DE102004023589A1 - Verfahren zur Erkennung einer Veränderung von Steuerzeiten von Gaswechselventilen von Zylindern eines Verbrennungsmotors - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung einer Veränderung von Steuerzeiten von Gaswechselventilen (10, 12) von Zylindern (2) eines Verbrennungsmotors, bei dem der Gasdruck in einem Brennraum (8) der Zylinder (2) gemessen wird. Um eine getrennte Erkennung der Veränderung von Steuerzeiten eines Auslass- und Einlassventils (12, 10) zu ermöglichen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass der im Brennraum (8) innerhalb eines begrenzten Zeitfensters in der Nähe der veränderlichen Steuerzeiten des jeweiligen Gaswechselventils (10, 12) gemessene Gasdruckverlauf ausgewertet wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung einer Veränderung von Steuerzeiten von Gaswechselventilen von Zylindern eines Verbrennungsmotors gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Derartige Verfahren bilden die Grundlage für die Überwachung einer ordnungsgemäßen Durchführung von Schaltvorgängen von Gaswechselventilen von Verbrennungsmotoren. Schaltvorgänge von Gaswechselventilen werden von einem Motorsteuergerät des Verbrennungsmotors zum Beispiel initiiert, wenn von einem Hochgeschwindigkeitsbetrieb auf einen Niedriggeschwindigkeitsbetrieb umgeschaltet werden soll, wie in der DE 40 05 672 C2 offenbart, die eine Steuervorrichtung für eine variable Ventiltriebeinrichtung eines Verbrennungsmotors betrifft und ein Verfahren der eingangs genannten Art offenbart. Die bekannte Steuervorrichtung umfasst eine Mehrzahl von Drucksensoren zum Erfassen des Drucks in jedem der Zylinder des Verbrennungsmotors und gestattet eine Überwachung des Betriebszustands der Ventiltriebeinrichtung durch Messung der Zylinderdrücke mittels der Drucksensoren. Dabei wird ein Spitzenwert P des Drucks im Bereich des oberen Totpunkts ausgewertet, da dieser Spitzenwert im Hochgeschwindigkeitsbetriebszustand niedriger ist als im Niedriggeschwindigkeitsbetriebszustand. Die Auswertung erfolgt, indem die Differenz zwischen den beiden Spitzenwerten gebildet und mit einem Tabellenwert verglichen wird. Mit dem bekannten Verfahren lassen sich jedoch Schaltvorgänge von Ein- und Auslassventilen nicht oder nur schlecht getrennt voneinander erkennen und überwachen.
  • Aus der DE 196 27 796 A1 ist weiter ein Verfahren zur Überwachung der Stellung einer variablen Ventilsteuerung bekannt, bei der die Überwachung auf der Ermittlung und Auswertung der Drehungleichförmigkeit der Kurbelwelle basiert.
  • Bei einem aus der DE 42 35 796 C2 bekannten Verfahren zur Überwachung des Schaltvorgangs einer Koppelvorrichtung zur Betätigung von Gaswechselventilen ist es darüber hinaus bekannt, durch Vergleich der Amplitude eines von einem Drucksensor in einer Steuerdruckleitung aufgezeichneten Drucksignals mit einem vorgegebenen, den Sys temdruck übersteigenden Schwellenwert zu überprüfen, ob in der Steuerdruckleitung ein Druckstoß auftritt. Wenn dies der Fall ist, wird das Erreichen einer Koppelstellung erkannt.
    •
  • Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass Schaltvorgänge von Ein- und Auslassventilen getrennt erkannt werden können.
  • Diese Aufgabe wird gemäß einer ersten Erfindungsvariante dadurch gelöst, dass der Gasdruckverlauf ausgewertet wird, der im Brennraum innerhalb eines begrenzten Zeitfensters in der Nähe der veränderlichen Steuerzeiten des jeweiligen Gaswechselventils gemessen wird.
  • Im Unterschied zum Stand der Technik gemäß DE 40 05 672 C2 wird somit nicht der Spitzenwert des Gasdrucks im Bereich des oberen Totpunkts gemessen, sondern der Gasdruck innerhalb eines Zeitfensters auf der ansteigenden bzw. abfallenden Flanke im Abstand vom oberen Totpunkt während des Verdichtungstaktes bzw. während das zu betrachtende Auslassventil geöffnet ist.
  • Da der Druckverlauf selbst wegen auftretender Druckschwankungen schlecht für einen Vergleich herangezogen werden kann, sieht eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung vor, dass bei der Auswertung des Druckverlaufs eine mathematische Funktion bzw. Verknüpfung des Druckverlaufs über die Zeit gebildet wird, und dass diese Funktion dann mit einer entsprechenden Funktion des Druckverlaufs für die anderen Zylinder des Verbrennungsmotors, für einen oder mehrere vorangehende Verbrennungszyklen desselben Zylinders oder für einen bei der Entwicklung des Verbrennungsmotors für einen entsprechenden Betriebszustand ermittelten Druckverlauf im Zylinder verglichen wird. Wenn bei dem Vergleich die verglichenen Druckverläufe innerhalb des Zeitfensters erhebliche Unterschiede aufweisen, wird die Differenz oder genauer der Betrag der Differenz der beiden Funktionen groß sein, so dass auf ein Ereignis geschlossen werden kann, wenn der Betrag der Differenz einen vorgegebenen Wert übersteigt. Das Ereignis kann zum Beispiel ein ordnungsgemäßer Schaltvorgang sein, wenn der Druckverlauf in einem Zylinder vor bzw. nach dem Umschalten verglichen wird, kann jedoch auch ein nicht-ordnungsgemäßer Schaltvorgang in einem Zylinder des Motors sein, wenn der Druckverlauf in mehreren Zylindern nach der Umschaltung verglichen wird.
  • Eine bevorzugte Ausgestaltung der vorgenannten ersten Erfindungsvariante, die zugleich die zweite Erfindungsvariante bildet, sieht vor, dass bei der Auswertung Integrale zweier Gasdruckverläufe verglichen werden, die während zwei unmittelbar oder im Abstand aufeinanderfolgenden Verbrennungszyklen eines Zylinders innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensters im Brennraum des Zylinders gemessen werden, da beim Vergleich der Integralwerte zweier Druckverläufe Abweichungen im Kurvenverlauf infolge einer Umschaltung des jeweiligen Gaswechselventils sehr gut sichtbar werden. Alternativ kann das Integral des nach der Umschaltung gemessenen Gasdruckverlaufs mit einem als Vergleichswert im Motorsteuergerät gespeicherten Integral verglichen werden. Zum Vergleich der Integrale der beiden Gasdruckverläufe wird zweckmäßig die Differenz der Integrale der Gasdruckverlaufe gebildet, die während eines Verbrennungszyklus vor bzw. nach der Umschaltung des Gaswechselventils innerhalb desselben Zeitfensters gemessen werden. Zur Vermeidung von negativen Werten wird bevorzugt der Betrag der Integraldifferenz gebildet, der dann mit einem vorgegebenen Wert verglichen wird. Wegen der großen Abweichungen der Integraldifferenzen kann dieser Vergleichswert verhältnismäßig hoch gewählt werden, so dass er deutlich über den Spitzenwerten der Schwankungen im normalen Kurvenverlauf liegt.
  • Neben einem Vergleich der Integrale der Gasdruckverläufe in zwei im Abstand aufeinanderfolgenden Verbrennungszyklen eines Zylinders kann zusätzlich vorgesehen werden, die Gasdruckverläufe in zwei verschiedenen Zylindern zu vergleichen, um ggf. bei einem zylinderindividuellen Ausfall des Steuersystems herauszufinden, in welcher Stellung sich das defekte Steuersystem dieses Zylinders befindet und damit ob das Gaswechselventil umgeschaltet ist oder nicht.
  • Als Alternative zur Integraldifferenz kann auch die Differenz der ersten Ableitungen des jeweiligen Druckverlaufs über den Kurbelwellenwinkel zur Auswertung herangezogen werden, wobei die Druckverläufe zweckmäßig vor der Ableitung etwas geglättet werden. Ähnlich wie im Fall der Integraldifferenz wird auch hier festgestellt, ob bzw. wann die Differenz der beiden Ableitungen einen vorgegebenen Wert überschreitet.
  • Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das zur Auswertung herangezogene Zeitfenster einen Zeitraum nach dem Beginn des Öffnens des Gaswechselventils mit der veränderten Steuerzeit umfasst und zweckmäßig bis zum Ende des Schließens dieses Ventils dauert, wobei es jedoch ggf. zusätzlich noch eine kurze Zeitspanne vor und nach diesen Zeitpunkten umfassen kann, jedoch in jedem Fall in einem zeitlichen Abstand vom oberen Totpunkt des jeweiligen Zylinders beginnt bzw. endet, je nachdem ob es sich bei dem überprüften Gaswechselventil um ein Auslass- oder Einlassventil handelt. Zweckmäßigerweise weist bei einem Auslassventil das zum oberen Totpunkt benachbarte Ende des Zeitfensters von diesem einen Winkelabstand von mindestens 100 Grad und vorzugsweise von etwa 150 Grad Kurbelwellenwinkel auf, während das andere Ende des Zeitfensters zweckmäßigerweise einen Winkelabstand von weniger als 300 Grad und vorzugsweise von etwa 240 bis 250 Grad Kurbelwellenwinkel vom oberen Totpunkt aufweist. Bei einem Einlassventil beginnt das Zeitfenster hingegen zweckmäßigerweise bei einem Kurbelwellenwinkel von 150 bis 200 Grad vor dem oberen Totpunkt und endet in einem Winkelabstand von etwa 50 bis 90 Grad Kurbelwellenwinkel vor demselben.
  • Wenn die Umschaltung des betrachteten Gaswechselventils sprunghaft erfolgt, das heißt zwischen zwei aufeinander folgenden Verbrennungszyklen des mit diesem Gaswechselventil ausgestatteten Zylinders, können die Druckverläufe bzw. die mathematischen Funktionen oder Verknüpfungen zweier einzelner Druckverläufe vor und nach der Umschaltung verglichen werden. Alternativ dazu ist es jedoch gleichfalls möglich, zum Vergleich die gemittelten Druckverläufe über mehrere Verbrennungszyklen vor bzw. nach der Umschaltung heranzuziehen, da auf diese Weise Fehler infolge von Druckschwankungen mit anderen Ursachen besser vermieden werden können. Mit der zuletzt genannten Maßnahme können zudem auch Systeme mit langsamer Umschaltung der Steuerzeiten diagnostiziert werden, bei denen sich der Schaltvorgang über mehrere Verbrennungszyklen des jeweiligen Zylinders erstreckt.
    •
  • Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
  • 1: eine Längsschnittansicht eines Teils eines Zylinders eines Verbrennungsmotors;
  • 2: eine Längsschnittansicht entlang der Linie II-II der 1;
  • 3: eine Darstellung des Druckverlaufs im Zylinder in Abhängigkeit vom Kurbelwellenwinkel vor bzw. nach einer Umschaltung der Steuerzeiten eines Auslassventils des Zylinders sowie des durch Auswertung der beiden Gasdruckverläufe über ein Zeitfenster im Bereich der Steuerzeiten erhaltenen Betrags einer Differenz von Integralen der Gasdrückverläufe über das Zeitfenster zur Überprüfung einer ordnungsgemäßen Umschaltung;
  • 4: eine vergrößerte Darstellung des Ausschnitts X aus 3 mit einem anderen Ordinatenmaßstabsverhältnis zwischen Druckverlauf und Integraldifferenz;
  • 5: eine ähnliche Darstellung wie 4, die jedoch an Stelle einer Integraldifferenz eine andere Funktion der Gasdruckverläufe zeigt;
  • 6: eine Darstellung des Druckverlaufs im Zylinder in Abhängigkeit vom Kurbelwellenwinkel vor bzw. nach einer Veränderung der Steuerzeiten eines Einlassventils des Zylinders sowie des durch Auswertung der beiden Gasdruckverläufe über ein Zeitfenster im Bereich der Steuerzeiten erhaltenen Betrags einer Differenz von Integralen der Gasdrückverläufe über das Zeitfenster zur Überprüfung einer ordnungsgemäßen Umschaltung;
  • 7: eine vergrößerte Darstellung des Ausschnitts Y aus 6 mit einem anderen Ordinatenmaßstabsverhältnis zwischen Druckverlauf und Integraldifferenz.
  • Der in 1 und 2 der Zeichnung schematisch und teilweise dargestellte Zylinder 2 eines Vierzylinder-Ottomotors weist einen von einem Zylinderkopf 4 und von einem Kolben 6 begrenzten Brennraum 8 auf, der über ein Einlassventil 10 mit einer Luftansaugleitung und über ein Auslassventil 12 mit einer Abgasleitung verbunden ist. Die Verbindung zwischen dem Brennraum 8 des Zylinders 2 und der Luftansaugleitung bzw. der Abgasleitung erfolgt jeweils über einen im Zylinderkopf 4 ausgesparten Einlass- bzw. Auslasskanal 16 bzw. 18. Der Zylinder 2 weist darüber hinaus ein Einspritzventil 20, eine zwischen dem Einlassventil 10 und dem Auslassventil 12 angeordnete Zündkerze 22 und einen in eine Gewindebohrung 24 im Zylinderkopf 4 eingeschraubten Drucksensor 26 (2) auf. Der Drucksensor 26 ist durch Signalleitungen 28 mit einem Motorsteuergerät (nicht dargestellt) des Ottomotors verbunden.
  • Im Motorsteuergerät werden die Drucksignale vom Drucksensor 26 und von entsprechenden Drucksensoren 26 der anderen Zylinder 2 des Motors ausgewertet, um zum Beispiel bei einer vom Motorsteuergerät herbeigeführten Veränderung der Steuerzeiten der Einlass- oder Auslassventile 10, 12 der Zylinder 2 durch Vergleich des Zylinderdrucks, d.h. des Drucks im Brennraum 8, vor und nach der Umschaltung festzustellen, ob diese Veränderung der Steuerzeiten bei sämtlichen Zylindern 2 in der gewünschten Weise vorgenommen worden ist.
  • Wie aus 3 und 4 für ein Auslassventil 12 eines Zylinders 2 des Ottomotors ohne AUDI Ventil-Umschalt-System (Kurve I) bzw. mit AUDI Ventil-Umschalt-System (Kurve II) ersichtlich ist, weisen die gemessenen Zylinderdrücke einen etwas unterschiedlichen Kurvenverlauf auf. Dieser Druckverlauf kann somit im Betrieb eines mit dem AUDI Ventil-Umschalt-System oder einem anderen Ventilumschaltsystem ausgestatteten Verbrennungsmotors ausgewertet werden, um die ordnungsgemäße Umschaltung der Steuerzeit des Auslassventils 12 zu erkennen bzw. zu überprüfen.
  • Wie aus 3 ersichtlich ist, unterscheiden sich die beiden Druckverläufe zum einen im Bereich des maximalen Drucks im Brennraum 8, das heißt bei einem Kurbelwellenwinkel zwischen etwa –20 Grad und +20 Grad in der Nähe des oberen Totpunkts, sowie in Bereich, in dem das Auslassventil 12 geöffnet und wieder geschlossen wird, das heißt bei einem Kurbelwellenwinkel zwischen etwa 150 Grad und etwa 225 Grad. Während eine Auswertung der Spitzenwerte des Druckverlaufs in der Nähe des oberen Totpunkts zur Überwachung eines Schaltvorgangs eines Gaswechselventils bereits aus der eingangs genannten DE 40 06 672 C2 bekannt ist, wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung der unterschiedliche Druckverlauf in einem Zeitfenster in der Nähe der beim Umschalten veränderten Steuerzeit zur Überwachung der Umschaltung des Ventils 10, 12 ausgewertet.
  • Wie am besten in 4 dargestellt, überdeckt das gewählte Zeitfenster für das Auslassventil 12 den Zeitraum zwischen einem Zeitpunkt A, in dem das Auslassventil 12 bei einem Zylinder 2 ohne das AUDI Ventil-Umschalt-System geöffnet wird, und einem etwas späteren Zeitpunkt B, in dem das Auslassventil 12 bei einem Zylinder mit AUDI Ventil-Umschalt-System geöffnet wird, sowie vorzugsweise mindestens einen Teil des Zeitraums zwischen einem Zeitpunkt C, in dem das Auslassventil 12 bei einem Zylinder 2 ohne das AUDI Ventil-Umschalt-System wieder geschlossen wird, und einem etwas späteren Zeitpunkt D, in dem das Auslassventil 12 bei einem Zylinder 2 mit AUDI Ventil-Umschalt-System wieder geschlossen wird. Bei den in der Zeichnung dargestellten Kur venverläufen liegen die Zeitpunkte A und B bei einem Kurbelwellenwinkel von etwa 145 Grad bzw. etwa 185 Grad, während die Zeitpunkte C und D bei einem Kurbelwellenwinkel von etwa 185 bzw. etwa 225 Grad liegen. Das bevorzugte Zeitfenster liegt bei diesem Ausführungsbeispiel in einem Bereich zwischen einem Kurbelwellenwinkel von etwa 130 bis 140 Grad und einem Kurbelwellenwinkel von etwa 240 bis 250 Grad und umfasst die Zeitpunkte A bis D.
  • Zur Auswertung des Gasdruckverlaufs zwecks Überwachung der ordnungsgemäßen Umschaltung des Auslassventils 12 mittels des AUDI Ventil-Umschalt-Systems wird bei dem in 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispiel für einen zeitlich auf den Schaltvorgang folgenden Verbrennungszyklus das Integral des vom Drucksensor 26 gemessenen Zylinderdrucks über die Zeit zwischen den beiden Zeitpunkten A und D gebildet. Dieses erste Integral wird mit einem zweiten Integral verglichen, das entweder aus einer Messung des Gasdruckverlaufs vor der Umschaltung stammt oder im Zuge der Motorenentwicklung für den Druckverlauf im Zylinder 2 vor der Umschaltung ermittelt wurde und in einem Speicher des Motorsteuergeräts abgelegt ist. Das Zeitfenster, das dem zuletzt genannten zweiten Integral zu Grunde liegt, ist dasselbe wie dasjenige, das bei der zuvor genannten Ermittlung des ersten Integrals verwendet wird.
  • Nach der Bildung der beiden Integrale werden diese verglichen, indem die Integraldifferenz gebildet wird, die in 3 und 4 als Kurve III dargestellt ist. Diese Integraldifferenz stellt den Flächeninhalt zwischen den beiden Kurven I und II dar, der innerhalb des Zeitfensters zwischen den Punkten A und D im Wesentlichen null betragen sollte, wenn keine Umschaltung erfolgt ist, und der einen gewissen Wert übersteigen muss, wenn eine ordnungsgemäße Umschaltung erfolgt ist und sich daher der Druckverlauf im Zylinder von Kurve I nach Kurve II verschoben hat. Diese Integraldifferenz nähert sich einem Maximum M von etwa 0,75, da die sich die Kurven I und II beginnend mit einem Kurbelwellenwinkel von etwa 225 Grad wieder ungefähr decken. Um festzustellen, ob eine ordnungsgemäße Umschaltung stattgefunden hat, braucht somit nur noch die Integraldifferenz, bzw. zur Vermeidung negativer Werte deren Betrag, mit einem vorgegebenen Wert verglichen werden, der bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel 0,1 (rechte Ordinate in 3 und 4) beträgt und deutlich über den Werten liegt, die sich im normalen Betrieb ohne Schaltvorgang infolge von Schwankungen der Kurvenverläufe ergeben können. Wenn der Betrag der Integraldifferenz den Vergleichswert übersteigt, wird ein als Kurve IV angezeigter Flagwert erzeugt, d.h. ein Abfragewert, der angibt, ob die Integraldifferenz (Kurve III) größer oder kleiner als der Vergleichswert ist. Wenn die Integraldifferenz den Vergleichswert übersteigt, nimmt der Flagwert einen Hochpegelzustand an (in 3 und 4 bei einem Kurbelwellenwinkel von etwa 170 Grad). Wenn dies bei einem Vergleich der Zylinderdrücke in zwei Verbrennungszyklen vor bzw. nach der Umschaltung des Auslassventils 12 der Fall ist, wird dies als Anzeichen dafür gewertet, dass die Steuerzeit des Auslassventils 12 vorgabegemäß umgeschaltet wurde. Wenn der Flagwert hingegen in seinem Tiefpegelzustand bleibt, ist dies ein Anzeichen dafür, dass die Umschaltung nicht ordnungsgemäß ausgeführt wurde, was zum Beispiel vom Motorsteuergerät auf einem Anzeigeinstrument des Kraftfahrzeugs als Fehlermeldung angezeigt werden kann.
  • Um die Zuverlässigkeit der Diagnose mit Hilfe des zuvor beschriebenen Verfahrens zu verbessern, kann an Stelle des ersten und zweiten Integrals des Druckverlaufs über das gewählte Zeitfenster während eines einzigen Verbrennungszyklus vor bzw. nach der Umschaltung auch ein Summenwert des ersten bzw. zweiten Integrals des Druckverlaufs über das gewählte Zeitfenster während einer Mehrzahl von Verbrennungszyklen vor bzw. nach der Umschaltung gebildet werden, um anschließend die Differenz der Summenwerte des ersten bzw. zweiten Integrals vor bzw. nach der Umschaltung zu bilden und den Betrag der Differenz mit einem Vergleichswert zu vergleichen.
  • Weiter ist es grundsätzlich auch möglich, an Stelle eines Integrals des Zylinderdruckverlaufs eine andere geeignete mathematische Funktion des Zylinderdruckverlaufs zu wählen, die eine Aussage darüber gestattet, ob eine ordnungsgemäße Umschaltung stattgefunden hat. Bei einer solchen Funktion kann es sich beispielsweise um die erste Ableitung oder Steigung des Zylinderdruckverlaufs handeln, die sich bei den beiden Kurven I und II des in 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispiels zwischen Kurbelwellenwinkeln von 160 bis 180 Grad sowie 200 und 220 Grad deutlich unterscheiden. Durch Vergleich der Steigungen der zuvor etwas geglätteten Kurven I und II, d.h. durch Bildung der Differenz der ersten Ableitungen des jeweiligen geglätteten Zylinderdruckverlaufs in einem Zeitfenster zwischen den Zeitpunkten B und D und anschließenden Vergleich mit einem vorgegebenen Wert kann somit ebenfalls eine Überwachung einer ordnungsgemäßen Umschaltung des Auslassventils 12 erfolgen.
  • 5 veranschaulicht die Auswertung in einem solchen Fall für Druckverläufe im Zylinder, wie in 4 dargestellt, wobei die Kurve I wieder den Druckverlauf im Zylinder 2 für die Umschaltung eines Auslassventils 12 ohne AUDI Ventil-Umschalt-System und die Kurve II mit AUDI Ventil-Umschalt-System zeigt, während die Kurven V und VI die erste Ableitung oder Steigung der Kurve I bzw. II darstellen und die Kurve VII den Verlauf der Differenz der beiden Kurven IV und V zeigt. Wenn diese Differenz (oder alternativ die erste Ableitung dieser Differenz) innerhalb des oben genannten Zeitfensters einen als Sicherheitsabstand vorgesehenen Vergleichswert übersteigt, kann daraus auf eine ordnungsgemäße Umschaltung geschlossen werden.
  • Die 6 und 7 zeigen in analoger Weise wie die 3 und 4 Druckverläufe in einem Zylinder 2 eines Vierzylinder-Ottomotors, wobei jedoch hauptsächlich die ansteigende Flanke vor dem oberen Totpunkt des Zylinders 2 vor bzw. nach dem Umschalten seines Einlassventils 10 dargestellt ist und betrachtet wird. 6 zeigt die Druckverläufe während der vier Zyklen des Zylinders 2 vor bzw. nach der Umschaltung, während 7 die Druckverläufe im Zylinder 2 während zweier Zyklen (Kurve VIII bzw. Kurve IX) im Bereich der Kurbelwellenwinkel zwischen –150 Grad und 0 Grad zeigt. Wie man sieht, unterscheiden sich auch diese Kurven, so dass die wieder mit III bezeichnete Kurve der Integraldifferenz zwischen Kurbelwellenwinkeln von –130 Grad und 0 Grad einen deutlichen Anstieg zeigt. Dabei wird bereits bei einem Kurbelwellenwinkel von etwa 108 Grad ein Offset-Wert von 0,1 (rechte Ordinate in 7) überschritten, und ein Hochpegelzustand des Flagwerts (Kurve IV) zeigt an, dass zu diesem Zeitpunkt bereits eine ordnungsgemäße Umschaltung diagnostizierbar ist.
    • 2
    Zylinder
    4
    Zylinderkopf
    6
    Kolben
    8
    Brennraum
    10
    Einlassventil
    12
    Auslassventil
    16
    Einlasskanal
    18
    Auslasskanal
    20
    Einspritzventil
    22
    Zündkerze
    24
    Gewindebohrung
    26
    Drucksensor
    28
    Signalleitungen

Claims (15)

  1. Verfahren zur Erkennung einer Veränderung von Steuerzeiten von Gaswechselventilen von Zylindern eines Verbrennungsmotors, bei dem der Gasdruck im Brennraum der Zylinder gemessen wird, dadurch gekennzeichnet, dass der im Brennraum innerhalb eines begrenzten Zeitfensters in der Nähe der veränderlichen Steuerzeiten eines Gaswechselventils (10, 12) gemessene Gasdruckverlauf ausgewertet wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Auswertung in zwei unmittelbar oder im Abstand aufeinanderfolgenden Verbrennungszyklen eines Zylinders (2) gemessene Gasdruckverläufe oder jeweils dieselbe mathematische Funktion bzw. Verknüpfung der innerhalb desselben oder unterschiedlicher Zeitfenster gemessenen Gasdruckverläufe verglichen werden.
  3. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass gemittelte Druckverläufe über mehrere Verbrennungszyklen vor bzw. nach der Umschaltung ausgewertet werden.
  4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Auswertung in zwei verschiedenen Zylindern (2) des Verbrennungsmotors innerhalb desselben Zeitfensters gemessene Gasdruckverläufe oder jeweils dieselbe mathematische Funktion bzw. Verknüpfung der Gasdruckverläufe verglichen werden.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Auswertung in einem Verbrennungszyklus eines Zylinders (2) gemessene Gasdruckverläufe oder eine mathematische Funktion bzw. Verknüpfung der Gasdruckverläufe mit einem gespeicherten Gasdruckverlauf bzw. derselben mathematischen Funktion bzw. Verknüpfung des gespeicherten Gasdruckverlaufs verglichen wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die mathematische Funktion ein Integral des jeweiligen Gasdruckverlaufs ist.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass beim Vergleich die Differenz der Integrale zweier Gasdruckverläufe gebildet wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Betrag der Integraldifferenz mit einem Offset-Wert verglichen wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die mathematische Funktion eine Ableitung des Gasdruckverlaufs ist.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasdruckverlauf vor der Ableitung geglättet wird.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Zeitfenster mindestens eines ausgewerteten Gasdruckverlaufs einen Zeitraum nach dem Beginn des Öffnens des Gaswechselventils (12) mit der veränderten Steuerzeit umfasst.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Zeitfenster in einem zeitlichen Abstand vom oberen Totpunkt des jeweiligen Zylinders beginnt bzw. endet.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass für ein Einlassventil (10) das zum oberen Totpunkt benachbarte Ende des Zeitfensters vom oberen Totpunkt einen Winkelabstand von mindestens 20 Grad und vorzugsweise etwa 50 bis 90 Grad Kurbelwellenwinkel aufweist.
  14. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass für ein Auslassventil (12) das zum oberen Totpunkt benachbarte Ende des Zeitfensters vom oberen Totpunkt einen Winkelabstand von mindestens 100 Grad und vorzugsweise etwa 150 bis 250 Grad Kurbelwellenwinkel aufweist.
  15. Verfahren zur Erkennung einer Veränderung von Steuerzeiten von Gaswechselventilen von Zylindern eines Verbrennungsmotors, bei dem der Gasdruck im Brennraum der Zylinder gemessen und ausgewertet wird, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Auswertung Integrale zweier Gasdruckverläufe verglichen werden, die während zwei unmittelbar oder im Abstand aufeinanderfolgenden Verbrennungszyklen eines Zylinders innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensters im Brennraum des Zylinders (2) gemessen werden.
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