DE10054199A1

DE10054199A1 - Verfahren zum Überprüfen der Funktionsfähigkeit eines Luftmassenmessers

Info

Publication number: DE10054199A1
Application number: DE10054199A
Authority: DE
Inventors: Christian Birkner; Michael Kaesbauer; Michael Nienhoff
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2000-11-02
Filing date: 2000-11-02
Publication date: 2002-05-16

Abstract

Es wird ein Verfahren beschrieben, bei dem die Funktionsweise des Luftmassenmessers überprüft wird. Dabei wird vom Luftmassenmesser ein Signal erfasst, während eine Abgasrückführung abgeschaltet ist, und das erfasste Signal mit einem Vergleichswert verglichen. Der Vergleichswert ist entweder experimentell ermittelt oder nach einem physikalischen Modell berechnet. Bei Abweichung des Signals um mehr als einen vorgegebenen Wert von dem Vergleichswert wird eine Fehlfunktion des Luftmassenmessers erkannt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Luftmassenmesser werden beispielsweise bei Kraftfahrzeugen im Ansaugbereich der Brennkraftmaschine eingesetzt, um die der Brennkraftmaschine zugeführte Luftmasse zu messen und in Ab hängigkeit von der gemessenen Luftmasse beispielsweise die Ventilstellung für die Abgasrückführrate oder die einzusprit zende Kraftstoffmenge festzulegen.

Für die Einhaltung moderner Abgasgrenzwerte ist es erforder lich, dass der Luftmassenmesser sicher und präzise arbeitet.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Ü berprüfen eines Luftmassenmessers bereitzustellen.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale des An spruchs 1 gelöst. Vorzugsweise wird der vom Luftmassenmesser gemessene Wert mit einem Vergleichswert verglichen und in Ab hängigkeit von dem Vergleich eine Fehlfunktion des Luftmas senmessers erkannt, wenn der gemessene Wert mehr als einen vorgegebenen Differenzwert von dem Vergleichswert abweicht. Bei dem Messvorgang wird die Abgasrückführung abgeschaltet. Durch die Abschaltung der Abgasrückführung wird erreicht, dass vom Luftmassenmesser der gesamte dem Motor zugeführte Luftmassenstrom erfasst wird.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Vorzugsweise wird der Vergleichswert experimentell ermittelt und in einem Kennfeld abhängig von Drehzahl und Last der Brennkraftmaschine abgelegt.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird der Ver gleichswert nach einem physikalischen Modell in Abhängigkeit von einigen Betriebsgrößen, z. B. Temperaturen, Hubvolumen und Saugrohrdruck, berechnet.

Dabei wird eine Abgasrückführung vor dem Messen des Wertes abgeschaltet.

Vorzugsweise wird nach dem Abschalten der Abgasrückführung eine Wartezeit abgewartet, bevor der Messwert erfasst wird. Die Wartezeit bietet den Vorteil, dass das Ventil der Abgas rückführung sicher geschlossen ist und sich im Ansaugkanal eine gleichmäßige Ansaugströmung ausgebildet hat. Somit ist der vom Luftmassenmesser erfasste Wert nicht von störenden Randbedingungen beeinflusst.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren näher er läutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Brennkraftmaschine mit Abgasrückführung und ei nem Luftmassenmesser und

Fig. 2 ein Messdiagramm des Luftmassenmessers.

Fig. 1 zeigt eine Brennkraftmaschine 5 mit einer Ansauglei tung 1, in der ein Luftmassenmesser 2 angeordnet ist. Zwi schen dem Luftmassenmesser 2 und der Brennkraftmaschine 5 ist vorzugsweise eine Drosselklappe 3 in der Ansaugleitung 1 ein gebracht. Die Brennkraftmaschine 5 weist zudem eine Abgaslei tung 7 auf, über die Abgase abgegeben werden. Die Abgaslei tung 7 ist an eine Bypass-Leitung 8 angeschlossen, die zur Ansaugleitung 1 geführt ist und zwischen der Drosselklappe 3 und der Brennkraftmaschine 5 in die Ansaugleitung 1 mündet. In der Bypass-Leitung 8 ist ein Ventil 4 angeordnet, das über eine vierte Steuerleitung 17 mit einem Steuergerät 9 in Ver bindung steht. Der Brennkraftmaschine 5 sind Sensoren 12 und ein Einspritzsystem 6 zugeordnet. Das Einspritzsystem 6 ver sorgt die Brennkraftmaschine 5 mit Kraftstoff, wobei das Ein spritzsystem 6 über eine erste Steuerleitung 14 mit dem Steu ergerät 9 in Verbindung steht und vom Steuergerät 9 gesteuert wird. Die Sensoren 12 erfassen Betriebsparameter der Brenn kraftmaschine, wie z. B. die Drehzahl oder die Last und geben diese über eine Sensorleitung 13 an das Steuergerät 9 weiter. Das Steuergerät 9 steht über eine Datenleitung 11 mit einem Speicher 10 in Verbindung. Im Speicher 10 sind Programme zur Steuerung des Einspritzsystems 6 und Programme zur Diagnose des Luftmassenmessers 2 abgelegt. Das Steuergerät 9 steht zu dem mit einer zweiten Sensorleitung 15 mit dem Luftmassenmes ser 2, mit einer zweiten Steuerleitung 16 mit der Drossel klappe 3 und mit einer dritten Steuerleitung 17 mit dem Ven til 4 in Verbindung.

Das Steuergerät 9 erfasst über die zweite Sensorleitung 15 die Luftmasse, die über die Ansaugleitung 1 angesaugt und vom Luftmassenmesser 2 gemessen wird. Das Steuergerät kann dann z. B. bei einem Benzinmotor in Abhängigkeit von der erfassten Luftmasse die Kraftstoffmenge berechnen, die über das Ein spritzsystem 6 den einzelnen Zylindern der Brennkraftmaschine 5 zuzuführen ist. Entsprechend den berechneten Einspritzmen gen steuert das Steuergerät 9 das Einspritzsystem 6 an. Zu sätzlich berücksichtigt das Steuergerät 9 bei der Berechnung der Einspritzmenge die Drehzahl und/oder die Last der Brenn kraftmaschine 5. Bei einem Dieselmotor bestimmt und regelt das Steuergerät in Abhängigkeit von der gemessenen Luftmasse die Abgasrückführung.

Der Luftmassenmesser 2 wird auf eine korrekte Funktionsweise hin überprüft, wenn das Steuergerät 9 das Ventil 4 schließt, so dass kein Abgas aus der Abgasleitung 7 zur Ansaugleitung 1 zurückgeführt wird. Ist eine Drosselklappe 3 in der An saugleitung 1 vorgesehen, so wird diese vom Steuergerät 9 vollständig geöffnet, so dass sich eine ungehinderte Strömung zwischen dem Luftmassenmesser und der Brennkraftmaschine 5 in der Ansaugleitung 1 ausbilden kann. Anschließend erfasst der Luftmassenmesser 2 ein Signal, das von der angesaugten Luft masse abhängt und gibt das Signal über die zweite Sensorlei tung 15 an das Steuergerät 9 weiter.

In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung wird vom Steuergerät 9 zur Überprüfung des Luftmassenmessers 2 das Ventil 4 geschlossen und nicht ein Betriebszustand abgewar tet, bei dem das Ventil 4 sowieso geschlossen ist.

Das Steuergerät 9 vergleicht den Wert des erfassten Signals mit einem Vergleichswert.

Der Vergleichswert ist in einer Ausführungsform nach einem physikalischen Modell in Abhängigkeit von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine berechnet. Beispielsweise wird die Luftmasse M für einen Zylinder der Brennkraftmaschine nach folgender Formel berechnet:

wobei
mit M [kg/h] der Luftmassenstrom,
mit P [Pa] der Saugrohrdruck,
mit H [m³] das Hubvolumen eines Zylinders,
mit G der Liefergradfaktor,
mit TK [K°] die Gastemperatur am Zylindereinlass,
mit t die Segmentzeit für einen Ansaugtakt und
mit R (287 J/hb K) die Gaskonstante bezeichnet ist.

In einer weiteren Ausführungsform ist der Vergleichswert zu vor experimentell in Abhängigkeiten von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine, wie z. B. der Last und der Drehzahl, erfasst worden und in einem Kennfeld im Speicher 10 abgelegt. Das Steuergerät 9 holt sich entsprechend der derzeitigen Drehzahl und Last der Brennkraftmaschine den entsprechenden Vergleichswert aus dem Speicher 10 und vergleicht diesen mit dem erfassten Wert der Luftmasse.

Ergibt der Vergleich, dass der erfasste Wert mehr als einen vorgegebenen Wert von dem Vergleichswert abweicht, so wird eine Fehlfunktion des Luftmassenmessers 2 erkannt und vor zugsweise ein Fehlerbit im Speicher 10 abgelegt oder auf ei ner Anzeige im Cockpit des Kraftfahrzeuges angezeigt.

Fig. 2 zeigt eine Kennlinie eines Messsignals M eines Luft massenmessers 2, die über die Zeit t aufgetragen ist. Über der Kennlinie des Luftmassenmessers ist die Schaltposition des Ventils 4 aufgetragen. Das Ventil 4 wird zum Zeitpunkt t0 geschlossen. Nach einer Wartezeit Δt wird zum Zeitpunkt t1 das Signal des Luftmassenmessers 2 über einen vorgegebenen Zeitraum erfasst und vorzugsweise der zeitliche Mittelwert des Signals mit einem Vergleichswert V verglichen. Als Schranke für den Vergleich ist ein oberer Vergleichswert VO und ein unterer Vergleichswert VU festgelegt. Der obere und der untere Vergleichswert sind jeweils einem vorgegebenen Wert vom Vergleichswert beabstandet. Überschreitet das Signal des Luftmassenmessers 2 den oberen oder unteren Vergleichs wert VO, VU, so wird vom Steuergerät 9 eine Fehlfunktion des Luftmassenmessers 2 erkannt.

Die Vergleichswerte wurden, wie oben ausgeführt, entweder ex perimentell ermittelt und in einem Kennfeld vorzugsweise in Abhängigkeit von der Last und der Drehzahl der Brennkraftma schine im Speicher 10 abgelegt oder werden nach einem physi kalischen Modell in Abhängigkeit von vorgegebenen Betriebspa rametern der Brennkraftmaschine berechnet.

Claims

1. Verfahren zum Überprüfen eines Luftmassenmessers (2) einer Brennkraftmaschine (5) mit einer Abgasrückführung, bei der der Brennkraftmaschine Abgas zugeführt wird, wobei der Luft massenmesser (2) ein Signal für die der Brennkraftmaschine (5) über eine Ansaugleitung (1) zugeführte Luftmasse erfasst, dadurch gekennzeichnet,
dass die Abgasrückführung während der Erfassung des Signals abge schaltet ist,
dass das erfasste Signal mit einem Vergleichs wert verglichen wird und
eine Fehlfunktion des Luftmassenmes sers (2) erkannt wird, wenn das erfasste Signal um mehr als einen vorgegebenen Wert von dem Vergleichswert abweicht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Vergleichswert experi mentell ermittelt wurde und in einem Kennfeld (10) in Abhän gigkeit von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine (5) ab gelegt ist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Vergleichswert nach ei nem physikalischen Modell in Abhängigkeit von Betriebsparame tern der Brennkraftmaschine (5) berechnet wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Abschalten der Ab gasrückführung eine vorgegebene Wartezeit abgewartet wird, bevor der Luftmassenmesser überprüft wird.