DE102005007105B4

DE102005007105B4 - Überwachung von Kühlflüssigkeitstemperaturgebern

Info

Publication number: DE102005007105B4
Application number: DE102005007105.8A
Authority: DE
Inventors: Petter Haraldsson
Original assignee: Scania CV AB
Current assignee: Scania CV AB
Priority date: 2004-02-25
Filing date: 2005-02-16
Publication date: 2015-01-08
Anticipated expiration: 2025-02-17
Also published as: DE102005007105A1; SE0400445D0; SE0400445L; SE526638C2

Abstract

Verfahren zur Überwachung einer Temperatur einer Kühlflüssigkeit in einem Motor (4) eines Fahrzeugs, wobei der Motor (4) mit einem Kühlflüssigkeitstemperaturgeber (6) ausgerüstet ist, der ein Steuergerät (3) mit Information über eine gemessene Kühlflüssigkeitstemperatur (Tm) versorgt und auch ein Außenlufttemperaturgeber (5) das Steuergerät (3) mit Information über eine gemessene Außenlufttemperatur (Tamb) versorgt, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren folgende Schritte umfasst: a) Verifizieren, dass die Außenlufttemperatur (Tamb) ausreichend hoch ist, b) Sicherstellen, dass dem Motor (4) während eines vorgegebenen Zeitraums ausreichend viel Energie zugeführt worden ist, c) wenn die Bedingungen gem. Schritt a) und b) während eines vorgegebenen Zeitraums erfüllt waren, Messen der Kühlflüssigkeitstemperatur (Tm), und d) Vergleichen der gemessenen Kühlflüssigkeitstemperatur (Tm) mit einem vorgegebenen unteren Grenzwert (Ttest), wobei ein Alarm ausgelöst wird, wenn die gemessene Kühlflüssigkeitstemperatur (Tm) niedriger ist als der vorgegebene untere Grenzwert (Ttest).

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung der Funktion bei Kühlflüssigkeitstemperaturgebern.
Hintergrund der Erfindung
In der Europäischen Wirtschaftsgemeinschaft sind Richtlinien für verschiedene Arten von Regelung umweltgefährdender Emissionen erstellt worden. Gemäß der Richtlinie 88/77/EWG müssen ab 1. Januar 2005 alle Kraftfahrzeuge, die mit Motoren mit Kompressionszündung ausgerüstet sind und gasförmige Emissionen abgeben, mit einem On-Board-Diagnosesystem (OBD-System) ausgerüstet sein.
In der Richtlinie wird ein ODB-System als ein System zur Emissionskontrolle definiert, das die Fähigkeit besitzt, anhand von im Rechnerspeicher gespeicherten Fehlercodes das Auftreten einer Funktionsstörung zu erkennen und den wahrscheinlichen Bereich der Funktionsstörung zu identifizieren. Diese ODB-Systeme müssen mehrere gesetzliche Auflagen erfüllen. Sie müssen z. B. bestimmte Funktionen ausführen und periodisch verschiedene Überprüfungen durchführen, unter anderem muss ein ODB-System eine Funktionsunterbrechung bei einer emissionsbezogenen Komponente anzeigen, wenn die Funktionsunterbrechung zu einem Anstieg der Emissionen über verschiedene Grenzwerte hinaus führt, so dürfen z. B. die Stickoxidemissionen (NO_x-Emissionen) einen bestimmten, festgelegten Grenzwert nicht überschreiten.
Ein Beispiel für eine solche angekündigte gesetzliche Auflage ist, dass die Funktionen des Kühlflüssigkeitstemperaturgebers überwacht werden muss. Nach dem Stand der Technik kann man die Funktion eines Kühlflüssigkeitstemperaturgebers durch eine sog. Kurzschluss-/Unterbrechungsprüfung kontrollieren. Eine solche Prüfung lässt jedoch nur erkennen, ob der Temperaturgeber funktioniert oder nicht; sie liefert dagegen keinen Aufschluss darüber, ob er einen zu hohen oder zu niedrigen Wert ausgibt, auf einem hohen Wert ”klemmt” oder in bestimmten Bereichen nicht funktioniert usw. Derartige Prüfungen genügen somit nicht zur Erfüllung der neuen gesetzlichen Auflagen, in denen auch spezifisch vorgeschrieben ist, dass solche Prüfbedingungen zu wählen sind, bei denen die Überwachung unter Betriebsbedingungen erfolgt, d. h. meistens während der Fahrt.
Aus dem Dokument DE 697 06 244 T2 ist ein Diagnosesystem für eine Brennkraftmaschine bekannt, das in der Lage ist, zu ermitteln, ob ein Kühlwassertemperatursensor eines Motors ausgefallen ist, wobei eine von einem Kühlwassertemperatursensor erfasste Kühlwassertemperatur mit einem vorgegebenen Referenzwert verglichen wird.
Das Dokument DE 199 58 384 A1 offenbart ein Verfahren zur Erkennung eines fehlerhaften Kühlmitteltemperatursensors, wobei ein Fehler erkannt wird, wenn sich innerhalb einer vorgegebbaren Zeit nach Aufschalten einer die Messgröße beeinflussenden Störgröße keine Änderung des Ausgangssignals des Sensors einstellt.
Das Dokument DE 199 58 385 A1 offenbart ein Verfahren zur Diagnose von Kühlwasserthermostaten und/oder einem Temperatursensor im Kühlmittelkreislauf einer Brennkraftmaschine. Dabei wird zur Diagnose des Kühlwasserthermostat und/oder des Temperatursensors ein Verlustmoment der Brennkraftmaschine herangezogen und ausgewertet, das sich aus Reibung und Ladungswechsel zusammensetzt.
Das Dokument US 6,200,021 B1 offenbart eine Abnormalitätserfassungsvorrichtung für eine Kühlwasservorrichtung eines Motors, bei der eine geschätzte Kühlwassertemperatur aus verschiedenen Motorbetriebsparametern berechnet und mit einer von einem Kühlmitteltemperatursensor erfassten Temperatur verglichen wird.
Das Dokument US 6,283,381 B1 offenbart eine Diagnosevorrichtung und ein -verfahren für einen Kühlmittelsensor, bei der eine Fehlfunktion anhand eines Überwachens einer Veränderung des Ausgangswertes des Kühlmitteltemperatursensors nach dem Starten eines Motors erkannt werden kann.
Abriss der Erfindung
Ein Zweck der Erfindung besteht darin, ein Verfahren für die Überprüfung und Überwachung des Kühlflüssigkeitstemperaturgebers unter Betriebsbedingungen bereitzustellen. Genauer ausgedrückt besteht ein Zweck der vorliegenden Erfindung darin, ein Verfahren bereitzustellen, das kontrolliert, ob der Kühlflüssigkeitstemperaturgeber in einem Kraftfahrzeug einen zu niedrigen Wert ausgibt oder auf einem zu niedrigen Wert verharrt („klemmt”).
Diese und andere Zwecke werden gemäß der vorliegenden Erfindung durch ein Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen gemäß Anspruch 1 erfüllt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden vorstehend genannte Zwecke dadurch erfüllt, dass sichergestellt wird, dass bestimmte Bedingungen wie eine ausreichend hohe Außenlufttemperatur und eine ausreichende Menge dem Motor zugeführter Energie während eines begrenzten Zeitraums erfüllt sind. Diese Bedingungen führen mit sich, dass die Temperatur der Motorkühlflüssigkeit auf ein ausreichend hohes Niveau angestiegen sind, damit die Kühlflüssigkeitstemperatur mit Hilfe des Kühlflüssigkeitstemperaturgebers gemessen und das Ergebnis mit dem erwarteten niedrigsten Wert verglichen werden kann.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass die Funktion des Kühlflüssigkeitstemperaturgebers kontinuierlich während des Betriebs überprüft werden kann und eine Anzeige erhalten werden kann, wenn dieser nicht einen korrekten Wert anzeigt.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass keine weitere Hardware beim Motor implementiert werden muss, da alle erforderlichen Geber bereits vorhanden sind. Ferner kann die Funktion des Steuergeräts in ein bereits vorhandenes Steuergerät implementiert werden. Es muss nur Software hinzugefügt werden.
Weitere Vorteile werden durch verschiedene Aspekte der Erfindung erzielt und gehen aus der folgenden ausführlichen Beschreibung hervor.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1a zeigt in schematischer Darstellung ein mit einem OBD-System und einem Steuergerät ausgestattetes Fahrzeug, worin die vorliegende Erfindung implementiert werden kann.
1b zeigt ein System gemäß der Erfindung zur Überwachung eines Temperaturgebers.
2 zeigt ein Ablaufschema, in dem das Verfahren gemäß der Erfindung dargestellt ist.
3 zeigt Diagramme, in dem das Verfahren gemäß der Erfindung dargestellt ist.
Ausführliche Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
In 1 ist ein Beispiel eines Fahrzeugs 1 gezeigt, in dem die vorliegende Erfindung implementiert werden kann. Gemäß den angekündigten gesetzlichen Auflagen müssen bestimmte Fahrzeuge mit einem On-Board-Diagnosesystem (OBD-System) ausgerüstet sein.
In 1b ist ein System 2 gemäß der vorliegenden Erfindung zur Überwachung des Kühlflüssigkeitstemperaturgebers dargestellt. Das System 2 umfasst ein Steuergerät 3, einen Motor 4, einen Außenlufttemperaturgeber 5 und einen Motorkühlflüssigkeitstemperaturgeber 6. Das Steuergerät 3 erfasst erforderliche Information vom System, um das erfindungsgemäße Verfahren durchführen zu können. U. a. werden Signale vom Außenlufttemperaturgeber 5 und vom Motorkühlflüssigkeitstemperaturgeber 6 erfasst. Diese Temperaturgeber 5 und 6 sind über die Leitungen 7 bzw. 8 mit dem Steuergerät 3 verbunden. Das Steuergerät 3 bezieht auch Information über die Geschwindigkeit des Fahrzeugs, die Motordrehzahl des Fahrzeugs, den Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs, den Druck des in den Motor eingespritzten Kraftstoffs und andere Variablen. Das Steuergerät umfasst zumindest ein Rechnerprogrammprodukt, vorzugsweise in Form eines Speichers M, wie einen ROM (Festwertspeicher), PROM (Programmierbarer Festwertspeicher), EPROM (Löschbarer, programmierbarer Festwertspeicher), EEPROM (Elektrisch löschbarer, programmierbarer Festwertspeicher), Flash-Speicher, SRAM (Statischer Schreib-Lese-Speicher) usw. Im Speicher M ist ein Rechnerprogramm 10 gespeichert, das bei seiner Ausführung bewirkt, dass das Steuergerät 3 das Verfahren ausführt. Desweiteren gibt es einen Mikroprozessor μP, der das Rechnerprogramm ablaufen lässt. Das System 2 umfasst selbstverständlich andere, nicht dargestellte Teile, wie Kühler, Kühllüfter, Abgasturbolader usw., die auf dem Fachgebiet bekannt sind.
Kurz gesagt basiert das erfindungsgemäße Verfahren zur Überwachung eines Kühlflüssigkeitstemperaturgebers auf dem Gedanken und der Erkenntnis, dass dann, wenn einem Motor eine ausreichend geringe Menge Energie während ausreichend langer Zeit zugeführt wird und gleichzeitig der Motor im Hinblick auf die Außenlufttemperatur T_amb arbeitet, Gewissheit besteht, dass die Kühlflüssigkeitstemperatur oberhalb einer bestimmten Grenze liegt. Sollte die gemessene Kühlflüssigkeitstemperatur dessen ungeachtet unter der vorgegebenen Grenze liegen, bedeutet dies, dass ein Funktionsfehler beim Kühlflüssigkeitstemperaturgeber vorliegt, d. h. dass der Temperaturgeber einen fehlerhaft niedrigen Wert anzeigt. Dies gilt unter der Voraussetzung, dass kein Fehler bei anderen Werten, die bei der Überprüfung benutzt werden, vorliegt. Wenn zum Beispiel die Anordnung zur Messung der zugeführten Kraftstoffmenge (die z. B. aus einem Volumenstrommesser oder Druckgeber für den Kraftstoff bestehen kann, wobei jedoch auch Annahmewerte für verschiedene Drehzahlen des Motors benutzt werden können, die in Tabellenform gespeichert sind) oder der Außenlufttemperaturgeber fehlerhafte Werte anzeigen, wirkt sich dies natürlich auf die vorliegende Prüfung aus.
Die Anwendung eines Maßes für eine ausreichende Menge an zugeführter Energie zur Sicherstellung, dass der Motor auf solche Weise betrieben worden ist, dass sich ein fehlerhaft anzeigender Kühlflüssigkeitstemperaturgeber verifizieren lässt, lässt sich anhand der folgenden Überlegung erklären
Es sei angenommen, dass ein Kontrollvolumen festgelegt wird, wobei der gesamte Motor dieses Kontrollvolumen darstellt, und es sei außerdem angenommen, dass Q ._{Kühlflüssigkeit,ein} = Q ._{Kühlflüssigkeit,aus} (1) worin Q . für den Wärmefluss, d. h. zugeführte Energie je Zeiteinheit, steht. Es gilt dann nach dem ersten Gesetz der Thermodynamik: Q ._Kraftstoff – Q ._Umgebung – Q ._Abgase – Q ._{Nutzenenergie} = ^∂W/_∂t (2) worin ^∂W/_∂t die Veränderung der inneren Energie bezeichnet, die im Weiteren wie folgt ausgedrückt werden kann: ^∂W/_∂t = mC_V ∂T_Masse/_∂t ≈ mC_V ∂T_{Kühlflüssigkeit}/_∂t ∝ ∂T_{Kühlflüssigkeit}/_∂t (3) worin m die Masse des Motors, C_V die spezifische Wärmekonstante bei einem bestimmten konstanten Volumen (V), T_masse die Temperatur der Masse und T_{Kühlflüssigkeit} die Temperatur der Kühlflüssigkeit bezeichnen. In der Gleichung (3) wird angenommen, dass T_masse ungefähr gleich T_{Kühlflüssigkeit} ist.
Mit anderen Worten entscheidet die Veränderung der inneren Energie, wie schnell sich die Temperatur der Kühlflüssigkeit ändert, und zwar unter der Annahme, dass der Kühlflüssigkeit keine Wärme außerhalb des Kontrollvolumens zugeführt wird, da ein Thermostat im Kühlsystem bei niedrigen Temperaturen geschlossen ist. Dies führt mit sich, dass mit Ausnahme der vernachlässigbaren Verluste, die in den Leitungen auftreten, keine Kühlung der Kühlflüssigkeit stattfindet. Eine Erwärmung der Kühlflüssigkeit außerhalb des Kontrollvolumens kann an sich schon stattfinden, aber dies führt nur mit sich, dass mehr Energie dem Kontrollvolumen zugeführt wird und die Erwärmung dadurch schneller erfolgt.
Desweiteren wird nun angenommen, dass die Wärmeabstrahlung an die Umgebung relativ konstant ist, aber Q ._Kraftstoff, Q ._Abgase und Q ._Nutzenergie abhängig von der Einsatzart des Motors, z. B. Leerlaufbetrieb oder Vollast auf einer starken Steigung, stark variieren. Wenn diese drei Größen relativ klein sind, d. h. bei Leerlaufbetrieb, hat die Außenlufttemperatur T_amb großen Einfluß auf den Erwärmungsverlauf (d. h. Q ._Umgebung). Dies bedeutet, dass die Erwärmung des Motors sehr langsam erfolgt. In dem Fall, wenn diese Größen groß sind (bei starken Variationen und hohe Belastung) wird die Außenlufttemperatur T_amb einen geringeren Einfluss auf den Erwärmungsverlauf haben. Für einen ausreichend schnellen Erwärmungsverlauf müssen somit Q ._Kraftstoff, Q ._Abgase und Q ._Nutzenergie ausreichend groß und gleichzeitig Q ._Umgebung ausreichend klein sein.
Die erste Bedingung wird verifiziert durch die Bestimmung, ob eine ausreichende Kraftstoffmenge während einer ausreichend kurzen Zeit eingespritzt worden ist. Dies kann verfiziert werden, indem über den Zeitverlauf entweder die in den Motor eingespritzte Kraftstoffmenge oder der Druck des in den Motor eingespritzten Kraftstoffs integriert werden. Es zeigt sich dann, dass Q ._Kraftstoff bei einem Anstieg der eingespritzten Kraftstoffmasse je Zeiteinheit ansteigt. Dieser Anstieg ist nicht ganz proportional zur eingespritzten Kraftstoffmenge je Zeiteinheit, sondern nimmt bei hohen Werten der Kraftstoffeinspritzmenge etwas ab. Es kann jedoch angenommen werden, dass die Beziehung zwischen Q ._Kraftstoff und der Kraftstoffeinspritzmenge annähernd proportional ist.
Die zweite Bedingung wird verifiziert durch eine Prüfung, dass die Außenlufttemperatur höher ist als eine bestimmte Grenze, vorschlagsweise im Bereich zwischen 0°C und, bevorzugt zwischen 4°C und 6°C.
Die Verhältnisse, die bei normalen Bedingungen gelten, umfassen folgende Kriterien:

– Außenlufttemperatur: 6°C–30°C
– Umgebungsluftdruck: < 2000 m. ü. NN
– Kühlflüssigkeitstemperatur: 60°C–100°C

Da der Außenlufttemperaturgeber 5 eine etwas irreführende Temperatur messen kann, wird bevorzugt eine etwas niedrigere Temperatur als gemäß den normalen Betriebsbedingungen als Grenze für die Entscheidung, ob die zweite Bedingung erfüllt ist, verwendet.
In 2 ist das erfindungsgemäße Verfahren in Form eines Ablaufschemas dargestellt, wobei der Ablauf bei Schritt 20 beginnt. In Schritt 23 werden die beim Verfahren benutzten Parameter gesetzt, d. h. T_low als der Grenzwert, den die Außenlufttemperatur in einem späteren Schritt des Verfahrens übersteigen muss, T_test als der vom Kühlflüssigkeitstemperaturgeber gemessene Grenzwert, der überstiegen werden muss, Q_limit als die Menge der zugeführten Energie, die dem Motor während eines bestimmten Zeitraums zugeführt worden sein muss, sowie t_max als oberer Grenzwert für den Zeitraum.
Wenn diese Parameter festgesetzt sind, geht das Verfahren über auf Schritt 22, in dem ein Zähler R1 nullgestellt wird. Weiter in Schritt 23 wird ein Integrator nullgestellt, der die zugeführte Energie Q ., d. h. den Wärmefluss, während des Zeitraums, in dem Zähler R1 aktiv ist, integrieren muss.
Im darauf folgenden Schritt 24 wird die zugeführte Energie Q . bestimmt, entweder als Funktion der gemessenen Menge an eingespritztem Kraftstoff oder als Funktion des gemessenen Druckes des eingespritztem Kraftstoff. Danach wird Q . integriert.
Im darauf folgenden Schritt 25 wird der Zähler R1 vorwärtsgezählt, und anschließend wird in Schritt 26 geprüft, ob die Außenlufttemperatur T_amb die Grenze T_low übersteigt. Wenn ja, geht es weiter mit Schritt 27, andernfalls erfolgt eine Rückkehr zu Schritt 22, wo der Zähler R1 nullgestellt wird.
In Schritt 27 wird geprüft, ob der integrierte Wert Q₁ für die zugeführte Energie, d. h. der Energiegehalt des dem Motor zugeführten Kraftstoffs, höher ist als die Menge Q_limit der zugeführten Energie, die dem Motor 4 zugeführt worden sein muss, damit die Funktion des Kühlflüssigkeitstemperaturgebers verifiziert werden kann; ein Beispiel für Q_limit ist ein Wert im Bereich 2 bis 8 kg Kraftstoff, vorzugsweise 5 kg Kraftstoff. In dem Fall, dass der integrierte Wert der zugeführten Energie niedriger ist als Q_limit, erfolgt eine Rückkehr zu Schritt 24, wo eine weitere Bestimmung und Integration von Q . vorgenommen wird, andemfalls geht es weiter mit Schritt 28.
In Schritt 28 wird geprüft, ob die seit der Nullstellung des Zählers R1 in Schritt 22 vergangene Zeit ausreichend kurz ist. Dies geschieht durch Vergleichen des Werts von Zähler R1 mit der oberen Grenze t_max für den bestimmten Zeitraum. Wenn der Zeitraum überschritten worden ist, d. h. wenn Zähler R1 auf einen Wert höher als t_max vorwärtsgezählt hat, erfolgt keine Prüfung des Kühlflüssigkeitstemperaturgebers, sondern das Verfahren kehrt zurück nach Schritt 22, worin der Zähler R1 nullgestellt wird. Andernfalls geht es weiter mit Schritt 29.
Wenn die Prüfbedingungen zur Verfizierung der unteren Grenze des Kühlflüssigkeitstemperaturgebers erfüllt sind, wird in Schritt 29 ein Wert für die Kühlflüssigkeitstemperatur T_m gemessen, und danach wird in Schritt 30 entschieden, ob der gemessene Wert T_m über dem vorgegebenen Niveau T_test liegt. Wenn dies der Fall ist, endet der Verfahrensablauf mit Schritt 31; ist dagegen T_m niedriger als T_test, folgt nun Schritt 32, in dem ein Alarm an den Fahrzeugführer ausgegeben wird.
Das Verfahren gem. 2 wird vorzugsweise in einem Programm in einer Schleife implementiert, wobei der Ablauf von Schritt 31 zu Schritt 22 zurückgeführt wird, sofern keine Parameter angepasst werden müssen, was in Schritt 21 erfolgt. Das Verfahren kann z. B. in einer 10-ms-Schleife in einem Echtzeitprogramm implementiert werden. Das Programm wird installiert und im Steuergerät 3 mit Hilfe des Speichers M und des Mikroprozessors μP ausgeführt. Das Programm kann außerdem auf einem Datenträger wie CD-ROM, Magnetband, Diskette, Festplatte usw. gespeichert werden.
In 3 sind drei Diagramme mit verschiedenen Variablen (T_amb, Q_i, T_m) als Funktion der Zeit t dargestellt; sie erläutern die Funktion des Verfahrens gemäß der Erfindung. Die Zeitachse, d. h. die X-Achse ist in Minuten unterteilt, die Y-Achse bei zwei Diagrammen in °C und bei dem Diagramm für die integrierte zugeführte Energie in kg (Kraftstoff). Das oberste Diagramm zeigt T_amb als Funktion von t und weist eine Kurve 40 auf entsprechend der mit einem Außenlufttemperaturgeber 5 ab einem Zeitpunkt 0 gemessenen Temperatur. In diesem Diagramm ist auch die erste Bedingung für eine Verifizierung des Kühlflüssigkeitstemperaturgebers dargestellt. Die niedrigste zulässige Temperaturgrenze t_low ist als gestrichelte Linie eingezeichnet. und bei diesem Beispiel auf 6°C festgelegt.
Das mittlere Diagramm zeigt Q_i als Funktion von t und enthält mehrere Teilkurven (41, 42, 43, 44), die einen integrierten Wert für die dem Motor 4 zugeführte Energie zeigen. In diesem Diagramm ist auch die zweite Bedingung eine Verifizierung des Kühlflüssigkeitstemperaturgebers dargestellt. Wenn der Wert der integrierten zugeführten Energie Q_i einen bestimmten Wert Q_limit erreicht, kann ein Wert für den Kühlflüssigkeitstemperaturgeber abgelesen werden. Q_limit ist als gestrichelte Linie eingezeichnet und bei diesem Beispiel auf 5 kg festgelegt Wenn Q_i innerhalb eines vorgegebenen Zeitraums (0–t_max), der durch den Zeitpunkt für den Beginn der Integration von Q und den Zeitpunkt des Erreichens von Q_min bestimmt wird, den Wert von Q_limit erreicht, ist dem Motor 4 unter normalen Betriebsbedingungen ausreichend viel Energie ausreichend schnell zugeführt worden. Der Zeitraum kann z. B. auf 10–30 Minuten, vorzugsweise 15–20 Minuten, festgelegt werden.
Das unterste Diagramm zeigt T_m als Funktion von t und umfasst eine Kurve 45, die der Temperaturgemessen von einem Kühlflüssigkeitstemperaturgeber 6 ab einem Zeitpunkt 0 entspricht. Im Zeitpunkt 0 startet das Fahrzeug, und die Temperatur der Kühlflüssigkeit steigt anfänglich und sollte unter normalen Betriebsbedingungen zum Schluss im Bereich von 60–100°C stehenbleiben. Die Kühlflüssigkeitstemperatur variiert mit der Zeit. Zu dem Zeitpunkt, wenn die erste und die zweite Bedingung für T_amb bzw. Q_i erfüllt ist, wird T_mgemessen und mit einem vorgegebenen Wert T_test verglichen, z. B. der niedrigsten Temperatur der Kühlflüssigkeit unter normalen Betriebsbedingungen, d. h. 60°C im vorliegenden Beispiel.
Vier Zeitpunkte – nämlich t₁, t₂, t₃, t₄ – sind in allen Diagrammen durch Punktstrichlinien abgesetzt. Die X-Achse beginnt in allen Diagrammen im Zeitpunkt t = 0 (t₀).
Im Zeitraum t₀–t₁ ist die Bedingung für T_amb erfüllt, und Q_i erreicht Q_limit bei t₁, siehe Kurve 41. Unter der Annahme, dass der maximal zulässige Zeitraum mit 20 Minuten angesetzt ist, d. h. t_max = 20 Minuten, wird eine Messung im Zeitpunkt t₁ für den Fall, dass t₁ < t_max ist, vorgenommen. Im vorliegenden Beispiel ist t₁ ca. 17 Minuten, also weniger als t_max = 20 Minuten. Die Bedingungen sind erfüllt, und die bei t₁ vom Kühlflüssigkeitstemperaturgeber 6 gemessene Temperatur beträgt ca. 65°C, also höher als T_test. Demzufolge funktioniert der Kühlflüssigkeitstemperaturgeber.
Im Zeitpunkt t₁ startet der Integrator erneut die Bildung von Q₁ bis zum Zeitpunkt t₂, siehe Kurve 42, da die Bedingung für T_amb nicht mehr erfüllt ist und der Integrator erneut nullgestellt wird. Solange T_amb niedriger ist als T_low verbleibt der Integrator nullgestellt, siehe Kurve 43, d. h. bis zum Zeitpunkt t₃.
Im Zeitpunkt t₃ startet der Integrator erneut die Bildung von Q₁, siehe Kurve 44, bis Q_limit erreicht ist, was im Zeitpunkt t₄ geschieht. Der Zeitraum, während dem Q integriert wird, d. h. t₄–t₃, beträgt 60 – 31 = 29 Minuten, das ist länger als der zulässige Zeitraum von 20 Minuten gem. oben. Dies bedeutet, dass kein Alarm ausgelöst wird, obwohl T_m im Zeitpunkt t₄ niedriger ist als T_test.
In dem Fall, dass der zulässige Zeitraum mit 30 Minuten angesetzt ist, wird ein Alarm an den Fahrzeugführer ausgegeben.
Das vorstehend beschriebene Verfahren basiert auf der Voraussetzung, dass der Wirkungsgrad des Motors und der Wirkungsgrad des Kraftstoffs konstant sind. Das Verfahren lässt sich jedoch entwickeln, indem in Verbindung mit der Berechnung der zugeführten Energie je Zeiteinheit, Q . bei jeder Messung von entweder zugeführter Kraftstoffmenge je Zeiteinheit oder Druck des zugeführten Kraftstoffs Schwankungen bei diesen Wirkungsgraden mit einbezogen werden.
Eine zeitgleich eingereichte Patentanmeldung mit dem Titel „Verfahren und Steuergerät zur Überwachung von Motorkühlflüssigkeitstemperaturgebern” des gleichen Anmelders beschreibt ein Verfahren zur Prüfung des Motorkühlflüssigkeitstemperaturgebers in einem Kraftfahrzeug, ob dieser einen zu hohen oder niedrigen Wert ausgibt oder auf einem hohen Wert ”klemmt”. Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das in der genannten Anmeldung beschriebene Verfahren gleichzeitig mit dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden. Eine Kombination dieser Verfahren würde demzufolge mit sich führen, dass beim Kühlflüssigkeitstemperaturgeber die Funktion sowohl in bezug auf eine obere Grenze als auch auf eine untere Grenze gleichzeitig geprüft werden kann.
Beide Verfahren zur Überwachung des Kühlflüssigkeitstemperaturgebers setzen eine einwandfreie Funktion des Außenlufttemperaturgebers voraus. In einer zeitgleich eingereichten Patentanmeldung mit dem Titel „Verfahren und Steuergerät zur Überwachung eines Temperaturgebers” des gleichen Anmelders ist beschrieben, wie die Funktion des Außenlufttemperaturgebers überwacht werden kann. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das in der genannten Anmeldung beschriebene Verfahren eingesetzt werden, um in regelmäßigen Abständen zu prüfen, ob der Außenlufttemperaturgeber korrekte Werte anzeigt. Sollte die Prüfung des Außenlufttemperaturgebers zeigen, dass dieser außer Funktion ist, kann dies bei der Prüfung gemäß der vorliegenden Erfindung mit einbezogen werden und z. B. durch ein Einschalten einer Wamleuchte darauf hinweisen, dass das Prüfergebnis aufgrund eines defekten Außenlufttemperaturgebers fehlerhaft sein kann.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeug
2: System
3: Steuergerät
4: Motor
5: Außenlufttemperaturgeber
6: Motorkühlflüssigkeitstemperaturgeber
7: Leitung
8: Leitung
10: Rechnerprogramm

Claims

Verfahren zur Überwachung einer Temperatur einer Kühlflüssigkeit in einem Motor (4) eines Fahrzeugs, wobei der Motor (4) mit einem Kühlflüssigkeitstemperaturgeber (6) ausgerüstet ist, der ein Steuergerät (3) mit Information über eine gemessene Kühlflüssigkeitstemperatur (T_m) versorgt und auch ein Außenlufttemperaturgeber (5) das Steuergerät (3) mit Information über eine gemessene Außenlufttemperatur (T_amb) versorgt, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren folgende Schritte umfasst: a) Verifizieren, dass die Außenlufttemperatur (T_amb) ausreichend hoch ist, b) Sicherstellen, dass dem Motor (4) während eines vorgegebenen Zeitraums ausreichend viel Energie zugeführt worden ist, c) wenn die Bedingungen gem. Schritt a) und b) während eines vorgegebenen Zeitraums erfüllt waren, Messen der Kühlflüssigkeitstemperatur (T_m), und d) Vergleichen der gemessenen Kühlflüssigkeitstemperatur (T_m) mit einem vorgegebenen unteren Grenzwert (T_test), wobei ein Alarm ausgelöst wird, wenn die gemessene Kühlflüssigkeitstemperatur (T_m) niedriger ist als der vorgegebene untere Grenzwert (T_test).
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verifizieren der Außenlufttemperatur gem. Schritt a) die Schritte umfasst, dass mit dem Außenlufttemperaturgeber (5) die Außenlufttemperatur (T_amb) gemessen und mit einem Wert (T_low) verglichen wird, der einer niedrigsten festgelegten Grenze für normale Betriebsverhältnisse entspricht.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die niedrigste festgelegte Grenze für normale Betriebsverhältnisse auf einen Wert im Bereich von 0°C bis 6°C festgelegt ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die gem. Schritt b) zugeführte Energie (Q) aus einem Energiegehalt eines Kraftstoffs des Motors hergeleitet wird.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei ein Wirkungsgrad des Motors und/oder des Kraftstoffs in Verbindung mit der Berechnung der zugeführten Energie berücksichtigt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 5, wobei die Menge der zugeführten Energie (Q) von einem Kraftstoffmengenmesser bestimmt wird, indem: b1) mit einem Volumenstrommesser eine Menge des in den Motor (4) eingespritzten Kraftstoffs gemessen wird, oder b2) mit einem Druckgeber ein Druck des in den Motor (4) eingespritzten Kraftstoffs gemessen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei eine ausreichende Menge während des Zeitraums zugeführter Energie 5 kg Kraftstoff entspricht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei für den Zeitraum gemäß Schritt b) ein Bereich von 10 bis 30 Minuten gewählt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei für den Grenzwert (T_test) in Schritt d) die niedrigste Temperatur gewählt wird, die die Kühlflüssigkeit bei normalen Betriebsverhältnissen besitzt.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Temperatur der Kühlflüssigkeit bei normalen Betriebsverhältnissen zwischen 60°C und 100°C pendeln kann.
Rechnerprogramm zur Überwachung eines Kühlflüssigkeitstemperaturgebers (6) in einem Motor (4) eines Fahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass ein Codierorgan beim Ablauf in einem Steuergerät (3) beim Steuergerät (3) bewirkt, dass dieses das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10 durchführt.
Rechnerprogrammprodukt, das einen in Rechnern lesbaren Datenträger und ein Rechnerprogramm nach Anspruch 11 umfasst, wobei das Rechnerprogramm von dem in Rechnern lesbaren Datenträger umfasst ist.
Steuergerät zur Überwachung einer Temperatur einer Kühlflüssigkeit in einem Motor (4) eines Fahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät zumindest eine Speichereinheit (M) umfasst, die ein Rechnerprogramm nach Anspruch 11 umfasst.
Fahrzeug (1), ausgerüstet mit einem Außenlufttemperaturgeber (5) zum Messen einer Außenlufttemperatur (T_amb), dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (1) außerdem mit einem Steuergerät (3) gemäß Anspruch 13 ausgerüstet ist.