DE102006031081B3 - Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine - Google Patents

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Abstract

Zum Betreiben einer Brennkraftmaschine wird ein aktueller Wert (TEG_AV) einer Abgastemperatur stromabwärts eines Gasauslassventils (13) ermittelt. Ein Modellwert (TEG_MDL) der Abgastemperatur wird ermittelt und/oder nach einer vorgegebenen Zeitdauer (DUR) wird ein nach der vorgegebenen Zeitdauer (DUR) aktueller Wert (TEG_AV_RTD) der Abgastemperatur ermittelt. Lediglich abhängig von dem aktuellen Wert (TEG_AV) und dem Modellwert (TEG_MDL) der Abgastemperatur bzw. lediglich abhängig von dem aktuellen Wert (TEG_AV) und dem nach der vorgegebenen Zeitdauer (DUR) aktuellen Wert (TEG_AV_RTD) der Abgastemperatur wird auf eine oder mehrere Fehlzündungen (MIS) erkannt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine. Die Brennkraftmaschine umfasst einen Abgastrakt, der abhängig von einer Schaltstellung eines Gasauslassventils mit einem Brennraum eines Zylinders der Brennkraftmaschine kommuniziert. Zum Betreiben der Brennkraftmaschine wird ein aktueller Wert einer Abgastemperatur stromabwärts des Gasauslassventils ermittelt.
  • Bei modernen Brennkraftmaschinen ist eine Diagnose während des Betriebs der Brennkraftmaschine erforderlich. In diesem Zusammenhang wird überwacht, ob Fehlzündungen auftreten.
  • Derartige Fehlzündungen können verschiedene Ursachen haben, beispielsweise ein Fehler in dem Einspritzsystem der Brennkraftmaschine, der durch ein ungewolltes Nichtöffnen des Einspritzventils hervorgerufen wird. Dies kann dann zu einem fehlenden Zumessen von Kraftstoff führen und somit eine Zündung des in dem Zylinder befindlichen Gemisches verhindern. Die Fehlerursache kann jedoch auch durch einen Fehler an einem Zündsystem der Brennkraftmaschine hervorgerufen werden. Werden im Rahmen der Diagnose derartige Fehlzündungen erkannt, so kann dies zu einem Fehlereintrag führen und zu einer Aufforderung an den Fahrer des Fahrzeuges, in dem die Brennkraftmaschine angeordnet ist, eine Werkstatt aufzusuchen oder auch lediglich einen Fehlereintrag verursachen, der im Rahmen des nächsten Kundendienstes ausgelesen wird.
  • Aus der DE 199 137 46 C2 ist ein Verfahren zum Erkennen von abgasverschlechternden und katalysatorschädigenden Aussetzern bei Verbrennungsmotoren bekannt. Eine Lambdasondenspannung einer nach einem Abgaskatalysator angeordneten Lambdasonde wird bezogen auf einen erkannten Verbrennungsaussetzer ermittelt. Der Verbrennungsaussetzer kann beispielsweise mittels einer Untersuchung der Laufunruhe erkannt werden. In Abhängigkeit von der Lambdasondenspannung wird dann auf eine Aussetzerart in Folge einer Fehlzündung, einer Fehleinspritzung oder eines anderen Fehlers geschlossen. Die Fehlerart kann jedoch nur bei sehr häufig auftretenden Verbrennungsaussetzern auf diese Weise erkannt werden, da sie stark abhängig ist von der Sauerstoffspeicherfähigkeit des Katalysators.
  • Aus der DE 102 30 786 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erkennen von Fehlzündungen in Brennkraftmaschinen bekannt. Die Erkennung der Fehlzündungen wird dadurch erreicht, dass in der Abgaskanalanordnung in einer Lambdasonde eine vom Verbrennungsgrad in einem jeweiligen Verbrennungsraum abhängige Abgastemperatur und/oder ein Abgasdruck oder eine Änderung der Abgastemperatur und/oder des Abgasdrucks zumindest im Anschluss an einen Zündzeitpunkt vor dem nächsten Zündzeitpunkt erfasst und hinsichtlich einer Abweichung von einem Normalwert bewertet wird.
  • Aus der DE 39 33 826 A1 ist eine Motorregelrichtung für Brennkraftmaschinen bekannt. Diese weist eine Fehlzündungs-Erfassungseinrichtung auf, die die Anzahl der nicht zündenden Zylinder anhand der Abgastemperatur des Motors erfasst. Falls die Erfassungsrichtung eine Fehlzündung feststellt, so schaltet ein Mikrorechner vorübergehend die Kraftstoffzufuhr nacheinander zu jedem Zylinder ab und überwacht das Ausgangssignal der Erfassungseinrichtung auf Veränderungen. Verändert sich das Ausgangssignal der Fehlzündungserfassungseinrichtung bei vorübergehender Abschaltung der Kraftstoffzufuhr zu einem Zylinder nicht, so steht fest, dass bei dem betreffenden Zylinder eine Fehlzündung vorliegt. Der Mikrorechner kann dann die Kraftstoffzufuhr zu diesem Zylinder mit Fehlzündungen abschalten.
  • Aus der DE 25 28 785 A1 ist eine Vorrichtung zum Feststellen einer Fehlzündung in einer Mehrzylinderbrennkraftmaschine bekannt. Die Brennkraftmaschine umfasst Detektoren, die die Beschaffenheit von Auspuffgasen im Hinblick auf einen Verbrennungszustand eines Kraftstoff-Luft-Gemisches in einzelnen Zylinder der Brennkraftmaschine feststellen. Durch ein Vergleichsinstrument für die Ausgänge der genannten Detektoren ist über deren Vergleich die Fehlzündung der Brennkraftmaschine feststellbar.
  • Aus der DE 197 44 067 A1 ist ein Verfahren zur Nachbildung einer Temperatur im Abgasbereich eines Verbrennungsmotors auf der Basis von Betriebsparametern des Verbrennungsmotors bekannt. Im Rahmen des Verfahrens erfolgt eine Überwachung des Verbrennungsmotors auf Verbrennungsaussetzer. Detektierte Aussetzer werden bei der Nachbildung der Temperatur im Abgasbereich berücksichtigt.
  • Aus der KR 100 197 143 B1 ist eine Vorrichtung zum Erkennen von Fehlzündungen bekannt. Dabei werden Abgastemperaturen zweier unterschiedlicher Zylinderbänke erfasst und miteinander und mit einer weiteren Abgastemperatur verglichen, die stromabwärts der beiden Abgastemperatursensoren erfasst wird.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine zu schaffen, das beziehungsweise die einfaches ein Erkennen einer oder mehrerer Fehlzündungen ermöglicht.
  • Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Die Erfindung zeichnet sich aus durch ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine. Die Brennkraftmaschine umfasst einen Abgastrakt. Der Abgastrakt kommuniziert abhängig von einer Schaltstellung eines Gasauslassventils mit einem Brennraum eines Zylinders der Brennkraftmaschine. Ein aktueller Wert einer Abgastemperatur stromabwärts des Gasauslassventils wird mittels einer Heizeransteuerung einer Lambdasonde ermittelt. Die Lambdasonde ist dem Abgastrakt zugeordnet. Ein Modellwert der Abgastemperatur wird ermittelt und/oder nach einer vorgegebenen Zeitdauer wird ein nach der vorgegebenen Zeitdauer aktueller Wert der Abgastemperatur mittels der Heizeransteuerung der Lambdasonde ermittelt. Lediglich abhängig von dem aktuellen Wert und dem Modellwert der Abgastemperatur beziehungsweise lediglich abhängig von dem aktuellen Wert und dem nach der vorgegebenen Zeitdauer aktuellen Wert der Abgastemperatur wird auf eine oder mehrere Fehlzündungen erkannt.
  • In Folge der Fehlzündung ist die Abgastemperatur stromaufwärts eines Abgaskatalysators der Brennkraftmaschine niedriger und stromabwärts des Abgaskatalysators höher als beim Betrieb der Brennkraftmaschine ohne Fehlzündung. Das Ermitteln der Abgastemperatur stromaufwärts und/oder stromabwärts des Abgaskatalysators ermöglicht somit einfach, die Fehlzündung zuverlässig zu erkennen. Das Ermitteln der Abgastemperatur mittels der Lambdasonde ermöglicht, die Abgastemperaturen zu ermitteln, ohne dazu Temperatursensoren dem Abgastrakt zuzuordnen.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird auf die Fehlzündung erkannt, wenn eine erste Differenz zwischen dem aktuellen Wert und dem Modellwert der Abgastemperatur betraglich größer als ein vorgegebener erster Schwellenwert beziehungsweise wenn eine zweite Differenz zwischen dem aktuellen Wert und dem nach der vorgegebenen Zeitdauer aktuellen Wert der Abgastemperatur betraglich größer ist als ein vorgegebener zweiter Schwellenwert. Dies ermöglicht besonders einfach die Fehlzündung abhängig von den Werten der Abgastemperatur zu erkennen.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird der Modellwert der Abgastemperatur so ermittelt beziehungsweise wird die Zeitdauer so vorgegeben, dass der aktuelle Wert der Abgastemperatur repräsentativ ist für eine Temperatur eines Abgaspakets aus einem ersten Zylinder der Brennkraftmaschine und dass der Modellwert beziehungsweise der nach der vorgegebenen Zeitdauer aktuelle Wert der Abgastemperatur repräsentativ ist für eine Temperatur eines Abgaspakets aus einem zweiten Zylinder der Brennkraftmaschine. Dies trägt dazu bei, Quereinflüsse auf das Erkennen der Fehlzündung zu vermindern. Die Quereinflüsse sind beispielsweise eine Umgebungstemperatur und/oder eine Vorgeschichte der entsprechenden Zylinder.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird der Modellwert der Abgastemperatur so ermittelt beziehungsweise die Zeitdauer so vorgegeben, dass der aktuelle Wert der Abgastemperatur repräsentativ ist für eine Temperatur eines Abgaspakets aus einem ersten Zylinder einer ersten Motorbank der Brennkraftmaschine und dass der Modellwert beziehungsweise der nach der vorgegebenen Zeitdauer aktuelle Wert der Abgastemperatur repräsentativ ist für eine Temperatur eines Abgaspakets eines zweiten Zylinders einer zweiten Motorbank der Brennkraftmaschine. Dies trägt dazu bei, Quereinflüsse auf das Ermitteln der Fehlzündung besonders stark zu vermindern.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird ein Wert einer Laufunruhe der Brennkraftmaschine ermittelt. Abhängig von dem Wert der Laufunruhe und abhängig von den Werten der Abgastemperatur wird auf die Fehlzündung erkannt. Dies kann dazu beitragen, die Fehlzündung besonders präzise zu erkennen und/oder zu klassifizieren. Ferner können der Wert der Laufunruhe und die Abgastemperaturen zur gegenseitigen Plausibilisierung verwendet werden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird ein aktueller Wert einer ersten Abgastemperatur stromabwärts des Gasauslassventils und stromaufwärts eines Abgaskatalysators der Brennkraftmaschine ermittelt. Ein Modellwert der ersten Abgastemperatur wird ermittelt und/oder nach einer vorgegebenen Zeitdauer wird ein nach der vorgegebenen Zeitdauer aktueller Wert der ersten Abgastemperatur ermittelt. Lediglich abhängig von dem aktuellen Wert und dem Modellwert der ersten Abgastemperatur beziehungsweise lediglich abhängig von dem aktuellen Wert und dem nach der vorgegebenen Zeitdauer aktuellen Wert der ersten Abgastemperatur wird auf eine oder mehrere Fehlzündungen erkannt. Die Werte der ersten Abgastemperatur eignen sich besonders gut zum Ermitteln einzelner Fehlzündungen, da sich einzelne Abgaspakete einzelner Zylinder stromaufwärts des Abgaskatalysators nur geringfügig vermischen.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird ein aktueller Wert einer zweiten Abgastemperatur stromabwärts des Abgaskatalysators der Brennkraftmaschine ermittelt. Ein Modellwert der zweiten Abgastemperatur wird ermittelt und/oder nach der vorgegebenen Zeitdauer wird ein nach der vorgegebenen Zeitdauer aktueller Wert der zweiten Abgastemperatur ermittelt. Lediglich abhängig von dem aktuellen Wert und dem Modellwert der zweiten Abgastemperatur beziehungsweise dem aktuellen Wert und dem nach der vorgegebenen Zeitdauer aktuellen Wert der zweiten Abgastemperatur wird auf eine oder mehrere Fehlzündungen erkannt. Die Werte der zweiten Abgastemperatur eignen sich besonders gut zum Ermitteln mehrerer aufeinander folgender Fehlzündungen, da sich einzelne Abgaspakete einzelner Zylinder in dem Abgaskatalysator zumindest teilweise vermischen.
  • Die vorteilhaften Ausgestaltungen des Verfahrens können ohne weiteres auf vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung übertragen werden.
  • Die Erfindung ist im Folgenden anhand von schematischen Zeichnungen näher erläutert.
  • Es zeigen:
  • 1 eine Brennkraftmaschine,
  • 2 ein Ablaufdiagramm eines ersten Programms zum Betreiben der Brennkraftmaschine,
  • 3 ein Ablaufdiagramm eines zweiten Programms zum Betreiben der Brennkraftmaschine,
  • 4 eine Rechenvorschrift zum Erkennen einer Fehlzündung.
  • Elemente gleicher Konstruktion oder Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugskennzeichen gekennzeichnet.
  • Eine Brennkraftmaschine (1) umfasst einen Ansaugtrakt 1, einen Motorblock 2, einen Zylinderkopf 3 und einen Abgastrakt 4. Der Ansaugtrakt 1 umfasst bevorzugt eine Drosselklappe 5, einen Sammler 6 und ein Saugrohr 7, das hin zu einem Zylinder Z1-Z4 über einen Einlasskanal in einen Brennraum 9 des Motorblocks 2 geführt ist. Der Motorblock 2 umfasst eine Kurbelwelle 8, die über eine Pleuelstange 10 mit dem Kolben 11 des Zylinders Z1-Z4 gekoppelt ist. Die Brennkraftmaschine umfasst neben dem Zylinder Z1-Z4 vorzugsweise weitere Zylinder Z1-Z4. Die Brennkraftmaschine ist bevorzugt in einem Kraftfahrzeug angeordnet.
  • In dem Zylinderkopf 3 sind bevorzugt ein Einspritzventil 18 und eine Zündkerze 19 angeordnet. Alternativ kann das Einspritzventil 18 auch in dem Saugrohr 7 angeordnet sein. In dem Abgastrakt 4 ist vorzugsweise ein Abgaskatalysator 23 angeordnet, der bevorzugt als Dreiwegekatalysator ausgebildet ist.
  • Eine Steuervorrichtung 25 ist vorgesehen, der Sensoren zugeordnet sind, die verschiedene Messgrößen erfassen und jeweils den Wert der Messgröße ermitteln. Betriebsgrößen umfassen die Messgrößen und von diesen abgeleitete Größen der Brennkraftmaschine. Betriebsgrößen können repräsentativ sein für einen aktuellen Betriebszustand der Brennkraftmaschine. Die Steuervorrichtung 25 ermittelt abhängig von mindestens einer der Betriebsgrößen mindestens eine Stellgröße, die dann in ein oder mehrere Stellsignale zum Steuern der Stellglieder mittels entsprechender Stellantriebe umgesetzt werden. Die Steuervorrichtung 25 kann auch als Vorrichtung zum Betreiben der Brennkraftmaschine bezeichnet werden.
  • Die Sensoren sind beispielsweise ein Pedalstellungsgeber 26, der eine Fahrpedalstellung eines Fahrpedals 27 erfasst, ein Luftmassensensor 28, der einen Luftmassenstrom stromaufwärts der Drosselklappe 5 erfasst, ein Temperatursensor 32, der eine Ansauglufttemperatur erfasst, ein Saugrohrdrucksensor 34, der einen Saugrohrdruck in dem Sammler 6 erfasst, ein Kurbelwellenwinkelsensor 36, der einen Kurbelwellenwinkel erfasst, dem dann eine Drehzahl der Brennkraftmaschine zugeordnet wird. Ferner ist eine Abgassonde 38 stromabwärts des Gasauslassventils 13 und stromaufwärts des Abgaskatalysators 23 und eine Abgassonde 40 stromabwärts des Abgaskatalysators 23 angeordnet. Dies erfassen beispielsweise den Restsauerstoffgehalt des Abgases, wobei deren Messsignal charakteristisch ist für ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis in dem Brennraum 9 des Zylinders Z1-Z4.
  • Je nach Ausführungsform der Erfindung kann eine beliebige Untermenge der genannten Sensoren vorhanden sein oder es können auch zusätzliche Sensoren vorhanden sein.
  • Die Stellglieder sind beispielsweise die Drosselklappe 5, die Gaseinlass- und Gasauslassventile 12, 13, das Einspritzventil 18 und/oder die Zündkerze 19.
  • Ein erstes Programm (2) zum Betreiben der Brennkraftmaschine ist vorzugsweise auf einem Speichermedium der Steuereinrichtung 25 gespeichert. Das erste Programm dient dazu, abhängig von einer Abtasttemperatur der Brennkraftmaschine eine Fehlzündung MIS der Brennkraftmaschine zu erkennen. Das erste Programm wird vorzugsweise zeitnah einem Motorstart der Brennkraftmaschine in einem Schritt S1 gestartet, in dem gegebenenfalls Variablen initialisiert werden.
  • In einem Schritt S2 wird ein aktueller Wert TEG_AV der Abgastemperatur erfasst. Der aktuelle Wert TEG_AV der Abgastemperatur kann beispielsweise mit einem Temperatursensor erfasst werden. Vorzugsweise wird jedoch der aktuelle Wert TEG_AV der Abgastemperatur abhängig von einer Heizeransteuerung einer Lambdasonde ermittelt. Die Lambdasonde kann beispielsweise die Abgassonde 38 stromaufwärts des Abgaskatalysators 23 und/oder die Abgassonde 40 stromabwärts des Abgaskatalysators 23 sein. Die Lambdasonde ist vorzugsweise eine lineare Lambdasonde. Zur Bestimmung der Sondentemperatur der linearen Lambdasonde wird über einen Oszillator ein konstanter Wechselstrom an eine Nernstzelle der Lambdasonde angelegt und die anliegende Spannung gemessen. Aus der gemessenen Spannung wird eine temperaturabhängige Impedanz der Nernstzelle bestimmt. Über ein Sondentemperatur-Kennfeld kann abhängig von der Impedanz die Sondentemperatur ermittelt werden. Das Sondentemperatur-Kennfeld und gegebenenfalls weitere Kennfelder werden bevorzugt an einem Motorprüfstand aufgezeichnet. Alternativ zu den Kennfeldern können Modellrechnungen verwendet werden. Die Sondentemperatur ist eine Eingangsgröße für einen Regler, der die Sondentemperatur auf einem Sondentemperatur-Sollwert hält. Der Reglerausgang ist ein Ansteuersignal für eine in der Lambdasonde integrierte Lambdasondenheizung. Die Lambdasondenheizung ist erforderlich, um die für die Funktion der Lambdasonde erforderliche Mindesttemperatur möglichst schnell zu erreichen und die erforderliche Mindesttemperatur unter allen Lastzuständen beizubehalten. Die Sondenheizung muss geregelt werden, um bei Betriebszuständen mit hoher Abgastemperatur, beispielsweise bei hoher Last, eine Überhitzung der Lambdasonde durch Reduktion der Heizleistung vermeiden zu können. Diese geregelte Sondenheizung kann einer Verminderung oder einer Vergrößerung der Sondentemperatur bei der Fehlzündung MIS entgegenwirken. Deshalb wird für die Detektion der Fehlzündung MIS mit Hilfe der temperaturgeregelten Lambdasonde nicht nur die gemessene Sondentemperatur, sondern zusätzlich auch das Ansteuersignal der Sondenheizung, der Regeleingriff, zur Diagnose der Fehlzündung MIS herangezogen.
  • In einem Schritt S4 wird eine erste Differenz DIF_TEG_1 der Abgastemperatur abhängig von dem aktuellen Wert TEG_AV der Abgastemperatur und dem Modellwert TEG_MDL der Abgastemperatur ermittelt, vorzugsweise unter der in dem Schritt S4 angegebenen Berechnungsvorschrift.
  • In einem Schritt S5 wird geprüft, ob die erste Differenz DIF_TEG_1 größer als ein erster vorgegebener Schwellenwert THD_1 ist. Ist die Bedingung des Schritts S5 erfüllt, so wird die Bearbeitung in einem Schritt S6 fortgesetzt. Ist die Bedingung des Schritts S5 nicht erfüllt, so wird die Bearbeitung in einem Schritt S7 fortgesetzt.
  • In dem Schritt S6 wird auf die Fehlzündung MIS erkannt. Das Erkennen der Fehlzündung MIS bewirkt vorzugsweise einen Fehlereintrag in einem Fehlerspeicher des Speichermediums der Steuervorrichtung 25.
  • In dem Schritt S7 kann das erste Programm beendet werden. Vorzugsweise wird jedoch das erste Programm regelmäßig während des Betriebs der Brennkraftmaschine abgearbeitet.
  • Ein zweites Programm (3) zum Betreiben der Brennkraftmaschine ist vorzugsweise auf dem Speichermedium der Steuereinrichtung 25 gespeichert. Das zweite Programm dient dazu, abhängig von der Abgastemperatur die Fehlzündung MIS zu erkennen. Das zweite Programm wird vorzugsweise in einem Schritt S8 zeitnah einem Motorstart der Brennkraftmaschine in einem Schritt S8 gestartet. In dem Schritt S8 werden gegebenenfalls Variablen initialisiert.
  • In einem Schritt S9 wird der aktuelle Wert TEG_AV der Abgastemperatur entsprechend dem Schritt. S2 des ersten Programms ermittelt.
  • In einem Schritt S10 wird für eine vorgegebene Zeitdauer DUR verweilt.
  • In einem Schritt S11 wird ein nach der vorgegebenen Zeitdauer DUR aktueller Wert TEG_AV_RTD der Abgastemperatur ermittelt. Vorzugsweise wird die Zeitdauer DUR so vorgegeben, dass der aktuelle Wert TEG_AV der Abgastemperatur repräsentativ ist für die Temperatur eines ersten Abgaspakets eines ersten Zylinders Z1 der Brennkraftmaschine und dass der nach der vorgegebenen Zeitdauer DUR aktuelle Wert TEG_AV_RTD der Abgastemperatur repräsentativ ist für eine Temperatur eines zweiten Abgaspakets eines zweiten Zylinders Z2 der Brennkraftmaschine. Dies trägt einfach dazu bei, Quereinflüsse auf die Werte der Abgastemperaturen und das Erkennen der Fehlzündung MIS zu vermindern. Die Quereinflüsse können beispielsweise Umgebungsbedingung und/oder eine Vorgeschichte der entsprechenden Zylinder Z1 bis Z4 sein. Das Vermindern der Quereinflüsse kann verstärkt werden, falls die Zylinder Z1 bis Z4 der Brennkraftmaschine auf unterschiedliche Motorbänke verteilt sind und wenn das erste Abgaspaket aus dem ersten Zylinder Z1 einer ersten Motorbank der Brennkraftmaschine stammt und wenn das zweite Abgaspaket aus dem zweiten Zylinder Z2 aus einer zweiten Motorbank der Brennkraftmaschine stammt.
  • In einem Schritt S12 wird eine zweite Differenz DIF_TEG_2 abhängig von dem aktuellen Wert TEG_AV der Abgastemperatur und dem nach der vorgegebenen Zeitdauer DUR aktuellen Wert TEG_AV_RTD der Abgastemperatur ermittelt, vorzugsweise nach der in dem Schritt S12 angegebenen Berechnungsvorschrift.
  • In einem Schritt S13 wird geprüft, ob die zweite Differenz DIF_TEG_2 größer ist als ein vorgegebener zweiter Schwellenwert THD_2. Ist die Bedingung des Schritts S13 erfüllt, so wird die Bearbeitung in einem Schritt S14 fortgesetzt. Ist die Bedingung des Schritts S13 nicht erfüllt, so wird die Bearbeitung in einem Schritt S15 fortgesetzt.
  • In dem Schritt S14 wird entsprechend dem Schritt S6 des ersten Programms auf die Fehlzündung MIS erkannt.
  • In dem Schritt S15 kann entsprechend dem Schritt S7 das zweite Programm beendet werden. Vorzugsweise wird jedoch das zweite Programm regelmäßig während des Betriebs der Brennkraftmaschine abgearbeitet.
  • Das erste und das zweite Programm können in einem einzigen Programm implementiert sein. Ferner können das erste und das zweite Programm parallel zueinander abgearbeitet werden und dadurch das Erkennen der Fehlzündung MIS präzisieren. Ferner können die Ergebnisse des ersten und des zweiten Programms miteinander verglichen werden und zur gegenseitigen Plausibilisierung herangezogen werden.
  • Der aktuelle Wert TEG_AV, der Modellwert TEG_MDL und/oder der nach der vorgegebenen Zeitdauer DUR aktuelle Wert TEG_AV_FTD der Abgastemperatur können repräsentativ sein für eine erste Abgastemperatur und/oder eine zweite Abgastemperatur. Die erste Abgastemperatur repräsentiert die Temperatur des Abgases stromabwärts des Gasauslassventils 13 und stromaufwärts des Abgaskatalysators 23. Die zweite Abgastemperatur ist repräsentativ für eine Temperatur des Abgases stromabwärts des Abgaskatalysators 23.
  • Die Fehlzündung MIS bewirkt stromabwärts des Gasauslassventils 13 und stromaufwärts des Abgaskatalysators 23 eine gegenüber einem fehlerfreien Betrieb der Brennkraftmaschine niedrigere Abgastemperatur. Das aufgrund der Fehlzündung MIS unverbrannte Luft/Kraftstoffgemisch kann in dem Abgaskatalysator 23 exotherm reagieren. Dies führt zu einer Erhöhung der Abgastemperatur stromabwärts des Abgaskatalysators 23. Die Fehlzündung MIS wirkt sich somit stromaufwärts des Abgaskatalysators 23 gegenläufig aus bezüglich der Auswirkung stromabwärts des Abgaskatalysators 23.
  • Das Erkennen der Fehlzündung MIS abhängig von den Werten der ersten Abgastemperatur und gleichzeitig abhängig von den Werten der zweiten Abgastemperatur kann daher besonders wirkungsvoll das Erkennen der Fehlzündung MIS präzisieren.
  • Die Ablaufdiagramme des ersten und des zweiten Programms können unverändert beibehalten werden bezüglich der ersten und der zweiten Abgastemperatur.
  • Die im Vorangehenden dargestellten unterschiedlichen Methoden zum Erkennen der Fehlzündung MIS können alle einzeln für sich oder in beliebiger Kombination angewendet werden. Dies ist im Folgenden anhand einer Linearkombination (4) erläutert, durch die die einzelnen Methoden miteinander verknüpft werden können.
  • Ein erster Term mit einem ersten Faktor C1 repräsentiert die Vorgehensweise entsprechend dem ersten Programm. Ist die erste Differenz DIF_TEG_1 größer als der vorgegebene erste Schwellenwert THD_1, so ist der erste Term eine Multiplikation des ersten Faktors C1 mal einen Wert, der größer ist als eins.
  • Ein zweiter Term der Linearkombination mit einem zweiten Faktor C2 repräsentiert die Vorgehensweise entsprechend dem zweiten Programm. Ist die zweite Differenz DIF_TEG_2 größer als der zweite vorgegebene Schwellenwert THD_2, so ist der zweite Term eine Multiplikation des zweiten Faktors C2 mit einem Wert, der größer als eins ist.
  • Ein dritter Term der Linearkombination umfasst einen dritten Faktor C3 und repräsentiert die Vorgehensweise des ersten Programms, wobei der aktuelle Wert TEG_AV der Abgastemperatur durch einen aktuellen Wert V_LSH_UP_AV einer Heizeransteuerung der Lambdasonde ersetzt ist. Der Modellwert TEG_MDL der Abgastemperatur ist durch einen Modellwert V_LSH_UP_MDL der Heizeransteuerung der Lambdasonde ersetzt. Der erste Schwellenwert THD_1 ist durch einen ersten Ansteuerschwellenwert V_LSH_THD_1 ersetzt.
  • Ein vierter Term der Linearkombination umfasst einen Faktor C4. Der vierte Term der Linearkombination repräsentiert die Vorgehensweise des zweiten Programms, wobei der aktuelle Wert TEG_AV der Abgastemperatur entsprechend dem dritten Term ersetzt ist und wobei der nach der vorgegebenen Zeitdauer DUR aktuelle Wert TEG_AV_RTD der Abgastemperatur durch einen nach der vorgegebenen Zeitdauer DUR aktuellen Wert V_LSH_UP_AV_RTD der Heizeransteuerung der Lambdasonde ersetzt ist.
  • Zusätzlich kann die Fehlzündung MIS noch abhängig von einer Laufunruhe ER der Brennkraftmaschine ermittelt werden. Dies repräsentiert ein fünfter Term der Linearkombination. Der fünfte Term umfasst einen fünften Faktor C5. Dabei wird ein Betrag einer Differenz zwischen der Laufunruhe ER und einem Schwellenwert THD_ER der Laufunruhe ermittelt und durch den Schwellenwert THD_ER der Laufunruhe geteilt. Beim Auftreten der Fehlzündung MIS ist der Term eine Multiplikation des fünften Faktors C5 mit einem Wert größer eins.
  • Die Faktoren C1 bis C5 können beispielsweise an einem Motorprüfstand ermittelt werden und/oder vorgegeben werden.
  • Falls die Abgastemperaturen sowohl stromaufwärts als auch stromabwärts des Abgaskatalysators 23 ermittelt werden, so können der Linearkombination weitere Terme sechs bis neun zugefügt werden, wobei dann in den Termen eins bis vier beispielsweise die Werte der ersten Abgastemperatur eingesetzt werden und wobei dann die Terme sechs bis neun von der Struktur den Termen eins bis vier entsprechen und wobei dann in den Termen sechs bis neun die Werte der zweiten Abgastemperatur eingesetzt werden.
  • Sollte die erste Abgastemperatur mit einem eigenen Temperatursensor erfasst werden, so ist es besonders vorteilhaft, wenn der entsprechende Temperatursensor sehr nahe an dem Gasauslassventil 13 angeordnet ist. Sollte die zweite Abgastemperatur mit einem eigenen Temperatursensor erfasst werden, so ist es besonders vorteilhaft wenn der entsprechende Temperatursensor sehr nahe an dem Abgaskatalysator 23 angeordnet ist.
  • Falls die Werte der Abgastemperaturen Temperaturen von Abgaspaketen aus unterschiedlichen Zylindern Z1 bis Z4 repräsentieren, so kann eine zylinderspezifische Korrektur und/oder gegebenenfalls eine motorbankspezifische Korrektur an einem Motorprüfstand ermittelt werden und in das Erkennen der Fehlzündung MIS eingebracht werden.
  • Die Erfindung ist nicht auf die angegebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Beispielsweise kann die Brennkraftmaschine beliebig viele Zylinder Z1 bis Z4 umfassen. Ferner kann die Brennkraftmaschine ein oder mehrere Motorbänke mit jeweils mehreren Zylindern Z1 bis Z4 umfassen.
    • 1
    Ansaugtrakt
    2
    Motorblock
    3
    Zylinderkopf
    4
    Abgastrakt
    5
    Drosselklappe
    6
    Sammler
    7
    Saugrohr
    8
    Kurbelwelle
    9
    Brennraum
    10
    Pleuelstange
    11
    Kolben
    12
    Gaseinlassventil
    13
    Gasauslassventil
    18
    Einspritzventil
    19
    Zündkerze
    23
    Abgaskatalysator
    25
    Steuereinrichtung
    26
    Pedalstellungsgeber
    27
    Fahrpedal
    28
    Luftmassensensor
    30
    Drosselklappenstellungssensor
    32
    Temperatursensor
    34
    Saugrohrdrucksensor
    36
    Kurbelwellenwinkelsensor
    38
    Abgassonde stromaufwärts Abgaskatalysator
    40
    Abgassonde stromabwärts Abgaskatalysator
    TEG_AV
    aktueller Wert Abgastemperatur
    TEG_AV_RTD
    nach vorgegebener Zeitdauer aktueller Wert Abgastemperatur
    TEG_MDL
    Modellwert Abgastemperatur
    DIF_TEG_1
    erste Differenz
    DIF_TEG_2
    zweite Differenz
    THD_1
    erster Schwellenwert
    THD_2
    zweiter Schwellenwert
    MIS
    Fehlzündung
    DUR
    Zeitdauer
    START
    Start
    END
    Ende
    j
    Bedingung erfüllt
    n
    Bedingung nicht erfüllt
    C1-C5
    erster bis fünfter Koeffizient
    S1-S15
    Schritte eins bis fünfzehn

Claims (9)

  1. Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, die einen Abgastrakt (4) umfasst, der abhängig von einer Schaltstellung eines Gasauslassventils (13) mit einem Brennraum (9) eines Zylinders (Z1-Z4) der Brennkraftmaschine kommuniziert, bei dem – ein aktueller Wert (TEG_AV) einer Abgastemperatur stromabwärts des Gasauslassventils (13) mittels einer Heizeransteuerung einer Lambdasonde ermittelt wird, die dem Abgastrakt (4) zugeordnet ist, – ein Modellwert (TEG_MDL) der Abgastemperatur ermittelt wird und/oder nach einer vorgegebenen Zeitdauer (DUR) ein nach der vorgegebenen Zeitdauer (DUR) aktueller Wert (TEG_AV_RTD) der Abgastemperatur mittels der Heizeransteuerung der Lambdasonde ermittelt wird, – lediglich abhängig von dem aktuellen Wert (TEG_AV) und dem Modellwert (TEG_MDL) der Abgastemperatur und/oder lediglich abhängig von dem aktuellen Wert (TEG_AV) und dem nach der vorgegebenen Zeitdauer (DUR) aktuellen Wert (TEG_AV_RTD) der Abgastemperatur auf eine oder mehrere Fehlzündungen (MIS) erkannt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem auf die Fehlzündung (MIS) erkannt wird, wenn eine erste Differenz (DIF_TEG_1) zwischen dem aktuellen Wert (TEG_AV) und dem Modellwert (TEG_MDL) der Abgastemperatur betraglich größer ist als ein vorgegebener erster Schwellenwert (THD_1) und/oder wenn eine zweite Differenz (DIF_TEG_2) zwischen dem aktuellen Wert (TEG_AV) und dem nach der vorgegebenen Zeitdauer (DUR) aktuellen Wert (TEG_AV_RTD) der Abgastemperatur betraglich größer ist als ein vorgegebener zweiter Schwellenwert (THD_2).
  3. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der Modellwert (TEG_MDL) der Abgastemperatur so ermittelt wird oder die Zeitdauer (DUR) so vorgegeben wird, dass der aktuelle Wert (TEG_AV) der Abgastemperatur repräsentativ ist für eine Temperatur eines Abgaspakets aus einem ersten Zylinder (Z1) der Brennkraftmaschine und dass der Modellwert (TEG_MDL) oder der nach der vorgegebenen Zeitdauer (DUR) aktuelle Wert (TEG_AV_RTD) der Abgastemperatur repräsentativ ist für eine Temperatur eines Abgaspakets aus einem zweiten Zylinder (Z2) der Brennkraftmaschine.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem der Modellwert (TEG_MDL) der Abgastemperatur so ermittelt wird oder die Zeitdauer (DUR) so vorgegeben wird, dass der aktuelle Wert (TEG_AV) der Abgastemperatur repräsentativ ist für eine Temperatur eines Abgaspakets aus einem ersten Zylinder (Z1) einer ersten Motorbank der Brennkraftmaschine und dass der Modellwert (TEG_MDL) oder der nach der vorgegebenen Zeitdauer (DUR) aktuelle Wert (TEG_AV_RTD) der Abgastemperatur repräsentativ ist für eine Temperatur eines Abgaspakets aus einem zweiten Zylinder (Z2) einer zweiten Motorbank der Brennkraftmaschine.
  5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem ein Wert (ER) einer Laufunruhe der Brennkraftmaschine ermittelt wird und bei dem abhängig von dem Wert (ER) der Laufunruhe und abhängig von den Werten der Abgastemperatur auf die Fehlzündung (MIS) erkannt wird.
  6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem – ein aktueller Wert einer ersten Abgastemperatur stromabwärts des Gasauslassventils (13) und stromaufwärts eines Abgaskatalysators (23) der Brennkraftmaschine ermittelt wird, – ein Modellwert der ersten Abgastemperatur ermittelt wird und/oder nach einer vorgegebenen Zeitdauer (DUR) ein nach der vorgegebenen Zeitdauer (DUR) aktueller Wert der ersten Abgastemperatur ermittelt wird, – lediglich abhängig von dem aktuellen Wert und dem Modellwert der ersten Abgastemperatur und/oder dem nach der vorgegebenen Zeitdauer (DUR) aktuellen Wert der ersten Abgastemperatur auf eine oder mehrere Fehlzündungen (MIS) erkannt wird.
  7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem – ein aktueller Wert einer zweiten Abgastemperatur stromabwärts des Abgaskatalysators (23) der Brennkraftmaschine ermittelt wird, – ein Modellwert der zweiten Abgastemperatur ermittelt wird und/oder nach der vorgegebenen Zeitdauer (DUR) ein nach der vorgegebenen Zeitdauer (DUR) aktueller Wert der zweiten Abgastemperatur ermittelt wird, – lediglich abhängig von dem aktuellen Wert und dem Modellwert der zweiten Abgastemperatur und/oder dem nach der vorgegebenen Zeitdauer (DUR) aktuellen Wert der zweiten Abgastemperatur auf eine oder mehrere Fehlzündungen (MIS) erkannt wird.
  8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Fehlzündung (MIS) abhängig von den Werten der ersten und der zweiten Abgastemperatur erkannt wird.
  9. Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, die einen Abgastrakt (4) umfasst, der abhängig von einer Schaltstellung eines Gasauslassventils (13) mit einem Brennraum (9) eines Zylinders (Z1-Z4) der Brennkraftmaschine kommuniziert, wobei die Vorrichtung ausgebildet ist zum – Ermitteln eines aktuellen Werts (TEG_AV) einer Abgastemperatur stromabwärts des Gasauslassventils (13) mittels einer Heizeransteuerung einer Lambdasonde, die dem Abgastrakt (4) zugeordnet ist, – Ermitteln eines Modellwerts (TEG_MDL) der Abgastemperatur und/oder nach einer vorgegebenen Zeitdauer (DUR) zum Ermitteln eines nach der vorgegebenen Zeitdauer (DUR) aktuellen Werts (TEG_AV_RTD) der Abgastemperatur mittels der Heizeransteuerung der Lambdasonde, – Erkennen auf eine oder mehrere Fehlzündungen (MIS) lediglich abhängig von dem aktuellen Wert (TEG_AV) und dem Modellwert (TEG_MDL) der Abgastemperatur und/oder lediglich abhängig von dem aktuellen Wert (TEG_AV) und dem nach der vorgegebenen Zeitdauer (DUR) aktuellen Wert (TEG_AV_RTD) der Abgastemperatur.
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