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WO2010003780A1 - Verfahren und diagnosegerät zum erkennen einer fehlfunktion an einer einspritzanlage - Google Patents

Verfahren und diagnosegerät zum erkennen einer fehlfunktion an einer einspritzanlage Download PDF

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WO2010003780A1
WO2010003780A1 PCT/EP2009/057443 EP2009057443W WO2010003780A1 WO 2010003780 A1 WO2010003780 A1 WO 2010003780A1 EP 2009057443 W EP2009057443 W EP 2009057443W WO 2010003780 A1 WO2010003780 A1 WO 2010003780A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
injection
fuel
internal combustion
combustion engine
gas temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2009/057443
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Matthias Stampfer
Tahar Zrilli
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Continental Automotive GmbH
Original Assignee
Continental Automotive GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Continental Automotive GmbH filed Critical Continental Automotive GmbH
Publication of WO2010003780A1 publication Critical patent/WO2010003780A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1444—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
    • F02D41/1446—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being exhaust temperatures
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1493—Details
    • F02D41/1495—Detection of abnormalities in the air/fuel ratio feedback system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • F02D41/22—Safety or indicating devices for abnormal conditions
    • F02D41/221—Safety or indicating devices for abnormal conditions relating to the failure of actuators or electrically driven elements
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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/40—Controlling fuel injection of the high pressure type with means for controlling injection timing or duration
    • F02D41/402—Multiple injections
    • F02D41/405—Multiple injections with post injections

Definitions

  • the invention relates to a method for detecting a malfunction in an injection system of an internal combustion engine, in particular of a motor vehicle.
  • the invention relates to a fault diagnosis device for detecting a malfunction in an injection system of an internal combustion engine, in particular of a motor vehicle, in which the fault diagnosis device can be connected to a data peripheral of the motor vehicle by means of suitable connection means.
  • methods for detecting a malfunction in an injection system of an internal combustion engine allow it only in connection with on-board diagnostic systems of a motor vehicle under dynamic operating conditions only to a limited extent, for example with regard to an electrical short circuit Determine the cause of an error in an injection system without negatively influencing the driving behavior, the exhaust emissions and / or the fuel consumption.
  • the search is not possible with currently available methods.
  • the object of the invention is achieved by a method for detecting a malfunction in an injection system of an internal combustion engine, in particular of a motor vehicle, in which a regular injection quantity of a fuel by means of a for detecting the malfunction in the injection system additional or reduced injection amount of fuel at least temporarily increases or decreases, a measured value of an exhaust gas temperature and / or an increase / decrease of the exhaust gas temperature due to the injection quantity increase or - determined reduction and the determined measured value is compared with an expected value.
  • a malfunction in the injection system can be detected when the internal combustion engine an additional or reduced injection amount of fuel is supplied, with an increase in injection quantity within an exhaust system, in particular within an oxidation catalyst, the internal combustion engine causes an exhaust gas temperature rise. If a measured value is determined for this exhaust-gas temperature rise and compared with an expected value which is to be expected with regard to the additional injection quantity of fuel, it is possible to draw conclusions about the actual amount of fuel injected. As a result of this, a cause of the fault which causes the malfunction on the injection system can be detected much more precisely for the first time than was previously possible.
  • an abnormal injection quantity of fuel can be detected particularly advantageously by means of an evaluation of the injection-related increase in a measured exhaust gas temperature, which can be measured behind, in particular, a diesel oxidation catalytic converter of a diesel internal combustion engine, and the relevant expectation value. In this case, it is then possible to further infer a malfunction in the injection system of the internal combustion engine.
  • An already suitable measured value which can be used as a sufficiently accurate actual value for comparison with an expected value, can either be a measured value of a single exhaust-gas temperature measurement as a result of an increase in injection quantity be. Cumulatively or alternatively, a difference value with regard to an exhaust-gas temperature rise due to an increase in injection quantity can also be related to a calculated expected value in this regard.
  • fuel injection system in the present case describes any components, in particular fuel-carrying components of an internal combustion engine, which are required in order to be able to supply the fuel to individual combustion chambers of the internal combustion engine.
  • the expected value is calculated on the basis of an additional injection quantity of fuel supplied to the combustion chambers of the internal combustion engine, in particular with regard to the injection quantity increase.
  • the additional injection amount of fuel can be supplied in different ways, such as all injectors of an injection system at the same time.
  • a particularly advantageous variant of the method provides that the injection quantity of the fuel at each of the injection devices, such as at an injector of the injection system, is incrementally increased or reduced. For example, due to such a stepwise variation of the additional injection quantity at each injector, a multiplicity of different measurements can take place one behind the other, so that faulty components of the injection system can be delimited even more precisely by means of a series of measurements that can be developed from this.
  • an additional injection quantity of the fuel is injected by means of a post-fuel injection.
  • a post-fuel injection is already well known in the art and also well controlled.
  • a post-injection fuel injection is used to achieve an increase in exhaust gas temperature, for example for regeneration of a catalytic converter.
  • Such a post-fuel injection is also known, for example, from the European patent specification EP 1 252 427 B1, in which an injected fuel mass is regulated by increasing an engine load, without influencing vehicle operation, so that a total exhaust-gas temperature increase that is neutral in terms of the engine can be achieved.
  • no malfunction can be detected on a component of an injection system of an internal combustion engine.
  • the exhaust gas temperature and / or the increase in the exhaust gas temperature can be determined particularly advantageously in terms of design by means of an exothermic reaction with respect to an oxidation catalyst, in particular with respect to a diesel oxidation catalyst.
  • the present method can be used particularly advantageously if an abnormal injection quantity of a fuel is to be detected.
  • the method can advantageously be further developed if a faulty injection quantity, in particular an insufficient injection quantity, is detected.
  • a faulty injection quantity in particular an insufficient injection quantity
  • an injection quantity that is too low or fuel injection that has not been carried out can be detected at one of the injectors if it is possible to determine an excessively low or no measurable exhaust-gas temperature increase in the exhaust system with regard to a sequential post-injection of fuel.
  • An insufficient injection quantity may result, for example, if an injector is dirty.
  • an injection quantity that is too high can be detected. For example, this may be the case at an injector of an injection system when the injector already has critical signs of wear. Such wear can be attributed to excessive exhaust gas temperature rise within the exhaust system due to an abnormally increased injection quantity.
  • each individual one of the injection devices or each individual one of the injectors is checked.
  • an exhaust-gas temperature rise is too low for all injectors, it can be concluded that there is a problem of pressure build-up within the injection system.
  • the causes of this can be a leakage in fuel-carrying lines or components and / or a reduced efficiency of a high-pressure pump of the injection system.
  • exhaust gas temperature rise is too low for all injectors, it can be assumed that only a single injector is unlikely to operate improperly.
  • a faulty rail pressure within the fuel supply position of the injection liner can also be determined if an exhaust gas temperature rise is too high with respect to all individually tested injectors. It can be assumed that there is an overall high rail pressure. This may indicate a problem with a volume control valve. If necessary, this is too far open, o- if any, a pressure control valve may be too closed. If, in particular, an ignition system of a gasoline-fueled internal combustion engine is operated with targeted spark ignitions, an exhaust gas temperature increase within the exhaust gas system can likewise be achieved cumulatively or alternatively to the fuel post-injection.
  • an increase in injection quantity and, as a result, an exhaust-gas temperature increase can also be achieved by means of a higher load requirement on the internal combustion engine.
  • This can be achieved without great effort, for example, by switching in particular electrical consumers, so that the load with regard to the internal combustion engine can be increased in terms of process technology in a particularly simple manner in order to be able to provide sufficiently additional electrical energy for the electrical consumers. Therefore, a further advantageous variant of the method provides that electrical consumers, in particular of a motor vehicle, are connected in order to be able to increase an injection quantity of the internal combustion engine.
  • the method on which the invention is based can be carried out on-board a vehicle, in which case appropriate hardware and / or software systems for carrying out the method in the vehicle periphery can be provided and permanently carried.
  • the method according to the invention could be carried out during relatively uniform driving conditions, for example during a sufficiently long idling or coasting phase of an internal combustion engine.
  • the present method can also be carried out only during maintenance or repair work in a workshop with an external fault diagnosis device.
  • the object of the invention is architecteg also solved by a fault diagnosis device for detecting a malfunction in an injection system of an internal combustion engine, in particular a motor vehicle, in which the fault diagnosis device can be connected by means of suitable connection means to a data peripheral of the motor vehicle, wherein the fault diagnosis device is characterized in that it means for Activation and / or deactivation of individual or all injection devices of an injection system of an internal combustion engine comprises.
  • the fault diagnosis device comprises means for comparing a measured value of an exhaust gas temperature increase due to an increase in injection quantity of a fuel with a respective expected value of a predicted exhaust gas temperature rise.
  • the fault diagnosis device comprises means for measuring an exothermic reaction in an oxidation catalytic converter
  • the fault diagnosis device comprises means for measuring an exothermic reaction in an oxidation catalytic converter
  • procedurally and on the other hand structurally accurate measured values with regard to an achieved exhaust gas temperature difference can be determined particularly easily.
  • the expected exothermic reactions preferably by means of suitable exhaust gas temperature sensors directly on the oxidation catalyst can be monitored.
  • the fault diagnosis device In order for measured values determined and / or other calculated measured values or related measured data to be available for evaluation, for subsequent checking and / or further processing, it is advantageous if the fault diagnosis device also has means for evaluating and / or storing of determined measurement data with regard to the method explained here. Thus, targeted repair measures can also be made at a later date or visit to the workshop based on stored measurement data targeted.
  • an internal combustion engine must still be able to be started and operated, for example during standstill operation of a motor vehicle during a workshop visit.
  • a sufficient Rail réelle attendant should still be possible on an injection system of the internal combustion engine, in particular should not be present critical leaks in fuel-carrying components of the injection system.
  • the internal combustion engine would ideally have to be able to be operated at low load or at low torque in a stationary operating state.
  • a low-consumption operating mode can be selected on the internal combustion engine in which, if possible, only a constant main injection is active.
  • a low idle speed such as about 700 U / min, could be set with respect to the engine.
  • Components, in particular of a fuel intake tract and of an exhaust system of the internal combustion engine, should be able to operate well, ie at least not be defective.
  • it is expedient if the exhaust gas temperature has already reached or exceeded an activation temperature of an oxidation catalyst and has at least approximately reached a required conversion rate.
  • FIGURE schematically shows a view of a self-igniting internal combustion engine with a downstream exhaust system.
  • an internal combustion engine / exhaust unit 1 is schematically illustrated with an internal combustion engine 2 and with an exhaust system 3 downstream of the internal combustion engine 2.
  • the internal combustion engine 2 is a self-igniting internal combustion engine 4, which is operated by means of diesel fuel.
  • the self-igniting internal combustion engine 4 includes an injection system 5 for the diesel fuel, which can be injected into the respective combustion chamber 8 of the self-igniting internal combustion engine 4 by means of injection devices 6, which are shown as an example injector 7 in this illustration.
  • the injection system 5 also includes, for example, injection relays 9, by means of which injection of the diesel fuel can be regulated, in particular a regular injection quantity for the proper operation of the self-igniting internal combustion engine 4 and as an additional injection quantity for an injection quantity increase.
  • the exhaust system 3 comprises an exhaust manifold 10, by means of which the exhaust system 3 is flanged to the self-igniting internal combustion engine 4. Furthermore, the exhaust system 3 according to this illustration comprises an exhaust gas turbine 11, a diesel oxidation catalyst 12, a particulate filter 13 and a muffler 14. In front of the diesel oxidation catalyst 12 is a first exhaust gas temperature sensor 15 and behind the Diesel oxidation catalyst 12 is placed another exhaust temperature sensor 16, by means of which an exhaust gas temperature increase can be measured, which can be caused by exothermic reactions within the diesel oxidation catalyst 12 due to injection quantity increases of the diesel fuel.
  • the particle filter 13 is also equipped with a pressure sensor 17, by means of which a pressure difference between a particle filter inlet 18 and a particle filter outlet 19 can be measured.
  • an additional injection quantity of diesel fuel is injected into the combustion chambers 8 to a regular injection quantity of diesel fuel, resulting in a defined increase in injection quantity.
  • This increase in injection quantity results in an increased exothermic reaction within the diesel oxidation catalytic converter, as a result of which an exhaust gas temperature increase, in particular at the further exhaust gas temperature sensor 16, can be determined.
  • This determined exhaust gas temperature rise is compared with a calculated expected value. From this targeted conclusions can be obtained on the cause of the malfunction of the injection system 5, whereby an exchange of defective components of the injection system 5 can be made more targeted than before. It should also be noted at this point that the other variants of the method explained above can be additionally performed if an improved diagnosis can be achieved as a result.

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Abstract

Um insbesondere ein willkürliches und unwirtschaftliches Austauschen von Komponenten an einer Einspritzanlage einer Brennkraftmaschine bei einem Fehlverhalten der Einspritzanlage zu verhindern, schlägt die Erfindung ein Verfahren zum Erkennen einer Fehlfunktion an einer Einspritzanlage einer Brennkraftmaschine insbesondere eines Kraftfahrzeuges vor, bei welchem zum Erkennen der Fehlfunktion an der Einspritzanlage eine reguläre Einspritzmenge eines Kraftstoffes mittels einer zusätzlichen Einspritzmenge an Kraftstoff zumindest temporär erhöht, ein Messwert einer Abgastemperatur und/oder eines Anstieges der Abgastemperatur infolge einer Einspritzmengenerhöhung ermittelt und der ermittelte Messwert mit einem Erwartungswert verglichen wird.

Description

Beschreibung
Verfahren und Diagnosegerät zum Erkennen einer Fehlfunktion an einer Einspritzanlage
Die Erfindung betrifft einerseits ein Verfahren zum Erkennen einer Fehlfunktion an einer Einspritzanlage einer Brennkraftmaschine insbesondere eines Kraftfahrzeuges. Andererseits be- trifft die Erfindung ein Fehlerdiagnosegerät zum Erkennen einer Fehlfunktion an einer Einspritzanlage einer Brennkraftmaschine insbesondere eines Kraftfahrzeuges, bei welchem das Fehlerdiagnosegerät mittels geeigneter Anschlussmittel an einer Daten-Peripherie des Kraftfahrzeuges angeschlossen werden kann.
Insbesondere Verfahren zum Erkennen einer Fehlfunktion an einem Einspritzsystem einer Brennkraftmaschine, insbesondere einer selbstzündenden Brennkraftmaschine, erlauben es meist im Zusammenhang mit On-Board-Diagnose-Systemen eines Kraft- fahrzeuges unter dynamischen Operationsbedingungen nur in begrenztem Maße, zum Beispiel hinsichtlich eines elektrischen Kurzschlusses, eine Fehlerursache an einer Einspritzanlage zu ermitteln, ohne hierbei das Fahrverhalten, die Abgasemissionen und/oder den Kraftstoffverbrauch negativ zu beeinflussen. Darüber hinaus gelingt es mit den bekannten Verfahren nicht, eine genaue Fehlerursache in einem Einspritzsystem zu ermitteln. So werden auf Grund mangelnder Kenntnis über eine genaue Fehlerursache häufig unnötig Komponenten beziehungsweise zu viele Komponenten insbesondere eines Einspritzsystems ei- ner Brennkraftmaschine ausgetauscht. Beispielsweise werden zunächst oftmals alle Injektoren eines Einspritzsystems ausgetauscht, obwohl die eigentliche Fehlerursache nur bei einem der Injektoren zu finden ist. Eine derart differenzierte Feh- lersuche ist jedoch mit den derzeit zur Verfügung stehenden Methoden nicht möglich.
Weitere Fehlerursachen, welche bisher nicht hinreichend gut mittels eines geeigneten Erkennungsverfahrens erkannt werden können, sind beispielsweise der Verschleiß oder die Verschmutzung von Injektoren, so dass mittels der Injektoren nur noch eine von einer regulären Einspritzmenge abweichende Einspritzmenge bereitgestellt werden kann. Häufig führen derartige Fehler zu Fehlverhalten einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges, wie beispielsweise einem unrunden Motorenlauf, einer kritischen Rauchentwicklung und/oder einem kritischen Leistungsverlust, wobei die Ursachen solcher Fehler bisher nur spekulativ oder überhaupt nicht eingegrenzt werden können. Besonders nachteilig ist dies insbesondere bei selbstzündenden Brennkraftmaschinen mit Partikelfiltern, wobei es zu einer extremen Verschlechterung einer Einleitung einer Partikelfilterregeneration kommen kann. Auch besteht die Gefahr einer Überladung des Partikelfilters, so dass es auch zu einer unkontrollierten Selbstgeneration kommen kann. Als Folge hieraus können unter anderem Komponenten einer Abgasanlage einer Brennkraftmaschine, beispielsweise durch extrem hohe Abgastemperaturen, beschädigt oder gar zerstört werden .
Es ist Aufgabe vorliegender Erfindung, diesbezügliche Nachteile hinsichtlich einer Fehlererkennung an einer Brennkraftmaschine, insbesondere an einer selbstzündenden Brennkraftmaschine, eines Kraftfahrzeuges zu vermeiden.
Die Aufgabe der Erfindung wird von einem Verfahren zum Erken- nen einer Fehlfunktion an einer Einspritzanlage einer Brennkraftmaschine insbesondere eines Kraftfahrzeuges gelöst, bei welchem zum Erkennen der Fehlfunktion an der Einspritzanlage eine reguläre Einspritzmenge eines Kraftstoffes mittels einer zusätzlichen oder reduzierten Einspritzmenge an Kraftstoff zumindest temporär erhöht oder verringert, ein Messwert einer Abgastemperatur und/oder eines Anstieges/Abfalls der Abgastemperatur infolge der Einspritzmengenerhöhung oder - Verringerung ermittelt und der ermittelte Messwert mit einem Erwartungswert verglichen wird.
Vorteilhafter Weise kann eine Fehlfunktion an der Einspritzanlage erkannt werden, wenn der Brennkraftmaschine eine zusätzliche bzw. reduzierte Einspritzmenge an Kraftstoff zuge- führt wird, wobei eine Einspritzmengenerhöhung innerhalb einer Abgasanlage, insbesondere innerhalb eines Oxidationskata- lysators, der Brennkraftmaschine einen Abgastemperaturanstieg hervorruft. Wird zu diesem Abgastemperaturanstieg ein Messwert ermittelt und mit einem Erwartungswert verglichen wird, der hinsichtlich der zusätzlichen Einspritzmenge an Kraftstoff zu erwarten ist, können Rückschlüsse auf die tatsächlich vorliegende Einspritzmenge an Kraftstoff gezogen werden. Hierdurch bedingt kann eine Fehlerursache, welche die Fehlfunktion an der Einspritzanlage bedingt, erstmals wesentlich präziser erkannt werden, als dies bisher möglich ist.
Somit kann auf Grundlage des erfindungsgemäßen Verfahrens besonders vorteilhaft mittels einer Evaluierung des einspritzbedingten Anstiegs einer gemessenen Abgastemperatur, welche hinter insbesondere einem Diesel-Oxidationskatalysators einer Diesel-Brennkraftmaschine gemessen werden kann, und des diesbezüglichen Erwartungswertes eine abnormale Einspritzmenge an Kraftstoff erkannt werden. Hierbei kann dann weiter auf eine Fehlfunktion an der Einspritzanlage der Brennkraftmaschine zurück geschlossen werden.
Ein bereits geeigneter Messwert, der als hinreichend genauer Ist-Wert zum Vergleich mit einem Erwartungswert herangezogen werden kann, kann entweder ein Messwert einer einzelnen Abgastemperaturmessung infolge einer Einspritzmengenerhöhung sein. Kumulativ oder alternativ kann auch ein Differenzwert hinsichtlich eines Abgastemperaturanstiegs infolge einer Einspritzmengenerhöhung mit einem diesbezüglichen berechneten Erwartungswert in Relation gesetzt werden.
Der Begriff „Einspritzanlage" beschreibt vorliegend jegliche Komponenten, insbesondere kraftstoffführende Komponenten einer Brennkraftmaschine, welche erforderlich sind, um den Kraftstoff einzelnen Brennkammern der Brennkraftmaschine zuführen zu können.
Vorteilhaft ist es, wenn der Erwartungswert anhand einer den Brennkammern der Brennkraftmaschine zugeführten zusätzlichen Einspritzmenge an Kraftstoff, insbesondere hinsichtlich der Einspritzmengenerhöhung, berechnet wird.
Es versteht sich, dass der Brennkraftmaschine die zusätzliche Einspritzmenge an Kraftstoff auf unterschiedlicher Weise zugeführt werden kann, etwa allen Einspritzeinrichtungen einer Einspritzanlage gleichzeitig. Eine besonders vorteilhafte Verfahrensvariante sieht vor, dass die Einspritzmenge des Kraftstoffes an jeder der Einspritzeinrichtungen, wie etwa an einem Injektor der Einspritzanlage, seguenzweise erhöht oder reduziert wird. Beispielsweise auf Grund eines solchen schrittweisen Veränderns der zusätzlichen Einspritzmenge an jedem Injektor kann eine Vielzahl an unterschiedlichen Messungen hintereinander erfolgen, so dass mittels einer sich hieraus entwickelbaren Messreihe fehlerhafte Komponenten der Einspritzanlage einzeln noch präziser eingegrenzt werden können .
Um eine zuverlässige und besonders definierte Einspritzmengenerhöhung zu erzielen, ist es vorteilhaft, wenn eine zu- sätzliche Einspritzmenge des Kraftstoffes mittels einer Kraftstoffnacheinspritzung eingespritzt wird. Derartige Kraftstoffnacheinspritzungen sind auf dem Stand der Technik bereits gut bekannt und auch gut beherrschbar. Zum Beispiel wird eine derartige Kraftstoffnacheinspritzung eingesetzt, um eine Erhöhung einer Abgastemperatur etwa zur Re- generation eines Katalysators zu erzielen. Eine solche Kraftstoffnacheinspritzung ist beispielsweise auch aus der europäischen Patentschrift EP 1 252 427 Bl bekannt, bei welcher durch Anhebung einer Motorlast eine eingespritzte Kraftstoffmasse reguliert wird, ohne hierbei den Fahrzeugbetrieb zu be- einflussen, so dass eine insgesamt momentenneutrale Abgastemperaturerhöhung erzielt werden kann. Jedoch kann hierbei keine Fehlfunktion an einer Komponente einer Einspritzanlage einer Brennkraftmaschine erkannt werden.
Die Abgastemperatur und/oder der Anstieg der Abgastemperatur kann mittels einer exothermen Reaktion hinsichtlich eines O- xidationskatalysators, insbesondere hinsichtlich eines Die- sel-Oxidationskatalysators, konstruktiv besonders vorteilhaft ermittelt werden.
Insbesondere kann das vorliegende Verfahren besonders vor- teilhaft eingesetzt werden, wenn eine abnormale Einspritzmenge eines Kraftstoffes erkannt werden soll.
Das Verfahren kann vorteilhaft weiter entwickelt werden, wenn eine fehlerhafte Einspritzmenge, insbesondere eine zu geringe Einspritzmenge, erkannt wird. Beispielsweise kann eine zu ge- ringe Einspritzmenge bzw. nicht ausgeführte Einspritzung von Kraftstoff an einem der Injektoren erkannt werden, wenn hinsichtlich einer seguenzweisen Kraftstoffnacheinspritzung eine zu geringe oder gar keine messbare Abgastemperaturerhöhung in der Abgasanlage ermittelt werden kann. Eine zu geringe Ein- spritzmenge kann sich etwa ergeben, wenn ein Injektor verschmutzt ist. Vorteilhaft ist es weiter, wenn auch eine zu hohe Einspritzmenge erkannt werden kann. Zum Beispiel kann dies an einem Injektor einer Einspritzanlage der Fall sein, wenn der Injektor bereits kritische Verschleißerscheinungen aufweist. Auf derartige Verschleißerscheinungen kann ein zu hoher Abgastemperaturanstieg innerhalb der Abgasanlage auf Grund einer abnormal erhöhten Einspritzmenge zurückgeschlossen werden. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn in diesem Zusammenhang jede einzelne der Einspritzeinrichtungen bzw. jeder einzelne der Injektoren geprüft wird.
Ist dagegen ein Abgastemperaturanstieg für alle Injektoren zu gering, so kann auf ein Problem des Druckaufbaus innerhalb der Einspritzanlage geschlossen werden. Beispielsweise können die Ursachen hierbei in einer Leckage in kraftstoff führenden Leitungen bzw. Komponenten und/oder in einem reduzierten Wirkungsgrad einer Hochdruckpumpe der Einspritzanlage liegen. Insbesondere wenn ein Abgastemperaturanstieg hinsichtlich aller Injektoren zu niedrig ist, kann davon ausgegangen werden, dass es unwahrscheinlich ist, dass lediglich ein einzelner Injektor unsachgemäß arbeitet. Speziell in diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, wenn ein fehlerhafter Druckaufbau innerhalb der Kraftstoffbereitstellung der Einspritzanlage erkannt wird.
Darüber hinaus kann auch ein fehlerhafter Raildruck innerhalb der Kraftstof fbereitstellung der Einspritzeinlage ermittelt werden, wenn ein Abgastemperaturanstieg hinsichtlich aller einzeln geprüften Injektoren zu hoch ist. Hierbei kann davon ausgegangen werden, dass ein zu hoher Raildruck insgesamt vorliegt. Dies kann auf ein Problem eines Volumenkontrollven- tils hinweisen. Gegebenenfalls ist dies zu weit geöffnet, o- der falls vorhanden, kann ein Druckkontrollventil zu stark geschlossen sein. Wird insbesondere eine Zündanlage einer benzinbetriebenen Brennkraftmaschine mit gezielten Spätzündungen betrieben, kann kumulativ oder alternativ zu der Kraftstoffnacheinsprit- zung ebenfalls eine Abgastemperaturerhöhung innerhalb der Ab- gasanlage erreicht werden.
Darüber hinaus kann eine Einspritzmengenerhöhung und infolgedessen eine Abgastemperaturerhöhung auch mittels einer höheren Lasteinforderung an der Brennkraftmaschine erzielt werden. Dies kann ohne großen Aufwand etwa dadurch erzielt wer- den, indem insbesondere elektrische Verbraucher zugeschaltet werden, so dass die Last hinsichtlich der Brennkraftmaschine verfahrenstechnisch besonders einfach erhöht werden kann, um ausreichend zusätzliche elektrische Energie für die elektrischen Verbraucher bereitstellen zu können. Deshalb sieht eine weitere vorteilhafte Verfahrensvariante vor, dass elektrische Verbraucher insbesondere eines Kraftfahrzeuges hinzugeschaltet werden, um eine Einspritzmenge an der Brennkraftmaschine erhöhen zu können.
Es versteht sich, dass das der Erfindung zu Grunde liegende Verfahren On-Board eines Fahrzeuges durchgeführt werden kann, wobei dann entsprechende Hardware- und/oder Software-Systeme zum Durchführen des Verfahrens in der Fahrzeugperipherie vorgesehen sein können und dauerhaft mitgeführt werden müssten. Beispielsweise könnte das erfindungsgemäße Verfahren während relativ gleichmäßiger Fahrbedingungen, beispielsweise während einer ausreichend langen Leerlauf- oder Schubphase einer Brennkraftmaschine, durchgeführt werden.
Sind solche Hardware- und/oder Software-Systeme On-Board eines Fahrzeuges jedoch nicht erwünscht, beispielsweise aus Kostengründen, kann das vorliegende Verfahren auch lediglich bei Wartungs- oder Reparaturarbeiten in einer Werkstatt mit einem externen Fehlerdiagnosegerät durchgeführt werden. Insbesondere in diesem Zusammenhang wird die Aufgabe der Erfin- düng auch von einem Fehlerdiagnosegerät zum Erkennen einer Fehlfunktion an einer Einspritzanlage einer Brennkraftmaschine insbesondere eines Kraftfahrzeuges gelöst, bei welchem das Fehlerdiagnosegerät mittels geeigneter Anschlussmittel an ei- ner Daten-Peripherie des Kraftfahrzeuges angeschlossen werden kann, wobei sich das Fehlerdiagnosegerät dadurch auszeichnet, dass es Mittel zum Aktivieren und/oder Deaktivieren einzelner oder aller Einspritzeinrichtungen einer Einspritzanlage einer Brennkraftmaschine umfasst.
Um das vorstehend erläuterte Verfahren darüber hinaus problemlos an dem Fehlerdiagnosegerät durchführen zu können, ist es vorteilhaft, wenn das Fehlerdiagnosegerät Mittel zum Vergleichen eines Messwertes eines Abgastemperaturanstieges infolge einer Einspritzmengenerhöhung eines Kraftstoffes mit einem diesbezüglichen Erwartungswert eines prognostizierten Abgastemperaturanstieges umfasst .
Umfasst das Fehlerdiagnosegerät darüber hinaus Mittel zum Messen einer exothermen Reaktion in einem Oxidationskatalysa- tor, können einerseits verfahrenstechnisch sowie andererseits konstruktiv exakte Messwerte hinsichtlich einer erreichten Abgastemperaturdifferenz besonders einfach ermittelt werden. Somit können die zu erwartenden exothermen Reaktionen, vorzugsweise mittels geeigneter Abgastemperatursensoren unmittelbar am Oxidationskatalysator, überwacht werden.
Damit ermittelte Messwerte und/oder sonstige berechnete Messwerte beziehungsweise diesbezügliche Messdaten etwa für eine Auswertung, für eine spätere Kontrolle und/oder für eine Weiterbearbeitung zur Verfügung stehen können, ist es vorteilhaft, wenn das Fehlerdiagnosegerät auch Mittel zum Aus- werten und/oder zum Speichern von ermittelten Messdaten hinsichtlich des hier erläuterten Verfahrens umfasst. So können gezielte Reparaturmaßnahmen auch zu einem späteren Zeitpunkt bzw. Werkstattbesuch anhand gespeicherter Messdaten zielgerichtet durchgeführt werden.
Um hinsichtlich des vorstehend beschriebenen Verfahrens verlässliche Auswertungsergebnisse erhalten zu können, ist es vorteilhaft, wenn zumindest die nachstehend beschriebenen Ausgangsbedingungen an einer Brennkraftmaschine beziehungsweise an einem Kraftfahrzeug erfüllt werden können. Einerseits muss eine Brennkraftmaschine noch gestartet und betrieben werden können, beispielsweise im Standbetrieb eines Kraftfahrzeuges während eines Werkstattaufenthalts. Darüber hinaus sollte noch ein ausreichender Raildruckaufbau an einer Einspritzanlage der Brennkraftmaschine möglich sein, insbesondere sollten keine kritischen Leckagen in kraftstoffführenden Bauteilen der Einspritzanlage nicht vorliegen. Die Brennkraftmaschine müsste darüber hinaus in einem stationären Betriebszustand idealerweise bei niedriger Last beziehungsweise bei niedrigem Drehmoment betrieben werden können. Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn an der Brennkraftmaschine ein Niedrig-Verbrauchs-Betriebsmodus gewählt werden kann, bei welchem möglichst nur eine konstante Haupteinspritzung aktiv ist. Auch sollte in diesem Zusammenhang eine niedrige Leerlaufdrehzahl, etwa von ca. 700 U/min, hinsichtlich der Brennkraftmaschine eingestellt werden können. Komponenten insbesondere eines Kraftstoffansaugtraktes sowie einer Abgasanlage der Brennkraftmaschine sollten gut betriebsfähig, also zumindest nicht defekt sein. Um darüber hinaus ausreichend genaue Messergebnisse erhalten zu können, ist es zweckdienlich, wenn die Abgastemperatur bereits eine Aktivierungstemperatur eines Oxidationskatalysators erreicht beziehungsweise überschritten sowie eine erforderliche Konvertierungsrate zumindest annähernd erreicht hat .
Weitere Vorteile, Ziele und Eigenschaften vorliegender Erfindung werden anhand nachfolgender Beschreibung anliegender Zeichnung erläutert, in welcher beispielhaft eine selbstzündende Brennkraftmaschine mit einer Einspritzanlage und einer Abgasanlage dargestellt ist.
Es zeigt
die einzige Figur schematisch eine Ansicht einer selbstzündenden Brennkraftmaschine mit einer nachgeschalteten Abgasanlage.
Hinsichtlich der einzigen Figur ist eine Verbrennungsmotor- /Abgaseinheit 1 schematisch mit einer Brennkraftmaschine 2 und mit einer der Brennkraftmaschine 2 nachgeschalteten Abgasanlage 3 illustriert. Bei der Brennkraftmaschine 2 handelt es sich um eine selbstzündende Brennkraftmaschine 4, welche mittels Dieselkraftstoff betrieben wird.
Die selbstzündende Brennkraftmaschine 4 umfasst eine Ein- Spritzanlage 5 für den Dieselkraftstoff, wobei dieser mittels Einspritzeinrichtungen 6, welche in dieser Darstellung exemplarisch als Injektor 7 eingezeichnet sind, in die jeweilige Brennkammer 8 der selbstzündenden Brennkraftmaschine 4 eingespritzt werden kann. Die Einspritzanlage 5 umfasst beispiels- weise auch Einspritzrelais 9, mittels welchen eine Einspritzung des Dieselkraftstoffes geregelt werden kann, wie im Speziellen eine reguläre Einspritzmenge für den ordnungsgemäßen Betrieb der selbstzündenden Brennkraftmaschine 4 und wie eine zusätzliche Einspritzmenge für eine Einspritzmengenerhöhung.
Die Abgasanlage 3 umfasst einen Abgaskrümmer 10, mittels welchem die Abgasanlage 3 an der selbstzündenden Brennkraftmaschine 4 angeflanscht ist. Des Weiteren umfasst die Abgasanlage 3 nach dieser Darstellung eine Abgasturbine 11, einen Diesel-Oxidationskatalysator 12, einen Partikelfilter 13 und einen Schalldämpfer 14. Vor dem Diesel-Oxidationskatalysator 12 ist ein erster Abgastemperatursensor 15 und hinter dem Diesel-Oxidationskatalysator 12 ist ein weiterer Abgastemperatursensor 16 platziert, mittels welchen eine Abgastemperaturerhöhung gemessen werden kann, welche durch exotherme Reaktionen innerhalb des Diesel-Oxidationskatalysators 12 auf Grund von Einspritzmengenerhöhungen des Dieselkraftstoffes hervorgerufen werden kann. Der Partikelfilter 13 ist zudem mit einem Drucksensor 17 ausgestattet, mittels welchem eine Druckdifferenz zwischen einem Partikelfiltereinlass 18 und einem Partikelfilterauslass 19 gemessen werden kann.
Um eine Fehlfunktion an der Einspritzanlage 5 exakter als bisher erkennen zu können, wird zu einer regulären Einspritzmenge an Dieselkraftstoff eine zusätzliche Einspritzmenge an Dieselkraftstoff in die Brennkammern 8 nacheingespritzt, wodurch sich eine definierte Einspritzmengenerhöhung ergibt. Diese Einspritzmengenerhöhung hat eine verstärkte exotherme Reaktion innerhalb des Diesel-Oxidationskatalysators zur Folge, wodurch ein Abgastemperaturanstieg insbesondere an dem weiteren Abgastemperatursensor 16 ermittelt werden kann. Dieser ermittelte Abgastemperaturanstieg wird mit einem berech- neten Erwartungswert verglichen. Hieraus können gezielte Rückschlüsse auf die Ursache der Fehlfunktion an der Einspritzanlage 5 gewonnen werden, wodurch ein Austausch von defekten Komponenten der Einspritzanlage 5 gezielter vorgenommen werden kann als bisher. An dieser Stelle sei noch ange- merkt, dass die vorstehend erläuterten weiteren Verfahrensvarianten zusätzlich vorgenommen werden können, wenn hierdurch eine verbesserte Diagnose erzielt werden kann.
Sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale werden als erfindungswesentlich beansprucht, sofern sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Erkennen einer Fehlfunktion an einer Einspritzanlage (5) einer Brennkraftmaschine (2, 4) insbe- sondere eines Kraftfahrzeuges, dadurch gekennzeichnet, dass zum Erkennen der Fehlfunktion an der Einspritzanlage (5) eine reguläre Einspritzmenge eines Kraftstoffes mittels einer zusätzlichen bzw. reduzierten Einspritzmenge an Kraftstoff zumindest temporär erhöht oder verringert, ein Messwert einer Abgastemperatur und/oder eines Anstieges/Abfalls der Abgastemperatur infolge der Einspritzmengenerhöhung oder Einspritzmengenverringerung ermittelt und der ermittelte Messwert mit einem Erwar- tungswert verglichen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Erwartungswert anhand einer zusätzlichen bzw. reduzierten Einspritzmenge an Kraftstoff berechnet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspritzmenge des Kraftstoffes an jeder der Einspritzeinrichtungen (6), wie etwa an einem Injektor (7) der Einspritzanlage (5), seguenzweise erhöht oder redu- ziert wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine zusätzliche Einspritzmenge des Kraftstoffes mittels einer Kraftstoffnacheinspritzung eingespritzt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgastemperatur und/oder der Anstieg/Abfall der Abgastemperatur mittels einer exothermen Reaktion hinsichtlich eines Oxidationskatalysators, insbesondere hinsichtlich eines Diesel-Oxidationskatalysators, ermit- telt werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine abnormale oder fehlerhafte Einspritzmenge eines Kraftstoffes erkannt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine zu hohe oder zu geringe Einspritzmenge erkannt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein fehlerhafter Druckaufbau innerhalb der Kraftstoffbe- reitstellung der Einspritzanlage (5) erkannt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein fehlerhafter Raildruck innerhalb der Kraftstoffbe- reitstellung der Einspritzanlage (5) ermittelt wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein verspäteter Zündzeitpunkt an der Brennkraftmaschine (2) eingestellt wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass elektrische Verbraucher insbesondere eines Kraftfahrzeuges hinzugeschaltet werden, um eine Einspritzmenge an der Brennkraftmaschine (2) erhöhen zu können.
12. Fehlerdiagnosegerät zum Erkennen einer Fehlfunktion an einer Einspritzanlage (5) einer Brennkraftmaschine (2) insbesondere eines Kraftfahrzeuges, bei welchem das Fehlerdiagnosegerät mittels geeigneter Anschlussmittel an einer Daten-Peripherie des Kraftfahrzeuges angeschlossen werden kann, gekennzeichnet durch
Mittel zum Aktivieren und/oder Deaktivieren einzelner oder aller Einspritzeinrichtungen (6) einer Einspritzan- läge (5) einer Brennkraftmaschine (2) .
13. Fehlerdiagnosegerät nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch
Mittel zum Vergleichen eines Messwertes eines tatsächlichen Abgastemperaturanstieges oder Abgastemperaturab- falls infolge einer Einspritzmengenerhöhung bzw. - reduzierung eines Kraftstoffes mit einem diesbezüglichen Erwartungswert eines prognostizierten Abgastemperaturanstiegs .
14. Fehlerdiagnosegerät nach Anspruch 12 oder 13, gekennzeichnet durch
Mittel zum Messen einer exothermen Reaktion in einem O- xidationskatalysator (12) .
15. Fehlerdiagnosegerät nach einem der Ansprüche 12 bisl4, gekennzeichnet durch Mittel zum Auswerten und/oder zum Speichern von ermittelten Messdaten hinsichtlich des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11.
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