DE10116043A1 - Diagnosesystem und Diagnoseverfahren für ein Kühlsystem eines Fahrzeugs - Google Patents
Diagnosesystem und Diagnoseverfahren für ein Kühlsystem eines FahrzeugsInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Diagnosesystem für ein Kühlsystem einer Brennkraftmaschine, das zumindest eine Messvorrichtung (7) für die durchgesetzte Luftmasse, eine Messvorrichtung (4) für die Geschwindigkeit des Fahrzeugs und eine Messvorrichtung (6) für die Motortemperatur aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das System mindestens eine Verarbeitungseinheit (3) aufweist, die für die Verarbeitung der von den Messvorrichtungen für die durchgesetzte Luftmasse (7) und die Fahrzeuggeschwindigkeit (4) über einen gewissen Zeitraum erhaltenen Messergebnisse sowie eines Momentanwertes der Motortemperatur ausgelegt ist. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Diagnoseverfahren für ein Kühlsystem eines Fahrzeugs, wobei das Verfahren zumindest die folgenden Schritte umfasst: Messung der durchgesetzten Luftmasse in dem Motor (1); Messung der Fahrzeuggeschwindigkeit; Messung der Motortemperatur; Berechnung der durchschnittlich durchgesetzten Luftmasse; Berechnung der durchschnittlichen Fahrzeuggeschwindigkeit; Vergleich der Motortemperatur und der Berechnungsergebnisse mit Referenzwerten.
Description
Die Erfindung betrifft ein Diagnosesystem und ein Diagnoseverfahren für das
Kühlsystem eines Fahrzeugs.
In Fahrzeugen herrschen in der Verbrennungskammer des Motors hohe
Temperaturen, die bis zu 2500°C betragen können. Daher ist die Kühlung
des Bereiches um die Zylinder notwendig. Auch der Bereich um die
Abgasventile ist kritisch. Diese beiden Bereiche werden daher durch
Kühlmittel, das eine in dem Motorblock gebildete Struktur füllt, gekühlt.
Dadurch kann ein Überhitzen des Motors verhindert werden.
Die wesentliche Aufgabe des Kühlsystems eines Fahrzeugs besteht darin,
die in dem Motor erzeugte thermische Energie abzuführen, um ein
Überhitzen zu vermeiden. Das Kühlsystem erfüllt aber darüber hinaus auch
noch andere Aufgaben in dem Fahrzeug. Der Motor läuft am besten bei
relativ hohen Temperaturen. Wenn der Motor kalt ist, werden die
Bestandteile des Motors schnell abgenutzt, der Motor ist weniger effizient
und stößt darüber hinaus mehr Schadstoffe aus. Eine weitere wichtige
Aufgabe des Kühlsystems ist es daher, für eine schnelle Aufwärmung des
Motors zu sorgen und diesen dann auf einer gewissen Temperatur zu halten.
Als optimale Temperatur hat sich eine Kühlmitteltemperatur von etwa 93°C
herausgestellt. Bei dieser Temperatur herrscht in der Verbrennungskammer
eine Temperatur, die ein vollständiges Verdampfen des Brennstoffes erlaubt
und so eine verbesserte Verbrennung und einen geringeren
Schadstoffausstoß schafft. Darüber hinaus ist bei dieser
Kühlmitteltemperatur das als Schmiermittel verwendete Öl dünnflüssiger, d. h.
besitzt eine geringere Viskosität, so dass die Motorteile sich leichter
bewegen können und der Motor weniger Leistung zum Bewegen seiner
eigenen Bestandteile aufbringen muss.
Es sind bereits Einrichtungen bekannt, mittels derer die Temperatur des
Kühlmittels bestimmt werden soll. So ist in der DE 44 26 494 A1 eine
Einrichtung zur Überwachung des Kühlsystems bei einer
Brennkraftmaschine beschrieben, bei der der Verlauf eines
Temperatursignals, das für das Kühlsystem charakteristisch ist, ausgewertet
wird und die Temperaturänderungen pro Zeiteinheit mit plausiblen Werten
verglichen wird. Bei diesem Verfahren müssen ständig Temperaturvergleiche
durchgeführt werden, aus denen sich ein Anstieg oder eine Abfall der
Temperatur entnehmen lässt.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Diagnosesystem und ein
Diagnoseverfahren zu schaffen, die es in einfacher Weise erlauben, die
ordnungsgemäße Erwärmung des Kühlsystems nach einem Motorstart zu
überwachen.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die Messung der
Temperatur zu einem bestimmten Zeitpunkt und die Berücksichtigung von
Randbedingungen des Fahrzeugs, die auf die Temperatur Einfluss nehmen
können, ausreicht, um die Funktionsfähigkeit des Kühlsystems zu
überwachen.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch ein Diagnosesystem für ein
Kühlsystem einer Brennkraftmaschine, das zumindest eine Messvorrichtung
für die durchgesetzte Luftmasse, eine Messvorrichtung für die
Geschwindigkeit des Fahrzeugs und eine Messvorrichtung für die
Motortemperatur aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das System
mindestens eine Verarbeitungseinheit aufweist, die für die Verarbeitung der
von den Messvorrichtungen für die durchgesetzte Luftmasse und die
Fahrzeuggeschwindigkeit über einen gewissen Zeitraum erhaltenen
Messergebnisse sowie eines Momentanwertes der Motortemperatur
ausgelegt ist.
Bei diesem System werden die Randbedingungen, die auf eine im Motor zu
erwartende Temperatur Einfluss haben, über eine gewisse Zeit
aufgenommen. Da die Fahrzeuggeschwindigkeit und die durchgesetzte
Luftmasse in den meisten Fahrzeugen ohnehin überwacht werden, erfordert
das erfindungsgemäße System keine zusätzlichen Messeinrichtungen. Auch
die Menge an Daten, die für die Funktion des erfindungsgemäßen Systems
notwendig ist, beschränkt sich auf ein Minimum, da lediglich ein
Temperaturwert für die Beurteilung der Funktionsfähigkeit des Kühlsystems
gemessen werden muss.
Die Verarbeitungseinheit umfasst vorzugsweise einen Speicher, in dem
vorgegebene Werte für zumindest die Luftmasse und die
Fahrzeuggeschwindigkeit gespeichert sind. Diese Werte bilden bestimmte
Fenster, in denen die durch die Messvorrichtungen erfassten und durch die
Verarbeitungseinheit bearbeiteten Werte für die Luftmasse und die
Fahrzeuggeschwindigkeit liegen müssen, um eine zuverlässige Aussage
über die Funktionsfähigkeit des Kühlsystems treffen zu können.
Die Verarbeitungseinheit kann eine Bestimmungsvorrichtung für den
Diagnosezeitpunkt umfassen. Unter dem Begriff Diagnosezeitpunkt ist im
Sinne der Erfindung Zeitpunkt zu verstehen, der bestimmt sein kann, durch
Ablauf einer vorgebbaren Zeitdauer nach dem Motorstart oder durch den
Zeitpunkt, zu dem eine andere Größe einen vorgebbaren Schwellwert
überschreitet, beispielsweise durch Auswertung des Integrals über die
Luftmasse. In dieser Einheit kann der Diagnosezeitpunkt anhand
vorliegender äußerer Einflüsse, wie der Starttemperatur, bestimmt werden.
Diese Bestimmungsvorrichtung ist vorzugsweise mit weiteren Einrichtungen
des Fahrzeugs verbunden. So kann die Bestimmungseinheit beispielsweise
mit einem Heizungssystem des Fahrzeugs oder einem Temperatursensor für
die Umgebungstemperatur verbunden sein. Durch die Verbindung kann die
Bestimmungseinheit weitere Einflüsse bei der Festlegung des
Diagnosezeitpunkts berücksichtigen und somit die Zuverlässigkeit des
Diagnoseergebnisses erhöhen.
Wird durch die Verarbeitungseinheit eine Fehlfunktion des Systems erkannt,
kann diese auf einer Anzeigevorrichtung angezeigt und/oder
Ersatzfunktionen aktiviert werden. Die Anzeigevorrichtung kann in dem
Armaturenbrett aufgenommen sein.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird weiterhin durch ein
Diagnoseverfahren für ein Kühlsystem eines Fahrzeugs gelöst, wobei das
Verfahren zumindest die folgenden Schritte umfasst: Messung der
durchgesetzten Luftmasse in dem Motor; Messung der
Fahrzeuggeschwindigkeit; Messung der Motortemperatur; Berechnung der
durchschnittlich durchgesetzten Luftmasse; Berechnung der
durchschnittlichen Fahrzeuggeschwindigkeit; Vergleich der Motortemperatur
und der Berechnungsergebnisse mit Referenzwerten.
Die Messung der Luftmasse kann über die Stellung der Drosselklappe
ermittelt werden, es können jedoch auch andersgeartete, dem Fachmann
geläufige Luftmassenmesser hierzu verwendet werden. Die Ermittlung der
durchschnittlich durchgesetzten Luftmasse kann durch Integration erfolgen.
Die für diese Integration zu berücksichtigende Zeitspanne wird vorzugsweise
in dem erfindungsgemäßen Verfahren bestimmt. Hierbei kann beispielsweise
die Starttemperatur des Motors Berücksichtigung finden. Es ist aber auch
möglich, weitere Einflüsse, wie die Umgebungstemperatur, bei der
Bestimmung des Diagnosezeitpunkts einzubeziehen.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnungen, die
Ausführungsbeispiele darstellen, beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen
Diagnosesystems;
Fig. 2 ein Flussdiagramm eines Ablaufs eines erfindungsgemäßen
Diagnoseverfahrens.
In Fig. 1 sind schematisch die wichtigsten Bestandteile des
erfindungsgemäßen Diagnosesystems dargestellt. Zur Verdeutlichung der
Funktionsweise des Diagnosesystems sind auch Motor 1 und weitere
Einrichtungen des Fahrzeugs 4, 5 dargestellt. Der Motor 1 ist mit einem
Kühler 2, der einen Teil des Kühlsystems des Fahrzeugs darstellt,
verbunden. Der Kühler 2 wird über Zuleitungen (nicht dargestellt) mit
Kühlmittel versorgt. In der Verbindung zwischen dem Kühler 2 und dem
Motor 1 ist ein Thermostat 6 vorgesehen, über den die Temperatur des
Motors bestimmt werden kann. In dem Ansaugrohr des Motors 1 ist eine
Meßvorrichtung 7, beispielsweise eine Drosselklappe, angeordnet, mit deren
Hilfe die vom Motor 1 angesaugte Luftmenge bestimmt werden kann. Das
Messergebnis der Meßvorrichtung 7 und des Thermostats 6 wird an die
Verarbeitungseinheit 3 geleitet. Ein Temperatursensor zur Bestimmung der
Motortemperatur kann aber auch an dem Motor 1 selbst oder an dem Kühler
2 vorgesehen sein, über den dann die Motortemperatur berechnet werden
kann.
Die Verarbeitungseinheit 3 empfängt ferner von weiteren Einrichtungen des
Fahrzeugs, wie beispielsweise dem Tachometer 4 oder einem
Temperatursensor 5 für die Bestimmung der Umgebungstemperatur
Messergebnisse. Diese Messergebnisse, sowie die Messergebnisse des
Thermostats 6 und der Drosselklappe 7 können entweder unmittelbar an die
Verarbeitungseinheit 3 geleitet werden oder über ein oder mehrere
Steuergeräte (nicht dargestellt). Schließlich ist mit der Verarbeitungseinheit 3
eine Anzeigevorrichtung 8 verbunden, auf der insbesondere eine
Fehlfunktion des Kühlsystems dem Fahrer angezeigt werden kann.
Unter Bezugnahme auf Fig. 2, die ein Flussdiagramm eines
Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Diagnoseverfahrens darstellt,
soll nun das Diagnoseverfahren beschrieben werden.
Wird der Motor 1 gestartet und liegt - in diesem Ausführungsbeispiel - die
Motortemperatur oberhalb eines vorgebbaren Schwellwerts, beginnt
unverzüglich die Messung der Luftmasse, die vom Motor angesaugt wird.
Gleichzeitig wird der vom Fahrzeug zurückgelegte Weg gemessen. Diese
Messergebnisse werden vorzugsweise in einen Speicher in der
Verarbeitungseinheit geschrieben, um für spätere Verarbeitungsschritte zur
Verfügung zu stehen. Zusätzlich werden die äußeren Bedingungen in dem
und um das Fahrzeug durch Messungen oder Überwachung bestimmt. Diese
Faktoren sollen dazu dienen, das Diagnoseergebnis repräsentativ zu
machen, indem der Diagnosezeitpunkt an diese Faktoren angepasst wird. In
einem nächsten Verfahrensschritt wird der Diagnosezeitpunkt berechnet. Hat
sich bei der Messung der Umgebungstemperatur eine erhöhte Temperatur
ergeben, so wird der Diagnosezeitpunkt angepaßt, da davon auszugehen ist,
dass der Motor sich schneller erwärmen wird. Ist hingegen bei der
Überwachung der äußeren Bedingungen beispielsweise festgestellt worden,
dass die Heizung des Fahrzeugs angeschaltet ist, wird der Diagnosezeit
punkt angepaßt, da ein Teil der Wärmeenergie statt zur Erwärmung des
Motors zur Erwärmung des Innenraums des Fahrzeugs verwendet werden
wird. Es können außer den genannten auch noch andere Faktoren bei der
Auslegung des Diagnosezeitpunkts verwendet werden.
Der Diagnosezeitpunkt kann nach einem vorgegebenen Algorithmus, der auf
das jeweilige Fahrzeug abgestimmt ist und der in der Verarbeitungseinheit
festgeschrieben ist, berechnet werden. Obwohl hier von einer Berechnung
des Diagnosezeitpunkts gesprochen wird, liegt es auch im Rahmen der
Erfindung den Diagnosezeitpunkt aufgrund von Erfahrungswerten oder
durchgeführten Tests in der Verarbeitungseinheit zu speichern und diese
lediglich aufgrund der äußeren Bedingungen anzupassen
Nach Erreichen des berechneten oder angepassten Diagnosezeitpunkts wird
aufgrund der über die Luftmasse und den zurückgelegten Weg erhaltenen
Messergebnisse die während der Diagnosezeit durchgesetzte Luftmasse und
die durchschnittliche Fahrzeuggeschwindigkeit berechnet. Diese
Berechnung, die in der Verarbeitungseinheit ausgeführt wird, kann durch
Integration realisiert sein. Die durchschnittlich durchgesetzte Luftmasse kann
ermittelt werden durch Division des Integrals über die Luftmasse durch die
Diagnosezeit. Die durchschnittliche Fahrzeuggeschwindigkeit kann durch
Division des zurückgelegten Wegs durch die Diagnosezeit ermittelt werden.
Diese Berechnungsergebnisse werden mit in der Verarbeitungseinheit
gespeicherten Werten verglichen. Liegen die Berechnungsergebnisse nicht
innerhalb der für diese Werte vorgegebenen Fenster, d. h. Wertebereiche, so
kann keine Aussage über das Kühlsystem gemacht werden. Bewegen sich
die Berechnungsergebnisse aber in einem zulässigen Bereich, so wird dies
von der Verarbeitungseinheit erkannt, woraufhin sie überprüft, ob die
Temperatur des Motors einen vorgegebenen Wert erreicht hat. Auch dieser
Wert kann gemäß einem Algorithmus berechnet werden, oder aber ein
vorgegebener Wert sein, der gegebenenfalls aufgrund von äußeren
Einflüssen angepasst wird. Hat der Motor die vorgegebene Temperatur
erreicht, so ist das Kühlsystem funktionsfähig und eine weitere Bearbeitung
nicht notwendig. Wurde die Temperatur allerdings nicht erreicht oder
überschritten, so ist das Kühlsystem defekt. Solche Defekte können
beispielsweise durch einen funktionsunfähigen Thermostaten, eine defekte
Pumpe oder einen defekten Sensor auftreten.
Wird ein solcher Defekt erkannt, so liefert die Verarbeitungseinheit ein Signal
an die Anzeigevorrichtung, die den Fahrer über das defekte Kühlsystem
informiert.
Der in Fig. 2 gezeigte und hier beschriebene Verfahrensablauf ist nur eine
Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens. Es liegt aber
beispielsweise auch im Rahmen der Erfindung, den Vergleich des
Momentanwerts der Motortemperatur mit einer vorgegebenen Temperatur
vor der Überprüfung durchzuführen, ob die Randbedingungen, wie die
durchschnittlich durchgesetzte Luftmasse und die durchschnittliche
Fahrzeuggeschwindigkeit, innerhalb vorgegebener Bereiche liegen.
Das erfindungsgemäße Diagnoseverfahren und Diagnosesystem sind daher
gegenüber bekannten Verfahren und Systemen deutlich einfacher, da keine
unterschiedlichen Temperaturmodelle ausgeführt werden müssen. Vielmehr
gibt der Vergleich eines Momentanwertes der Motortemperatur Auskunft
über die Funktionsfähigkeit des Kühlsystems.
Claims (9)
1. Diagnosesystem für ein Kühlsystem einer Brennkraftmaschine, das
zumindest eine Messvorrichtung (7) für die durchgesetzte Luftmasse,
eine Messvorrichtung (4) für die Geschwindigkeit des Fahrzeugs und
eine Messvorrichtung (6) für die Motortemperatur aufweist, dadurch
gekennzeichnet, dass das System mindestens eine
Verarbeitungseinheit (3) aufweist, die für die Verarbeitung der von den
Messvorrichtungen für die durchgesetzte Luftmasse (7) und die
Fahrzeuggeschwindigkeit (4) über einen gewissen Zeitraum
erhaltenen Messergebnisse sowie eines Momentanwertes der
Motortemperatur ausgelegt ist.
2. Diagnosesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
Verarbeitungseinheit (3) einen Speicher umfasst, in dem vorgegebene
Werte für zumindest die Luftmasse, die Fahrzeuggeschwindigkeit und
die Motortemperatur gespeichert sind.
3. Diagnosesystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
dass die Verarbeitungseinheit (3) eine Bestimmungsvorrichtung für
den Diagnosezeitpunkt umfasst.
4. Diagnosesystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die
Bestimmungsvorrichtung mit weiteren Einrichtungen (5) des
Fahrzeugs verbunden ist.
5. Diagnosesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, dass das System eine Anzeigevorrichtung (8)
umfasst, die zur Anzeige einer Fehlfunktion des Kühlsystems dient.
6. Diagnoseverfahren für ein Kühlsystem eines Fahrzeugs, wobei das
Verfahren zumindest die folgenden Schritte umfasst:
- - Messung der durchgesetzten Luftmasse in dem Motor (1);
- - Messung der Fahrzeuggeschwindigkeit;
- - Messung der Motortemperatur;
- - Berechnung der durchschnittlich durchgesetzten Luftmasse;
- - Berechnung der durchschnittlichen Fahrzeuggeschwindigkeit;
- - Vergleich der Motortemperatur und der Berechnungsergebnisse mit Referenzwerten.
7. Diagnoseverfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass
dieses weiterhin den Schritt der Bestimmung eines
Diagnosezeitpunkts nach dem Start des Motors (1) umfasst.
8. Diagnoseverfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass
der Diagnosezeitpunkt unter Berücksichtigung zumindest der
Starttemperatur des Motors (1) bestimmt wird.
9. Diagnoseverfahren nach Anspruch 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
dass die durchschnittlich durchgesetzte Luftmasse durch Integration
ermittelt wird.
Priority Applications (1)
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DE2001116043 DE10116043B4 (de) | 2001-03-30 | 2001-03-30 | Diagnosesystem und Diagnoseverfahren für ein Kühlsystem eines Fahrzeugs |
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DE2001116043 DE10116043B4 (de) | 2001-03-30 | 2001-03-30 | Diagnosesystem und Diagnoseverfahren für ein Kühlsystem eines Fahrzeugs |
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DE (1) | DE10116043B4 (de) |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4426494B4 (de) * | 1994-07-27 | 2007-02-22 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zur Überwachung des Kühlsystems bei einer Brennkraftmaschine |
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2001
- 2001-03-30 DE DE2001116043 patent/DE10116043B4/de not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
---|---|
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