DE102007010496A1 - Method for comparative examination of injection combustion engines, particularly vehicle engines, involves controlling engine of electronic motor control, and providing fuel injector with multiple independently controllable modules - Google Patents
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Abstract
Description
Stand der TechnikState of the art
Bei modernen Verbrennungskraftmaschinen, werden elektronisch gesteuerte Motor-Management-Systeme eingesetzt, die eine Vielzahl von Messgrößen für die Steuerung der Motoren erfassen. Daraus werden nach festgelegten Steuerungs- und Regelungsalgorithmen zur Optimierung der Motoreigenschaften, Steuergrößen für Kraftstoffeinspritzung, Leerlaufregelung ermittelt und zur Ansteuerung entsprechender Aktoren verwendet.at modern internal combustion engines are electronically controlled Engine management systems used a variety of metrics for controlling the motors. It will be after set control and regulation algorithms for optimization the engine characteristics, control variables for Fuel injection, idle control determined and to control used corresponding actuators.
Das
Motorsteuergerät erfasst die Betriebsparameter des Motors über
interne und externe Messglieder. Diese Betriebsparameter können
Fahrpedalstellung, Motordrehzahl, Temperaturen von angesaugter Luft, Abgas,
Schmier- und Kühlmitteln, chemische Zusammensetzung des
Abgases, Drücke etc. sein. Diese Betriebsparameter werden über
hier beispielhaft dargestellten Eingänge bis des Steuergeräts
erfasst. Das Steuergerät verarbeitet diese Werte nach vorgegebenen
Programmen und Einstellungen und steuert über hier als
Prinzipskizze dargestellte Ausgänge für Zündung
mit Zündspule und Zündkerze sowie über den
Ausgang für Einspritzung mit Schalter und Magnetventil
den Motor. Zusätzlich sind diese Motorsteuergeräte
meist mit einer Diagnose Schnittstelle versehen, an die über
ein Verbindungskabel ein externes Diagnosegerät angeschlossen
werden kann. Neben Eigendiagnosefunktionen und Fehlerspeichern, die
hier nicht näher beschrieben werden sollen, können
solche Motorsteuergeräte Zusatzfunktionen enthalten, die
im Zusammenspiel mit dem externen Diagnosegerät ohne aufwändige
mechanische Montagearbeiten eine Überprüfung des
mechanischen Zustands des Motors erlauben.
The engine control unit records the operating parameters of the engine via internal and external measuring elements. These operating parameters may be accelerator pedal position, engine speed, intake air temperature, exhaust gas, lubricants and coolants, chemical composition of the exhaust gas, pressures, etc. These operating parameters are detected via inputs shown here by way of example up to the control unit. The control unit processes these values in accordance with specified programs and settings and controls the engine ignition via the ignition coil and spark plug ignition shown here as a schematic diagram and via the injection port with switch and solenoid valve. In addition, these engine control units are usually provided with a diagnostic interface to which an external diagnostic device can be connected via a connecting cable. In addition to self-diagnosis functions and fault memories, which will not be described in more detail here, such engine control units can contain additional functions which, in conjunction with the external diagnostic unit, permit checking of the mechanical condition of the engine without complicated mechanical assembly work.
Durch Abschaltung einzelner Zylinder
oder über das Sperren von Zündung und/oder Einspritzung
für diesen jeweiligen Zylinder, kann der Leistungsbeitrag
jedes einzelnen Zylin ders ermittelt werden. Der Testzyklus sieht
vor, dass jeder Zylinder eines Mehrzylindermotors nacheinander abgeschaltet
wird und die Auswirkungen dieser Abschaltung auf – je nach
Testverfahren – Drehzahl, Hochlaufzeit, Einspritzmenge oder
Abgaszusammensetzung ermittelt wird. Ein Vergleich der Auswirkungen
des Motorbetriebs ohne den jeweiligen Zylinder erlaubt Rückschlüsse
auf den mechanischen Zustand (Dichtheit) des jeweiligen Zylinders.
By switching off individual cylinders or by disabling ignition and / or injection for that particular cylinder, the power contribution of each individual cylinder can be determined. The test cycle envisages shutting down each cylinder of a multi-cylinder engine sequentially and determining the effects of this shutdown on - depending on the test procedure - speed, run-up time, injection quantity or exhaust gas composition. A comparison of the effects of engine operation without the respective cylinder allows conclusions about the mechanical condition (tightness) of the respective cylinder.
Hierzu steuert das Diagnosegerät über Diagnosekabel und Diagnoseanschluss das Motorsteuergerät an und veranlasst das Abschalten einzelner Zylinder. Gleichzeitig ist das Diagnosegerät befähigt, aus dem Motorsteuergerät die entsprechenden Ergebnisse: z. B. Veränderung der Motordrehzahl, Veränderung der Einspritzmenge, Hochlaufzeiten etc. abzurufen und zu weiteren Auswertungen bereitzustellen.For this controls the diagnostic device via diagnostic cable and Diagnostic connection to the engine control unit and causes switching off individual cylinders. At the same time is the diagnostic device enables the corresponding from the engine control unit Results: z. B. Change in engine speed, change the injection quantity, run-up times, etc. to retrieve and more To provide evaluations.
Als Prüf- und Auswerte- Verfahren sind mehrere Alternativen bekannt, die durch selektive Abschaltung einzelner Zylinder zumindest eine qualitative Aussage zum Leistungsbeitrag jedes einzelnen Zylinders ermöglichen.When Testing and evaluation procedures are several alternatives known by selective shutdown of individual cylinders at least a qualitative statement about the contribution to performance of each individual cylinder enable.
Es kann z. B. über vergleichende Drehzahlmessung, bei der Einspritz- und Zündparameter der übrigen Zylinder konstant gehalten werden, der Leistungsbeitrag jedes einzelnen Zylinders qualitativ ermittelt werden. Auch eine Vergleichsmessung bei konstant geregelter Drehzahl ist denkbar, bei der die zusätzliche Einspritzmenge der verbleibenden Zylinder ermittelt wird, die erforderlich ist, um bei Abschaltung des zu prüfenden Zylinders die Drehzahl konstant zu halten. Als weitere Alternative ist ein Hochlauftest in Kombination mit Zylinderabschaltung denkbar, bei dem der Motor mit exakt reproduzierbaren Einstellungen für Einspritzung und Zündung bis auf eine Solldrehzahl hochbeschleunigt wird und die Zeit bis zum Erreichen dieser Solldrehzahl als Vergleichsgröße verwendet wird.It can z. B. on comparative speed measurement, in the Injection and ignition parameters of the remaining cylinders kept constant, the performance contribution of each individual cylinder be determined qualitatively. Also a comparison measurement at constant Regulated speed is conceivable, in which the additional Injection amount of the remaining cylinder is determined, the required is to turn off the cylinder to be tested the Keep the speed constant. Another alternative is a startup test in combination with cylinder deactivation conceivable in which the engine with exactly reproducible settings for injection and ignition accelerated to a desired speed is and the time to reach this target speed as a comparison is used.
Wie
in
Bei modernen Dieselmotoren mit direkter Kraftstoffeinspritzung in den Brennraum werden zur Verbesserung von Abgasqualität, Motordrehmoment und Kraftstoffverbrauch immer höhere Einspritzdrücke angestrebt. Ferner ist von erheblicher Bedeutung, dass die in dem Brennraum eingespritzte Kraftstoffmenge korrekt ist, um die Abgasqualität einzuhalten. Dies hat zur Entwicklung von Kraftstoffinjektoren geführt, in die ein hydraulischer Druckübersetzer integriert ist. Dieser Druckübersetzer wird separat angesteuert und erlaubt die Erhöhung des Einspritzdrucks über den Versorgungsdruck -Raildruck- des Kraftstoffinjektors hinaus.at modern diesel engines with direct fuel injection in the Combustion chamber are used to improve exhaust quality, engine torque and Fuel consumption ever higher injection pressures sought. Furthermore, it is of considerable importance that the Combustion chamber injected fuel quantity is correct to the exhaust quality observed. This has led to the development of fuel injectors, in which a hydraulic pressure booster is integrated. This pressure booster is controlled separately and allowed the increase of the injection pressure over the supply pressure -Relativruck- of the fuel injector.
Die unabhängige Ansteuerung des Druckübersetzers erlaubt den Betrieb des Injektors sowohl mit einem Einspritzdruck auf Versorgungsdruck-Niveau (Systemdruck), als auch auf dem höheren Druckniveau, das vom Druckübersetzer bereitgestellt wird.The independent control of the pressure intensifier allowed the operation of the injector both with an injection pressure to supply pressure level (System pressure), as well as at the higher pressure level, the provided by the pressure intensifier.
Die bisher bekannten Diagnoseprogramme, so wie vorstehend beschrieben, können Hinweise auf Fehlfunktionen des gesamten Injektors geben, eine differenziertere Analyse der Fehlerursache ist jedoch nicht möglich.The previously known diagnostic programs, as described above, may indicate signs of malfunction of the entire injector However, a more sophisticated analysis of the cause of the error is not possible.
Offenbarung der Erfindung:Disclosure of the invention:
Die
bisher bekannten Testzyklen sehen einen Testdurchlauf vor, bei dem
alle Zylinder eines Mehrzylindermotors jeweils einzeln nacheinander abgeschaltet
werden und die Auswirkungen dieser Abschaltung auf – je
nach Testverfahren – Drehzahl, Hochlaufzeit, Einspritzmenge
oder Abgaszusammensetzung ermittelt wird. Die Ergebnisse eines solchen
Testzyklus, bei dem beispielhaft die erreichte Drehzahl (Enddrehzahl)
des Motors bei Abschaltung jeweils eines Zylinders als Ergebnis
des Tests ausgewertet wird, sind in
Kern dieser Erfindung ist, bei Motoren, deren Kraftstoffinjektoren mehrere getrennt ansteuerbare Einzelsysteme (Module) beinhalten, die Motoren in einer Testmatrix zu überprüfen, die aus mehreren Testsequenzen besteht. Diese Testsequenzen unterscheiden sich von den oben gemäß Stand der Technik beschriebenen Testzyklen dadurch, dass die aufeinanderfolgenden Abschaltungen des jeweiligen Injektors und damit des entsprechenden Zylinders in allen vorgesehenen Betriebsarten der beteiligten Module durchgeführt werden.core This invention is, in engines whose fuel injectors more Separately controllable individual systems (modules) include the motors in a test matrix to check out the multiple test sequences consists. These test sequences differ from those described above test cycles described by the technique in that the successive Shutdowns of the respective injector and thus the corresponding Cylinders in all intended operating modes of the participating modules be performed.
Enthält z. B. ein Kraftstoffinjektor ein Druckverstärkermodul und ein Einspritzmodul, welche unabhängig voneinander angesteuert werden können, so ist jeweils eine Testsequenz mit und eine Testsequenz ohne Druckverstärkermodul durchzuführen. Die erfindungsgemäß ausgeführte Testmatrix besteht dann aus mindestens diesen beiden Testsequenzen. Es ist zu erkennen, dass die Abschaltung eines Zylinders nur im druckverstärkten Betrieb ein signifikant abweichendes Ergebnis hervorbringt.contains z. For example, a fuel injector, a pressure booster module and an injection module, which is controlled independently can each be a test sequence with and to perform a test sequence without pressure booster module. The According to the invention executed test matrix then consists of at least these two test sequences. It is to realize that the shutdown of a cylinder only in the pressure-boosted Operation produces a significantly different result.
Enthalten die Kraftstoffinjektoren eine größere Anzahl unabhängig ansteuerbarer Module, ist entsprechend eine größere Anzahl von Testsequenzen erforderlich. Die Testmatrix erweitert sich entsprechend.Contain the fuel injectors a greater number independently controllable modules, is correspondingly a larger one Number of test sequences required. The test matrix expands accordingly.
Dadurch entsteht eine Ergebnismatrix, in der jeder Zylinder in jeder Betriebsart der Module der Kraftstoffinjektoren einmal abgeschaltet wurde. Sollte ein Modul fehlerhaft sein, so weisen alle Tests mit abgeschaltetem oder unwirksamem fehlerhaftem Modul signifikante Ergebnisabweichungen auf, da bei allen anderen Tests das fehlerhafte Modul jeweils mit im Einsatz war. Die Ergebnisse dieses erfindungsgemäß ausgeführten Testprogramms lassen damit Rückschlüsse auf die Funktion aller unabhängig ansteuerbaren Module aller Kraftstoffinjektoren eines Motors zu.Thereby creates a result matrix in which each cylinder in each mode the modules of the fuel injectors has been switched off once. Should If a module is faulty, all tests with the power off or ineffective faulty module significant deviations in results on, since with all other tests the faulty module in each case with was in use. The results of this invention carried out Test program can thus conclusions on the Function of all independently controllable modules of all fuel injectors Motors too.
Alternativ sind auch Testsequenzen denkbar, bei denen statt der Abschaltung der Zylinder, nacheinander nur die unabhängig ansteuerbaren Module des Kraftstoffinjektors des jeweiligen Zylinders abgeschaltet werden und die Auswirkungen dieser zwischen den Zylindern vergleichenden Modulabschaltung auf die Kennwerte der Tests zur Identifikation schadhafter Module herangezogen wird.alternative are also test sequences conceivable in which instead of the shutdown the cylinder, one after the other only the independently controllable Module of the fuel injector of the respective cylinder turned off and compare the effects of these between the cylinders Module shutdown on the characteristic values of the tests for the identification of defective ones Module is used.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen:Brief description of the drawings:
Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend eingehender beschrieben.Based In the drawings, the invention will be described below in more detail.
Es zeigt:It shows:
Ausführungsformenembodiments
Im folgenden wird die Ausführung der Erfindung beispielhaft an einer Testsequenz für einen Vierzylindermotor ohne Fremdzündung (Dieselmotor) mit direkter Kraftstoffeinspritzung dargestellt.in the Following is the embodiment of the invention by way of example on a test sequence for a four-cylinder engine without spark ignition (Diesel engine) with direct fuel injection.
Der
prinzipielle Aufbau der Testanordnung einschließlich Motorsteuerung
ist in
Die
zur Steuerung des Motors erforderlichen Daten erfasst das Motorsteuergerät
Die
Steuerung des Motors erfolgt über Ausgänge
Die
Ansteuerung des Einspritzmoduls
Weiterhin
ist in
Das
Druckverstärkermodul
Die
hier angedeuteten Ausgänge
Beschreibung des TestablaufsDescription of the test procedure
Im
Diagramm
Die
Diagramme in
Bei
Testsequenz S1 sind die Druckverstärker
Testsequenz
S2 wird im druckverstärkten Betrieb,
also mit aktivierten Druckverstärkern
Es werden durch die erfindungsgemäß durchgeführten Test gemäß Testmatrix Rückschlüsse zur genaueren Fehlerlokalisierung möglich.It are performed by the invention Test according to test matrix conclusions about more accurate error localization possible.
So
deutet bei. Durchfahren der Testmatrix für die in
Die Testmatrix kann sowohl so aufgebaut werden, dass die Testsequenzen aus Testläufen für alle Betriebsmodi der Module bei jeweils einem abgeschalteten Zylinder bestehen, als auch das jede Testsequenz in jeweils einem Betriebsmodus alle Zylinder durchfährt und die weiteren Testsequenzen die anderen Betriebsmodi der Module abprüfen.The Test matrix can both be constructed so that the test sequences from test runs for all operating modes of the modules exist in each case a deactivated cylinder, as well Each test sequence in each operating mode passes through all the cylinders and the other test sequences the other modes of operation of the modules system checked.
Die Solleinspritzmengen können für die Einspritzung auf Systemdruckniveau unterschiedlich zu den Solleinspritzmengen im druckverstärkten Betrieb gewählt werden.The Target injection quantities can be used for injection at system pressure level different from the nominal injection quantities be selected in pressure-boosted operation.
Es ist auch denkbar, mit anderen Testverfahren als dem hier beispielhaft beschriebenen Hochlauftest mit fest vorgegebener Sollmenge die Testmatrix aufzubauen. So sind auch Testverfahren denkbar, bei denen eine vorgegebene Einspritzmenge solange eingespritzt wird, bis eine vorgegebene Motordrehzahl erreicht wird. Auswertekriterium ist dann die Zeit, die bis zum Erreichen dieser vorgegebenen Bezugs-Drehzahl benötigt wird.It is also conceivable, with other test methods than the example here described run-up test with fixed preset set the test matrix build. Thus, test methods are conceivable in which a given Injection quantity is injected until a predetermined engine speed is reached. Evaluation criterion is then the time until the Reaching this preset reference speed needed becomes.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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