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Stand der Technik
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Die Erfindung geht von einem Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, von einem Computerprogramm-Produkt, von einem Computerprogramm und von einer Steuer- und/oder Regeleinrichtung nach der Gattung der unabhängigen Ansprüche aus.
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Es ist bereits bekannt, dass einem Zylinder einer Brennkraftmaschine Luft und Kraftstoff über mehrere Einlassventile zugeführt werden, wobei dem Zylinder die Luft und der Kraftstoff über einen gemeinsamen Kanal, der in jeweils einen separaten Kanal für jedes Einlassventil des Zylinders mündet, zugeführt werden. Ferner sind Ausführungsformen einer solchen Brennkraftmaschine bekannt, bei denen diese separaten Kanäle volumengleich ausgeführt sind. Weiterhin ist es bekannt, bei solchen Brennkraftmaschinen die Kraftstoffzufuhr zu dem Zylinder auszublenden und nach einer Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr zu diesem Zylinder die Kraftstoffzufuhr zu diesem Zylinder wieder aufzunehmen.
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Aus der
EP 1 171 694 B1 sowie der
DE 10 2004 022 491 A1 sind Vorrichtungen und Verfahren zur Überwachung von Ventilhubeinrichtungen von Brennkraftmaschinen bekannt. Verfahren zur Ansteuerung der Brennkraftmaschine bei erkannten Ventilhubfehler sind dort offenbart.
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Duie Aufgabe der Erfindung ist, ein Verfahren zum Erkennen eines fehlerhaften geschlossenen Einlassventils eines Zylinders einer Brennkraftmaschine bereitzustellen. Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Offenbarung der Erfindung
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Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, das erfindungsgemäße Computerprogramm-Produkt, das erfindungsgemäße Computerprogramm und die erfindungsgemäße Steuer- und/oder Regeleinrichtung mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche haben dem gegenüber den Vorteil, dass von einem ersten Zeitpunkt der Wiederaufnahme der Kraftstoffzufuhr die zumindest teilweise einem der separaten Kanäle unter Annahme eines dauerhaft geschlossenen zugeordneten Einlassventils zugeführte Kraftstoffmenge ermittelt wird, dass aus der ermittelten Kraftstoffmenge ein zweiter Zeitpunkt seit der Wiederaufnahme der Kraftstoffzufuhr ermittelt wird, zu dem erstmals der separate Kanal bei dauerhaft geschlossenem zugeordnetem Einlassventil komplett mit Kraftstoff gefüllt wäre, dass geprüft wird, ob der Zylinder zwischen dem ersten Zeitpunkt und dem zweiten Zeitpunkt verhältnismäßig mehr Verbrennungsaussetzer aufweist, als nach dem zweiten Zeitpunkt, und dass in diesem Fall auf ein fehlerhaft geschlossenes Einlassventil des Zylinders geschlossen wird. Auf diese Weise lässt sich ein fehlerhaft geschlossenes Einlassventil des Zylinders detektieren.
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Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Verfahrens möglich.
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Besonders einfach wird die Detektion des fehlerhaft geschlossenen Einlassventils dadurch, dass auf ein fehlerhaftes Einlassventil dann geschlossen wird, wenn der Zylinder zwischen dem ersten Zeitpunkt und dem zweiten Zeitpunkt mehr Verbrennungsaussetzer aufweist als in einem gleichlangen Zeitraum nach dem zweiten Zeitpunkt.
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Der zweite Zeitpunkt lässt sich besonders einfach dadurch ermitteln, dass ein seit dem ersten Zeitpunkt eingespritzter Kraftstoffmassenstrom aufintegriert wird, um die zumindest teilweise in den separaten Kanal eingespritzte Kraftstoffmenge zu ermitteln.
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Dabei lässt sich die zumindest teilweise dem separaten Kanal zugeführte Kraftstoffmenge besonders präzise ermitteln, wenn dabei eine abdampfende Kraftstoffmenge berücksichtigt wird.
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Ein weiterer Vorteil ergibt sich, wenn abhängig von mindestens einem Betriebspunkt der Brennkraftmaschine ermittelt wird, bei welcher für den Zylinder seit der Wiederaufnahme der Kraftstoffzufuhr eingespritzten Kraftstoffmenge der separate Kanal unter Annahme eines dauerhaft geschlossenen zugeordneten Einlassventils vollständig mit Kraftstoff gefüllt ist. Auf diese Weise lässt sich der zweite Zeitpunkt besonders einfach und präzise auch abhängig vom aktuellen Betriebspunkt der Brennkraftmaschine ermitteln.
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Vorteilhaft dabei ist es, wenn der mindestens eine Betriebspunkt der Brennkraftmaschine in Abhängigkeit einer Motortemperatur und/oder eines Saugrohrdrucks gewählt wird. Auf diese Weise lässt sich nämlich bei der Ermittlung der dem separaten Kanal zugeführten Kraftstoffmenge und damit bei der Ermittlung des zweiten Zeitpunkts die abhängig von der Motortemperatur und/oder dem Saugrohrdruck abdampfende Kraftstoffmenge berücksichtigen und somit die dem separaten Kanal zugeführte Kraftstoffmenge und damit der zweite Zeitpunkt noch genauer ermitteln.
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Die Zuverlässigkeit der Detektion eines fehlerhaft geschlossenen Einlassventils des Zylinders lässt sich erhöhen, wenn auf ein fehlerhaft geschlossenes Einlassventil nur dann geschlossen wird, wenn zwischen dem ersten Zeitpunkt und dem zweiten Zeitpunkt eine vorgegebene Anzahl von Verbrennungsaussetzern erreicht oder überschritten wird.
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Die Zuverlässigkeit der Detektion eines fehlerhaft geschlossenen Einlassventils des Zylinders lässt sich auch dadurch erhöhen, dass auf ein fehlerhaft geschlossenes Einlassventil nur dann geschlossen wird, wenn nach dem zweiten Zeitpunkt für mindestens eine vorgegebene Zeit die Anzahl der detektierten Verbrennungsaussetzer im Zylinder kleiner als ein vorgegebener Wert, insbesondere gleich Null, ist.
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Die Detektion eines fehlerhaft geschlossenen Einlassventils des Zylinders lässt sich dabei einfach und zuverlässig dadurch realisieren, dass das Verhältnis zwischen der vorgegebenen Anzahl und der Zeit zwischen dem ersten Zeitpunkt und dem zweiten Zeitpunkt größer als das Verhältnis zwischen dem vorgegebenen Wert und der vorgegebenen Zeit gewählt wird.
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Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich besonders für Brennkraftmaschinen, bei denen zwischen einem Haltmotorbetrieb und einem Vollmotorbetrieb umgeschaltet werden kann, wobei dort der erste Zeitpunkt einfach als Zeitpunkt des Umschaltens vom Halbmotorbetrieb in den Vollmotorbetrieb der Brennkraftmaschine gewählt werden kann. Zu diesem Zeitpunkt wird nämlich die Kraftstoffzufuhr in die während des Halbmotorbetriebs nicht befeuerten Zylinder der Brennkraftmaschine wieder aufgenommen.
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Figurenliste
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
- 1 ein Blockschaltbild einer Brennkraftmaschine und
- 2 einen Ablaufplan für einen beispielhaften Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Beschreibung des Ausführungsbeispiels
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In 1 kennzeichnet 1 eine Brennkraftmaschine, die beispielsweise ein Fahrzeug antreibt. Die Brennkraftmaschine 1 kann beispielsweise als Ottomotor mit Saugrohreinspritzung ausgebildet sein. Im Folgenden wird beispielhaft angenommen, dass die Brennkraftmaschine 1 als Ottomotor ausgebildet ist. Die Brennkraftmaschine 1 umfasst einen oder mehrere Zylinder, von denen in 1 beispielhaft einer dargestellt und mit dem Bezugszeichen 15 gekennzeichnet ist. Dem Zylinder 15 wird über einen gemeinsamen Kanal 20 Luft und Kraftstoff zugeführt. Die Strömungsrichtung im gemeinsamen Kanal 20 ist dabei in 1 durch Pfeile gekennzeichnet. Der gemeinsame Kanal 20 umfasst eine Drosselklappe 40, deren Öffnungsgrad oder Position von einer Steuer- und/oder Regeleinrichtung 35, die im Folgenden auch als Motorsteuerung bezeichnet wird, eingestellt wird. Dabei kann die Einstellung der Position der Drosselklappe 40 von der Motorsteuerung 35 in dem Fachmann bekannter Weise beispielsweise abhängig von der Stellung eines Fahrpedals realisiert werden. Der Teil des gemeinsamen Kanals 20 stromab der Drosselklappe 40 wird auch als Saugrohr bezeichnet. In das Saugrohr wird über ein Einspritzventil 50 Kraftstoff eingespritzt. Das Einspritzventil 50 wird dabei ebenfalls von der Motorsteuerung 35 angesteuert, beispielsweise um ein vorgegebenes Luft-/Kraftstoff-Gemischverhältnis einzustellen. Ferner kann das Einspritzventil 50 von der Motorsteuerung 35 auch derart angesteuert werden, dass die Kraftstoffzufuhr beispielsweise in einem Halbmotorbetrieb, in dem nur die Hälfte der Zylinder der Brennkraftmaschine 1 befeuert werden, unterbrochen und nach Umschaltung vom Halbmotorbetrieb in den Vollmotorbetrieb die Kraftstoffzufuhr über das Einspritzventil 50 wieder aufgenommen wird, sofern das Einspritzventil 50 einem oder mehreren in dieser Weise abschaltbaren Zylindern exklusiv zugeordnet ist. Das Einspritzventil 50 verfügt außerdem über eine Lagerückmeldung, die in dem Fachmann bekannter Weise den Öffnungsgrad oder die Position des Einspritzventils 50 der Motorsteuerung 35 zurückmeldet. Alternativ ist die Position oder der Öffnungsgrad des Einspritzventils 50 bzw. die Einspritzzeit aus dem Ansteuersignal der Motorsteuerung 35 bekannt. Im Saugrohr ist ferner ein Saugrohrdrucksensor 45 angeordnet, der den Saugrohrdruck im Saugrohr misst und ein entsprechendes Messsignal an die Motorsteuerung 35 überträgt. Alternativ kann der Saugrohrdruck aus Modellen gestützt auf den Luftmassenstrom und/oder den Drosselklappenwinkel bestimmt werden. Stromab des Einspritzventils 50 teilt sich der gemeinsame Kanal 20 und damit das Saugrohr in einen ersten separaten Kanal 25 und in einen zweiten separaten Kanal 30 auf. Das Einspritzventil 50 ist vorteilhaft als 2-Strahl-Ventil ausgelegt, je ein Strahl für jeden Kanal 25, 30. Der erste separate Kanal 25 mündet über ein erstes Einlassventil 5 in einem Brennraum des Zylinders 15. Der zweite separate Kanal 30 mündet über ein zweites Einlassventil 10 im Brennraum des Zylinders 15. Im Folgenden soll angenommen werden, dass die beiden separaten Kanäle 25, 30 volumengleich ausgeführt sind, also das gleiche geometrische Volumen aufweisen. Dies ist jedoch nicht unbedingt erforderlich. Dem ersten separaten Kanal 25 ist das erste Einlassventil 5 und dem zweiten separaten Kanal 30 ist das zweite Einlassventil 10 zugeordnet. Das erste Einlassventil 5 und das zweite Einlassventil 10 können, beispielsweise und wie in 1 dargestellt, von der Motorsteuerung 35 beispielsweise mittels einer elektrohydraulischen Ventilsteuerung zum Öffnen oder Schließen angesteuert werden. Alternativ können die Einlassventile 5, 10 mittels einer gemeinsamen oder jeweils einer eigenen Einlassnockenwelle zum Öffnen oder Schließen veranlasst werden. Das über das erste Einlassventil 5 und das zweite Einlassventil 10 in den Brennraum des Zylinders 15 gelangende Luft-/Kraftstoff-Gemisch wird durch eine Zündkerze 55 gezündet. Der Zündzeitpunkt der Zündkerze 55 wird ebenfalls von der Motorsteuerung 35 eingestellt, um einen gewünschten Verbrennungsschwerpunkt einzustellen oder eine gewünschte Drehmomentenreserve der Brennkraftmaschine 1 aufzubauen oder einen in 1 nicht dargestellten Katalysator in einem Abgasstrang 70 der Brennkraftmaschine 1 aufzuheizen. Weiterhin ist ein Temperatursensor 60 vorgesehen, der die Temperatur der Brennkraftmaschine 1 misst und ein entsprechendes Messsignal an die Motorsteuerung 35 überträgt. Der Temperatursensor 60 kann dabei beispielsweise eine Kühlmitteltemperatur oder eine Motoröltemperatur der Brennkraftmaschine 1 messen. Alternativ kann der Temperatursensor 60 auch im gemeinsamen Kanal 20, insbesondere im Saugrohr oder im ersten separaten Kanal 26 oder im zweiten separaten Kanal 30 angeordnet sein und die dort herrschende Temperatur messen. Das bei der Verbrennung des Luft-/Kraftstoff-Gemisches im Brennraum des Zylinders 15 erzeugte Abgas wird über ein oder mehrere Auslassventile 65 in den Abgasstrang 70 ausgestoßen. Das oder die Auslassventile 65 werden dabei ebenfalls von der Motorsteuerung 35 oder mittels Auslassnockenwelle zum Öffnen oder Schließen veranlasst. Im Falle der Ansteuerung durch die Motorsteuerung 35 kann dies ebenfalls durch elektrohydraulische Ventilsteuerung erfolgen. Bei Deaktivierung eines oder mehrerer Einlass- oder Auslassventile (allg. Gaswechselventile), beispielsweise im Halbmotorbetrieb wird der Kraftschluss der jeweiligen Ein- oder Auslassnockenwelle auf das oder die entsprechenden Gaswechselventile durch Steuerelemente, hydraulisch oder elektromechanisch, unterbrochen.
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Dem Zylinder 15 ist nun also zunächst über den gemeinsamen Kanal 20 und dann einerseits über den ersten separaten Kanal 25 und das erste Einlassventil 5 und andererseits über den zweiten separaten Kanal 30 und das zweite Einlassventil 10 Luft und Kraftstoff zuführbar.
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Es wird nun die Situation betrachtet, bei der zunächst die Kraftstoffzufuhr in den gemeinsamen Kanal 20 über das Einspritzventil 50 unterbrochen ist, beispielsweise in einem Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1, in dem die Hälfte der Zylinder der Brennkraftmaschine 1 nicht befeuert und nicht mit Kraftstoff versorgt wird. Zu einem ersten Zeitpunkt wird die Kraftstoffzufuhr über das Einspritzventil 50 zum Zylinder 15 wieder aufgenommen, beispielsweise wenn zum ersten Zeitpunkt vom Halbmotorbetrieb in den Vollmotorbetrieb umgeschaltet wird und wieder alle Zylinder der Brennkraftmaschine 1 befeuert und mit Kraftstoff versorgt werden sollen. Wenn nach einer solchen Aktivierung des Zylinders 15 zum ersten Zeitpunkt eines der beiden Einlassventile 5, 10 in fehlerhafter Weiser dauerhaft geschlossen bleibt, das andere der beiden Einlassventile 5, 10 sich jedoch fehlerfrei öffnen oder schließen lässt, dann geschieht folgendes:
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Der Zylinder 15 weist Verbrennungsaussetzer auf, da er über das fehlerfrei funktionierende Einlassventil zwar die volle über den gemeinsamen Kanal 20 zugeführte Luftfüllung behält, aber die Hälfte der in den gemeinsamen Kanal 20 eingespritzten Kraftstoffmenge zunächst in dem dem fehlerhaft dauerhaft geschlossenen Einlassventil zugeordneten separaten Kanal vor dem fehlerhaft dauerhaft geschlossenen Einlassventil zwischengelagert wird. Sobald der separate Kanal, der dem fehlerhaft dauerhaft geschlossenen Einlassventil zugeordnet ist, vollständig mit Kraftstoff gefüllt ist, erhält der Zylinder 15 über das fehlerfrei funktionierende Einlassventil wieder die vollständige vom Einspritzventil 50 eingespritzte Kraftstoffmenge, wodurch die Zahl der Verbrennungsaussetzer im Zylinder 15 wieder reduziert wird, im besten Fall auf Null.
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Das erfindungsgemäße Verfahren nutzt diesen Effekt aus. Die separaten Kanäle 25, 30 stellen dabei diejenigen Kanäle in 1 dar, die ausgehend vom gemeinsamen Kanal 20 zu dem ihnen jeweils zugeordneten Einlassventil 5, 10 führen. Sie sind in 1 schraffiert dargestellt. Sie überlappen sich gegenseitig nicht und dehnen sich vom jeweils zugeordneten Einlassventil 5, 10 bis zum gemeinsamen Kanal 20 aus.
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Der vom Einspritzventil 50 in den gemeinsamen Kanal 20 eingespritzte Kraftstoffmassenstrom beziehungsweise die vom Einspritzventil 50 in den gemeinsamen Kanal 20 eingespritzte Kraftstoffmenge gelangt zumindest teilweise in den ersten separaten Kanal 25. Entsprechend gelangt die vom Einspritzventil 50 in den gemeinsamen Kanal 20 eingespritzte Kraftstoffmenge zumindest teilweise in den zweiten separaten Kanal 30. Dies gilt auch dann, wenn eines der beiden Einlassventile 5, 10 fehlerhaft dauerhaft geschlossen ist oder als fehlerhaft dauerhaft geschlossen angenommen wird.
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Erfindungsgemäß ist es nun vorgesehen, dass vom ersten Zeitpunkt der Wiederaufnahme der Kraftstoffzufuhr an die einem der separaten Kanäle 25, 30 unter der Annahme eines dauerhaft geschlossenen zugeordneten Einlassventils 5, 10 zugeführte Kraftstoffmenge ermittelt wird. Aus der ermittelten Kraftstoffmenge wird ein zweiter Zeitpunkt seit der Wiederaufnahme der Kraftstoffzufuhr ermittelt, zu dem erstmals der separate Kanal bei dauerhaft geschlossenem zugeordnetem Einlassventil 5, 10 vollständig mit Kraftstoff gefüllt wäre. Weiterhin wird geprüft, ob der Zylinder 15 zwischen dem ersten Zeitpunkt und dem zweiten Zeitpunkt verhältnismäßig mehr Verbrennungsaussetzer aufweist, als nach dem zweiten Zeitpunkt. In diesem Fall wird darauf geschlossen, dass eines der Einlassventile 5, 10 des Zylinders 15 fehlerhaft geschlossen ist. Fehlerhaft geschlossen bedeutet dabei unerwünscht dauerhaft geschlossen und nicht mehr zu öffnen.
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Es wird also beispielsweise zur Detektion des fehlerhaft geschlossenen Einlassventils geprüft, ob das Verhältnis zwischen der Anzahl der Verbrennungsaussetzer zwischen dem ersten Zeitpunkt und dem zweiten Zeitpunkt zu der durch den ersten Zeitpunkt und dem zweiten Zeitpunkt definierten Zeitdauer größer ist als das Verhältnis der Anzahl der Verbrennungsaussetzer nach dem zweiten Zeitpunkt in einem vorgegebenen Zeitintervall zu dem vorgegebenen Zeitintervall. Das vorgegebene Zeitintervall nach dem zweiten Zeitpunkt sollte dabei ausreichend groß gewählt werden, um einen zuverlässigen Wert für das genannte Verhältnis nach dem zweiten Zeitpunkt zu erhalten. Beispielsweise kann das vorgegebene Zeitintervall entsprechend geeignet auf einem Prüfstand appliziert werden.
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In besonders einfacher Weise kann die Detektion des fehlerhaft geschlossenen Einlassventils dadurch erfolgen, dass die Zahl der Verbrennungsaussetzer, die sich im Zeitraum zwischen dem ersten Zeitpunkt und dem zweiten Zeitpunkt ergibt, mit der Zahl der Verbrennungsaussetzer in einem gleichlangen Zeitraum nach dem zweiten Zeitpunkt verglichen wird. Ist dabei die Zahl der Verbrennungsaussetzer zwischen dem ersten Zeitpunkt und dem zweiten Zeitpunkt größer als die Zahl der Verbrennungsaussetzer in dem gleichlangen Zeitraum nach dem zweiten Zeitpunkt, so wird auf ein fehlerhaft geschlossenes Einlassventil geschlossen.
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Der zweite Zeitpunkt kann beispielsweise wie folgt ermittelt werden:
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Der vom Einspritzventil 50 in den gemeinsamen Kanal 20 bzw. bei mehrstrahligem Einspritzventil in den jeweiligen Kanal 25, 30 eingespritzte Kraftstoffmassenstrom wird in dem Fachmann bekannter Weise zum einen aus der Einspritzzeit des Einspritzventils 50 in der Motorsteuerung 35 ermittelt. Ferner wird der vom Einspritzventil 50 eingespritzte Kraftstoffmassenstrom nicht nur abhängig von der Einspritzzeit des Einspritzventils 50, sondern zum anderen auch abhängig vom Kraftstoffdruck, der ebenfalls in der Motorsteuerung 35 bekannt ist, in dem Fachmann bekannter Weise ermittelt. Die Motorsteuerung 35 integriert vom ersten Zeitpunkt an ausgehend vom Wert Null den eingespritzten Kraftstoffmassenstrom auf. Dabei ist die Geometrie des ersten separaten Kanals 25 und die Geometrie des zweiten separaten Kanals 30 und damit das Volumen des ersten separaten Kanals 25 und des zweiten separaten Kanals 30 in der Motorsteuerung 35 bekannt und abgespeichert. Die beiden separaten Kanäle 25, 30 weisen dabei in vorteilhafter aber nicht notwendiger Weise, wie bereits beschrieben, das gleiche Volumen auf.
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Aufgrund der bekannten Lage des Einbauorts des Einspritzventils 50 und den bekannten geometrischen Abmessungen des gemeinsamen Kanals 20 ist auch das Volumen des gemeinsamen Kanals 20, das sich bei Einspritzung von Kraftstoff durch das Einspritzventil 50 mit Kraftstoff füllt, in der Motorsteuerung 35 bekannt. Somit lässt sich entweder durch Berechnung oder durch Applikation auf einem Prüfstand und/oder in Fahrversuchen ermitteln, bei welchem Wert der durch Aufintegration des vom Einspritzventil 50 eingespritzten Kraftstoffmassenstroms ermittelten eingespritzten Kraftstoffmenge einer der beiden separaten Kanäle 25, 30 vollständig mit Kraftstoff gefüllt ist unter der Annahme, dass sein zugeordnetes Einlassventil fehlerhaft dauerhaft geschlossen ist und das dem anderen separaten Kanal zugeordnete Einlassventil fehlerfrei funktioniert. Bei unterschiedlichem Volumen der beiden Kanäle 25, 30 ergeben sich unterschiedliche zweite Zeitpunkte je nach Kanal. Im Folgenden wird weiterhin vereinfachend von Volumengleichheit für die beiden Kanäle 25, 30 ausgegangen. Der Zeitpunkt, zu dem diese berechnete oder applizierte Kraftstoffmenge erstmals erreicht wird, stellt den zuvor beschriebenen zweiten Zeitpunkt dar. Die Bestimmung dieses zweiten Zeitpunkts wird dabei noch präziser, wenn bei der Ermittlung der durch das Einspritzventil 50 seit dem ersten Zeitpunkt zugeführten Kraftstoffmenge die abdampfende Kraftstoffmenge berücksichtigt wird. Die abdampfende Kraftstoffmenge hängt dabei vom Betriebspunkt der Brennkraftmaschine 1 ab. Dabei hängt die abdampfende Kraftstoffmenge insbesondere von der Motortemperatur und dem Saugrohrdruck ab. Somit kann beispielsweise auf einem Prüfstand für verschiedene Betriebspunkte der Brennkraftmaschine 1 in Bezug auf die Motortemperatur und/oder den Saugrohrdruck jeweils eine zugeordnete abdampfende Kraftstoffmenge appliziert und in Form eines Kennfelds in der Motorsteuerung 35 oder einem der Motorsteuerung 35 zugeordneten Speicher abgelegt werden.
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Somit kann die beschriebene durch Integration ermittelte vom Einspritzventil 50 eingespritzte Kraftstoffmenge abhängig vom aktuellen Betriebspunkt der Brennkraftmaschine 1 hinsichtlich Motortemperatur und/oder Saugrohrdruck mittels des applizierten Kennfelds hinsichtlich der sich ergebenden abdampfenden Kraftstoffmenge durch Subtraktion der abdampfenden Kraftstoffmenge von der durch Integration ermittelten eingespritzten Kraftstoffmenge korrigiert werden. Der zweite Zeitpunkt wird auf diese Weise genauer bestimmt, nämlich unter Berücksichtigung des aktuellen Betriebspunkts der Brennkraftmaschine hinsichtlich Motortemperatur und/oder Saugrohrdruck.
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Um die Zuverlässigkeit des beschriebenen Diagnoseverfahrens zu erhöhen, kann es optional vorgesehen sein, dass auf ein fehlerhaft geschlossenes Einlassventil nur dann geschlossen wird, wenn zwischen dem ersten Zeitpunkt und dem zweiten Zeitpunkt eine vorgegebene Anzahl von Verbrennungsaussetzern erreicht oder überschritten wird. Die vorgegebene Anzahl kann dabei beispielsweise auf einem Prüfstand und/oder in Fahrversuchen geeignet appliziert werden derart, dass sie einerseits nicht zu klein ist, um unabhängig von einem fehlerhaft geschlossenen Einlassventil ausgelöste vereinzelte Verbrennungsaussetzer nicht gleich auf ein fehlerhaft geschlossenes Einlassventil zurückzuführen. Andererseits sollte die vorgegebene Anzahl nicht zu groß appliziert werden, um in dem durch den ersten Zeitpunkt und dem zweiten Zeitpunkt definierten Zeitfenster ein fehlerhaft geschlossenes Einlassventil anhand der möglichen sich in diesem Zeitfenster einstellenden Verbrennungsaussetzer auch sicher detektieren zu können. Dabei kann die vorgegeben Anzahl abhängig von dem sich zwischen dem ersten Zeitpunkt und dem zweiten Zeitpunkt ergebenden Zeitfenster appliziert werden und zwar umso größer, je größer dieses Zeitfenster ist.
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Weiterhin kann die Zuverlässigkeit der beschriebenen Diagnose der Einlassventile 5, 10 dadurch erhöht werden, dass auf ein fehlerhaft geschlossenes Einlassventil nur dann geschlossen wird, wenn nach dem zweiten Zeitpunkt für mindestens eine vorgegebene Zeit die Anzahl der detektierten Verbrennungsaussetzer im Zylinder 15 kleiner als ein vorgegebener Wert, insbesondere gleich Null, ist. Die vorgegebene Zeit kann dabei beispielsweise auf einem Prüfstand und/oder in Fahrversuchen geeignet appliziert werden derart, dass sie groß genug gewählt wird, um eine für eine zuverlässige Diagnose ausreichende Anzahl von Verbrennungsaussetzern detektieren zu können, andererseits aber möglichst klein gewählt wird, um die Dauer der Diagnose möglichst gering zu halten. Der vorgegebene Wert kann beispielsweise ebenfalls auf einem Prüfstand und/oder in Fahrversuchen geeignet appliziert werden derart, dass er einerseits möglichst klein gewählt wird, um einen signifikanten Unterschied der Zahl der Verbrennungsaussetzer zwischen dem ersten Zeitpunkt und dem zweiten Zeitpunkt einerseits und während der vorgegebenen Zeit nach dem zweiten Zeitpunkt andererseits zu erhalten. Im Idealfall sollten dazu während der vorgegebenen Zeit nach dem zweiten Zeitpunkt keine Verbrennungsaussetzer auftreten. Um jedoch das Diagnoseergebnis nicht durch unabhängig von einem fehlerhaft geschlossenen Einlassventil vereinzelt auftretenden Verbrennungsaussetzern nach dem zweiten Zeitpunkt zu beeinträchtigen, kann bei dieser Applikation des vorgegebenen Werts darauf geachtet werden, dass der vorgegebene Wert nicht zu klein eingestellt wird.
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Um ein fehlerhaft geschlossenes Einlassventil 5, 10 sicher diagnostizieren zu können, ist es jedoch erforderlich, dass das Verhältnis zwischen der vorgegebenen Anzahl von Verbrennungsaussetzern zwischen dem ersten Zeitpunkt und dem zweiten Zeitpunkt und der Zeit zwischen dem ersten Zeitpunkt und dem zweiten Zeitpunkt größer gewählt wird als das Verhältnis zwischen dem vorgegebenen Wert für die Anzahl der detektierten Verbrennungsaussetzer während der vorgegebenen Zeit seit dem zweiten Zeitpunkt und dieser vorgegebenen Zeit.
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In 2 ist ein Ablaufplan für einen beispielhaften Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Nach dem Start des Programms prüft die Motorsteuerung 35, ob eine Anforderung zur Umschaltung vom Halbmotorbetrieb in den Vollmotorbetrieb vorliegt. Ist dies der Fall, so wird zu einem Programmpunkt 105 verzweigt, andernfalls wird zu Programmpunkt 100 zurück verzweigt.
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Bei Programmpunkt 105 initiiert die Motorsteuerung 35 die Kraftstoffeinspritzung durch das Einspritzventil 50, um den zuvor nicht befeuerten und nicht mit Kraftstoff versorgten Zylinder 15 nun mit Kraftstoff zu versorgen. Außerdem wird eine Zählvariable n auf Null gesetzt. Ferner wird ein Integrationsstartwert für eine nachfolgende Ermittlung der durch das Einspritzventil 50 eingespritzten Kraftstoffmenge mit dem Wert Null initialisiert. Der Zeitpunkt des Beginns der Einspritzung bei Programmpunkt 105 entspricht dem zuvor beschriebenen ersten Zeitpunkt. Anschließend wird zu einem Programmpunkt 110 verzweigt.
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Bei Programmpunkt 110 führt die Motorsteuerung 35 einen Integrationsschritt durch, indem sie zur zuvor ermittelten oder initialisierten eingespritzten Kraftstoffmenge einen aktuellen Wert hinzu addiert, der sich durch die aktuelle Einspritzzeit des Einspritzventils 50 und den aktuellen Kraftstoffdruck in der Kraftstoffversorgung des Einspritzventils 50 ergibt. Ferner zieht die Motorsteuerung 35 von dem so ermittelten Wert für die eingespritzte Kraftstoffmenge einen Wert für die aktuell verdampfte Kraftstoffmenge abhängig von der aktuellen Motortemperatur und/oder dem aktuellen Saugrohrdruck gemäß dem beschriebenen Kennfeld ab. Auf diese Weise liegt am Ende des Programmschritts 110 die seit dem ersten Zeitpunkt vom Einspritzventil 50 eingespritzte Kraftstoffmenge abzüglich der verdampften Kraftstoffmenge als Rechenwert in der Motorsteuerung 35 vor.
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Anschließend wird zu einem Programmpunkt 115 verzweigt.
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Bei Programmpunkt 115 prüft die Motorsteuerung 35 in der beschriebenen Weise, ob der berechnete oder applizierte Wert für die eingespritzte Kraftstoffmenge erreicht wurde, bei dem unter der Annahme eines fehlerhaft geschlossenen Einlassventils der zugeordnete separate Kanal vollständig mit Kraftstoff gefüllt ist. Ist dies der Fall, so wird zu einem Programmpunkt 130 verzweigt, andernfalls wird zu einem Programmpunkt 120 verzweigt.
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Ist die Abfrage bei Programmpunkt 115 positiv, sodass zu Programmpunkt 130 verzweigt wird, so bedeutet dies, dass der zweite Zeitpunkt erreicht wurde.
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Bei Programmpunkt 120 prüft die Motorsteuerung 35 in dem Fachmann bekannter Weise, ob ein Verbrennungsaussetzer im Zylinder 15 vorliegt. Ist dies der Fall, so wird zu einem Programmpunkt 125 verzweigt, andernfalls wird zu Programmpunkt 110 zurück verzweigt und der nächste Integrationsschritt zu Ermittlung der eingespritzten Kraftstoffmenge eingeleitet.
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Bei Programmpunkt 125 wird die Zählvariable n um 1 inkrementiert. Anschließend wird zu Programmpunkt 110 verzweigt und der nächste Integrationsschritt zur Ermittlung der vom Einspritzventil 50 eingespritzten Kraftstoffmenge eingeleitet.
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Bei Programmpunkt 130 prüft die Motorsteuerung 35, ob die Zählvariable n die vorgegebene Anzahl von Verbrennungsaussetzern erreicht oder überschritten hat. Ist dies der Fall, so wird zu einem Programmpunkt 135 verzweigt, andernfalls wird das Programm verlassen und kein fehlerhaft geschlossenes Einlassventil detektiert.
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Bei Programmpunkt 135 ermittelt die Motorsteuerung 35 die Anzahl der Verbrennungsaussetzer, die sich während der vorgegebenen Zeit nach dem zweiten Zeitpunkt im Zylinder 15 ergeben. Dabei kann die vorgegebene Zeit beispielsweise auch genauso lang gewählt werden wie das Zeitfenster zwischen dem ersten Zeitpunkt und dem zweiten Zeitpunkt. Anschließend wird zu einem Programmpunkt 140 verzweigt.
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Bei Programmpunkt 140 prüft die Motorsteuerung 35, ob die während der vorgegebenen Zeit nach dem zweiten Zeitpunkt ermittelte Anzahl von Verbrennungsaussetzern im Zylinder 15 kleiner als der vorgegebene Wert ist. Ist dies der Fall, so wird zu einem Programmpunkt 145 verzweigt, andernfalls zu einem Programmpunkt 150 verzweigt und kein fehlerhaft geschlossenes Einlassventil erkannt.
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Der vorgegebene Wert kann in einfachster Weise für den Fall, in dem die nach dem zweiten Zeitpunkt vorgegebene Zeit gleich der Zeit zwischen dem ersten Zeitpunkt und dem zweiten Zeitpunkt gewählt wird beispielsweise gleich der Anzahl der Verbrennungsaussetzer gewählt werden, die zuvor im Zeitfenster zwischen dem ersten Zeitpunkt und dem zweiten Zeitpunkt ermittelt wurden. In vorteilhafter Weise und zur Erhöhung der Zuverlässigkeit der Diagnose kann der vorgegebene Wert auch gleich der Anzahl der zwischen dem ersten Zeitpunkt und dem zweiten Zeitpunkt ermittelten Anzahl an Verbrennungsaussetzern abzüglich eines vorgegebenen Toleranzwerts gewählt werden, wobei der vorgegebene Toleranzwert beispielsweise auf einem Prüfstand und/oder in Fahrversuchen geeignet appliziert werden kann derart, dass eine Fluktuation der Anzahl der Verbrennungsaussetzer, die nicht durch ein fehlerhaft geschlossenes Einlassventil bedingt ist, beim Vergleich des Zeitfensters zwischen dem ersten Zeitpunkt und dem zweiten Zeitpunkt mit der vorgegebenen Zeit nach dem zweiten Zeitpunkt, nicht zu einer gegebenenfalls fehlerhaften Diagnose eines fehlerhaft geschlossenen Einlassventils führt. Ganz allgemein oder speziell für den Fall, dass die nach dem zweiten Zeitpunkt vorgegebene Zeit ungleich der Zeit zwischen dem ersten Zeitpunkt und dem zweiten Zeitpunkt gewählt wird, wird bei Programmpunkt 140 von der Motorsteuerung 35 letztlich geprüft, ob das Verhältnis der während der vorgegebenen Zeit nach dem zweiten Zeitpunkt ermittelten Anzahl der Verbrennungsaussetzer zu dieser vorgegebenen Zeit ggf. unter Berücksichtigung eines Toleranzwertes kleiner als das Verhältnis der zwischen dem ersten Zeitpunkt und dem zweiten Zeitpunkt ermittelten Anzahl n der Verbrennungsaussetzer zu der Zeit zwischen dem ersten Zeitpunkt und dem zweiten Zeitpunkt ist. Ist dies der Fall, so wird zu einem Programmpunkt 145 verzweigt, andernfalls wird zu Programmpunkt 150 verzweigt und kein fehlerhaft geschlossenes Einlassventil detektiert.
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Bei Programmpunkt 145 detektiert die Motorsteuerung 35 ein fehlerhaft geschlossenes Einlassventil. Die Diagnose ermöglicht dabei nicht zu identifizieren, ob das erste Einlassventil 5 oder das zweite Einlassventil 10 fehlerhaft dauerhaft geschlossen ist beziehungsweise klemmt. Ein fehlerhaft klemmendes Einlassventil kann nur detektiert werden, wenn mindestens eines der beiden Einlassventile 5, 10 nicht fehlerhaft dauerhaft geschlossen ist, sondern fehlerfrei öffnet und schließt.
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Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich entsprechend mit mehr als zwei Einlassventilen und zugeordneten separaten Kanälen pro Zylinder in entsprechender Weise realisieren, wobei für eine Fehlerdetektion mindestens eines der Einlassventile fehlerfrei öffnen und schließen sollte. Die Fehlerdetektion lässt dabei offen, ob eines oder mehrere der Einlassventile des Zylinders 15 fehlerhaft dauerhaft geschlossen klemmen. Eine Aussage über die Anzahl der fehlerhaft dauerhaft geschlossenen Einlassventile kann jedoch abhängig vom Unterschied der Anzahl der Verbrennungsaussetzer während dem Zeitfenster zwischen dem ersten Zeitpunkt und dem zweiten Zeitpunkt einerseits und der Anzahl der Verbrennungsaussetzer während der vorgegebenen Zeit nach dem zweiten Zeitpunkt ermittelt werden, insbesondere dann, wenn die vorgegebene Zeit nach dem zweiten Zeitpunkt genauso lang wie das Zeitfenster zwischen dem ersten Zeitpunkt und dem zweiten Zeitpunkt ist. Je größer der Unterschied in der Anzahl der Verbrennungsaussetzer in den beiden genannten Zeiträumen ist, umso größer ist die Anzahl der fehlerhaft dauerhaft geschlossen Einlassventile. Dabei kann eine Zuordnung des Unterschieds der Anzahl der Verbrennungsaussetzer zwischen den beiden genannten Zeiträumen und der Anzahl der fehlerhaft dauerhaft geschlossenen Einlassventile beispielsweise auf einem Prüfstand und/oder in Fahrversuchen appliziert werden. Das übrige Verfahren kann so ablaufen wie zuvor beschrieben, insbesondere kann der zweite Zeitpunkt wie zuvor beschrieben ermittelt werden, das heißt als der Zeitpunkt, zu dem einer der separaten Kanäle vollständig mit Kraftstoff gefüllt ist unter der Annahme, dass das zugeordnete Einlassventil fehlerhaft dauerhaft geschlossen ist. Auch für den Fall von mehr als zwei Einlassventilen ist es dabei vorteilhaft aber nicht notwendig, dass die jeweils zugeordneten separaten Kanäle gleiches Volumen aufweisen.
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Nach Programmpunkt 145 wird das Programm verlassen.
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Im Falle, dass das Prüfergebnis bei Programmpunkt 140 negativ ist, wird zu einem Programmpunkt 150 verzweigt.
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Bei Programmpunkt 150 detektiert die Motorsteuerung 35 einen Fehler der Verbrennung, der nicht auf ein oder mehrere fehlerhaft dauerhaft geschlossene Einlassventile zurückzuführen ist und ebenfalls zu einer zu hohen Anzahl von Verbrennungsaussetzern führt. Dieser Fehler wird dem Fahrer des Fahrzeugs angezeigt. Zusätzlich oder alternativ wird ein Notlaufbetrieb der Brennkraftmaschine 1 eingeleitet, beispielsweise durch Reduktion der von der Brennkraftmaschine 1 abgegebenen Antriebsleistung. Dies kann beispielsweise durch erhöhte Drosselung der Luftzufuhr oder erneute Ausblendung der Kraftstoffeinspritzung für den Zylinder 15 realisiert werden. In letzter Konsequenz wird die Brennkraftmaschine 1 abgeschaltet. Anschließend wird das Programm verlassen.
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Das Programm kann beispielsweise auf einem Mikrorechner der Motorsteuerung 35 als Computerprogramm ablaufen und beispielsweise in Form eines Computerprogramm-Produkts auf einem maschinenlesbaren Träger, beispielsweise in Form eines Speichermediums gespeichert sein, das fest in der Motorsteuerung 35 installiert ist oder über ein Laufwerk der Motorsteuerung 35 zugeführt werden kann.
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Im Falle der Detektion eines oder mehrerer fehlerhaft dauerhaft geschlossener Einlassventile kann ein entsprechender Warnhinweis an den Fahrer des Fahrzeugs ausgegeben werden oder ein in einer Werkstatt auslesbarer Fehlerspeicher entsprechend beschrieben werden. Zusätzlich oder alternativ kann ein Notlaufbetrieb der Brennkraftmaschine 1 mit reduzierter Leistung eingeleitet werden. In letzter Konsequenz kann die Brennkraftmaschine 1 bei Detektion eines oder mehrerer fehlerhaft schließender Einlassventile auch ganz abgeschaltet werden.
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Da der Zylinder 15 mit den detektierten Verbrennungsaussetzern bekannt ist, lässt sich ein detektiertes fehlerhaft dauerhaft schließendes Einlassventil auch eindeutig dem entsprechenden Zylinder, beispielsweise beim Auslesen des Fehlerspeichers in der Werkstatt zuordnen.
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Bei unterschiedlichen zweiten Zeitpunkten je Kanal 25, 30 wird das erfindungsgemäße Verfahren beispielsweise zuerst für den kleineren der beiden zweiten Zeitpunkte durchgeführt. Wird dabei kein Fehler erkannt, wird anschließend das erfindungsgemäße Verfahren für den größeren der beiden zweiten Zeitpunkte durchgeführt.