ist derart konfiguriert, dass Kraftstoff in dem Kraftstoffspeicher unter einem vorgegebenen Druck steht, wobei der Drucksensor derart konfiguriert ist, ein zeitlich hochaufgelöstes Drucksignal des im Kraftstoffspeicher vorliegenden Drucks zu generieren und an die Steuereinrichtung zur Steuerung der Brennkraftmaschine weiterzuleiten, so dass ein kurzzeitiger Druckabfall des vorgegebenen Drucks im Kraftstoffspeicher, welcher aufgrund einer Einspritzung durch ein Einspritzventil erfolgt, detektierbar ist und aus dem zeitlichen Verlauf des Drucksignals während des kurzzeitigen Druckabfalls die Funktionalität des jeweils einspritzenden Kraftstoffventils während der Kraftstoffeinspritzung detektierbar ist. Furthermore, the subject of the present invention is a system with an internal combustion engine, a fuel storage and a control unit for controlling the internal combustion engine. Here, the fuel accumulator is associated with a pressure sensor and the overall system is configured such that fuel in the fuel reservoir is below a predetermined pressure, wherein the pressure sensor is configured to generate a high-resolution pressure signal of the pressure present in the fuel accumulator and to the control device for controlling the Forward internal combustion engine, so that a brief pressure drop of the predetermined pressure in the fuel storage, which is due to injection by an injection valve, detectable and from the time course of the pressure signal during the short-term pressure drop, the functionality of each injecting fuel valve during the fuel injection is detected.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Embodiments of the present invention are illustrated in the drawings and explained in more detail in the following description.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings
Es zeigen Show it
Figur 1 eine schematische Darstellung einer Aufteilung einer einzuspritzenden Kraftstoffmenge auf zwei Einspritzventile,  FIG. 1 shows a schematic representation of a division of an amount of fuel to be injected into two injectors,
Figur 2 eine schematische Darstellung eines Kraftstoffeinspritzsystems, Figur 3 eine schematische Darstellung einer getrennten Ansteuerung zweier Einspritzventile und FIG. 2 is a schematic representation of a fuel injection system; Figure 3 is a schematic representation of a separate control of two injectors and
Figuren 4 und 5 verschiedene Ansteuerungsszenanen für die Einspritzung mit zwei Einspritzventilen, die über eine gemeinsame bzw. über zwei separate Endstufen angesteuert werden.  Figures 4 and 5 different driving scenarios for the injection with two injectors, which are controlled via a common or two separate power amplifiers.
Ausführungsformen der Erfindung Embodiments of the invention
In den verschiedenen Figuren sind gleiche Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden daher in der Regel auch jeweils nur einmal benannt bzw. erwähnt. In the various figures, the same parts are always provided with the same reference numerals and are therefore usually named or mentioned only once in each case.
In Figur 1 ist schematisch eine Darstellung für die Aufteilung einer Gesamteinspritzmenge für einen Zylinder einer Brennkraftmaschine auf zwei Einspritzventile dargestellt. Eine gesamteinzuspritzende Menge QSTAT an Kraftstoff wird bei Vorhandensein eines einzelnen Einspritzventils (linke Darstellung gemäß der Figur 1), beispielsweise mittels verschiedenen Sprühstrahlen realisiert, wobei die Sprühstrahlen durch Öffnungen bzw. Löcher im Einspritzventil realisiert sind und wobei durch jedes dieser Löcher bzw. in jedem dieser Einsprühstrahlen beispielsweise 50% der Gesamteinspritzmenge QSTAT eingespritzt wird. Auf der rechten Seite der Darstellung gemäß der Figur 1 ist eine Realisierung mit zwei Einspritzventilen dargestellt, wobei jedes der Einspritzventile lediglich einen Einspritzstrahl realisiert und jeweils 50% der maximalen Einspritzmenge QSTAT einspritzt. FIG. 1 schematically shows a representation for the division of a total injection quantity for a cylinder of an internal combustion engine into two injection valves. A total injection quantity QSTAT of fuel is realized in the presence of a single injection valve (left-hand illustration according to FIG. 1), for example by means of different spray jets, the spray jets being realized through openings in the injection valve and through each of these holes Injection jetting, for example, 50% of the total injection QSTAT is injected. On the right side of the illustration according to FIG. 1, a realization with two injection valves is shown, wherein each of the injection valves realizes only one injection jet and injects in each case 50% of the maximum injection quantity QSTAT.
In Figur 2 ist schematisch ein Kraftstoffversorgungssystem 10 einer Brennkraftmaschine dargestellt, das für den Einsatz in einem Fahrzeug vorgesehen ist. Die Brennkraftmaschine weist typischerweise vier Zylinder und damit vier Brennräume auf, wobei jedoch auch eine andere Anzahl von Zylindern und damit Brennräumen möglich ist. Bei der Brennkraftmaschine handelt es sich um eine Ausführungsform, bei der der Kraftstoff, vorzugsweise Ottokraftstoff, nicht direkt in die Brennräume eingespritzt wird, sondern die mit einer Saugrohreinspritzung arbei- tet. Es ist jedoch erfindungsgemäß prinzipiell auch möglich, dass der Kraftstoff direkt in die Brennräume eingespritzt wird. 2 shows schematically a fuel supply system 10 of an internal combustion engine, which is intended for use in a vehicle. The internal combustion engine typically has four cylinders and thus four combustion chambers, but also a different number of cylinders and thus combustion chambers is possible. In the internal combustion engine is an embodiment in which the fuel, preferably gasoline fuel, is not injected directly into the combustion chambers, but the working with a suction port injection tet. However, it is also possible according to the invention in principle that the fuel is injected directly into the combustion chambers.
Der Kraftstoff wird von einer nicht dargestellten Pumpe aus einem Behälter 18, insbesondere über einen nicht dargestellten Filter, zu einer nicht dargestellten weiteren Pumpe transportiert, von der der Kraftstoff in eine Druckkammer bzw. einen Druckspeicher 12 gepumpt wird. Mit Hilfe der nicht dargestellten Pumpe ist in dem Druckspeicher 12 ein bestimmter Druck des Kraftstoffs vorhanden. Dieser Druck ist erfindungsgemäß insbesondere als ein sogenannter Niederdruckzustand vorgesehen, wobei der Druckspeicher 12 auch als sogenanntes Nieder- druck-Rail ausgebildet ist, wobei Drücke im Bereich von einigen hundert kPa bis einigen MPa innerhalb des Druckspeichers 12 typischerweise vorliegen. Erfindungsgemäß ist es jedoch möglich, auch mit höheren Drücken, beispielsweise einige zehn MPa, im Druckspeicher 12 zu arbeiten. The fuel is transported by a pump, not shown, from a container 18, in particular via a filter, not shown, to a further pump, not shown, from which the fuel is pumped into a pressure chamber or a pressure accumulator 12. With the help of the pump, not shown, a certain pressure of the fuel is present in the accumulator 12. According to the invention, this pressure is provided in particular as a so-called low-pressure state, wherein the pressure accumulator 12 is also designed as a so-called low-pressure rail, with pressures in the range of a few hundred kPa to a few MPa typically being present within the pressure accumulator 12. According to the invention, however, it is possible to work in the accumulator 12 even at higher pressures, for example a few tens MPa.
Am Druckspeicher 12 ist ein Drucksensor 14 angeordnet, der in der Lage ist, den Druck innerhalb des Druckspeichers 12 zu messen. An den Druckspeicher 12 sind Einspritzventile angeschlossen, die zum Einspritzen des Kraftstoffes in die Brennräume bzw. in die Saugrohre der Brennräume vorgesehen sind. Hierbei ist in der Figur 2 schematisch der Fall von vier Zylindern und zwei Einspritzventilen pro Zylinder dargestellt, wobei jeder Zylinder ein Einspritzventil 21 und ein weiteres Einspritzventil 22 aufweist. Erfindungsgemäß ist jedoch auch eine andere Konstellation zum einen der Zylinderzahl und zum anderen auch der Anzahl von Einspritzventilen pro Zylinder möglich, beispielsweise ein Einspritzventil pro Zylinder oder mehr als zwei Einspritzventile pro Zylinder. Insbesondere ist es erfindungsgemäß vorgesehen, je Saugkanal zwei Saugrohreinspritzventile vorzusehen, so dass Kraftstoff über zwei Pfade in ein Saugrohr eingespritzt wird (sogenannte Twin Injection). Diese beiden Einspritzventile können über eine gemeinsame oder über auch zwei separate elektronische Endstufen angesteuert werden. Bei der Variante mit separaten Endstufen können die beiden Einspritzventile entweder synchron oder individuell angesteuert werden, d. h. mit unterschiedlicher Phase und/oder unterschiedlicher Zeitdauer. In beiden Fällen ist es so, dass beim bisherigen Stand der Technik zwar eine Diagnose bzw. Prüfung der Funktionsfähigkeit der Einspritzventile mit einer elektrischen Prüfung vorgenommen werden konnte, nicht jedoch erkannt werden konnte, ob tatsächlich die Kraftstoffeinspritzung überhaupt erfolgt oder aber in ausreichendem Maße erfolgt, bei- spielsweise deshalb, weil eine Einspritzöffnung eines Einspritzventils ganz oder teilweise verstopft ist oder dergleichen. Erfindungsgemäß ist es nun vorgesehen, dass der Drucksensor 14 ein Drucksignal derart generiert und zu einer Steuereinrichtung 16 überträgt, dass aus dem übertragenen Drucksignal der zeitliche Verlauf des Drucks im Kraftstoffspeicher derart genau detektiert werden kann, dass ein kurzzeitiger Druckabfall im Kraftstoffspeicher, der sich aufgrund eines Öffnens eines Einspritzventils und der Durchführung der Einspritzung des Kraftstoffs automatisch ergibt, derart genau gemessen werden kann, dass die Funktionalität des Einspritzventils während der Kraftstoffeinspritzung detektiert werden kann. Hierdurch ist es erfindungsgemäß in vorteilhafter Weise möglich, nicht nur die elektrische Funktionalität eines Einspritzventils zu testen, sondern auch dessen mechanische Funktionalität. Erfindungsgemäß ist es daher vorgesehen, dass der Drucksensor 14 ein hochauflösender Drucksensor des Kraftstoffspeichers 12 ist, insbesondere ein sogenannter hochauflösender Rail-Drucksensor, der in der Lage ist, die tatsächlich eingespritzte Kraftstoffmenge und die Phasenlage des Einspritzimpulses aufgrund eines kurzzeitigen Druckabfalls im Kraftstoffspeicher 12 zu detektieren. Hierdurch ist erfindungsgemäß eine verbesserte Diagnose der Einspritzventile möglich und es kann in vorteilhafter Weise im Falle einer Fehlfunktion eines der verschiedenen Einspritzventile, die in der Brennkraftmaschine verwendet werden, auf die Fehlfunktionalität eines einzelnen solcher Einspritzventile geschlossen werden. Es hierdurch erfindungsgemäß in einfacher und vorteilhafter Weise möglich, eine, insbesondere mechanische, Fehlfunktionalität eines Einspritzventils zu erkennen und den Grad der Fehlfunktionalität zumindest teilweise zu quantifizieren sowie auf einzelne verwendete Einspritzventile zurückzuführen. Ferner ist es erfindungsgemäß in vorteilhafter Weise auch möglich, eine Rechts-Links-Vertauschung von Twin Injektoren zu detektieren. At the accumulator 12, a pressure sensor 14 is arranged, which is able to measure the pressure within the pressure accumulator 12. To the pressure accumulator 12 injectors are connected, which are provided for injecting the fuel into the combustion chambers or in the suction pipes of the combustion chambers. Here, the case of four cylinders and two injection valves per cylinder is shown schematically in Figure 2, wherein each cylinder has an injection valve 21 and a further injection valve 22. According to the invention, however, a different constellation for a number of cylinders and on the other also the number of injectors per cylinder is possible, for example, one injector per cylinder or more than two injectors per cylinder. In particular, it is provided according to the invention to provide two suction pipe injection valves per suction channel, so that fuel is injected via two paths into a suction pipe (so-called Twin Injection). These two injectors can be controlled via a common or via two separate electronic power amplifiers. In the variant with separate output stages, the two injection valves can be controlled either synchronously or individually, ie with different phase and / or different time duration. In both cases, although it was the case in the prior art that a diagnosis or test of the functionality of the injectors could be made with an electrical test, it was not possible to determine whether the fuel injection actually took place or whether it took place sufficiently, examples For example, because an injection port of an injection valve is clogged in whole or in part or the like. According to the invention, it is now provided that the pressure sensor 14 generates a pressure signal and transmits it to a control device 16 so that the time profile of the pressure in the fuel accumulator can be detected so accurately from the transmitted pressure signal that a short-term pressure drop in the fuel accumulator due to a Opening an injector and performing the injection of the fuel automatically results, can be measured so accurately that the functionality of the injector during fuel injection can be detected. This makes it possible according to the invention in an advantageous manner, not only to test the electrical functionality of an injector, but also its mechanical functionality. According to the invention, it is therefore provided that the pressure sensor 14 is a high-resolution pressure sensor of the fuel accumulator 12, in particular a so-called high-resolution rail pressure sensor which is able to detect the actual injected fuel quantity and the phase position of the injection pulse due to a short-term pressure drop in the fuel accumulator 12 , As a result, an improved diagnosis of the injection valves is possible according to the invention and it can be concluded in an advantageous manner in the case of a malfunction of one of the various injectors used in the internal combustion engine on the malfunction of a single such injectors. It thereby according to the invention in a simple and advantageous manner possible to detect one, in particular mechanical, malfunction of an injection valve and to quantify the degree of malfunction at least partially and due to individual injection valves used. Furthermore, according to the invention, it is also advantageously possible to detect a right-to-left interchange of twin injectors.
Bei der Verwendung von separaten elektronischen Endstufen für zwei Einspritzventile, die am gleichen Zylinder der Brennkraftmaschine benutzt werden, ist es möglich, durch eine Variation des Steuersignals der Steuereinrichtung 16 deren Funktionalität getrennt zu detektieren. Dies ist in schematischer Weise in Figur 3 dargestellt. Die Steuereinrichtung erzeugt ein Steuersignal zur Ansteuerung des Einspritzventils 21 und zur Ansteuerung des weiteren Einspritzventils 22. Diese beiden Steuersignale sind schematisch im mittleren Bereich der Darstellung gemäß Figur 3 abgebildet. In der oberen Darstellung zu dem Einspritzventil 21 ist das von der Steuereinrichtung 16 abgesetzte Steuersignal (gestrichelte Darstel- lung) gegenüber einem mit durchgezogener Linie dargestellten Referenzsteuersignal nach links verschoben, erfolgt also zeitlich früher. Für das weitere Einspritzventil 22 ist das Steuersignal ebenfalls zeitlich verschoben (gegenüber einem Referenzsteuersignal nach rechts, d. h. zeitlich nach hinten verschoben). When using separate electronic output stages for two injection valves, which are used on the same cylinder of the internal combustion engine, it is possible to separately detect their functionality by a variation of the control signal of the control device 16. This is shown schematically in FIG. The control device generates a control signal for controlling the injection valve 21 and for controlling the further injection valve 22. These two control signals are shown schematically in the middle region of the representation according to FIG. In the upper illustration to the injection valve 21, the control signal emitted by the control device 16 (dashed representation) is shown in FIG. ment) shifted to the left compared to a reference control signal shown by a solid line, thus takes place earlier in time. For the further injection valve 22, the control signal is also shifted in time (relative to a reference control signal to the right, that is shifted backwards in time).
Gemäß der Figuren 4 und 5 werden verschiedene Ansteuerungsszenarien und daraus resultierende Drucksignale des Drucksensors 14 für den Fall einer gemeinsamen Ansteuerung von zwei Einspritzventilen (Figur 4) und für den Fall einer getrennten Ansteuerung zweier Einspritzventile (Figur 5) dargestellt. According to FIGS. 4 and 5, different activation scenarios and resulting pressure signals of the pressure sensor 14 for the case of a common activation of two injection valves (FIG. 4) and for the case of a separate activation of two injection valves (FIG. 5) are illustrated.
Sowohl die Figur 4 als auch die Figur 5 ist in Form einer schematisch angedeuteten Tabelle gehalten, mit jeweils drei Spalten und jeweils vier Zeilen. Hierbei ist die linke Spalte jeweils mit dem Bezugszeichen 160 bezeichnet und deutet schematisch das Steuersignal an, welches von der Steuereinrichtung 16 bzw. dem Steuergerät 16 an das Einspritzventil 21 bzw. das Einspritzventil 21 und das weitere Einspritzventil 22 übertragen wird. In der mittleren, mit dem Bezugszeichen 120 versehenen Spalte sind schematisch die Einspritzmengen von Kraftstoff dargestellt, die über das Einspritzventil 21 bzw. das weitere Einspritzventil 22 eingespritzt werden. In der dritten, mit dem Bezugszeichen 140 versehenen Spalte ist jeweils das Resultat für die Druckmessung durch den Drucksensor 14 in dem Kraftstoffspeicher 12 schematisch abgebildet. Gemäß Figur 4 wird für alle vier Zeilen der Tabelle angenommen, dass sowohl das Einspritzventil 21 als auch das weitere Einspritzventil 22 über eine gemeinsame elektrische bzw. elektronische Endstufe angesteuert werden. Die Steuersignale 160 unterscheiden sich daher nicht. Für den Fall von gleichen nominal einzuspritzenden Einspritzmengen an Kraftstoff ergibt sich dann für den Fall der in der Zeile 1 dargestellten Normalsituation ein Drucksignal 140 einer bestimmten Druckänderungsamplitude und einer bestimmten Dauer des Impulses des Drucksignals. Im Fall der Zeile 2 gemäß Figur 4 ist der Fall abgebildet, dass eines der beiden Einspritzventile 21 , 22 keine Einspritzung vornimmt, beispielsweise aufgrund eines mechanischen Defekts oder dergleichen. In diesem Fall kann eine solche Fehlfunktionalität über den Verlauf des Drucksignals 140 erkannt werden. Dieses tatsächliche Drucksignal (durchgezogene Linie) verläuft gegenüber dem Soll-Verlauf (gestrichelte Linie) mit einer geringeren Druckänderungsamplitude. In der Zeile 3 gemäß der Figur 4 ist eine Fehlfunktionalität dahingehend schematisch dargestellt, dass eines der beiden Einspritzventile 21 , 22 eine zu geringe Menge an Kraftstoff einspritzt, beispielsweise ebenfalls aufgrund eines mechanischen Defekts oder dergleichen. Dies ergibt ein zeitlich zu kurzes tatsächliches Drucksignal 140 (durchgezogene Linie) gegenüber dem Soll-Verlauf des entsprechenden Drucksignals (gestrichelte Linie) in Zeile 3 der Figur 4. In Zeile 4 der Figur 4 ist der umgekehrte Fall einer zu großen Einspritzmenge bei einem der beiden Einspritzventile 21 , 22 schematisch dargestellt, was für das Drucksignal 140 bedeutet, dass dieses tatsächlich (durchgezogene Linie) eine größere Amplitude einer Druckverminderung und eine längere Signaldauer des Druckänderungsimpulses gegenüber der gestrichelt dargestellten Normalfunktionalität beider Einspritzventile darstellt. Both FIG. 4 and FIG. 5 are held in the form of a schematically indicated table, each having three columns and four rows each. Here, the left column is denoted by the reference numeral 160 and schematically indicates the control signal which is transmitted from the control device 16 or the control unit 16 to the injection valve 21 or the injection valve 21 and the further injection valve 22. In the middle, provided with the reference numeral 120 column, the injection quantities of fuel are shown schematically, which are injected via the injection valve 21 and the further injection valve 22. In the third column provided with the reference numeral 140, in each case the result for the pressure measurement by the pressure sensor 14 in the fuel accumulator 12 is shown schematically. According to FIG. 4, it is assumed for all four rows of the table that both the injection valve 21 and the further injection valve 22 are actuated via a common electrical or electronic output stage. The control signals 160 therefore do not differ. In the case of the same nominally injected injection quantities of fuel, the result for the case of the normal situation shown in line 1 is a pressure signal 140 of a specific pressure change amplitude and a specific duration of the pulse of the pressure signal. In the case of line 2 according to FIG. 4, the case is depicted that one of the two injection valves 21, 22 does not inject, for example due to a mechanical defect or the like. In this case, such a malfunction can be detected over the course of the pressure signal 140. This actual pressure signal (solid line) runs with respect to the desired curve (dashed line) with a lower pressure change amplitude. In line 3 according to FIG. 4, a malfunction is shown schematically in that one of the two injectors 21, 22 injects too little fuel, for example, also due to a mechanical defect or the like. This results in a time too short actual pressure signal 140 (solid line) compared to the desired course of the corresponding pressure signal (dashed line) in line 3 of Figure 4. In line 4 of Figure 4 is the reverse case of too large an injection quantity at one of the two Injectors 21, 22 shown schematically, which means for the pressure signal 140 that this actually (solid line) represents a greater amplitude of a pressure reduction and a longer signal duration of the pressure change pulse against the normal functionality of both injectors shown in dashed lines.
In Figur 5 ist eine Konfiguration mit getrennter Ansteuerung bzw. getrennter Endstufe zweier Einspritzventile schematisch dargestellt, wobei in der linken Spalte jeweils die Steuersignale 160, in der Mitte die schematisch dargestellten Kraftstoffmengen 120 und in der rechten Spalte die resultierenden Drucksignale 140 dargestellt sind. Die erste Zeile entspricht einer korrekten Einspritzung mit zeitlich voneinander beabstandeten Steuersignalen und Drucksignalen 140. Die zweite Zeile entspricht einer falschen Phasenlage der Einspritzung, so dass im Drucksignal 140 ein zu geringer zeitlicher Abstand der Drucksignale erfolgt, was dazu führt, dass die beiden Drucksignale für die beiden Einspritzventile teilweise miteinander verfließen. In der dritten Zeile ist eine Testfunktion für das Einspritzventil 21 und das weitere Einspritzventil 22 dargestellt: unterschiedliche schematische Kraftstoffmengen führen zu gewünschten unterschiedlichen Drucksignalen. In der vierten Zeile sind die beiden Einspritzventile vertauscht, so dass sich entsprechend die Soll-Signale (gestrichelt dargestellt) von den tatsächlichen Signalen (mit durchgezogener Linie gezeichnet) unterscheiden. FIG. 5 schematically shows a configuration with separate activation or separate output stage of two injection valves, with the control signals 160 being shown in the left column, the schematically illustrated quantities of fuel 120 in the middle, and the resulting pressure signals 140 in the right column. The first line corresponds to a correct injection with time-spaced control signals and pressure signals 140. The second line corresponds to a wrong phasing of the injection, so that in the pressure signal 140 is too short a time interval of the pressure signals, resulting in that the two pressure signals for the Partially flow together two injectors. In the third line, a test function for the injection valve 21 and the further injection valve 22 is shown: different schematic amounts of fuel lead to desired different pressure signals. In the fourth line, the two injectors are reversed, so that corresponding to the desired signals (shown in phantom) of the actual signals (drawn by a solid line) differ.
Erfindungsgemäß wird der Kraftstoff druck im Kraftstoffspeicher 12 mit dem Drucksensor 14 gemessen und, insbesondere unter Verwendung einer sogenannten PSI5-Schnittstelle, in digitaler Form zur Steuereinrichtung bzw. zum Steuergerät 16 übertragen. Bei der bisher üblichen analogen Signalübertragung erforderte eine hochfrequente Auswertung eine hohen Abtastaufwand im Steuergerät 16 und es bestand die Gefahr von Signalbeeinflussungen und somit Fehlbewertungen. Mit der Bereitstellung des Drucksignals durch den Drucksensor 14 in digitaler Form an das Steuergerät 16 bzw. die Steuereinrichtung 16 wird die Datenrate an der Übergabeschnittstelle im Steuergerät erhöht und die Robustheit der Informationen verbessert. Dies wird genutzt, um eine hochfrequente Auswer- tung des Drucks im Kraftstoffspeicher 12 vorzunehmen und damit die Möglichkeit zu schaffen, Druckeinbrüche bzw. Variationen des Drucksignals, die aus einzelnen Einspritzimpulsen folgen, bewerten zu können. Bei der parallelen Ansteue- rung zweier Einspritzventile, beispielsweise Twin Injektoren, durch eine gemeinsame elektronische Endstufe zur Ansteuerung kann die Größe des Druckeinbruchs, d. h. die Variation des Drucksignals, zur Bewertung benutzt werden, ob tatsächlich beide Einspritzventile eines Zylinders korrekt eingespritzt haben. Mit der Bewertung der Phasenlage einzelner Druckeinbrüche wird die korrekte zeitliche Abfolge der Einspritzimpulse geprüft. Für den Fall einer getrennten Ansteuerung zweier Einspritzventile, insbesondere mittels getrennten Endstufen, kann mittels einer Testfunktion zeitlich getrennt nacheinander die beiden Einspritzventile eines Zylinders angesteuert werden und die korrekte Funktion beider Einspritzventile getestet werden, indem der beobachtete Druckeinbruch auf das erwartete Zeitfenster bezogen wird, wo entsprechend der Ansteuerung eine Signaländerung erwartet wird. Bei unterschiedlich großen statischen Durchflusswerten zweier Einspritzventile (unterschiedliche maximale Einspritzmenge QSTAT) kann mit einer zeitlich unterschiedlichen Ansteuerung der beiden Einspritzventile eines Zylinders anhand der Größe des Druckeinbruchs im Drucksignal, welches dem jeweiligen Einspritzventil entspricht (vergleiche die rechte Spalte gemäß der Figur 5, Bezugszeichen 140, insbesondere die Zeilen 3 und 4), die korrekte Einbaulage links bzw. rechts der Einspritzventile bzw. deren Vertauschung geprüft werden. Im Falle einer gemeinsamen Endstufe für zwei Einspritzventile, insbesondere zwei Twin Injection Einspritzventile, ist es möglich, den Ausfall bzw. die nicht korrekte Funktion eines der beiden Einspritzventile zu prüfen. Im einfachen Fall wird bei einer definierten Ansteuerung ein korrespondierender Druckeinbruch erwartet (vergleiche Figur 4 die erste Zeile). Tritt dieser Druckeinbruch im Drucksignal nicht wie erwartet ein, wird auf einen fehlerhaften Injektor geschlossen. Für eine Differenzierung zwischen beiden ist eine Auslegung für unterschiedliche Durchflussgrößen möglich. Tritt eine korrespondierende Druckänderung zum An- steuersignal wie erwartet ein, sind beide Einspritzventile in Ordnung. Ist eines der beiden Einspritzventile ausgefallen, das andere jedoch in Ordnung, ändert sich der Adaptionswert um einen erwarteten Wert, so dass auf das jeweilige ausgefallene Einspritzventil geschlossen werden kann. Der Druckeinbruch, d. h. das Drucksignal, welches vom Drucksensor 14 zum Steuergerät 16 bzw. zur Steuereinrichtung 16 übertragen wird, muss eventuell über ein Kennfeld, das abhängig ist von der Drehzahl, dem Druck und/oder der Entfernung des Drucksensors 14 zu den Einspritzventilen oder zu jedem der Einspritzventile individuell, ausgewertet werden. According to the invention, the fuel pressure in the fuel reservoir 12 is measured with the pressure sensor 14 and, in particular using a so-called PSI5 interface, transmitted in digital form to the control device or to the control unit 16. In the hitherto customary analog signal transmission, a high-frequency evaluation required a high sampling effort in the control unit 16 and there was the danger of signal influences and thus incorrect evaluations. With the provision of the pressure signal by the pressure sensor 14 in digital form to the control unit 16 or the control device 16, the data rate at the transfer interface in the control unit is increased and the robustness of the information is improved. This is used to generate a high-frequency tion of the pressure in the fuel accumulator 12 and thus to provide the ability to evaluate pressure drops or variations of the pressure signal, which follow from individual injection pulses. When two injection valves, for example twin injectors, are controlled in parallel by a common electronic output stage for activation, the magnitude of the pressure drop, ie the variation of the pressure signal, can be used to evaluate whether in fact both injectors of a cylinder have injected correctly. By evaluating the phase position of individual pressure drops, the correct chronological sequence of the injection pulses is checked. In the case of a separate control of two injection valves, in particular by means of separate output stages, the two injection valves of a cylinder can be controlled by a test function separated in time and tested the correct function of both injectors by the observed pressure drop is related to the expected time window, where appropriate the control is expected a signal change. With differently sized static flow values of two injection valves (different maximum injection quantity QSTAT), with a chronologically different control of the two injection valves of a cylinder on the basis of the magnitude of the pressure drop in the pressure signal which corresponds to the respective injection valve (compare the right column according to FIG. 5, reference numeral 140, FIG. in particular lines 3 and 4), the correct installation position left or right of the injectors or their permutation are checked. In the case of a common output stage for two injection valves, in particular two Twin Injection injection valves, it is possible to check the failure or the incorrect operation of one of the two injection valves. In the simple case, a corresponding pressure drop is expected for a defined control (compare FIG. 4, the first line). If this pressure drop does not occur as expected in the pressure signal, a faulty injector is closed. For a differentiation between the two, a design for different flow rates is possible. If a corresponding pressure change to the control signal occurs as expected, both injection valves are in order. If one of the two injection valves has failed, but the other one is OK, the adaptation value changes by an expected value so that it is possible to infer the respective failed injection valve. The pressure drop, ie the pressure signal which is transmitted from the pressure sensor 14 to the control unit 16 or to the control device 16, possibly has to be determined by a characteristic map which is dependent on the rotational speed, the pressure and / or the distance of the pressure sensor 14 be evaluated individually to the injectors or to each of the injectors.

Claims

Ansprüche claims
1. Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mittels eines Niederdruckeinspritzsystems, wobei Kraftstoff in einem Kraftstoffspeicher (12) unter einem vorgegebenen Druck steht, wobei mittels eines Drucksensors (14) ein zeitlich hochaufgelöstes Drucksignal des im Kraftstoffspeicher (12) vorliegenden Drucks generiert wird, wobei die Brennkraftmaschine wenigstens einen Zylinder und pro Zylinder wenigstens ein Einspritzventil (21 ) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass im Fall einer Kraftstoffeinspritzung durch das Einspritzventil (21 ) ein kurzzeitiger Druckabfall des vorgegebenen Drucks im Kraftstoffspeicher (12) durch den Drucksensor (14) detektiert wird und aus dem zeitlichen Verlauf des Drucksignals während des kurzzeitigen Druckabfalls die Funktionalität des Einspritzventils (21) während der Kraftstoffeinspritzung detektiert wird. 1. A method for controlling an internal combustion engine, in particular a motor vehicle, by means of a low-pressure injection system, wherein fuel in a fuel reservoir (12) is below a predetermined pressure, wherein by means of a pressure sensor (14) generates a high-resolution pressure signal of the pressure in the fuel reservoir (12) present is, wherein the internal combustion engine has at least one cylinder and per cylinder at least one injection valve (21), characterized in that in the case of fuel injection by the injection valve (21) a short-term pressure drop of the predetermined pressure in the fuel reservoir (12) by the pressure sensor (14) is detected and the functionality of the injection valve (21) during the fuel injection is detected from the time course of the pressure signal during the short-term pressure drop.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass während des kurzzeitigen Druckabfalls aufgrund der Kraftstoffeinspritzung eine Vielzahl von Messpunkten des Drucksignals abgetastet werden. 2. The method according to claim 1, characterized in that during the short-term pressure drop due to the fuel injection, a plurality of measuring points of the pressure signal are sampled.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine mittels eines Steuergeräts (16) gesteuert wird, wobei das Drucksignal vom Drucksensor (14) zum Steuergerät (16) übertragen wird, wobei das Drucksignal ein Drucksignal in digitaler Form ist. 3. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the internal combustion engine is controlled by means of a control device (16), wherein the pressure signal from the pressure sensor (14) to the control unit (16) is transmitted, wherein the pressure signal is a pressure signal in digital form.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine pro Zylinder ein weiteres Einspritzventil (22) aufweist, wobei das Einspritzventil (21 ) und das weitere Einspritzventil (22) zur Kraftstoffeinspritzung über eine gemeinsame Endstufe angesteuert werden. 4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the internal combustion engine per cylinder has a further injection valve (22), wherein the injection valve (21) and the further injection valve (22) are driven for fuel injection via a common output stage.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine pro Zylinder ein weiteres Einspritzventil (22) aufweist, wobei zur Kraftstoffeinspritzung das Einspritzventil (21 ) über eine erste Endstufe und unabhängig davon das weitere Einspritzventil (22) über eine zweite Endstufe angesteuert wird. 5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the internal combustion engine per cylinder has a further injection valve (22), wherein for fuel injection, the injection valve (21) via a first output stage and independently of the further injection valve (22) via a second output stage is controlled.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Einspritzventil (21 ) und/oder das weitere Einspritzventil (22) zur Saugrohreinspritzung vorgesehen ist. 6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the injection valve (21) and / or the further injection valve (22) is provided for port injection.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Einspritzventil (21 ) für die Einspritzung einer ersten Kraftstoffmenge und das weitere Einspritzventil (22) für die Einspritzung einer zweiten Kraftstoffmenge ausgelegt ist, wobei die erste und zweite Kraftstoffmenge gleich groß sind. 7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the injection valve (21) for the injection of a first amount of fuel and the further injection valve (22) is designed for the injection of a second amount of fuel, wherein the first and second amounts of fuel are equal.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Einspritzventil (21 ) für die Einspritzung einer ersten Kraftstoffmenge und das weitere Einspritzventil (22) für die Einspritzung einer zweiten Kraftstoffmenge ausgelegt ist, wobei die erste und zweite Kraftstoffmenge unterschiedlich groß sind. 8. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the injection valve (21) for the injection of a first amount of fuel and the further injection valve (22) is designed for the injection of a second amount of fuel, wherein the first and second amounts of fuel are different.
9. System mit einer Brennkraftmaschine, einem Kraftstoffspeicher (12) und einem Steuergerät (16) zur Steuerung der Brennkraftmaschine, wobei dem Kraftstoffspeicher (12) ein Drucksensor (14) zugeordnet ist, wobei das System konfiguriert ist, dass Kraftstoff in dem Kraftstoffspeicher (12) unter einem vorgegebenen Druck steht, wobei der Drucksensor (14) konfiguriert ist, ein zeitlich hochaufgelöstes Drucksignal des im Kraftstoffspeicher (12) vorliegenden Drucks zu generieren, wobei die Brennkraftmaschine wenigstens einen Zylinder und pro Zylinder wenigstens ein Einspritzventil (21 ) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Drucksensor (14) konfiguriert ist, im Fall einer Kraftstoffeinspritzung durch das Einspritzventil (21 ) einen kurzzeitigen Druckabfall des vorgegebenen Drucks im Kraftstoffspeicher (12) zu detektie- ren und dass das Steuergerät (16) konfiguriert ist, aus dem zeitlichen Verlauf des Drucksignals während des kurzzeitigen Druckabfalls die Funktionalität des Einspritzventils (21 ) während der Kraftstoffeinspritzung zu detektieren. 9. System with an internal combustion engine, a fuel accumulator (12) and a control unit (16) for controlling the internal combustion engine, wherein the fuel accumulator (12) is associated with a pressure sensor (14), wherein the system is configured that fuel in the fuel accumulator (12 ) is under a predetermined pressure, wherein the pressure sensor (14) is configured to generate a high-pressure pressure signal of the pressure present in the fuel accumulator (12), wherein the internal combustion engine has at least one cylinder and per cylinder at least one injection valve (21), characterized in that the pressure sensor (14) is configured, in the case of a fuel injection by the injection valve (21), to detect a short-term pressure drop of the predetermined pressure in the fuel accumulator (12) and that the control unit (16) is configured from the chronological course of the Pressure signal during the short-term pressure drop, the functionality of the injector (21) during fuel injection.
10. Computerprogramm mit Programmcodemitteln, dadurch gekennzeichnet, dass alle Schritte eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 ausgeführt werden, wenn das Programm auf einem Rechengerät oder einem Steuergerät (16) abläuft. 10. Computer program with program code means, characterized in that all the steps of a method according to one of claims 1 to 8 are executed when the program runs on a computing device or a control unit (16).
1 1. Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln, die auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert sind, zur Durchführung eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wenn das Programm auf einem Rechengerät oder einem Steuergerät (16) abläuft. 1 1. Computer program product with program code means which are stored on a machine-readable carrier, for carrying out a method according to one of claims 1 to 8, when the program runs on a computing device or a control unit (16).
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