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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben
einer Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern und diesen zugeordneten Einspritzventilen
zum Zumessen von Kraftstoff in einen Brennraum des jeweiligen Zylinders.
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Immer
strengere gesetzliche Vorschriften bezüglich zulässiger Schadstoffemissionen
von Kraftfahrzeugen, in denen Brennkraftmaschinen angeordnet sind,
machen es erforderlich, die Schadstoffemissionen bei dem Betrieb
der Brennkraftmaschine so gering wie möglich zu halten. Dies kann
zum einen dadurch erfolgen, dass Schadstoffemissionen verringert
werden, die während
der Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Gemisches in dem jeweiligen
Zylinder der Brennkraftmaschine entstehen. Zum anderen sind in Brennkraftmaschinen
Abgasnachbehandlungssysteme im Einsatz, die die Schadstoffemissionen,
die während
des Verbrennungsprozesses des Luft/Kraftstoff-Gemisches in den jeweiligen
Zylindern erzeugt werden, in unschädliche Stoffe umwandeln. Zu
diesem Zweck werden Katalysatoren eingesetzt, die Kohlenmonoxid,
Kohlenwasserstoffe und Stickoxide in unschädliche Stoffe umwandeln. Sowohl
das gezielte Beeinflussen des Erzeugens der Schadstoffemissionen
während
der Verbrennung als auch das Umwandeln der Schadstoffkomponenten
mit einem hohen Wirkungsgrad durch einen Katalysator setzen ein
sehr präzises
eingestelltes Luft/Kraftstoff-Verhältnis in dem jeweiligen Zylinder
voraus.
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Im
Hinblick auf einen während
des Betriebs des Fahrzeugs tatsächlich
geeignet geringen Schadstoffausstoß nehmen Anforderungen bezüglich einer Diagnose
verschiedener Komponenten, die der Brennkraftmaschine zugeordnet
sind eine immer wichtigere Rolle ein. So wird beispielsweise in
einem Entwurf des California Air Regulation Board (CARS 1968.2 Annex
A(e), 6.2.1 (C), vom 9.8.2006 ) gefordert, dass eine Ungleichheit
in einem Luft/Kraftstoff-Verhältnis
in einem Zylinder oder mehreren Zylindern erkannt werden muss, die
von einer zylinderspezifischen Fehlfunktion herrührt, die beispielsweise im
Bereich des Kraftstoffeinspritzventils liegen kann.
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Die
Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt, ist ein Verfahren und
eine Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine zu schaffen,
das bzw. die ein einfaches und zuverlässiges Erkennen eines Fehlers
einer Komponente ermöglichen,
die das Abgas des dem jeweiligen Einspritzventil (18) zugeordneten
Zylinders beeinflusst.
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Die
Aufgabe wird gelöst
durch die Merkmale der unabhängigen
Patentansprüche.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
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Die
Erfindung zeichnet sich gemäß eines ersten
Aspekts aus durch ein Verfahren und eine korrespondierende Vorrichtung
zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern und
diesen zugeordneten Einspritzventilen zum Zumessen von Kraftstoff
in einem Brennraum des jeweiligen Zylinders. Das jeweilige Einspritzventil
wird mindestens einmal mit mindestens einem vorgegebenen Steuerwert
einer Steuergröße zum Zumessen
mindestens einer vorgegebenen Kleinstmenge korrigiert mittels eines
Korrekturwertes angesteuert. Der Korrekturwert für den Steuerwert der Steuergröße wird
abhängig
von einer Abweichung eines erwarteten Reaktionswertes einer Reaktionsgröße zu einem
tatsächlichen
Reaktionswert der Reaktionsgröße in Folge
des Ansteuerns des jeweiligen Einspritzventils angepasst. Das Anpassen
des Korrekturwertes erfolgt im Sinne eines Verringerns der Abweichung
zwischen den erwarteten Reaktionswert der Reaktionsgröße zu dem
tatsächlichen
Reaktionswert der Reaktionsgröße.
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Bei
Unterschreiten eines vorgegebenen negativen Korrektur-Schwellenwertes und
auch bei Überschreiten
eines vorgegebenen positiven Korrektur-Schwellenwertes durch den
Korrekturwert wird auf einen Fehler einer Komponente erkannt, die
das Abgas des dem jeweiligen Einspritzventil (18) zugeordneten
Zylinders beeinflusst. Auf diese Weise ist ein Erkennen eines Fehlers
der Komponente, die das Abgas des dem jeweiligen Einspritzventil
(18) zugeordneten Zylinders beeinflusst, so besonders einfach und
zuverlässig
möglich
und zwar insbesondere unter einer Doppelnutzung der gegebenenfalls
ohnehin vorhandenen Funktionalität
zum Ermitteln des Korrekturwertes für den vorgegebenen Steuerwert
der Steuergröße im Rahmen
eines präzisen
Zumessens der vorgegebenen Kleinstmenge. Der Korrekturwert kann
so vorteilhaft auch eingesetzt werden zum präzisen Zumessen der vorgegebenen
Kleinstmenge während
einer Aufheizphase eines Katalysators zeitnah zu einem Start der
Brennkraftmaschine.
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Gemäß eines
zweiten Aspekts zeichnet sich die Erfindung aus durch ein Verfahren
und eine Vorrichtung zum Betreiben der Brennkraftmaschine, bei dem
das jeweilige Einspritzventil mindestens einmal mit mindestens einem
vorgegebenen Steuerwert der Steuergröße zum Zumessen mindestens
einer vorgegebenen Kleinstmenge angesteuert wird und eine Abweichung
eines erwarteten Reaktionswertes einer Reaktionsgröße von einem
tatsächlichen
Reaktionswert der Reaktionsgröße infolge
des Ansteuerns des jeweiligen Einspritzventils ermittelt wird.
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Bei
Unterschreiten eines vorgegebenen negativen Reaktions-Schwellenwertes und
auch bei Überschreiten
eines vorgegebenen positiven Reaktions-Schwellenwertes durch die
Abweichung wird auf einen Fehler einer Komponente erkannt, die das
Abgas des dem jeweiligen Einspritzventil zugeordneten Zylinders
beeinflusst. So ist ein Erkennen eines Fehlers eines der Komponenten,
die das Abgas des dem jeweiligen Einspritzventil (18) zugeordneten
Zylinders beeinflussen, mit einem relativ geringen Rechenaufwand
möglich.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausgestaltung repräsentiert
die Reaktionsgröße ein Drehmoment oder
eine Drehmomentänderung.
Auf diese Weise wird die Erkenntnis genutzt, dass hervorgerufen durch
den vorgegebenen Steuerwert der Steuergröße im fehlerfreien Fall der
jeweiligen Komponente durch die Verbrennung des so in dem jeweiligen
Zylinder erzeugten Luft/Kraftstoff-Gemisches eine vorhersagbares
Drehmoment oder auch eine vorhersagbare Drehmomentänderung
hervorgerufen werden sollte. Darüber
hinaus kann das so ermittelte Drehmoment oder die Drehmomentänderung
auch für
andere Zwecke im Rahmen einer Steuerung der Brennkraftmaschine eingesetzt
werden und somit mehrfach genutzt werden.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausgestaltung repräsentiert die Reaktionsgröße eine Druckänderung
eines Kraftstoffdrucks in einer Kraftstoffzuführeinrichtung des Einspritzventils.
Auf diese Weise wird die Erkenntnis genutzt, dass das Zumessen der
vorgegebenen Kleinstmenge bei korrektem tatsächlichem Zumessen dieser Kleinstmenge
eine leicht zu bestimmende Änderung
des Drucks des Kraftstoffs in der Kraftstoffzuführeinrichtung zur Folge hat.
Diese kann beispielsweise mittels eines ohnehin regelmäßig vorhandenen
Drucksensors zum Erfassen des Kraftstoffdrucks erfasst werden und
so ohne Zusatzaufwand für
Sensorik ermittelt werden. In diesem Zusammenhang ist es besonders
vorteilhaft, wenn das Ansteuern des jeweiligen Einspritzventils
mit dem Steuerwert zum Zumessen der vorgegebenen Kleinstmenge – gegebenenfalls
korrigiert mittels des Korrekturwertes – im Hinblick auf das Erkennen
des Fehlers des jeweiligen Einspritzventils erfolgt, wenn die Brennkraftmaschine
in einem Schubbetrieb betrieben wird.
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In
dem Schubbetrieb erfolgt regelmäßig ein Unterbinden
der Kraftstoffzumessung zu den jeweiligen Zylindern und es ist daher
möglich
insbesondere zum Zwecke des Erkennens von Fehlern der Einspritzventile
nur in einen oder nur in einzelne Zylinder der Brennkraftmaschine
Kraftstoff zuzumessen. Kraftstoffdruckänderungen können dann besonders präzise zu
der jeweiligen durch das jeweilige Einspritzventil zugemessenen
Kraftstoffmenge korreliert werden.
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Dies
macht ein Erkennen eines Fehlers in einem einzelnen Einspritzventil
somit auch zuverlässig möglich, wenn
ein zylinderindividuelles Zuordnen des jeweiligen Luft/Kraftstoff-Verhältnisses
konstruktionsbedingt erschwert ist, was beispielsweise im Zusammenhang
mit dem Einsatz eines Turboladers der Fall sein kann, dessen Turbine
häufig
stromaufwärts einer
Abgassonde in dem Abgastrakt angeordnet ist und zu einer Verwirbelung
von Abgaspaketen beiträgt,
die unterschiedlichen Zylindern zugeordnet sind.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausgestaltung repräsentiert die Reaktionsgröße ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis eines
Gemisches in dem jeweiligen Zylinder und zwar vor der Verbrennung
des Gemisches. Auf diese Weise ist der Fehler der jeweiligen Komponente
unter Ausnutzung regelmäßig vorhandener
Sensorik bestimmbar. In diesem Zusammenhang ist es besonders vorteilhaft,
wenn durch geeignete Signalverarbeitung eine zylinderindividuelle
Zuordnung der das jeweilige Luft/Kraftstoff-Verhältnis repräsentierenden Größe möglich ist.
In diesem Zusammenhang ist insbesondere eine Analyse der das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des
Gemisches in dem jeweiligen Zylinder repräsentierenden Größe in einem
Leerlaufbetrieb der Brennkraftmaschine von Vorteil.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausgestaltung repräsentiert die Reaktionsgröße einen
Laufunruhewert, der repräsentativ
ist für
eine Laufunruhe einer Abtriebswelle der Brennkraftmaschine. Auf
diese Weise kann auch besonders einfach ein Erkennen des Fehlers
der jeweiligen Komponente erfolgen. Ferner kann so auch insbesondere
bei konstruktionsbedingt schwieriger Zuordnung des das jeweilige Luft/Kraftstoff-Verhältnis repräsentierenden
Messsignals der Abgassonde dem Abgastrakt zu den jeweiligen individuellen
Gemischverteilungen in den Zylindern dennoch ein zuverlässiges Erkennen
des Fehlers möglich
sein. In diesem Zusammenhang ist es besonders vorteilhaft, wenn
das Ermitteln der Abweichung des erwarteten Reaktionswertes zu dem
tatsächlichen
Reaktionswert in dem Betriebszustand des Schubs stattfindet, wobei
dann bevorzugt jeweils nur ein einzelner Zylinder oder nur einzelne
Zylinder im Sinne eines Zumessens von Kraftstoff während des
jeweiligen Arbeitsspiels betrieben werden und so der Verlauf der
Laufunruhe besonders charakteristisch für den jeweiligen Zylinder oder
die jeweiligen einzelnen Zylinder sind und damit mit hoher Präzision der
Fehler der jeweiligen Komponente erkannt werden kann. Ferner ist
es besonders vorteilhaft, wenn der der Laufunruhewert zylinderindividuell
ermittelt wird.
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Besonders
vorteilhaft ist es ferner, wenn die Steuergröße einer Einspritzzeitdauer
repräsentiert.
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Vorteilhaft
ist es, wenn das Ansteuern des Einspritzventils mit dem vorgegebenen
Steuerwert beziehungsweise dem vorgegebenen Steuerwert korrigiert
mittels des Korrekturwertes und das Ermitteln der Abweichung in
einem Schubbetrieb der Brennkraftmaschine erfolgt. In dem Schubbetrieb
hat die Abweichung eine besonders starke Korrelation zu dem tatsächlichen
Einspritzverhalten des jeweils angesteuerten Einspritzventils ohne
dass weitere Einflussgrößen einen
maßgeblichen
Einfluss auf die Abweichung haben.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausgestaltung erfolgt das Ansteuern des Einspritzventils mit
dem vorgegebenen Steuerwert beziehungsweise dem vorgegebenen Steuerwert
korrigiert mittels des Korrekturwertes und das Ermitteln der Abweichung
in einem Leerlaufbetrieb.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind im Folgenden anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es
zeigen:
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1 eine
Brennkraftmaschine mit einer Steuervorrichtung,
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2 ein
Ablaufdiagramm eines ersten Programms und
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3 ein
Ablaufdiagramm eines zweiten Programms.
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Elemente
gleicher Konstruktion oder Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen
Bezugszeichen gekennzeichnet.
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Eine
Brennkraftmaschine (1) umfasst einen Ansaugtrakt 1,
einen Motorblock 2, einen Zylinderkopf 3 und einen
Abgastrakt 4. Der Ansaugtrakt 1 umfasst vorzugsweise
eine Drosselklappe 5, ferner einen Sammler 6 und
ein Saugrohr 7, das hin zu einem Zylinder Z1 über einen
Einlasskanal in den Motorblock 2 geführt ist. Der Motorblock 2 umfasst
ferner eine Kurbelwelle 8, welche über eine Pleuelstange 10 mit
dem Kolben 11 des Zylinders Z1 gekoppelt ist.
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Der
Zylinderkopf 3 umfasst einen Ventiltrieb mit einem Gaseinlassventil 12 und
einem Gasauslassventil 13.
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Der
Zylinderkopf 3 umfasst ferner ein Einspritzventil 18 und
eine Zündkerze 19.
Alternativ kann das Einspritzventil 18 auch in dem Saugrohr 7 angeordnet
sein.
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In
dem Abgastrakt ist ein Katalysator 21 angeordnet, der bevorzugt
als Dreiwegekatalysator ausgebildet ist. Ferner ist in dem Abgastrakt
ein weiterer Katalysator 23 bevorzugt angeordnet, der als NOx-Katalysator
ausgebildet ist.
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Eine
Steuervorrichtung 25 ist vorgesehen, der Sensoren zugeordnet
sind, die verschiedene Messgrößen erfassen
und jeweils den Wert der Messgröße ermitteln.
Betriebsgrößen umfassen
neben den Messgrößen auch
von diesen abgeleitete Größen. Die
Steuervorrichtung 25 ermittelt abhängig von mindestens einer der
Betriebsgrößen Stellgrößen, 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.
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Die
Sensoren sind ein Pedalstellungsgeber 26, welcher eine
Fahrpedalstellung eines Fahrpedals 27 erfasst, ein Luftmassensensor 28,
welcher einen Luftmassenstrom stromaufwärts der Drosselklappe 5 erfasst,
ein erster Temperatursensor 32, welcher eine Ansauglufttemperatur
erfasst, ein Saugrohrdrucksensor 34, welcher einen Saugrohrdruck
in dem Sammler 6 erfasst, ein Kurbelwellenwinkelsensor 36, welcher
einen Kurbelwellenwinkel erfasst, dem dann eine Drehzahl zugeordnet
wird.
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Ferner
ist ein zweiter Temperatursensor 38 vorgesehen der eine
Betriebstemperatur, insbesondere eine Kühlmitteltemperatur oder eine
Kraftstofftemperatur erfasst. Darüber hinaus ist ein Drucksensor 39 vorgesehen,
der einen Kraftstoffdruck, insbesondere in einem Hochdruckspeicher
einer Kraftstoffzuführung,
erfasst. Ferner kann auch ein Drehmomentsensor 41 vorgesehen
sein, der ein Drehmoment erfasst, das von der Brennkraftmaschine
erzeugt wird, insbesondere abtriebsseitig abgegeben wird.
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Ferner
ist eine Abgassonde 42 vorgesehen, die stromaufwärts oder
in dem Katalysator 42 angeordnet ist und die einen Restsauerstoffgehalt
des Abgases erfasst und deren Messsignal MS1 charakteristisch ist
für das
Luft/Kraftstoff-Verhältnis
in dem Brennraum des Zylinders Z1 und stromaufwärts der ersten Abgassonde vor
der Oxidation des Kraftstoffs, im folgenden bezeichnet als das Luft/Kraftstoff-Verhältnis in
den Zylindern Z1–Z4.
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Die
Abgassonde 42 ist bevorzugt eine lineare Lambdasonde, sie
kann jedoch grundsätzlich
auch eine binäre
Lambdasonde sein.
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Je
nach Ausführungsform
der Erfindung kann eine beliebige Untermenge der genannten Sensoren
vorhanden sein oder es können
auch zusätzliche
Sensoren vorhanden sein.
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Die
Stellglieder sind beispielsweise die Drosselklappe 5, die
Gaseinlass- und Gasauslassventile 12, 13, das
Einspritzventil 18 oder die Zündkerze 19.
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Neben
dem Zylinder Z1 sind auch noch weitere Zylinder Z2 bis Z4 vorgesehen,
denen dann auch entsprechende Stellglieder und ggf. Sensoren zugeordnet
sind. Somit kann die Brennkraftmaschine eine beliebige Anzahl an
Zylindern aufweisen.
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Grundsätzlich kann
die Brennkraftmaschine auch über
mehrere Zylinderbänke,
so z. B. zwei Zylinderbänke,
verfügen,
denen jeweils eine eigene erste Abgassonde 42 zugeordnet
ist. In diesem Fall gelten dann bevorzugt die folgenden Ausführungen jeweils
bezogen auf die jeweilige Zylinderbank.
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Die
Steuervorrichtung umfasst bevorzugt einen Speicher zum Speichern
von Programmen und/oder Daten. Ferner ist eine Recheneinheit vorgesehen,
die beispielsweise einen Mikroprozessor umfasst, in der das oder
die Programme während
des Betriebs der Brennkraftmaschine abgearbeitet werden.
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Ein
erstes Programm zum Betreiben der Brennkraftmaschine ist im Folgenden
anhand des Ablaufdiagramms der 2 näher erläutert. Das Programm
wird in einem Schritt S1 gestartet, in dem gegebenenfalls Variablen
initialisiert werden können. Der
Start kann beispielsweise zeitnah zu einem Start der Brennkraftmaschine
erfolgen. Er kann jedoch auch beispielsweise erfolgen, während eines
vorgegebenen Betriebszustandes der Brennkraftmaschine, wie einem
Leerlauf oder einem Schubbetrieb der Brennkraftmaschine.
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In
einem Schritt S2 wird ein Steuerwert CTRL_KM einer Steuergröße zum Zumessen
einer vorgegebenen Kleinstmenge ermittelt. Der Steuerwert CTRL_KM
kann beispielsweise fest vorgegeben sein. Er kann jedoch auch von
einer Betriebsgröße, wie
beispielsweise dem Kraftstoffdruck oder einer Temperatur abhängig sein.
Beispielsweise kann die Steuergröße eine
Einspritzzeitdauer sein, der dann zum Zumessen der vorgegebenen
Kleinstmenge ein Einspritzdauerwert TI_KM zugeordnet ist. Die Steuergröße kann
jedoch auch eine andere dem zuständigen
Fachmann zum Ansteuern des Einspritzventils bekannte Größe, wie
beispielsweise eine zuzuführende
elektrische Energie sein, insbesondere im Zusammenhang mit einem
möglichen
Vorhandensein eines Festkörperaktuators
zum Betätigen
des Einspritzventils 18.
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Das
jeweilige Einspritzventil 18 wird in dem Schritt S2 mit
dem vorgegebenen Steuerwert CTRL_KM angesteuert. Bevorzugt wird
das Programm gemäß der 2 im
Hinblick auf die verschiedenen Zylinder Z1 bis Z4 zugeordneten Einspritzventile 18 jeweils
individuell durchgeführt.
Dabei kann vorgesehen sein, dass das Programm jeweils zeitlich hintereinander
für die
einzelnen Zylinder durchgeführt
wird und jeweils für
den nachfolgenden Zylinder erst durchgeführt wird, wenn entweder das
dem jeweiligen Zylinder zugeordnete Einspritzventil 18 als
fehlerbehaftet erkannt wurde oder eine weitere Bedingung eingetreten
ist, so beispielsweise eine vorgegebene Anzahl an Durchläufen des
Programms erfolgt ist und kein Fehler erkannt wurde. Grundsätzlich kann
das Programm gemäß der 2 jedoch
auch quasi parallel für
mehrere Zylinder durchgeführt
werden und insbesondere auch für
jeweils zwei Zylinder, die unterschiedlichen Abgasbänken zugeordnet
sind.
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In
einem Schritt S4 wird ein tatsächlicher
Reaktionswert REAK_AV einer Reaktionsgröße infolge des Ansteuerns des
jeweiligen Einspritzventils 18 mit dem Steuerwert CTRL_KM
der Steuergröße ermittelt.
Darüber
hinaus wird in dem Schritt S4 auch ein erwarteter Reaktionswert
REAK_SP der Reaktionsgröße infolge
des Ansteuerns des jeweiligen Einspritzventils 18 mit dem
Steuerwert CTRL_KM ermittelt, der beispielsweise fest vorgegeben
sein kann aber auch abhängig
sein kann von mindestens einer Betriebsgröße.
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Die
Reaktionsgröße kann
beispielsweise ein Drehmoment oder eine Drehmomentänderung
repräsentieren,
wie dies in einem Schritt S16 dargestellt ist, und zwar im Hinblick
auf das von der Brennkraftmaschine abgegebene Drehmoment und zwar
insbesondere das abtriebsseitig abgegebene Drehmoment. In diesem
Fall korrespondiert dann beispielsweise der tatsächliche Reaktionswert zu einem
tatsächlichen
Drehmomentwert TQ_AV und der erwartete Reaktionswert REAK_SP zu
einem erwarteten Drehmomentwert TQ_SP oder im Falle der Drehmomentänderung
entspricht der erwartete Reaktionswert REAK_SP einem erwarteten
Drehmomentänderungswert
TQ_D_SP und der tatsächliche
Reaktionswert REAK_AV einem tatsächlichen
Drehmomentänderungswert
TQ_D_AV.
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Falls
die Reaktionsgröße eine
Druckänderung
eines Kraftstoffdrucks in einer Kraftstoffzuführeinrichtung des Einspritzventils 18 repräsentiert,
so ist dem tatsächlichen
Reaktionswert ein tatsächlicher Druckänderungswert
P_FUEL_D_AV und dem erwarteten Reaktionswert REAK_SP ein erwarteter Druckänderungswert
P_FUEL_D_SP zugeordnet.
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Falls
die Reaktionsgröße ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis eines
Gemisches in dem jeweiligen Zylinder repräsentiert, und zwar vor der
Verbrennung des Gemisches, so ist dem erwarteten Reaktionswert REAK_SP
ein erwarteter Lambdawert LAMB_SP und dem tatsächlichen Reaktionswert REAK_AV
ein tatsächlicher
Lambdawert LAMB_AV zugeordnet. Falls die Reaktionsgröße einen Laufunruhewert
repräsentiert,
der repräsentativ
ist für
eine Laufunruhe einer Abtriebswelle der Brennkraftmaschine, so ist dem
erwarteten Reaktionswert REAK_SP ein erwarteter Laufunruhewert LU_SP
zugeordnet und dem tatsächlichen
Reaktionswert REAK_AV ein tatsächlicher
Laufunruhewert LU_AV zugeordnet.
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Insbesondere
dann, wenn das Programm in dem Schubbetrieb der Brennkraftmaschine
durchgeführt
wird und zwar insbesondere die Schritte S2 und S4, kann der jeweilige
tatsächliche
Reaktionswert REAK_AV weitgehend frei von Störeinflüssen durch andere Zylinder,
aus dem gerade zum Zumessen der Kleinstmenge angesteuerten Einspritzventil
und diesem zugeordneten Zylinder ermittelt werden.
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Darüber hinaus
ermöglicht
auch das Durchführen
des Programms und zwar insbesondere der Schritte S2 und S4 während des
Leerlaufbetriebs insbesondere im Zusammenhang mit der das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des
Gemisches in dem jeweiligen Zylinder Z1 bis Z4 repräsentierenden
Reaktionsgröße eine
besonders präzise
Zuordnung zu dem jeweiligen Einspritzventil 18 und somit
dem jeweiligen diesen zugeordneten Zylinder Z1 bis Z4.
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In
einem Schritt S6 wird anschließend
eine Abweichung DELTA des erwarteten und des tatsächlichen
Reaktionswertes REAK_SP, REAK_AV ermittelt.
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In
einem Schritt S8 wird geprüft,
ob die Abweichung DELTA größer ist
als ein vorgegebener positiver Reaktions-Schwellenwert R_THD_POS, der durch Versuche
oder Simulationen bevorzugt ermittelt ist und zwar geeignet derart,
dass sein Überschreiten
charakteristisch ist für
das Vorhandensein des Fehlers ERR des jeweiligen Einspritzventils 18.
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Ist
die Bedingung des Schrittes S8 erfüllt, so wird in einem Schritt
S10 auf einen Fehler ERR einer das Abgas des dem jeweiligen Einspritzventil 18 zugeordneten
Zylinders beeinflussenden Komponente erkannt. Der Fehler ERR kann
beispielsweise in einen Fehlerspeicher eingetragen werden oder auch direkt
einem Fahrzeugführer
signalisiert werden. Die Komponente kann beispielsweise das Einspritzventil (18),
eine dem jeweiligen Zylinder zugeordnete Zündkerze (19), ein
dem jeweiligen Zylinder zugeordneter Ventiltrieb oder Abgasrückführkanal
oder Ventilsitzring sein.
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Im
Anschluss an den Schritt S10 wird die Bearbeitung in einem Schritt 512 fortgesetzt,
in dem das Programm für
eine vorgegebene Wartezeitdauer T_W verharrt, bevor die Bearbeitung
in dem Schritt S2 wieder fortgesetzt wird. Die Wartezeitdauer T_W kann
beispielsweise so vorgegeben sein, dass die Schritte S2 bis S8 oder
ein Schritt S14 jeweils einmal während
eines Arbeitsspiels der Brennkraftmaschine durchgeführt werden.
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Ist
die Bedingung des Schrittes S8 hingegen nicht erfüllt, so
wird in einem Schritt S14 geprüft,
ob die Abweichung DELTA kleiner ist als ein vorgegebener negativer
Reaktions-Schwellenwert R_THD_NEG.
Ist die Bedingung des Schrittes S14 erfüllt, so wird die Bearbeitung
in dem Schritt S10 fortgesetzt. Ist die Bedingung des Schrittes
S14 hingegen nicht erfüllt,
so wird die Bearbeitung in dem Schritt S12 fortgesetzt, sie kann
jedoch auch beendet werden, wenn beispielsweise das Programm eine vorgegebene
Anzahl an Durchläufen
seit seinem Start durchlaufen wurde und beispielsweise der Schritt
S10 nicht abgearbeitet wurde.
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In
dem Speicher der Steuervorrichtung 25 kann alternativ oder
zusätzlich
ein zweites Programm gespeichert sein, das ebenso wie das erste
Programm während
des Betriebs der Steuervorrichtung abgearbeitet werden kann. Im
Folgenden sind insbesondere die Unterschiede zu dem ersten Programm näher erläutert. Das
zweite Programm wird in einem Schritt S20 gestartet, in dem gegebenenfalls
auch Variablen initialisiert werden können.
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In
einem Schritt S22 wird der Steuerwert CTRL_KM der Steuergröße zum Zumessen
der vorgegebenen Kleinstmenge ermittelt und ferner auch ein Korrekturwert
COR eingelesen, dessen Anpassung weiter unten näher erläutert ist. Das jeweilige Einspritzventil
wird dann mit dem Steuerwert CTRL_KM korrigiert mittels des Korrekturwertes COR
angesteuert. Der Steuerwert CTRL_KM kann beispielsweise ebenso wie
in dem Ablaufdiagramm gemäß der 2 der
Einspritzdauerwert TI_KM sein.
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Ein
Schritt S24 korrespondiert dann zu dem Schritt S4 auch unter Berücksichtigung
eines Schrittes S36 korrespondierend zu dem Schritt S16.
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In
einem Schritt S26 wird dann zusätzlich
zu dem Vorgehen gemäß dem Schritt
S6 noch der Korrekturwert COR angepasst. Dies erfolgt bevorzugt abhängig von
einem bislang gültigen
Wert des Korrekturwertes COR und der Abweichung DELTA. Dies kann
beispielsweise gefiltert, wie zum Beispiel mittels einer gleitenden
Mittelwertbildung erfolgen, bei der jeweils ein vorgegebener Anteil
der Abweichung DELTA für
den Korrekturwert COR übernommen wird.
Es kann jedoch auch auf eine geeignete andere Art und Weise erfolgen,
wie dies insbesondere im Rahmen von Adaptionen für den zuständigen Fachmann bekannt ist.
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In
einem Schritt S28 wird dann geprüft,
ob der Korrekturwert COR größer ist
als ein vorgegebener positiver Korrektur-Schwellenwert COR_THD_POS. Ist dies
der Fall, so wird in einem Schritt S30 auf den Fehler ERR der Komponente
erkannt, die das Abgas des dem jeweiligen Einspritzventil (18)
zugeordneten Zylinders beeinflusst. Der Schritt S30 korrespondiert
insoweit zu dem Schritt S10.
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Ist
die Bedingung des Schrittes S28 hingegen nicht erfüllt, so
wird in einem Schritt S34 geprüft, ob
der Korrekturwert COR kleiner ist als ein vorgegebener negativer
Korrektur-Schwellenwert COR_THD_NEG.
Ist die Bedingung des Schrittes S34 erfüllt, so wird die Bearbeitung
in dem Schritt S30 fortgesetzt und auf den Fehler ERR des jeweiligen
Komponente erkannt. Ist die Bedingung des Schrittes S34 nicht erfüllt, so
wird die Bearbeitung in dem Schritt S32 fortgesetzt, in dem das
Programm entsprechend dem Schritt S12 für die vorgegebene Wartezeitdauer
T_W verharrt. Das Programm gemäß der 3 kann
ebenso wie das gemäß der 2 bei Vorliegen
der dort angegebenen Bedingungen ebenso beendet werden.
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Die
positiven und negativen Korrektur-Schwellenwerte COR_THD_POS, OCR_THD_NEG
und die positiven und negativen Reaktions-Schwellenwerte R_THD_POS, R_THD_NEG
sind bevorzugt alle durch Versuche oder Simulationen geeignet so
ermittelt, dass durch das Prüfen
der Bedingungen in den jeweiligen Schritten S8, S14, S28 und S34
auf ein Vorhandensein oder Nichtvorhandensein des Fehlers ERR bei
der jeweiligen Komponente erkannt werden kann.
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Eine
Kleinstmenge ist beispielsweise eine Menge an Kraftstoff, die minimal
zugemessen werden soll, so zum Beispiel im Rahmen einer Nacheinspritzung
zum Aufheizen des Katalysators 21 zeitnah zu dem Start
der Brennkraftmaschine. Sie kann beispielsweise in etwa 2 mg betragen,
dies ist jedoch abhängig
von dem jeweils eingesetzten Einspritzventil 18. Die Kleinstmenge
kann auch unterschiedliche Werte annehmen. Insbesondere kann bezogen
auf jeweils einen Zylinder auch innerhalb eines Arbeitsspiels mehrfach
die Kleinstmenge zugemessen werden und so das Einspritzventil mehrfach
mit Steuerwerten CTRL_KM der Steuergröße angesteuert werden.
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Durch
das Durchführen
des Programms gemäß der 2 oder 3 außerhalb
des Aufheizens des Katalysators 21 kann einfach der Fehler
an der jeweiligen Komponente erkannt werden, die das Abgas in dem
jeweiligen Zylinder beeinflusst, und so sich während des Aufheizens des Katalysators 21 sich
besonders stark auf die Schadstoffemissionen auswirken kann, da
dann der Katalysator seine Betriebstemperatur noch nicht erreicht
hat und die Schadstoffe nur mit einem geringen Wirkungsgrad konvertieren
kann.
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- 1
- Ansaugtrakt
- 2
- Motorblock
- 3
- Zylinderkopf
- 4
- Abgastrakt
- 5
- Drosselklappe
- 6
- Sammler
- 7
- Saugrohr
- 8
- Kurbelwelle
- 10
- Pleuelstange
- 11
- Kolben
- 12
- Gaseinlassventil
- 13
- Gasauslassventil
- 18
- Einspritzventil
- 19
- Zündkerze
- 21
- Katalysator
- 23
- Weiterer
Katalysator
- 25
- Steuervorrichtung
- 26
- Pedalstellungsgeber
- 27
- Fahrpedal
- 28
- Luftmassensensor
- 32
- Erster
Temperatursensor
- 34
- Saugrohrdrucksensor
- 36
- Kurbelwellenwinkelsensor
- 38
- Zweiter
Temperatursensor
- 39
- Drucksensor
- 42
- Abgassonde
- N
- Drehzahl
- Z1–Z4
- Zylinder
- CTRL_KM
- Steuerwert
einer Steuergröße Kleinstmenge
- COR
- Korrekturwert
- REAK_SP
- Erwarteter
Reaktionswert einer Reaktionsgröße
- REAK_AV
- Tatsächlichen
Reaktionswert der Reaktionsgröße
- DELTA
- Abweichung
- COR_THD_NEG
- Negativer
Korrektur-Schwellenwert
- COR_THD_POS
- Positiver
Korrektur-Schwellenwert
- ERR
- Fehler
des jeweiligen Einspritzventils
- R_THD_NEG
- Negativer
Reaktions-Schwellenwert
- R_THD_POS
- Positiver
Reaktions-Schwellenwert
- TI_KM
- Einspritzdauerwert
- TQ_AV
- Tatsächlicher
Drehmomentwert
- TQ_SP
- Erwarteter
Drehmomentwert
- TQ_D_AV
- Tatsächlicher
Drehmomentänderungswert
- TQ_D_SP
- Erwarteter
Drehmomentänderungswert
- PFUEL_D_AV
- Tatsächlicher
Druckänderungswert
- PFUEL_D_SP
- Erwarteter
Druckänderungswert
- LAMB_AV
- Tatsächlicher
Lambdawert
- LAMB_SP
- Erwarteter
Lambdawert
- LU_AV
- Tatsächlicher
Laufunruhewert
- LU_SP
- Erwarteter
Laufunruhewert
- T_W
- Wartezeitdauer