DE102008041406B4 - Verfahren und Vorrichtung zur Diagnose einer Brennkraftmaschine, Computerprogramm und Computerprogrammprodukt - Google Patents
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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 derDE 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 dieUS 2005/ 0 098 154 A1 - 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 Bezugszeichen1000 bezeichnet. Die Brennkraftmaschine1000 umfasst eine Brennkammer1001 , der Frischluft über eine Drosselklappe1050 durch ein Saugrohr1085 zugeführt wird. Zusätzlich gelangt ein erster KraftstoffQ1 , beispielsweise Benzin aus einem ersten Kraftstofftank1070 über eine Kraftstoffpumpe1065 zu einem ersten Kraftstoffventil1025 , von dem der erste KraftstoffQ1 in das Saugrohr1085 eingebracht wird. In einem Arbeitsspiel eines Zylinders1110 , das beispielsweise bei einem Viertakt-Ottomotor die Takte Ansaugen, Verdichten, Arbeiten bzw. Verbrennen und Ausschieben umfasst, wird der eingebrachte erste KraftstoffQ1 zusammen mit der Frischluft im Ansaugtakt in die Brennkammer1001 gesaugt. Zusätzlich wird ein zweiter KraftstoffQ2 , beispielsweise Benzin, aus dem ersten Kraftstofftank1070 über eine Hochdruckpumpe1060 zu einem zweiten Kraftstoffventil1020 gepumpt und beispielsweise am Ende des Verdichtungstakts oder zu Beginn des Arbeitstakts in die Brennkammer1001 eingebracht. Zwischen Saugrohr1085 und Brennkammer1001 ist ein Einlassventil1030 angeordnet. Zudem ist zwischen der Brennkammer1001 und einem Abgasrohr1045 ein Auslassventil1035 angeordnet. Das Einlassventil1030 und das Auslassventil1035 werden beispielsweise durch eine in1 nicht dargestellte Nockenwelle in bekannte Weise beispielsweise so gesteuert, dass das Einlassventil1030 beispielsweise im Ansaugtakt des Arbeitsspiels geöffnet und während des Arbeitstakts geschlossen ist. Das Auslassventil1035 wird beispielsweise so gesteuert, dass es während des Arbeitstakts ebenfalls geschlossen und während des Ausschiebetakts geöffnet ist. Alternativ zur Nockenwelle kann die Steuerung des Einlassventils1030 und des Auslassventils1035 auch durch andere Verstellmechanismen, beispielsweise einen variablen Ventiltrieb erfolgen. - Durch eine in der Brennkraftmaschine
1000 angeordnete Zündkerze1040 wird ein durch das Einbringen des ersten KraftstoffsQ1 und des zweiten KraftstoffsQ2 entstandene Kraftstoff-Luft-Gemisch in der Brennkammer1001 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 Zylinder1010 angeordneter Kolben1005 bewegt. Über ein Pleuel1010 , welches den Kolben1005 mit einer Kurbelwelle1015 verbindet, wird die Kurbelwelle1015 in eine Drehbewegung versetzt. Die Drehbewegung der Kurbelwelle1015 wird durch einen induktiven Drehzahlgeber mit Inkrementenrad1017 erfasst und an ein Steuergerät1100 , beispielsweise in Form von Impulsen S, übermittelt. Ein durch die Verbrennung entstehendes Abgas wird durch das Abgasrohr1045 im Ausschiebetakt aus der Brennkammer ausgeschoben. Dabei wird das Abgas an einem im Abgasrohr1045 angeordneten Abgastemperatursensor1055 und an einem ebenfalls im Abgasrohr angeordneten Lambda-Sensor1080 vorbeigeführt. Der Abgastemperatursensor1055 ermittelt die Temperatur des Abgases und überträgt sie beispielsweise als AbgastemperaturTA an das Steuergerät1100 . Der Lambda-Sensor1080 ermittelt eine Sauerstoffkonzentration im Abgas und übermittelt die Sauerstoffkonzentration im Abgasλ an das Steuergerät1100 . - Zusätzlich ist in der Brennkraftmaschine ein Phasensensor
1115 angeordnet, der die Winkelposition der Nockenwelle erfasst und an das Steuergerät1100 übermittelt. - Zusätzlich empfängt das Steuergerät
1100 eine FahrpedalpositionP beispielsweise von einem Fahrpedalpositionssensor1090 , der bei Verwendung der Brennkraftmaschine1000 in einem Kraftfahrzeug die Position eines Fahrpedals ermittelt. - Das Steuergerät
1100 steuert die Zündkerze1040 beispielsweise mit einem SpannungssignalUZ an. Durch das SpannungssignalUZ wird dabei in bekannte Weise die Zündung ausgelöst. - Zusätzlich steuert das Steuergerät
1100 das erste Kraftstoffventil1025 mit einem SpannungssignalU1 als auch das zweite Kraftstoffventil1020 mit einem SpannungssignalU2 an. Die Drosselklappe1050 wird beispielsweise mit einem Sollwertsignal αS angesteuert, welches einen Sollöffnungswinkel der Drosselklappe1050 vorgibt. - Das Steuergerät
1100 ist in2 dargestellt und umfasst eine Aussetzerkennungseinheit110 , die einen Verbrennungsaussetzung anhand der ImpulseS vom induktiven Drehzahlgeber1017 , der AbgastemperaturTA vom Abgastemperatursensor1055 und/oder der Sauerstoffkonzentration im Abgasλ vom Lambda-Sensor1080 ermittelt. Ein Verfahren zur Erkennung der Verbrennungsaussetzung ist beispielsweise in derDE 199 22 519 A1 angegeben und hier nicht näher beschrieben. Die Aussetzererkennungseinheit110 ermittelt ein Aussetzersignal A und übermittelt dies an eine Berechnungseinheit120 , die in dem Steuergerät1100 vorgesehen ist. Das AussetzersignalA nimmt den Wert WAHR an, wenn die Aussetzererkennungseinheit110 eine Verbrennungsaussetzung erkannt hat. Anderenfalls hat das AussetzersignalA den Wert FALSCH. - Zusätzlich ermittelt die Aussetzererkennungseinheit
110 eine Drehzahl n der Brennkraftmaschine1000 . Die Drehzahl n der Brennkraftmaschine1000 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 Ansteuereinheit130 . Der Splittingfaktor Spl nimmt dabei entweder den Wert 0% oder 100% an. Die Berechnung des ersten Splittingfaktors Spl erfolgt in Abhängigkeit vom AussetzersignalA . Zudem ermittelt die Berechnungseinheit120 eine Diagnose der Brennkraftmaschine1000 abhängig davon, ob bei der Verbrennung der ersten KraftstoffmengeQ1 und/oder bei der Verbrennung der zweiten KraftstoffmengeQ2 eine Verbrennungsaussetzung erkannt wird. Die Berechnungseinheit120 diagnostiziert dabei einen Fehler der Brennkraftmaschine1000 abhängig davon, ob eine Verbrennungsaussetzung erkannt wurde. - Eine im Steuergerät
1100 angeordnete Vorgabeeinheit150 ermittelt eine SollkraftstoffmengeQ abhängig von beispielsweise einem Fahrerwunsch der von dem Fahrpedalpositionssensor1090 mittels des FahrpedalpositionssignalsP an die Vorgabeeinheit150 übermittelt wird. In bekannter Weise wird dazu beispielsweise aus einem ersten Kennfeld diejenige SollkraftstoffmengeQ ermittelt, die zur Umsetzung des Fahrerwunsches erforderlich ist. Beispielsweise wird mittels des ersten Kennfelds jedem Wert des FahrpedalpositionssignalsP für jede Drehzahln der Brennkraftmaschine1000 eine bestimmte SollkraftstoffmengeQ zugeordnet. Das erste Kennfeld wird beispielsweise in einem Applikationsschritt ermittelt und in einem Speicher, beispielsweise im Steuergerät1100 , abgespeichert. Zusätzlich ermittelt die Vorgabeeinheit150 einen zweiten SplittingfaktorSRE , der Werte von 0 bis 100% annehmen kann und angibt, wie viel Prozent von der SollkraftstoffmengeQ durch Einblasen des zweiten Kraftstoffs mittels des Einblasventils1025 umgesetzt werden soll. Der zweite SplittingfaktorSRE wird dabei beispielsweise abhängig vom Betriebspunkt der Brennkraftmaschine, insbesondere abhängig von der Drehzahl n der Brennkraftmaschine und der FahrpedalpositionP , ermittelt. Beispielsweise wird der zweite SplittingfaktorSRE mittels eines zweiten Kennfelds bestimmt, welches jeder Drehzahl n der Brennkraftmaschine und jeder FahrpedalpositionP einen Wert des zweiten SplittingfaktorsSRE zwischen 0% und 100% zuordnet. Beispielsweise wird der zweite Splittingfaktor SRE für zunehmende Drehzahl n und zunehmende FahrpedalpositionP zunehmend größer gewählt. - Die Ansteuereinheit
130 ermittelt aus der SollkraftstoffmengeQ und dem zweiten SplittingfaktorSRE zunächst eine erste einzuspritzende KraftstoffmengeQ1 und eine zweite einzuspritzende KraftstoffmengeQ2 . Beispielsweise werden die erste einzuspritzende KraftstoffmengeQ1 und die zweite einzuspritzende KraftstoffmengeQ2 wie folgt berechnet: - Aus der ersten einzuspritzenden Kraftstoffmenge
Q1 wird das erste elektrische AnsteuersignalU1 , beispielsweise mittels einer ersten Ventilkennlinie ermittelt, die einen Zusammenhang zwischen der ersten einzuspritzenden KraftstoffmengeQ1 und einer ersten ÖffnungsdauerT1 des ersten Kraftstoffventils1025 darstellt. Die erste Ventilkennlinie ist dabei vom Hersteller des ersten Kraftstoffventils1025 vorgegeben und im Speicher des Steuergeräts1100 abgespeichert. Das zweite elektrische AnsteuersignalU2 wird beispielsweise mittels einer zweiten Ventilkennlinie bestimmt, welche der zweiten einzuspritzenden KraftstoffmengeQ2 eine zweite ÖffnungsdauerT2 des zweiten Kraftstoffventils1020 zuordnet. Die zweite Ventilkennlinie wird dabei beispielsweise vom Hersteller des zweiten Kraftstoffventils1020 vorgegeben und ebenfalls im Speicher des Steuergeräts1100 abgespeichert. - Die Ansteuereinheit
130 schaltet zur Berechnung des ersten elektrischen AnsteuersignalsU1 und des zweiten elektrischen AnsteuersignalsU2 zwischen dem zweiten SplittingfaktorSRE und dem ersten Splittingfaktor Spl um. Die Umschaltzeitpunkte werden von der Ansteuereinheit130 gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren gewählt. Beispielsweise werden die erste einzuspritzende KraftstoffmengeQ1 und die zweite einzuspritzende KraftstoffmengeQ2 abhängig vom ersten Splittingfaktor Spl wie folgt berechnet: - 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 SollkraftstoffmengeQ in bekannter Weise, beispielsweise abhängig von der FahrpedalpositionP , vorgegeben. Anschließend wird ein Schritt2 ausgeführt. - Beim Schritt
2 wird der zweite SplittingfaktorSRE bestimmt. Beispielsweise wird der zweite SplittingfaktorSRE mittels des zweiten Kennfelds bestimmt, welches jeder Drehzahln der Brennkraftmaschine und jeder FahrpedalpositionP einen Wert des zweiten SplittingfaktorsSRE zwischen 0% und 100% zuordnet. Anschließend wird ein Schritt3 ausgeführt. -
- Anschließend wird ein Schritt
4 ausgeführt. - Beim Schritt
4 werden die erste ÖffnungsdauerT1 des ersten Kraftstoffventils1025 aus der ersten einzuspritzenden KraftstoffmengeQ1 mittels der ersten Ventilkennlinie ermittelt. Zudem wird die zweite ÖffnungsdauerT2 des zweiten Kraftstoffventils1020 aus der zweiten einzuspritzenden KraftstoffmengeQ2 mittels der zweiten Ventilkennlinie ermittelt. Anschließend wird ein Schritt5 ausgeführt. - Beim Schritt
5 werden das erste Kraftstoffventil1025 und das zweite Kraftstoffventil1020 gemäß der ersten ÖffnungsdauerT1 und der zweiten ÖffnungsdauerT2 angesteuert. Beispielsweise werden das erste Kraftstoffventil1025 und das zweite Kraftstoffventil1020 dazu mit dem ersten elektrische AnsteuersignalU1 und dem zweiten elektrischen AnsteuersignalU2 angesteuert. Das erste elektrische AnsteuersignalU1 und das zweite elektrische AnsteuersignalU2 sind beispielsweise Spannungssignale von 15V. Anschließend wird ein Schritt6 ausgeführt. - Beim Schritt
6 wird die Verbrennungsaussetzerkennung gestartet. Dazu werden in bekannter Weise die SegmentzeitenS , die AbgastemperaturTA und/oder die Sauerstoffkonzentration im Abgasλ ausgewertet. Falls ein Verbrennungsübersetzer erkannt wurde, wird dabei das AussetzersignalA auf den Wert WAHR gesetzt. Andernfalls wird das AussetzersignalA auf den Wert FALSCH gesetzt. Anschließend wird ein Schritt7 ausgeführt. - Beim Schritt
7 wird geprüft, ob das Aussetzersignal den Wert WAHR oder den Wert FALSCH hat. Falls das AussetzersignalA den Wert WAHR hat, wird zu einem Schritt8 verzweigt. Andernfalls wird zum Schritt1 verzweigt. - Alternativ zu den Schritten
6 und7 kann die Verzweigung zum Schritt8 oder Schritt1 auch abhängig von anderen Betriebskenngrößen der Brennkraftmaschine1000 erfolgen. Beispielsweise kann während des Betriebs der Brennkraftmaschine1000 abhängig von einem vorgegebenen Zeitabstand oder einer vorgegebenen Anzahl von Umdrehungen der Brennkraftmaschine1000 zum Schritt8 verzweigt werden. - Beim Schritt
8 wird der erste SplittingfaktorSpl auf den Wert 100% gesetzt. Anschließend wird ein Schritt9 ausgeführt. - Beim Schritt
9 werden die erste einzuspritzende KraftstoffmengeQ1 und die zweite einzuspritzende KraftstoffmengeQ2 abhängig vom ersten Splittingfaktor Spl ermittelt. Beispielsweise wird die erste einzuspritzende KraftstoffmengeQ1 und die zweite einzuspritzende KraftstoffmengeQ2 wie folgt ermittelt: - Anschließend wird ein Schritt
10 ausgeführt. - Beim Schritt
10 werden die erste ÖffnungsdauerT1 des ersten Kraftstoffventils1025 aus der ersten einzuspritzenden KraftstoffmengeQ1 mittels der ersten Ventilkennlinie ermittelt. Zudem wird die zweite ÖffnungsdauerT2 des zweiten Kraftstoffventils1020 aus der zweiten einzuspritzenden KraftstoffmengeQ2 mittels der zweiten Ventilkennlinie ermittelt. Anschließend wird ein Schritt11 ausgeführt. - Beim Schritt
11 werden das erste Kraftstoffventil1025 und das zweite Kraftstoffventil1020 gemäß der ersten ÖffnungsdauerT1 und der zweiten ÖffnungsdauerT2 angesteuert. Beispielsweise werden das erste Kraftstoffventil1025 und das zweite Kraftstoffventil1020 dazu mit dem ersten elektrische AnsteuersignalU1 und dem zweite elektrische AnsteuersignalU2 angesteuert. Das erste elektrische AnsteuersignalU1 und das zweite elektrische AnsteuersignalU2 sind beispielsweise Spannungssignale von 15V. Anschließend wird ein Schritt12 ausgeführt. - Beim Schritt
12 wird das AussetzersignalA ermittelt. Das AussetzersignalA wird auf den Wert WAHR gesetzt, falls ein Verbrennungsaussetzer erkannt wurde. Andernfalls wird das AussetzersignalA auf den Wert FALSCH gesetzt. Anschließend wird ein Schritt13 ausgeführt. - Beim Schritt
13 wird geprüft, ob das AussetzersignalA den Wert WAHR oder den Wert FALSCH hat. Falls das AussetzersignalA den Wert WAHR hat, wird zu einem Schritt15 verzweigt. Andernfalls zu einem Schritt14 . - Beim Schritt
14 wird das erste FehlersignalSRE_A auf den Wert0 gesetzt. Anschließend wird ein Schritt16 ausgeführt. - Beim Schritt
15 wird eine erste FehlervariableSRE_A auf den Wert1 gesetzt. Anschließend wird der Schritt16 ausgeführt. - Beim Schritt
16 wird der erste Splittingfaktor Spl auf den Wert 0% gesetzt. Anschließend wird ein Schritt17 ausgeführt. -
- Anschließend wird ein Schritt
18 ausgeführt. - Beim Schritt
18 werden die erste ÖffnungsdauerT1 des ersten Kraftstoffventils1025 aus der ersten einzuspritzenden KraftstoffmengeQ1 mittels der ersten Ventilkennlinie ermittelt. Zudem wird die zweite ÖffnungsdauerT2 des zweiten Kraftstoffventils1020 aus der zweiten einzuspritzenden KraftstoffmengeQ2 mittels der zweiten Ventilkennlinie ermittelt. Anschließend wird ein Schritt19 ausgeführt. - Beim Schritt
19 werden das erste Kraftstoffventil1025 und das zweite Kraftstoffventil1020 gemäß der ersten ÖffnungsdauerT1 und der zweiten ÖffnungsdauerT2 angesteuert. Beispielsweise werden das erste Kraftstoffventil1025 und das zweite Kraftstoffventil1020 dazu mit dem ersten elektrischen AnsteuersignalU1 und dem zweiten elektrischen AnsteuersignalU2 angesteuert. Das erste elektrische AnsteuersignalU1 und das zweite elektrische AnsteuersignalU2 sind beispielsweise Spannungssignale von 15V. Anschließend wird ein Schritt20 ausgeführt. - Beim Schritt
20 wird das AussetzersignalA ermittelt. Das AussetzersignalA wird auf den Wert WAHR gesetzt, falls ein Verbrennungsaussetzer erkannt wird. Andernfalls wird das AussetzersignalA auf den Wert FALSCH gesetzt. Anschließend wird ein Schritt21 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 Schritt22 verzweigt, andernfalls zu einem Schritt23 . - Beim Schritt
22 wird ein zweites FehlersignalBDE_A auf den Wert1 gesetzt. Anschließend wird ein Schritt24 ausgeführt. - Beim Schritt
23 wird das zweite FehlersignalBDE_A auf den Wert0 gesetzt. Anschließend wird der Schritt24 ausgeführt. - Beim Schritt
24 wird ein Diagnosesignal F abhängig von den Werten des ersten FehlersignalsSRE_A und des zweiten FehlersignalsBDE_A ermittelt. Das DiagnosesignalF kann beispielsweise den Wert „kein Defekt“, „erstes Ventil1020 defekt“, „zweites Ventil1025 defekt“ oder den Wert „Zündung defekt“ annehmen. Das DiagnosesignalF nimmt dabei den Wert „erstes Ventil1020 defekt“ an, wenn das erste Fehlersignal SRE_A = 1 ist. Das DiagnosesignalF nimmt dabei den Wert „zweites Ventil1025 defekt“ an, wenn das zweite FehlersignalBDE_A = 1 ist. Das DiagnosesignalF nimmt den Wert „Zündung defekt“ an, wenn das erste Fehlersignal SRE_A = 1 und das zweite Fehlersignal BDE_A = 1 ist. Anderenfalls nimmt das DiagnosesignalF den Wert „kein Defekt“ an. Anschließend wird ein Schritt25 ausgeführt. - Beim Schritt
25 werden das erste FehlersignalSRE_A und das zweite FehlersignalBDE_A auf Null gesetzt. Anschließend wird ein Schritt26 ausgeführt. - Beim Schritt
26 wird der Wert des DiagnosesignalsF in einem Speicher im Steuergerät1100 abgespeichert und über eine Schnittstelle, beispielsweise eine CAN-Schnittstelle an eine Anzeigeneinheit zur Ansteuerung einer Warnlampe MIL ausgegeben. Anschließend wird zum Schritt1 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 Zylinder1110 . Falls die Brennkraftmaschine1000 mehrere Zylinder1110 umfasst, wird das erfindungsgemäße Verfahren für jeden Zylinder1110 analog angewandt. In diesem Falle wird das DiagnosesignalF beispielsweise so erweitert, dass es zusätzlich eine Information darüber enthält, welcher der Zylinder1110 der Brennkraftmaschine1000 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 Druckregelmodul1065 und ein als Einblasventil ausgeführtes erstes Kraftstoffventil1025 in das Saugrohr eingeblasen. - Zudem umfasst das Steuergerät
1100 gemäß der zweiten Ausführungsform wie in5 dargestellt eine zusätzliche Erfassungseinheit140 , die einen ersten Füllstand einer dritten Kraftstoffmenge im ersten Kraftstofftanks1070 und einen zweiten Füllstand einer vierten Kraftstoffmenge im zweiten Kraftstofftanks1075 erfasst, und ein TankfüllstandsignalT ermittelt. Der Füllstand der dritten Kraftstoffmenge im ersten Kraftstofftanks1070 wird beispielsweise mittels eines im ersten Kraftstofftank1070 angeordneten Füllstandssensors ermittelt. Die Ermittlung des Füllstands der vierten Kraftstoffmenge im zweiten Kraftstofftanks erfolgt beispielsweise ebenfalls mittels eines im zweiten Kraftstofftank angebrachten Füllstandssensors. Das TankfüllstandssignalT nimmt dabei den Wert VOLL an, wenn der vom Füllstandssensor im ersten Kraftstofftank1070 übermittelte Füllstand der dritten Kraftstoffmenge im ersten Kraftstofftanks1070 größer als ein erster Schwellwert beispielsweise Null ist und der vom Füllstandssensor im zweiten Kraftstofftank1075 übermittelte Füllstand der vierten Kraftstoffmenge größer als ein zweiter Schwellwert, beispielsweise Null ist. Andernfalls wird das TankfüllstandssignalT 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 Kraftstofftanks1070 und des zweiten Kraftstofftanks1075 ermittelt und das TankfüllstandssignalT 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 Schritt1 verzweigt. Andernfalls wird zum Schritt8 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 Kraftstofftank1070 analog angewandt. Dazu wird nur der Füllstand des ersten Kraftstofftanks1070 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 Schritt24 die Werte „kein Defekt“, „erstes Einspritzventil defekt“, „zweites Einspritzventil defekt“ und „erstes Einspritzventil und zweites Einspritzventil defekt“ an. Das DiagnosesignalF 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 FehlersignalBDE_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 Saugrohr1085 angeordneten ersten Kraftstoffventil1025 und einem zweiten Kraftstoffventil1020 zur Direkteinspritzung beschränkt. Das erfindungsgemäße Verfahren wird für andere Bauformen, beispielsweise für zwei Saugrohreinspritzventile oder zwei Direkteinspritzventile analog angewandt.
Claims (15)
- 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.
- 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. - 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. - Verfahren nach
Anspruch 2 oder3 , 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. - 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.
- 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.
- 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.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für den ersten und den zweiten Kraftstoff der gleiche Kraftstoff gewählt wird.
- 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.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Diagnose der Brennkraftmaschine (1000) nur nach Erkennung einer Verbrennungsaussetzung durchgeführt wird.
- Verfahren nach einem der
Ansprüche 1 bis8 , 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. - 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.
- 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.
- Computerprogramm, das alle Schritte des Verfahrens nach einem der
Ansprüche 1 bis12 durchführt, wenn es auf einem Rechengerät abläuft. - Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert ist, zur Durchführung des Verfahrens, nach einem der
Ansprüche 1 bis12 , wenn das Programm auf einem Computer oder Steuergerät ausgeführt wird.
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