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DE102008041406B4 - Verfahren und Vorrichtung zur Diagnose einer Brennkraftmaschine, Computerprogramm und Computerprogrammprodukt - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Diagnose einer Brennkraftmaschine, Computerprogramm und Computerprogrammprodukt Download PDF

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DE102008041406B4
DE102008041406B4 DE102008041406.9A DE102008041406A DE102008041406B4 DE 102008041406 B4 DE102008041406 B4 DE 102008041406B4 DE 102008041406 A DE102008041406 A DE 102008041406A DE 102008041406 B4 DE102008041406 B4 DE 102008041406B4
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Abstract

Verfahren zur Diagnose einer Brennkraftmaschine (1000), bei dem ein erster Kraftstoff mittels eines ersten Kraftstoffventils (1020), und ein zweiter Kraftstoff mittels eines zweiten Kraftstoffventils (1025), zur Verbrennung in der Brennkammer (1001) eingebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass- in einem ersten Schritt eine erste Kraftstoffmenge (Q1) des ersten Kraftstoffs mittels nur des ersten Kraftstoffventils (1020) eingebracht wird,- in einem zweiten Schritt geprüft wird, ob sich aufgrund der Einbringung der ersten Kraftstoffmenge (Q1) im ersten Schritt eine Verbrennungsaussetzung ergibt,- in einem dritten Schritt eine zweite Kraftstoffmenge (Q2) des zweiten Kraftstoffs mittels nur des zweiten Kraftstoffventils (1025) eingebracht wird,- in einem vierten Schritt geprüft wird, ob sich aufgrund der Einbringung der zweiten Kraftstoffmenge (Q2) im dritten Schritt eine Verbrennungsaussetzung ergibt,- in einem fünften Schritt ein Fehler der Brennkraftmaschine (1000) diagnostiziert wird, wenn im zweiten und/oder im vierten Schritt eine Verbrennungsaussetzung erkannt wurde.

Description

  • Stand der Technik
  • Die Erfindung geht aus von einem Verfahren und einer Vorrichtung zur Diagnose einer Brennkraftmaschine, sowie von einem Computerprogramm und einem Computerprogrammprodukt nach Gattung der unabhängigen Ansprüche.
  • Aus der DE 199 22 519 A1 ist bereits ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftstoffversorgungssystems bekannt, bei dem Zündungsfehler oder Einspritzungsfehler aus Abnormalitäten der Verbrennung erkannt werden. Zur Unterscheidung zwischen Zündungsfehlern und Einspritzungsfehlern wird dort, wie auch in der DE 40 12 109 A1 beschrieben, eine Logikschaltung verwendet, die parallel zu den Endstufen der Einspritzventile geschaltet ist. Zusätzlich werden die Abgastemperatur oder das Signal einer Lambda-Sonde ausgewertet.
  • Die US 6 371 092 B1 und die US 2005/ 0 098 154 A1 beschreiben Verfahren und Vorrichtungen zum Erkennen von Verbrennungsaussetzern bei Einspritzsystemen mit 2 verschiedenen Einspritzventilen, die eine Dual-Fuel Einspritzung ermöglichen. Dabei wird eine Einspritzmengenvariation durchgeführt, um die Abgaswerte zu optimieren und eine Fehlzündung zu vermeiden.
  • Es stellt sich die Aufgabe, im laufenden Betrieb der Brennkraftmaschine zu ermitteln, welches der oben genannten Bauteile der Brennkraftmaschine schadhaft ist.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Vorteile der Erfindung
  • Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung, das erfindungsgemäße Verfahren, das erfindungsgemäße Computerprogramm und das erfindungsgemäße Computerprogrammprodukt mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche haben den Vorteil, dass ein Kraftstoff mittels eines ersten Kraftstoffventils und mittels eines zweiten Kraftstoffventils zur Verbrennung in einer Brennkammer eingebracht wird, wobei, wenn eine Verbrennungsaussetzung erkannt wird
    • - in einem ersten Schritt eine erste Kraftstoffmenge des Kraftstoffs mittels nur des ersten Kraftstoffventils eingebracht wird,
    • - in einem zweiten Schritt geprüft wird, ob sich aufgrund der eingebrachten ersten Kraftstoffmenge im ersten Schritt eine Verbrennungsaussetzung ergibt,
    • - in einem dritten Schritt eine zweite Kraftstoffmenge des Kraftstoffs mittels nur des zweiten Kraftstoffventils eingebracht wird,
    • - in einem vierten Schritt geprüft wird, ob sich aufgrund der eingebrachten zweiten Kraftstoffmenge im dritten Schritt eine Verbrennungsaussetzung ergibt,
    • - in einem fünften Schritt ein Fehler der Brennkraftmaschine diagnostiziert wird, wenn im zweiten und/oder im vierten Schritt eine Verbrennungsaussetzung erkannt wurde.
  • Dadurch wird im laufenden Betrieb der Brennkraftmaschine ermittelt, welches der oben genannten Bauteile der Brennkraftmaschine schadhaft ist.
  • Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im unabhängigen Anspruch angegebenen Verfahrens möglich.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Art des Fehlers der Brennkraftmaschine abhängig davon ermittelt wird, ob im zweiten oder im vierten Schritt oder ob im zweiten und im vierten Schritt eine Verbrennungsaussetzung erkannt wurde. Dadurch wird das schadhafte Bauteil der Brennkraftmaschine auf besonders einfache Weise ermittelt.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Verbrennung mittels einer Zündvorrichtung ausgelöst wird, wobei
    • - ein Fehler des ersten Kraftstoffventils erkannt wird, wenn im zweiten Schritt eine Verbrennungsaussetzung erkannt wird und im vierten Schritt keine Verbrennungsaussetzung erkannt wird,
    • - ein Fehler des zweiten Kraftstoffventils erkannt wird, wenn im zweiten Schritt keine Verbrennungsaussetzung erkannt wird und im vierten Schritt eine Verbrennungsaussetzung erkannt wird,
  • Dadurch kann ein Fehler der Brennkraftmaschine vor einer Reparatur der Brennkraftmaschine ursächlich einem der Kraftstoffventile als fehlerhaftes Bauteil zugeordnet werden.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Verbrennung durch eine Zündvorrichtung ausgelöst wird, und
    • - ein Fehler der Zündvorrichtung erkannt wird, wenn im zweiten Schritt eine Verbrennungsaussetzung erkannt wird und im vierten Schritt eine Verbrennungsaussetzung erkannt wird.
  • Dadurch kann ein Fehler der Brennkraftmaschine vor einer Reparatur der Brennkraftmaschine ursächlich der Zündvorrichtung als fehlerhaftes Bauteil zugeordnet werden.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Verbrennungsaussetzung mittels eines Drehzahlsensorsignals einer Abgastemperatur und/oder einer Sauerstoffkonzentration im Abgas erkannt wird. Dadurch wird der Verbrennungsaussetzer auf besonders einfache und zuverlässige Weise mittels bereits vorhandener Sensoren erkannt.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn durch das erste Kraftstoffventil Kraftstoff in ein Saugrohr eingebracht wird und durch das zweite Kraftstoffventil Kraftstoff direkt in die Brennkammer eingebracht wird. Dadurch wird die Diagnose einer Brennkraftmaschine mit Saugrohreinspritzung und Direkteinspritzung dargestellt.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn durch das erste Kraftstoffventil und das zweite Kraftstoffventil der gleiche Kraftstoff, insbesondere Benzin, eingespritzt wird. Dadurch wird die Diagnose für eine Brennkraftmaschine mit nur einem Kraftstoff verfügbar.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn durch das erste Kraftstoffventil ein flüssiger Kraftstoff, insbesondere Benzin, eingespritzt wird und durch das zweite Kraftstoffventil ein gasförmiger Kraftstoff, insbesondere komprimiertes Erdgas eingeblasen wird. Das Verfahren zur Diagnose lässt sich auch in einer Brennkraftmaschine mit einem flüssigen Kraftstoff und einem gasförmigen Kraftstoff anwenden.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Diagnose der Brennkraftmaschine nur nach Erkennung einer Verbrennungsaussetzung durchgeführt wird. Dadurch wird die Diagnose der Brennkraftmaschine besonders effizient durchgeführt und der Betrieb der Brennkraftmaschine nur dann durch die Diagnose unterbrochen, wenn festgestellt wurde, dass möglicherweise ein Fehler vorliegt.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn geprüft wird, ob die Kraftstoffmenge in mindestens einem das erste und/oder das zweite Kraftstoffventil speisenden Kraftstofftank (1070, 1075) größer als ein vorgegebener Schwellwert ist, und dass die Diagnose nur dann durchgeführt wird. Dadurch wird ein Fehlansprechen der Diagnose auf besonders einfache und wirksame Weise vermieden.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn
    • - die Brennkraftmaschine abgeschaltet wird, sobald ein Fehler der Zündungsvorrichtung erkannt wird, oder
    • - der Kraftstoff nur mit dem ersten Kraftstoffventil eingebracht wird, sobald ein Fehler des zweiten Kraftstoffventils erkannt wird, oder
    • - der Kraftstoff nur mit dem zweiten Kraftstoffventil eingebracht wird, sobald ein Fehler des ersten Kraftstoffventils erkannt wird.
  • Dadurch wird die Verfügbarkeit der Brennkraftmaschine erhöht und gleichzeitig die Betriebssicherheit gewährleistet.
  • Figurenliste
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
  • Es zeigen:
    • 1 schematisch eine Brennkraftmaschine,
    • 2 schematisch den Aufbau eines Steuergeräts,
    • 3 einen Ablaufplan des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • Ausführungsformen der Erfindung
  • In 1 ist eine Brennkraftmaschine schematisch dargestellt und mit dem Bezugszeichen 1000 bezeichnet. Die Brennkraftmaschine 1000 umfasst eine Brennkammer 1001, der Frischluft über eine Drosselklappe 1050 durch ein Saugrohr 1085 zugeführt wird. Zusätzlich gelangt ein erster Kraftstoff Q1, beispielsweise Benzin aus einem ersten Kraftstofftank 1070 über eine Kraftstoffpumpe 1065 zu einem ersten Kraftstoffventil 1025, von dem der erste Kraftstoff Q1 in das Saugrohr 1085 eingebracht wird. In einem Arbeitsspiel eines Zylinders 1110, das beispielsweise bei einem Viertakt-Ottomotor die Takte Ansaugen, Verdichten, Arbeiten bzw. Verbrennen und Ausschieben umfasst, wird der eingebrachte erste Kraftstoff Q1 zusammen mit der Frischluft im Ansaugtakt in die Brennkammer 1001 gesaugt. Zusätzlich wird ein zweiter Kraftstoff Q2, beispielsweise Benzin, aus dem ersten Kraftstofftank 1070 über eine Hochdruckpumpe 1060 zu einem zweiten Kraftstoffventil 1020 gepumpt und beispielsweise am Ende des Verdichtungstakts oder zu Beginn des Arbeitstakts in die Brennkammer 1001 eingebracht. Zwischen Saugrohr 1085 und Brennkammer 1001 ist ein Einlassventil 1030 angeordnet. Zudem ist zwischen der Brennkammer 1001 und einem Abgasrohr 1045 ein Auslassventil 1035 angeordnet. Das Einlassventil 1030 und das Auslassventil 1035 werden beispielsweise durch eine in 1 nicht dargestellte Nockenwelle in bekannte Weise beispielsweise so gesteuert, dass das Einlassventil 1030 beispielsweise im Ansaugtakt des Arbeitsspiels geöffnet und während des Arbeitstakts geschlossen ist. Das Auslassventil 1035 wird beispielsweise so gesteuert, dass es während des Arbeitstakts ebenfalls geschlossen und während des Ausschiebetakts geöffnet ist. Alternativ zur Nockenwelle kann die Steuerung des Einlassventils 1030 und des Auslassventils 1035 auch durch andere Verstellmechanismen, beispielsweise einen variablen Ventiltrieb erfolgen.
  • Durch eine in der Brennkraftmaschine 1000 angeordnete Zündkerze 1040 wird ein durch das Einbringen des ersten Kraftstoffs Q1 und des zweiten Kraftstoffs Q2 entstandene Kraftstoff-Luft-Gemisch in der Brennkammer 1001 beispielsweise zu Beginn des Arbeitstakts gezündet. Die durch die Verbrennung des Kraftstoff-Luft-Gemischs entstehende thermische Energie wird zumindest teilweise in eine mechanische Energie umgewandelt, durch die sich ein im Zylinder 1010 angeordneter Kolben 1005 bewegt. Über ein Pleuel 1010, welches den Kolben 1005 mit einer Kurbelwelle 1015 verbindet, wird die Kurbelwelle 1015 in eine Drehbewegung versetzt. Die Drehbewegung der Kurbelwelle 1015 wird durch einen induktiven Drehzahlgeber mit Inkrementenrad 1017 erfasst und an ein Steuergerät 1100, beispielsweise in Form von Impulsen S, übermittelt. Ein durch die Verbrennung entstehendes Abgas wird durch das Abgasrohr 1045 im Ausschiebetakt aus der Brennkammer ausgeschoben. Dabei wird das Abgas an einem im Abgasrohr 1045 angeordneten Abgastemperatursensor 1055 und an einem ebenfalls im Abgasrohr angeordneten Lambda-Sensor 1080 vorbeigeführt. Der Abgastemperatursensor 1055 ermittelt die Temperatur des Abgases und überträgt sie beispielsweise als Abgastemperatur TA an das Steuergerät 1100. Der Lambda-Sensor 1080 ermittelt eine Sauerstoffkonzentration im Abgas und übermittelt die Sauerstoffkonzentration im Abgas λ an das Steuergerät 1100.
  • Zusätzlich ist in der Brennkraftmaschine ein Phasensensor 1115 angeordnet, der die Winkelposition der Nockenwelle erfasst und an das Steuergerät 1100 übermittelt.
  • Zusätzlich empfängt das Steuergerät 1100 eine Fahrpedalposition P beispielsweise von einem Fahrpedalpositionssensor 1090, der bei Verwendung der Brennkraftmaschine 1000 in einem Kraftfahrzeug die Position eines Fahrpedals ermittelt.
  • Das Steuergerät 1100 steuert die Zündkerze 1040 beispielsweise mit einem Spannungssignal UZ an. Durch das Spannungssignal UZ wird dabei in bekannte Weise die Zündung ausgelöst.
  • Zusätzlich steuert das Steuergerät 1100 das erste Kraftstoffventil 1025 mit einem Spannungssignal U1 als auch das zweite Kraftstoffventil 1020 mit einem Spannungssignal U2 an. Die Drosselklappe 1050 wird beispielsweise mit einem Sollwertsignal αS angesteuert, welches einen Sollöffnungswinkel der Drosselklappe 1050 vorgibt.
  • Das Steuergerät 1100 ist in 2 dargestellt und umfasst eine Aussetzerkennungseinheit 110, die einen Verbrennungsaussetzung anhand der Impulse S vom induktiven Drehzahlgeber 1017, der Abgastemperatur TA vom Abgastemperatursensor 1055 und/oder der Sauerstoffkonzentration im Abgas λ vom Lambda-Sensor 1080 ermittelt. Ein Verfahren zur Erkennung der Verbrennungsaussetzung ist beispielsweise in der DE 199 22 519 A1 angegeben und hier nicht näher beschrieben. Die Aussetzererkennungseinheit 110 ermittelt ein Aussetzersignal A und übermittelt dies an eine Berechnungseinheit 120, die in dem Steuergerät 1100 vorgesehen ist. Das Aussetzersignal A nimmt den Wert WAHR an, wenn die Aussetzererkennungseinheit 110 eine Verbrennungsaussetzung erkannt hat. Anderenfalls hat das Aussetzersignal A den Wert FALSCH.
  • Zusätzlich ermittelt die Aussetzererkennungseinheit 110 eine Drehzahl n der Brennkraftmaschine 1000. Die Drehzahl n der Brennkraftmaschine 1000 wird in bekannter Weise aus den vom induktiven Drehzahlgeber gesendeten Impulsen S ermittelt.
  • Die Berechnungseinheit 120 ermittelt einen ersten Splittingfaktor Spl und übermittelt diesen an eine Ansteuereinheit 130. Der Splittingfaktor Spl nimmt dabei entweder den Wert 0% oder 100% an. Die Berechnung des ersten Splittingfaktors Spl erfolgt in Abhängigkeit vom Aussetzersignal A. Zudem ermittelt die Berechnungseinheit 120 eine Diagnose der Brennkraftmaschine 1000 abhängig davon, ob bei der Verbrennung der ersten Kraftstoffmenge Q1 und/oder bei der Verbrennung der zweiten Kraftstoffmenge Q2 eine Verbrennungsaussetzung erkannt wird. Die Berechnungseinheit 120 diagnostiziert dabei einen Fehler der Brennkraftmaschine 1000 abhängig davon, ob eine Verbrennungsaussetzung erkannt wurde.
  • Eine im Steuergerät 1100 angeordnete Vorgabeeinheit 150 ermittelt eine Sollkraftstoffmenge Q abhängig von beispielsweise einem Fahrerwunsch der von dem Fahrpedalpositionssensor 1090 mittels des Fahrpedalpositionssignals P an die Vorgabeeinheit 150 übermittelt wird. In bekannter Weise wird dazu beispielsweise aus einem ersten Kennfeld diejenige Sollkraftstoffmenge Q ermittelt, die zur Umsetzung des Fahrerwunsches erforderlich ist. Beispielsweise wird mittels des ersten Kennfelds jedem Wert des Fahrpedalpositionssignals P für jede Drehzahl n der Brennkraftmaschine 1000 eine bestimmte Sollkraftstoffmenge Q zugeordnet. Das erste Kennfeld wird beispielsweise in einem Applikationsschritt ermittelt und in einem Speicher, beispielsweise im Steuergerät 1100, abgespeichert. Zusätzlich ermittelt die Vorgabeeinheit 150 einen zweiten Splittingfaktor SRE, der Werte von 0 bis 100% annehmen kann und angibt, wie viel Prozent von der Sollkraftstoffmenge Q durch Einblasen des zweiten Kraftstoffs mittels des Einblasventils 1025 umgesetzt werden soll. Der zweite Splittingfaktor SRE wird dabei beispielsweise abhängig vom Betriebspunkt der Brennkraftmaschine, insbesondere abhängig von der Drehzahl n der Brennkraftmaschine und der Fahrpedalposition P, ermittelt. Beispielsweise wird der zweite Splittingfaktor SRE mittels eines zweiten Kennfelds bestimmt, welches jeder Drehzahl n der Brennkraftmaschine und jeder Fahrpedalposition P einen Wert des zweiten Splittingfaktors SRE zwischen 0% und 100% zuordnet. Beispielsweise wird der zweite Splittingfaktor SRE für zunehmende Drehzahl n und zunehmende Fahrpedalposition P zunehmend größer gewählt.
  • Die Ansteuereinheit 130 ermittelt aus der Sollkraftstoffmenge Q und dem zweiten Splittingfaktor SRE zunächst eine erste einzuspritzende Kraftstoffmenge Q1 und eine zweite einzuspritzende Kraftstoffmenge Q2. Beispielsweise werden die erste einzuspritzende Kraftstoffmenge Q1 und die zweite einzuspritzende Kraftstoffmenge Q2 wie folgt berechnet: Q 1 = Q * ( 1 SRE )
    Figure DE102008041406B4_0001
    Q 2 = Q * SRE
    Figure DE102008041406B4_0002
  • Aus der ersten einzuspritzenden Kraftstoffmenge Q1 wird das erste elektrische Ansteuersignal U1, beispielsweise mittels einer ersten Ventilkennlinie ermittelt, die einen Zusammenhang zwischen der ersten einzuspritzenden Kraftstoffmenge Q1 und einer ersten Öffnungsdauer T1 des ersten Kraftstoffventils 1025 darstellt. Die erste Ventilkennlinie ist dabei vom Hersteller des ersten Kraftstoffventils 1025 vorgegeben und im Speicher des Steuergeräts 1100 abgespeichert. Das zweite elektrische Ansteuersignal U2 wird beispielsweise mittels einer zweiten Ventilkennlinie bestimmt, welche der zweiten einzuspritzenden Kraftstoffmenge Q2 eine zweite Öffnungsdauer T2 des zweiten Kraftstoffventils 1020 zuordnet. Die zweite Ventilkennlinie wird dabei beispielsweise vom Hersteller des zweiten Kraftstoffventils 1020 vorgegeben und ebenfalls im Speicher des Steuergeräts 1100 abgespeichert.
  • Die Ansteuereinheit 130 schaltet zur Berechnung des ersten elektrischen Ansteuersignals U1 und des zweiten elektrischen Ansteuersignals U2 zwischen dem zweiten Splittingfaktor SRE und dem ersten Splittingfaktor Spl um. Die Umschaltzeitpunkte werden von der Ansteuereinheit 130 gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren gewählt. Beispielsweise werden die erste einzuspritzende Kraftstoffmenge Q1 und die zweite einzuspritzende Kraftstoffmenge Q2 abhängig vom ersten Splittingfaktor Spl wie folgt berechnet: Q 1 = Q * ( 1 Spl )
    Figure DE102008041406B4_0003
    Q 2 = Q * Spl
    Figure DE102008041406B4_0004
  • Ein Ablaufplan des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in 3 angegeben und wird im Folgenden beschrieben.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren wird gestartet, sobald die Brennkraftmaschine in Betrieb genommen wird. Beispielsweise wird das erfindungsgemäße Verfahren als Computerprogramm umgesetzt und im Steuergerät 1100 ausgeführt.
  • Nach dem Start wird in einem Schritt 1 die Sollkraftstoffmenge Q in bekannter Weise, beispielsweise abhängig von der Fahrpedalposition P, vorgegeben. Anschließend wird ein Schritt 2 ausgeführt.
  • Beim Schritt 2 wird der zweite Splittingfaktor SRE bestimmt. Beispielsweise wird der zweite Splittingfaktor SRE mittels des zweiten Kennfelds bestimmt, welches jeder Drehzahl n der Brennkraftmaschine und jeder Fahrpedalposition P einen Wert des zweiten Splittingfaktors SRE zwischen 0% und 100% zuordnet. Anschließend wird ein Schritt 3 ausgeführt.
  • Beim Schritt 3 werden die erste einzuspritzende Kraftstoffmenge Q1 und die zweite einzuspritzende Kraftstoffmenge Q2 abhängig beispielsweise von der Sollkraftstoffmenge Q und dem zweiten Splittingfaktor SRE beispielsweise wie folgt ermittelt: Q 1 = Q * ( 1 SRE )
    Figure DE102008041406B4_0005
    Q 2 = Q * SRE .
    Figure DE102008041406B4_0006
  • Anschließend wird ein Schritt 4 ausgeführt.
  • Beim Schritt 4 werden die erste Öffnungsdauer T1 des ersten Kraftstoffventils 1025 aus der ersten einzuspritzenden Kraftstoffmenge Q1 mittels der ersten Ventilkennlinie ermittelt. Zudem wird die zweite Öffnungsdauer T2 des zweiten Kraftstoffventils 1020 aus der zweiten einzuspritzenden Kraftstoffmenge Q2 mittels der zweiten Ventilkennlinie ermittelt. Anschließend wird ein Schritt 5 ausgeführt.
  • Beim Schritt 5 werden das erste Kraftstoffventil 1025 und das zweite Kraftstoffventil 1020 gemäß der ersten Öffnungsdauer T1 und der zweiten Öffnungsdauer T2 angesteuert. Beispielsweise werden das erste Kraftstoffventil 1025 und das zweite Kraftstoffventil 1020 dazu mit dem ersten elektrische Ansteuersignal U1 und dem zweiten elektrischen Ansteuersignal U2 angesteuert. Das erste elektrische Ansteuersignal U1 und das zweite elektrische Ansteuersignal U2 sind beispielsweise Spannungssignale von 15V. Anschließend wird ein Schritt 6 ausgeführt.
  • Beim Schritt 6 wird die Verbrennungsaussetzerkennung gestartet. Dazu werden in bekannter Weise die Segmentzeiten S, die Abgastemperatur TA und/oder die Sauerstoffkonzentration im Abgas λ ausgewertet. Falls ein Verbrennungsübersetzer erkannt wurde, wird dabei das Aussetzersignal A auf den Wert WAHR gesetzt. Andernfalls wird das Aussetzersignal A auf den Wert FALSCH gesetzt. Anschließend wird ein Schritt 7 ausgeführt.
  • Beim Schritt 7 wird geprüft, ob das Aussetzersignal den Wert WAHR oder den Wert FALSCH hat. Falls das Aussetzersignal A den Wert WAHR hat, wird zu einem Schritt 8 verzweigt. Andernfalls wird zum Schritt 1 verzweigt.
  • Alternativ zu den Schritten 6 und 7 kann die Verzweigung zum Schritt 8 oder Schritt 1 auch abhängig von anderen Betriebskenngrößen der Brennkraftmaschine 1000 erfolgen. Beispielsweise kann während des Betriebs der Brennkraftmaschine 1000 abhängig von einem vorgegebenen Zeitabstand oder einer vorgegebenen Anzahl von Umdrehungen der Brennkraftmaschine 1000 zum Schritt 8 verzweigt werden.
  • Beim Schritt 8 wird der erste Splittingfaktor Spl auf den Wert 100% gesetzt. Anschließend wird ein Schritt 9 ausgeführt.
  • Beim Schritt 9 werden die erste einzuspritzende Kraftstoffmenge Q1 und die zweite einzuspritzende Kraftstoffmenge Q2 abhängig vom ersten Splittingfaktor Spl ermittelt. Beispielsweise wird die erste einzuspritzende Kraftstoffmenge Q1 und die zweite einzuspritzende Kraftstoffmenge Q2 wie folgt ermittelt: Q 1 = Q * ( 1 Spl )
    Figure DE102008041406B4_0007
    Q 2 = Q * Spl
    Figure DE102008041406B4_0008
  • Anschließend wird ein Schritt 10 ausgeführt.
  • Beim Schritt 10 werden die erste Öffnungsdauer T1 des ersten Kraftstoffventils 1025 aus der ersten einzuspritzenden Kraftstoffmenge Q1 mittels der ersten Ventilkennlinie ermittelt. Zudem wird die zweite Öffnungsdauer T2 des zweiten Kraftstoffventils 1020 aus der zweiten einzuspritzenden Kraftstoffmenge Q2 mittels der zweiten Ventilkennlinie ermittelt. Anschließend wird ein Schritt 11 ausgeführt.
  • Beim Schritt 11 werden das erste Kraftstoffventil 1025 und das zweite Kraftstoffventil 1020 gemäß der ersten Öffnungsdauer T1 und der zweiten Öffnungsdauer T2 angesteuert. Beispielsweise werden das erste Kraftstoffventil 1025 und das zweite Kraftstoffventil 1020 dazu mit dem ersten elektrische Ansteuersignal U1 und dem zweite elektrische Ansteuersignal U2 angesteuert. Das erste elektrische Ansteuersignal U1 und das zweite elektrische Ansteuersignal U2 sind beispielsweise Spannungssignale von 15V. Anschließend wird ein Schritt 12 ausgeführt.
  • Beim Schritt 12 wird das Aussetzersignal A ermittelt. Das Aussetzersignal A wird auf den Wert WAHR gesetzt, falls ein Verbrennungsaussetzer erkannt wurde. Andernfalls wird das Aussetzersignal A auf den Wert FALSCH gesetzt. Anschließend wird ein Schritt 13 ausgeführt.
  • Beim Schritt 13 wird geprüft, ob das Aussetzersignal A den Wert WAHR oder den Wert FALSCH hat. Falls das Aussetzersignal A den Wert WAHR hat, wird zu einem Schritt 15 verzweigt. Andernfalls zu einem Schritt 14.
  • Beim Schritt 14 wird das erste Fehlersignal SRE_A auf den Wert 0 gesetzt. Anschließend wird ein Schritt 16 ausgeführt.
  • Beim Schritt 15 wird eine erste Fehlervariable SRE_A auf den Wert 1 gesetzt. Anschließend wird der Schritt 16 ausgeführt.
  • Beim Schritt 16 wird der erste Splittingfaktor Spl auf den Wert 0% gesetzt. Anschließend wird ein Schritt 17 ausgeführt.
  • Beim Schritt 17 wird die erste einzuspritzende Kraftstoffmenge Q1 und die zweite einzuspritzende Kraftstoffmenge Q2 abhängig vom ersten Splittingfaktor Spl beispielsweise wie folgt ermittelt: Q 1 = Q * ( 1 Spl )
    Figure DE102008041406B4_0009
    Q 2 = Q * Spl
    Figure DE102008041406B4_0010
  • Anschließend wird ein Schritt 18 ausgeführt.
  • Beim Schritt 18 werden die erste Öffnungsdauer T1 des ersten Kraftstoffventils 1025 aus der ersten einzuspritzenden Kraftstoffmenge Q1 mittels der ersten Ventilkennlinie ermittelt. Zudem wird die zweite Öffnungsdauer T2 des zweiten Kraftstoffventils 1020 aus der zweiten einzuspritzenden Kraftstoffmenge Q2 mittels der zweiten Ventilkennlinie ermittelt. Anschließend wird ein Schritt 19 ausgeführt.
  • Beim Schritt 19 werden das erste Kraftstoffventil 1025 und das zweite Kraftstoffventil 1020 gemäß der ersten Öffnungsdauer T1 und der zweiten Öffnungsdauer T2 angesteuert. Beispielsweise werden das erste Kraftstoffventil 1025 und das zweite Kraftstoffventil 1020 dazu mit dem ersten elektrischen Ansteuersignal U1 und dem zweiten elektrischen Ansteuersignal U2 angesteuert. Das erste elektrische Ansteuersignal U1 und das zweite elektrische Ansteuersignal U2 sind beispielsweise Spannungssignale von 15V. Anschließend wird ein Schritt 20 ausgeführt.
  • Beim Schritt 20 wird das Aussetzersignal A ermittelt. Das Aussetzersignal A wird auf den Wert WAHR gesetzt, falls ein Verbrennungsaussetzer erkannt wird. Andernfalls wird das Aussetzersignal A auf den Wert FALSCH gesetzt. Anschließend wird ein Schritt 21 ausgeführt.
  • Beim Schritt 21 wird geprüft, ob das Aussetzersignal A den Wert WAHR oder den Wert FALSCH hat. Falls das Aussetzersignal den Wert WAHR hat wird zu einem Schritt 22 verzweigt, andernfalls zu einem Schritt 23.
  • Beim Schritt 22 wird ein zweites Fehlersignal BDE_A auf den Wert 1 gesetzt. Anschließend wird ein Schritt 24 ausgeführt.
  • Beim Schritt 23 wird das zweite Fehlersignal BDE_A auf den Wert 0 gesetzt. Anschließend wird der Schritt 24 ausgeführt.
  • Beim Schritt 24 wird ein Diagnosesignal F abhängig von den Werten des ersten Fehlersignals SRE_A und des zweiten Fehlersignals BDE_A ermittelt. Das Diagnosesignal F kann beispielsweise den Wert „kein Defekt“, „erstes Ventil 1020 defekt“, „zweites Ventil 1025 defekt“ oder den Wert „Zündung defekt“ annehmen. Das Diagnosesignal F nimmt dabei den Wert „erstes Ventil 1020 defekt“ an, wenn das erste Fehlersignal SRE_A = 1 ist. Das Diagnosesignal F nimmt dabei den Wert „zweites Ventil 1025 defekt“ an, wenn das zweite Fehlersignal BDE_A = 1 ist. Das Diagnosesignal F nimmt den Wert „Zündung defekt“ an, wenn das erste Fehlersignal SRE_A = 1 und das zweite Fehlersignal BDE_A = 1 ist. Anderenfalls nimmt das Diagnosesignal F den Wert „kein Defekt“ an. Anschließend wird ein Schritt 25 ausgeführt.
  • Beim Schritt 25 werden das erste Fehlersignal SRE_A und das zweite Fehlersignal BDE_A auf Null gesetzt. Anschließend wird ein Schritt 26 ausgeführt.
  • Beim Schritt 26 wird der Wert des Diagnosesignals F in einem Speicher im Steuergerät 1100 abgespeichert und über eine Schnittstelle, beispielsweise eine CAN-Schnittstelle an eine Anzeigeneinheit zur Ansteuerung einer Warnlampe MIL ausgegeben. Anschließend wird zum Schritt 1 verzweigt.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren wird in bekannter Weise zu jedem Zeitpunkt beendet, zu dem beispielsweise die Brennkraftmaschine 1000 abgeschaltet wird.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren beschränkt sich dabei nicht auf eine Brennkraftmaschine 1000 mit einem Zylinder 1110. Falls die Brennkraftmaschine 1000 mehrere Zylinder 1110 umfasst, wird das erfindungsgemäße Verfahren für jeden Zylinder 1110 analog angewandt. In diesem Falle wird das Diagnosesignal F beispielsweise so erweitert, dass es zusätzlich eine Information darüber enthält, welcher der Zylinder 1110 der Brennkraftmaschine 1000 schadhaft ist.
  • In einer zweiten Ausführungsform wird das Verfahren beispielsweise für eine Brennkraftmaschine mit zwei unterschiedlichen Kraftstoffsorten, beispielsweise Benzin und komprimiertes Erdgas in modifizierter Weise angewandt. Eine Vorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform ist in 4 dargestellt. Elemente der Vorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform, die den Elementen der Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform entsprechen, tragen hierbei dasselbe Bezugszeichen.
  • Zusätzlich zur Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform ist in der Vorrichtung gemäße der zweiten Ausführungsform ein zweiter Kraftstofftank 1075 vorgesehen, der einen zweiten Kraftstoff, beispielsweise komprimiertes Erdgas enthält. Dieser zweite Kraftstoff wird beispielsweise durch ein zusätzliches Druckregelmodul 1065 und ein als Einblasventil ausgeführtes erstes Kraftstoffventil 1025 in das Saugrohr eingeblasen.
  • Zudem umfasst das Steuergerät 1100 gemäß der zweiten Ausführungsform wie in 5 dargestellt eine zusätzliche Erfassungseinheit 140, die einen ersten Füllstand einer dritten Kraftstoffmenge im ersten Kraftstofftanks 1070 und einen zweiten Füllstand einer vierten Kraftstoffmenge im zweiten Kraftstofftanks 1075 erfasst, und ein Tankfüllstandsignal T ermittelt. Der Füllstand der dritten Kraftstoffmenge im ersten Kraftstofftanks 1070 wird beispielsweise mittels eines im ersten Kraftstofftank 1070 angeordneten Füllstandssensors ermittelt. Die Ermittlung des Füllstands der vierten Kraftstoffmenge im zweiten Kraftstofftanks erfolgt beispielsweise ebenfalls mittels eines im zweiten Kraftstofftank angebrachten Füllstandssensors. Das Tankfüllstandssignal T nimmt dabei den Wert VOLL an, wenn der vom Füllstandssensor im ersten Kraftstofftank 1070 übermittelte Füllstand der dritten Kraftstoffmenge im ersten Kraftstofftanks 1070 größer als ein erster Schwellwert beispielsweise Null ist und der vom Füllstandssensor im zweiten Kraftstofftank 1075 übermittelte Füllstand der vierten Kraftstoffmenge größer als ein zweiter Schwellwert, beispielsweise Null ist. Andernfalls wird das Tankfüllstandssignal T auf den Wert LEER gesetzt.
  • Alle Schritte der ersten Ausführungsform werden in der zweiten Ausführungsform analog ausgeführt.
  • Im Unterschied zur ersten Ausführungsform wird in der zweiten Ausführungsform in einem ersten zusätzlichen Schritt, der auf den Schritt 7 folgt, der Füllstand des ersten Kraftstofftanks 1070 und des zweiten Kraftstofftanks 1075 ermittelt und das Tankfüllstandssignal T bestimmt. Anschließend wird ein zweiter zusätzlicher Schritt ausgeführt.
  • Im zweiten zusätzlichen Schritt wird geprüft, ob das Tankfüllstandssignal T den Wert LEER hat. Falls „Ja“ wird zum Schritt 1 verzweigt. Andernfalls wird zum Schritt 8 verzweigt.
  • In einer dritten Ausführungsform werden ausgehend von der ersten Ausführungsform zusätzlich die in der zweiten Ausführungsform beschriebenen zusätzlichen Schritte zur Ermittlung und Prüfung des Tankfüllstandssignals T für eine Brennkraftmaschine mit dem ersten Kraftstofftank 1070 analog angewandt. Dazu wird nur der Füllstand des ersten Kraftstofftanks 1070 erfasst und geprüft. Die restlichen Schritte der dritten Ausführungsform entsprechen den Schritten der ersten Ausführungsform.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren kann zudem in einer vierten Ausführungsform auch bei Brennkraftmaschinen ohne Zündvorrichtungen angewandt werden. Dazu nimmt das Diagnosesignal F beispielsweise im Schritt 24 die Werte „kein Defekt“, „erstes Einspritzventil defekt“, „zweites Einspritzventil defekt“ und „erstes Einspritzventil und zweites Einspritzventil defekt“ an. Das Diagnosesignal F nimmt dabei den Wert „erstes Einspritzventil defekt“ an, wenn das erste Fehlersignal SRE_A = 1 ist. Das Diagnosesignal F nimmt den Wert „zweites Einspritzventil defekt“ an, wenn das zweite Fehlersignal BDE_A = 1 ist. Das Diagnosesignal F nimmt den Wert „erstes Einspritzventil und zweites Einspritzventil defekt“ an, wenn das erste Fehlersignal SRE_A = 1 und das zweite Fehlersignal BDE_A = 1 ist. Anderenfalls nimmt das Diagnosesignal F den Wert „kein Defekt“ an. Die übrigen Schritte der vierten Ausführungsform entsprechen dann den Schritten einer der vorherigen Ausführungsformen.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ist dabei nicht auf die Verwendung von komprimiertem Erdgas und/oder Benzin als Kraftstoff beschränkt. Das erfindungsgemäße Verfahren wird analog für Brennkraftmaschinen 1000 mit anderen Kraftstoffen, beispielsweise Diesel oder flüssigem Gas eingesetzt.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ist nicht auf die Bauform der Brennkraftmaschine 1000 mit einem am Saugrohr 1085 angeordneten ersten Kraftstoffventil 1025 und einem zweiten Kraftstoffventil 1020 zur Direkteinspritzung beschränkt. Das erfindungsgemäße Verfahren wird für andere Bauformen, beispielsweise für zwei Saugrohreinspritzventile oder zwei Direkteinspritzventile analog angewandt.

Claims (15)

  1. Verfahren zur Diagnose einer Brennkraftmaschine (1000), bei dem ein erster Kraftstoff mittels eines ersten Kraftstoffventils (1020), und ein zweiter Kraftstoff mittels eines zweiten Kraftstoffventils (1025), zur Verbrennung in der Brennkammer (1001) eingebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass - in einem ersten Schritt eine erste Kraftstoffmenge (Q1) des ersten Kraftstoffs mittels nur des ersten Kraftstoffventils (1020) eingebracht wird, - in einem zweiten Schritt geprüft wird, ob sich aufgrund der Einbringung der ersten Kraftstoffmenge (Q1) im ersten Schritt eine Verbrennungsaussetzung ergibt, - in einem dritten Schritt eine zweite Kraftstoffmenge (Q2) des zweiten Kraftstoffs mittels nur des zweiten Kraftstoffventils (1025) eingebracht wird, - in einem vierten Schritt geprüft wird, ob sich aufgrund der Einbringung der zweiten Kraftstoffmenge (Q2) im dritten Schritt eine Verbrennungsaussetzung ergibt, - in einem fünften Schritt ein Fehler der Brennkraftmaschine (1000) diagnostiziert wird, wenn im zweiten und/oder im vierten Schritt eine Verbrennungsaussetzung erkannt wurde.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Art des Fehlers der Brennkraftmaschine (1000) abhängig davon ermittelt wird, ob im zweiten oder im vierten Schritt oder ob im zweiten und im vierten Schritt eine Verbrennungsaussetzung erkannt wurde.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass - ein Fehler des ersten Kraftstoffventils (1020) erkannt wird, wenn im zweiten Schritt eine Verbrennungsaussetzung erkannt wird und im vierten Schritt keine Verbrennungsaussetzung erkannt wird, - ein Fehler des zweiten Kraftstoffventils (1025) erkannt wird, wenn im zweiten Schritt keine Verbrennungsaussetzung erkannt wird und im vierten Schritt eine Verbrennungsaussetzung erkannt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, bei dem eine gewünschte Verbrennung mittels einer Zündvorrichtung (1040) ausgelöst wird, dadurch gekennzeichnet, dass - ein Fehler der Zündvorrichtung (1040) erkannt wird, wenn im zweiten Schritt eine Verbrennungsaussetzung erkannt wird und im vierten Schritt eine Verbrennungsaussetzung erkannt wird.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennungsaussetzung mittels eines Drehzahlsensorsignals (S), einer Abgastemperatur (TA) und/oder einer Sauerstoffkonzentration im Abgas (λ) erkannt wird.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kraftstoffventil (1020) den ersten Kraftstoff in ein Saugrohr (1085) einbringt, und das zweite Kraftstoffventil (1025) den zweiten Kraftstoff direkt in die Brennkammer (1001) einbringt.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kraftstoffventil (1020) den ersten Kraftstoff direkt in die Brennkammer (1001) einbringt, und das zweite Kraftstoffventil (1025) den zweiten Kraftstoff in ein Saugrohr (1085) einbringt.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für den ersten und den zweiten Kraftstoff der gleiche Kraftstoff gewählt wird.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als der erste Kraftstoff ein flüssiger Kraftstoff gewählt wird, und als der zweite Kraftstoff ein gasförmiger Kraftstoff gewählt wird.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Diagnose der Brennkraftmaschine (1000) nur nach Erkennung einer Verbrennungsaussetzung durchgeführt wird.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet dass geprüft wird, ob die Kraftstoffmenge in mindestens einem das erste und/oder das zweite Kraftstoffventil speisenden Kraftstofftank (1070, 1075) größer als ein vorgegebener Schwellwert ist, und dass die Diagnose nur dann durchgeführt wird.
  12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - die Brennkraftmaschine (1000) abgeschaltet wird, sobald ein Fehler der Zündungsvorrichtung erkannt wird oder - Kraftstoff nur mit dem ersten Kraftstoffventil (1020) eingebracht wird, sobald ein Fehler des zweiten Kraftstoffventils (1025) erkannt wird oder - Kraftstoff nur mit dem zweiten Kraftstoffventil (1025) eingebracht wird, sobald ein Fehler des ersten Kraftstoffventils (1020) erkannt wird.
  13. Vorrichtung zur Diagnose einer Brennkraftmaschine (1000), bei der ein erster Kraftstoff mittels eines ersten Kraftstoffventils (1020) und ein zweiter Kraftstoff mittels eines zweiten Kraftstoffventils (1025) zur Verbrennung in einer Brennkammer (1001) eingebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass - eine Ansteuereinheit (130) eine erste Kraftstoffmenge (Q1) des ersten Kraftstoffs mittels nur des ersten Kraftstoffventils (1020) einbringt und eine zweite Kraftstoffmenge (Q2) des zweiten Kraftstoffs mittels nur des zweiten Kraftstoffventils (1025) einbringt, - eine Aussetzererkennungseinheit (110) prüft, ob sich aufgrund der Einbringung der ersten Kraftstoffmenge (Q1) eine Verbrennungsaussetzung ergibt und prüft, ob sich aufgrund der Einbringung der zweiten Kraftstoffmenge (Q2) eine Verbrennungsaussetzung ergibt, - eine Berechnungseinheit (120) prüft, ob sich aufgrund der Einbringung der ersten Kraftstoffmenge (Q1) und/oder der zweiten Kraftstoffmenge (Q2) eine Verbrennungsaussetzung ergibt und einen Fehler der Brennkraftmaschine (1000) abhängig davon diagnostiziert, ob eine Verbrennungsaussetzung erkannt wurde.
  14. Computerprogramm, das alle Schritte des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 12 durchführt, wenn es auf einem Rechengerät abläuft.
  15. Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert ist, zur Durchführung des Verfahrens, nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wenn das Programm auf einem Computer oder Steuergerät ausgeführt wird.
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