DE102007023850B3 - Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine - Google Patents

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Abstract

Zum Betreiben einer Brennkraftmaschine werden bei einer aktiven Saugrohrmodelltrimmung (TRIM) bei unterschiedlichen stationären Drosselklappendruckverhältnissen, die für einen Unterschied zwischen einem Saugrohrdruck stromaufwärts der Drosselklappe und stromabwärts der Drosselklappe repräsentativ sind, Istwerte (LOAD_AV_MES) einer Lastgröße mittels eines Lastsensors erfasst und Schätzwerte (LOAD_AV_MOD) der Lastgröße anhand eines Saugrohrmodells modelliert. Abhängig von den erfassten Istwerten (LOAD_AV_MES) und den modellierten Schätzwerten (LOAD_AV_MOD) der Lastgröße werden Trimmwerte (TRIM_VAL) zumindest eines Modellparameters des Saugrohrmodells so ermittelt, dass sich durch Trimmen des entsprechenden Modellparameters abhängig von den Trimmwerten (TRIM_VAL) die modellierten Schätzwerte (LOAD_AV_MOD) der Lastgröße an die entsprechenden erfassten Istwerte (LOAD_AV_MES) der Lastgröße annähern. Eine Trimmwertausgleichsfunktion wird in Abhängigkeit zu den unterschiedlichen Drosselklappendruckverhältnissen ermittelt, die durch die Trimmwerte (TRIM_VAL) approximiert wird. Ferner werden bei unterschiedlichen stationären Drosselklappendruckverhältnissen erste Reglerwerte von ersten Reglerausschlägen eines Lambdareglers erfasst. Eine erste Reglerwertausgleichsfunktion wird in Abhängigkeit zu den Drosselklappendruckverhältnissen ermittelt, die durch die ersten Reglerwerte approximiert wird. Bei nicht aktiver Saugrohrmodelltrimmung (TRIM) werden bei unterschiedlichen stationären ...

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine. Die Brennkraftmaschine umfasst einen Ansaugtrakt und einen Abgastrakt, die abhängig von der Schaltstellung eines Gaseinlassventils beziehungsweise eines Gasauslassventils mit einem Brennraum der Brennkraftmaschine kommunizieren. Der Ansaugtrakt umfasst zumindest ein Saugrohr und eine Drosselklappe und einen Lastsensor. Der Abgastrakt umfasst zumindest eine Lambdasonde.
  • An die Automobilindustrie werden zunehmend Anforderungen gestellt, Kraftfahrzeuge so auszubilden, dass sie Fehlfunktionen und/oder fehlerhafte Fahrzeugkomponenten sehr präzise selbst erkennen können. Dies ist besonders wichtig bei Fehlfunktionen beziehungsweise fehlerhaften Komponenten, die sich auf die Sicherheit von Insassen des Kraftfahrzeugs und/oder auf Schadstoffemissionen des Kraftfahrzeugs beziehen. Beispielsweise kann die volle Diagnostizierfähigkeit eines Abgastraktes und/oder eines Ansaugtraktes einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs gefordert werden. Insbesondere wird regelmäßig eine Überwachung von Fahrzeugkomponenten gefordert, die Einfluss auf eine Abgasbildung und/oder auf Schadstoffemissionen haben.
  • Aus der EP 0 886 725 B1 ist ein Verfahren zum modellgestützten Bestimmen der in die Zylinder einer Brennkraftmaschine einströmenden Frischluftmasse bei externer Abgasrückführung bekannt. Die Berechnung der tatsächlich in den Zylinder einströmenden Frischluftmasse erfolgt mit Hilfe eines Saugrohrfüllungsmodells, wobei die Modellbeschreibung auf einer nichtlinearen Differentialgleichung basiert. Der gewählte Modellansatz beinhaltet dabei die Modellierung der externen Abgasrückführung von variablen Saugsystemen und von Systemen mit variabler Ventilsteuerung. Diese modellgestützte Laster fassung ist bei luftmassengeführten und bei saugrohrdruckgeführten Motorsteuerungen einsetzbar. Ein Korrekturalgorithmus in Form eines Modellregelkreises gestattet bei Ungenauigkeiten von Modellparametern eine permanente Genauigkeitsverbesserung, d. h. einen Modellabgleich im stationären und instationären Betrieb.
  • In der DE 102 41 888 A1 ist ein Verfahren zur Verbesserung der Genauigkeit eines Saugrohrmodells einer Brennkraftmaschine beschrieben. Dabei wird mittels eines Saugrohrmodells aus einem Saugrohrdruck eine prädizierte Füllung berechnet und einer Gemischkontrolle übergeben, welche eine in einem Brennraum der Brennkraftmaschine einzuspritzende Kraftstoffmasse bestimmt und wobei mittels einer Lambdasonde fortlaufend ein Lambda-Wert eines Abgases bestimmt wird. Hierbei wird eine Abweichung des Lambda-Wertes von einem für die eingespritzte Kraftstoffmasse und die prädizierte Füllung erwarteten Lambda-Wert bestimmt, eine Differenz zwischen der prädizierten Füllung und einer zum Erzielen des erwarteten Lambda-Wertes erforderlichen Füllung bestimmt und es werden Parameter des Saugrohrmodells derart verändert, dass das Saugrohrmodell für denjenigen Eingangswert des Saugrohrdruckes, aus dem zuvor die prädizierte Füllung berechnet wurde, die zuvor bestimmte erforderliche Füllung als Ausgang ergibt.
  • Die EP 1 362 173 B1 zeigt ein Verfahren zum Ermitteln eines Schätzwertes eines Massenstroms in dem Ansaugtrakt einer Brennkraftmaschine, bei dem ein Messwert eines Saugrohrdrucks die Führungsgröße eines Regelkreises ist, die Regelgröße ein Schätzwert des Saugrohrdrucks ist, der abhängig von der Stellgröße des Regelkreises ermittelt wird und die Stellgröße abhängig von der Differenz des Schätzwertes und eines Messwertes des Saugrohrdrucks und abhängig von der zeitlichen Änderung des Messwertes des Saugrohrdrucks berechnet wird und bei dem der Schätzwert des Massenstroms in den Ansaugtrakt berechnet wird, abhängig von der Stellgröße.
  • In der DE 10 2004 011 236 A1 ist ein Prozesssteuersystem zur Steuerung von mindestens einem Prozessglied beschrieben mit einem ersten Prozessmodell für die Ansteuerung des mindestens einem Prozessstellglied derart, dass aus mindestens einer, dem ersten Prozessmodell zugeführten Prozess-Sollgröße mindestens eine Prozess-Sollstellgröße für die Ansteuerung des mindestens einen Prozessstellgliedes generiert wird, mit einem zweiten Prozessmodell, welches aus mindestens einer Prozess-Iststellgröße des mindestens einen Prozessstellgliedes eine Prozess-Istgröße generiert, mit einem weiteren Prozesselement zur Generierung einer Vergleichs-Prozess-Istgröße, wobei das erste Prozessmodell durch Invertierung des zweiten Prozessmodells abbildbar ist und wobei eine aus Prozess-Istgröße und Vergleichs-Prozess-Istgröße gebildete Prozess-Istgrößen-Differenz über eine Regeleinheit auf das erste und das zweite Prozessmodell geführt ist. Dabei ist das Prozesselement als drittes Prozessmodell mit erhöhter Nachbildungsgenauigkeit ausgebildet und weist zumindest einen nichtinvertierbaren Prozessbestandteil auf.
  • Aus der DE 10 2005 019 807 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Lokalisation von fehlerbehafteten Komponenten oder Leckagen im Ansaugtrakt einer Brennkraftmaschine bekannt. Hierzu werden Signale verschiedener Sensoren verwendet. Die Detektion einer fehlerbehafteten Komponente oder Leckage erfolgt durch einen Vergleich zwischen der anhand eines Luftmassen- oder Saugrohrabsolutdrucksensors ermittelten Last der Brennkraftmaschine und der mit Hilfe der Position einer Drosselklappe ermittelten Last. Nach erfolgter Detektion eines Fehlers wird die Bestimmung der Last der Brennkraftmaschine anhand der Position der Drosselklappe durchgeführt. Zur Lokalisation der fehlerbehafteten Komponente oder Leckage erfolgt ein Vergleich zwischen dem mit einer im Abgastrakt der Brennkraftmaschine befindlichen Lambda-Sonde gemessenen Wert und dem Lambda-Sollwert. Die weitere Eingrenzung der fehlerbehafteten Komponente oder Leckage kann durch einen Vergleich zwischen der mit dem Luftmassensensor gemessenen Luftmasse und der anhand der Messwerte des Saugrohrabsolutdrucksensors ermittelten Luftmasse durchgeführt werden.
  • In der EP 0 936 351 A2 sind ein Verfahren und eine Einrichtung zur Optimalwertsteuerung eines Regelgegenstandes, wie z. B. einer Brennkraftmaschine mit lernfähiger Steuerlogik unter Verwendung geschätzter Lerndaten beschrieben. Der Regelgegenstand wird dabei durch eine lernfähige Steuerlogik modelliert und auf der Grundlage des Modells auf einen Optimalwert gesteuert, wobei nach Feststellung, dass sich der Regelgegenstand in einem stationären Zustand befindet, eine dem Optimalwert bestimmende Regelgröße des Regelgegenstandes im stationären Zustand rückgeführt und anhand dieser Rückkopplungsinformation eine Abweichung des Modells vom Istzustand des Regelgegenstandes abgeschätzt und geschätzte Lerndaten zur Korrektur des Modells erzeugt und diesem zugeführt werden.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine zu schaffen, das beziehungsweise die ein Ermitteln eines fehlerhaften Elements eines Ansaugtrakts der Brennkraftmaschine ermöglicht.
  • Die 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 Ansaugtrakt und einen Abgastrakt, die abhängig von der Schaltstellung eines Gaseinlassventils beziehungsweise eines Gasauslassventils mit einem Brennraum der Brennkraftmaschine kommunizieren. Der Ansaugtrakt umfasst zumindest ein Saugrohr und eine Drosselklappe und einen Lastsensor. Der Abgastrakt umfasst zumindest eine Lambdasonde. Zum Betreiben der Brennkraftmaschine werden bei einer aktiven Saugrohrmodelltrimmung bei unterschiedlichen stationären Drosselklappendruckverhältnissen Istwerte einer Lastgröße mittels eines Lastsensors erfasst. Die Drosselklappendruckverhältnisse sind repräsentativ für einen Unterschied zwischen einem Saugrohrdruck stromaufwärts der Drosselklappe und stromabwärts der Drosselklappe. Zusätzlich werden Schätzwerte der Lastgröße anhand eines Saugrohrmodells modelliert. Abhängig von den erfassten Istwerten und den modellierten Schätzwerten der Lastgröße werden Trimmwerte zumindest eines Modellparameters des Saugrohrmodells so ermittelt, dass sich die modellierten Schätzwerte der Lastgröße durch Trimmen des entsprechenden Modellparameters abhängig von den Trimmwerten an die entsprechenden erfassten Istwerte der Lastgröße annähern. Eine Trimmwertausgleichsfunktion wird in Abhängigkeit zu den unterschiedlichen Drosselklappendruckverhältnissen ermittelt. Die Trimmwertausgleichsfunktion wird durch die Trimmwerte approximiert. Ferner werden bei unterschiedlichen stationären Drosselklappendruckverhältnissen erste Reglerwerte von ersten Reglerausschlägen eines Lambdareglers erfasst. Eine erste Reglerwertausgleichsfunktion wird in Abhängigkeit zu den Drosselklappendruckverhältnissen ermittelt. Die Reglerwertausgleichsfunktion wird durch die ersten Reglerwerte approximiert. Bei nicht aktiver Saugrohrmodelltrimmung werden bei unterschiedlichen stationären Drosselklappendruckverhältnissen zweite Reglerwerten von zweiten Reglerausschlägen des Lambdareglers erfasst. Eine zweite Reglerwertausgleichsfunktion wird in Abhängigkeit zu den Drosselklappendruckverhältnissen ermittelt. Die zweite Reglerwertausgleichsfunktion wird durch die zweiten Reglerwerte approximiert. Abhängig von den Ausgleichsfunktionen wird ein Fehler des Ansaugtrakts erkannt. Der Lastsensor ist beispielsweise ein Luftmassenstromsensor oder ein Saugrohrdrucksensor. Ein positiver Reglerwert bedeutet vorzugsweise eine Erhöhung einer zuzumessenden Kraftstoffmasse relativ zu einer aus einem Saugrohrfüllungsmodell folgenden Vorsteuerung der Kraftstoffmasse.
  • Das Ermitteln der Ausgleichsfunktionen ermöglicht eine volle Diagnostizierfähigkeit des Ansaugtrakts der Brennkraftmaschine. Die volle Diagnostizierfähigkeit bedeutet in diesem Zusammenhang, dass alle Komponenten des Ansaugtrakts auf ihre Funktionsfähigkeit überprüft werden können. Insbesondere ermöglicht dies ein Überprüfen eines Luftfilters stromaufwärts der Drosselklappe, der Drosselklappe, eines Lastsensors, einer Leckage im Ansaugtrakt stromaufwärts der Drosselklappe und/oder stromabwärts der Drosselklappe und/oder eines Umgebungsdrucksensors. Ferner kann beim Überprüfen der genannten Sensoren sogar eine Art des Fehlers erkannt werden. Die Art des Fehlers ist beispielsweise eine konstante oder relative positive oder negative Sensorabweichung.
  • Das Saugrohrmodell ermöglicht abhängig von der Stellung der Drosselklappe unterschiedliche Drücke im Ansaugtrakt und/oder eine Luftmasse im Ansaugtrakt und/oder einen Luftmassenstrom in den Ansaugtrakt und/oder hin zu dem Brennraum der Brennkraftmaschine zu ermitteln. Bei aktiver Saugrohrmodelltrimmung wird zumindest ein Modellparameter des Saugrohrmodells so getrimmt, dass sich der Schätzwert der Lastgröße an den Istwert der Lastgröße annähert. Die Modellparameter sind beispielsweise eine reduzierte Querschnittsfläche der Drosselklappe, insbesondere bei niedriger Last, beziehungsweise ein Druck stromaufwärts der Drosselklappe, insbesondere bei hoher Last. Das Trimmen des Modellparameters bedeutet in diesem Zusammenhang ein Verstellen des Modellparameters.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Trimmwertausgleichsfunktion eine Trimmwertausgleichsgerade und/oder die erste Reglerwertausgleichsfunktion umfasst eine erste Reglerwertausgleichsgerade und/oder die zweite Reglerwertausgleichsfunktion umfasst eine zweite Reglerwertausgleichsgerade. Dies ermöglicht besonders einfach abhängig von den Ausgleichsfunktionen die fehlerhafte Komponente des Ansaugtrakts zu ermitteln. Alternativ dazu kann auch eine Ausgleichsfunktion höherer Ordnung ermittelt werden, beispielsweise eine Hyperbel oder eine Parabel.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Trimmwertausgleichsgerade durch eine Trimmwertsteigung und einen Trimm-Y-Achsenabschnitt festgelegt. Die erste Reglerwertausgleichsgerade ist durch eine erste Reglerwertsteigung und einen ersten Reglerwert-Y-Achsenabschnitt festgelegt. Die zweite Reglerwertausgleichsgerade ist durch eine zweite Reglerwertsteigung und einen zweiten Reglerwert-Y-Achsenabschnitt festgelegt. Abhängig von der Trimmwertsteigung, dem Trimm-Y-Achsenabschnitt, der ersten Reglerwertsteigung, dem ersten Reglerwert-Y-Achsenabschnitt, der zweiten Reglerwertsteigung und dem zweiten Reglerwert-Y-Achsenabschnitt wird der Fehler des Ansaugtrakts erkannt. Dies ermöglicht, die Steigungen und die Y-Achsenabschnitte in eine vorgegebene Regressionsgeraden-Parameter-Matrix zu schreiben, in deren Spalten beispielsweise die Steigungen und die Y-Achsenabschnitte eingetragen werden und in deren Zeilen markiert wird, ob die entsprechende Größe in den Spalten größer, kleiner oder näherungsweise gleich null ist, so dass aufgrund des sich ergebenden Musters innerhalb der Regressionsgeraden-Parameter-Matrix schnell und einfach die fehlerhafte Komponente des Ansaugtrakts erkannt werden kann.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird abhängig von der Trimmwertsteigung und dem Trimm-Y-Achsenabschnitt ein modifizierter Trimm-Y-Achsenabschnitt ermittelt. Alternativ oder zusätzlich wird abhängig von der ersten Reglerwertsteigung und dem ersten Reglerwert-Y-Achsenabschnitt ein modifizierter erster Reglerwert-Y-Achsenabschnitt ermittelt. Alternativ oder zusätzlich wird abhängig von der zweiten Reglerwertsteigung und dem zweiten Reglerwert-Y-Achsenabschnitt ein modifizierter zweiter Reglerwert-Y-Achsenabschnitt ermittelt. Abhängig von der Trimmwertsteigung, dem Trimm-Y-Achsenabschnitt, dem modifizierten Trimm-Y-Achsenabschnitt, der ersten Reglerwertsteigung, dem ersten Reglerwert-Y-Achsenabschnitt, dem modifizierten ersten Reglerwert-Y-Achsenabschnitt, der zweiten Reglerwertsteigung, dem zweiten Reglerwert-Y-Achsenabschnitt und/oder dem modifizierten zweiten Reglerwert-Y-Achsenabschnitt wird der Fehler des Ansaugtrakts erkannt. Dies trägt dazu bei, dass die fehlerhafte Komponente besonders präzise mit großer Sicherheit identifiziert werden kann. Vorzugsweise ergeben sich die modifizierten Reglerwert-Y-Achsenabschnitte durch verschieben der Y-Achse entlang der X-Achse, so dass die Y-Achse die X-Achse bei eins schneidet.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden die Trimmwerte der Lastgröße überwacht, indem die Trimmwerte mit einem vorgegebenen Trimmschwellenwert verglichen werden. Die Saugrohrmodelltrimmung wird deaktiviert und die zweiten Reglerwerte der zweiten Reglerausschläge des Lambdareglers werden ermittelt, falls zumindest einer der Trimmwerte größer als der vorgegebene Trimmschwellenwert ist. Dies trägt dazu bei, dass im regulären Betrieb der Brennkraftmaschine bei aktiver Saugrohrmodelltrimmung die Trimmwertausgleichsfunktion und die erste Reglerwertausgleichsfunktion schon bekannt sind und dass nach Deaktivieren der Saugrohrmodelltrimmung, was ein Indiz für eine fehlerhafte Komponente des Ansaugtrakts ist, lediglich die zweite Reglerwertausgleichsfunktion ermittelt werden muss, so dass besonders schnell nach der Deaktivierung der Saugrohrmodelltrimmung lediglich die zweite Reglerwertausgleichsfunktion ermittelt werden muss. Dies trägt dazu bei, dass die fehlerhafte Komponente des Ansaugtrakts besonders schnell ermittelt werden kann.
  • Vorzugsweise werden während des Betriebs der Brennkraftmaschine regelmäßig Daten zum Erstellen der Ausgleichsfunktionen gesammelt. Eine Auswertung der Daten erfolgt, wenn die Brennkraftmaschine abgeschaltet werden soll und/oder wenn eine ausreichende Datenmenge an Daten zum Auswerten der Ausgleichsfunktionen gesammelt wurden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Lastgröße ein Luftmassenstrom stromaufwärts der Drosselklappe. Dies kann dazu beitragen, den Fehler des Ansaugtrakts vorteilhaft zu ermitteln.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird auf einen Fehler eines Luftmassenstromsensors erkannt, der zum Erfassen eines Istwerts des Luftmassenstroms vorgesehen ist, falls die Steigungen der Ausgleichsgeraden näherungsweise null sind, die Trimm-Y-Achsenabschnitte größer null sind, die ersten Reglerwert-Y-Achsenabschnitte kleiner null sind und die zweiten Reglerwert-Y-Achsenabschnitte näherungsweise null sind. Alternativ oder zusätzlich wird auf den Fehler des Luftmassenstromsensors erkannt, wenn die Trimmwertsteigung kleiner null ist, die Trimm-Y-Achsenabschnitte größer null sind, die erste Reglerwertsteigung größer null ist, die ersten Reglerwert-Y-Achsenabschnitte kleiner null sind, die zweite Reglerwertsteigung und die zweiten Reglerwert-Y-Achsenabschnitte näherungsweise null sind. Alternativ oder zusätzlich wird auf den Fehler des Luftmassenstromsensors erkannt, wenn die Steigungen der Ausgleichsgeraden näherungsweise null sind, die Trimm-Y-Achsenabschnitte kleiner null sind, die ersten Reglerwert-Y-Achsenabschnitte größer null sind und die zweiten Reglerwert-Y-Achsenabschnitte näherungsweise null sind. Alternativ oder zusätzlich wird auf den Fehler des Luftmassenstromsensors erkannt, wenn die Trimmwertsteigung größer null ist, die Trimm-Y-Achsenabschnitt kleiner null sind, die erste Reglerwertsteigung kleiner null ist, die ersten Reglerwert-Y-Achsenabschnitte größer null sind, die zweite Reglerwertsteigung und die zweiten Reglerwert-Y-Achsenabschnitte näherungsweise null sind. Dies trägt dazu bei, dass der Fehler des Luftmassenstromsensors besonders zuverlässig erkannt wird. Abhängig von den unterschiedlichen Alternativen zum Erkennen des Fehlers des Luftmassen stromsensors kann der Fehler des Luftmassenstromsensors noch weiter präzisiert werden. Insbesondere kann erkannt werden, ob der Luftmassenstromsensor zuviel oder zu wenig anzeigt und ob es sich um eine abhängig vom Drosselklappendruckverhältnis relative oder absolute Abweichung handelt.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird auf einen Fehler der Drosselklappe erkannt, falls die Trimmwertsteigung kleiner null ist, der Trimm-Y-Achsenabschnitt größer null ist, der modifizierte Trimm-Y-Achsenabschnitt näherungsweise null ist, die erste Reglerwertsteigung und die ersten Reglerwert-Y-Achsenabschnitte näherungsweise null sind, die zweite Reglerwertsteigung kleiner null ist, der zweite Reglerwert-Y-Achsenabschnitt größer null ist und der modifizierte zweite Reglerwert-Y-Achsenabschnitt näherungsweise null ist. Alternativ oder zusätzlich wird auf den Fehler der Drosselklappe erkannt, wenn die Trimmwertsteigung größer null ist, der Trimm-Y-Achsenabschnitt kleiner null ist, der modifizierte Trimm-Y-Achsenabschnitt näherungsweise null ist, die erste Reglerwertsteigung und die ersten Reglerwert-Y-Achsenabschnitte näherungsweise null sind, die zweite Reglerwertsteigung größer null ist, der zweite Reglerwert-Y-Achsenabschnitt kleiner null ist und der modifizierte zweite Reglerwert-Y-Achsenabschnitt näherungsweise null ist. Dies trägt dazu bei, den Fehler der Drosselklappe besonders zuverlässig zu erkennen. Die beiden unterschiedlichen Alternativen zum Erkennen des Fehlers der Drosselklappe ermöglichen, den Fehler der Drosselklappe noch weiter zu präzisieren. Insbesondere kann erkannt werden, ob ein Öffnungsgrad der Drosselklappe größer oder kleiner ist als von einem Drosselklappenstellungssensor erfasst und ob die Abweichung des Öffnungsgrades in Bezug auf die Drosselklappendruckverhältnisse eine relative oder eine absolute Abweichung ist.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird auf eine Leckage im Ansaugtrakt erkannt, falls die Trimmwertsteigung größer null ist, der Trimm-Y-Achsenabschnitt kleiner null ist, der modifizierte Trimm-Y- Achsenabschnitt näherungsweise null ist, die erste Reglerwertsteigung kleiner null ist, der erste Reglerwert-Y-Achsenabschnitt größer null ist, der modifizierte erste Reglerwert-Y-Achsenabschnitt näherungsweise null ist, die zweite Reglerwertsteigung kleiner null ist, der zweite Reglerwert-Y-Achsenabschnitt größer null ist und der modifizierte zweite Reglerwert-Y-Achsenabschnitt näherungsweise null ist. Dies trägt dazu bei, dass die Leckage im Ansaugtrakt besonders präzise erkannt wird. Abhängig von einem Betrag der Steigungen der Ausgleichsgeraden kann ferner unterschieden werden, ob die Leckage des Ansaugtrakts stromaufwärts oder stromabwärts der Drosselklappe vorliegt.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird auf einen Fehler eines Umgebungsdrucksensors der Brennkraftmaschine erkannt, von dessen Messwert abhängig die Drosselklappendruckverhältnisse ermittelt werden, falls die Trimmwertsteigung und die Trimm-Y-Achsenabschnitte kleiner null sind, die erste Reglerwertsteigung und die ersten Reglerwert-Y-Achsenabschnitte näherungsweise null sind und die zweite Reglerwertsteigung und die zweiten Reglerwert-Y-Achsenabschnitte kleiner null sind. Alternativ oder zusätzlich wird auf den Fehler des Umgebungsdrucksensors erkannt, wenn die Trimmwertsteigung und die Trimm-Y-Achsenabschnitte größer null sind, die erste Reglerwertsteigung und die ersten Reglerwert-Y-Achsenabschnitte näherungsweise null sind und die zweite Reglerwertsteigung und die zweiten Reglerwert-Y-Achsenabschnitte größer null sind. Dies trägt dazu bei, den Fehler des Umgebungsdrucksensors besonders präzise zu erkennen. Die beiden unterschiedlichen Alternativen ermöglichen, zu unterscheiden, ob der Umgebungsdrucksensor zuviel oder zu wenig anzeigt.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird auf einen fehlerhaften Luftfilter des Ansaugtrakts erkannt, falls die Trimmwertsteigung größer null ist, der Trimm-Y-Achsenabschnitt näherungsweise null ist und der modifizierte Trimm-Y-Achsenabschnitt größer null ist, die erste Reglerwertsteigung und die ersten Reglerwert-Y-Achsenabschnitte näherungsweise null sind, die zweite Reglerwertsteigung kleiner null ist, der zweite Reglerwert-Y-Achsenabschnitt näherungsweise null ist und der modifizierte zweite Reglerwert-Y-Achsenabschnitt kleiner null ist. Alternativ oder zusätzlich wird auf den fehlerhaften Luftfilter des Ansaugtrakts erkannt, falls die Trimmwertsteigung kleiner null ist, der Trimm-Y-Achsenabschnitt größer null ist und der modifizierte Trimm-Y-Achsenabschnitt näherungsweise null ist, die erste Reglerwertsteigung und die ersten Reglerwert-Y-Achsenabschnitte näherungsweise null sind, die zweite Reglerwertsteigung kleiner null ist, der zweite Reglerwert-Y-Achsenabschnitt größer null ist und der modifizierte zweite Reglerwert-Y-Achsenabschnitt näherungsweise null ist. Dies trägt dazu bei, den fehlerhaften Luftfilter besonders präzise zu erkennen. Die beiden unterschiedlichen Alternativen zum Erkennen des fehlerhaften Luftfilters ermöglichen, den fehlerhaften Luftfilter zu erkennen, wenn ein Umgebungsdrucksensor vorhanden ist, dessen Messwerte genutzt werden, oder wenn kein Umgebungsdrucksensor vorhanden ist. Der Luftfilter wird in diesem Zusammenhang vorzugsweise als fehlerhaft bezeichnet, wenn seine Luftdurchlässigkeit kleiner als ein vorgegebener Schwellenwert ist.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Lastgröße ein Saugrohrdruck in dem Saugrohr. Dies kann zu einem präzisen Betreiben der Brennkraftmaschine beitragen. Falls die Lastgröße der Saugrohrdruck in dem Saugrohr ist, so kann eine Interpretation der Steigungen und der Y-Achsenabschnitte der Ausgleichsgeraden unterschiedlich interpretiert werden im Vergleich dazu, falls die Lastgröße der Luftmassenstrom ist. Diese unterschiedlichen Ergebnisinterpretationen können einfach an einem in der Automobilindustrie üblichen Motorprüfstand empirisch ermittelt werden und in Regressionsgeraden-Parameter-Matrizen abgelegt werden.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden anhand von schematischen Zeichnungen näher erläutert.
  • Es zeigen:
  • 1 eine Brennkraftmaschine,
  • 2 ein Ablaufdiagramm eines Programms zum Betreiben der Brennkraftmaschine,
  • 3 ein erstes Diagramm und eine erste Regressionsgeraden-Parameter-Matrix,
  • 4 ein zweites Diagramm und eine zweite Regressionsgeraden-Parameter-Matrix,
  • 5 ein drittes Diagramm und eine dritte Regressionsgeraden-Parameter-Matrix,
  • 6 ein viertes Diagramm und eine vierte Regressionsgeraden-Parameter-Matrix,
  • 7 ein fünftes Diagramm und eine fünfte Regressionsgeraden-Parameter-Matrix,
  • 8 ein sechstes Diagramm und eine sechste Regressionsgeraden-Parameter-Matrix,
  • 9 ein siebtes Diagramm und eine siebte Regressionsgeraden-Parameter-Matrix,
  • 10 ein achtes Diagramm und eine achte Regressionsgeraden-Parameter-Matrix,
  • 11 ein neuntes Diagramm und eine neunte Regressionsgeraden-Parameter-Matrix,
  • 12 ein zehntes Diagramm und eine zehnte Regressionsgeraden-Parameter-Matrix,
  • 13 ein elftes Diagramm und eine elfte Regressionsgeraden-Parameter-Matrix.
  • Elemente gleicher Konstruktion oder Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen 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 über einen Einlasskanal in einen Brennraum 9 des Motorblocks 2 geführt ist. Der Motorblock 2 umfasst ferner eine Kurbelwelle 8, welche über eine Pleuelstange 10 mit einem Kolben 11 des Zylinders Z1 gekoppelt ist. Die Brennkraftmaschine umfasst neben dem Zylinder Z1 mindestens einen weiteren Zylinder Z2, bevorzugt jedoch mehrere weitere Zylinder Z2, Z3, Z4, sie kann aber auch jede beliebige größere Anzahl von Zylindern Z1–Z4 umfassen. Die Brennkraftmaschine ist bevorzugt in einem Kraftfahrzeug angeordnet.
  • Der Zylinderkopf 3 umfasst einen Ventiltrieb 14, 15, der mit einem Gaseinlassventil 12 bzw. einem Gasauslassventil 13 gekoppelt ist. Der Ventiltrieb 14, 15 umfasst mindestens eine Nockenwelle, die mit der Kurbelwelle 8 gekoppelt ist. Ferner sind in dem Zylinderkopf 3 bevorzugt ein Einspritzventil 22 und, falls die Brennkraftmaschine keine Diesel-Brennkraftmaschine ist, eine Zündkerze 23 angeordnet. Alternativ kann das Einspritzventil 22 auch in dem Saugrohr 7 angeordnet sein. In dem Abgastrakt 4 ist ein Abgaskatalysator 24 angeordnet, der bevorzugt als Dreiwegekatalysator ausgebildet ist.
  • Eine Steuereinrichtung 25 ist vorgesehen, der Sensoren zugeordnet sind, die verschiedene Messgrößen erfassen und jeweils den Messwert der Messgröße ermitteln. Die Steuervorrichtung 25 ermittelt abhängig von mindestens einer der Messgrößen Stellgrößen, die dann in ein oder mehrere Stellsignale zum Steuern der Stellglieder mittels entsprechender Stellantriebe umgesetzt werden. Ferner ermittelt die Steuervorrichtung 25 Kennwerte von Kenngrößen. Die Kenngrößen können Messgrößen oder davon abgeleitete Größen sein. Die Steuervorrichtung 25 kann auch als Vorrichtung zum Steuern der Brennkraftmaschine und/oder als Motorsteuerung bezeichnet werden.
  • Die Sensoren sind beispielsweise ein Pedalstellungsgeber 26, der eine Fahrpedalstellung eines Fahrpedals 27 erfasst, ein Luftmassenstromsensor 28, der einen Luftmassenstrom stromaufwärts der Drosselklappe 5 erfasst, ein Temperatursensor 32, der eine Ansauglufttemperatur erfasst, ein Drosselklappenstellungssensor 30, der einen Öffnungsgrad der Drosselklappe 5 erfasst, ein Saugrohrdrucksensor 34, der einen Istwert eines Saugrohrdrucks in dem Sammler 6 erfasst, ein Kurbelwellenwinkelsensor 36, der einen Kurbelwellenwinkel erfasst, dem dann eine Drehzahl der Brennkraftmaschine zugeordnet wird, eine Lambdasonde 38, deren Messsignal repräsentativ ist für ein Mischverhältnis von Luft zu Kraftstoff im Abgas, und ein Umgebungsdrucksensor 42 zum Erfassen eines Luftdrucks in der Umgebung der Brennkraftmaschine.
  • 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 22 und/oder die Zündkerze 23.
  • Ferner ist vorzugsweise in dem Ansaugtrakt stromaufwärts des Luftmassenstromsensors 28 ein Luftfilter 40 vorgesehen.
  • Auf einem Speichermedium der Steuereinrichtung 25 ist vorzugsweise ein Programm (2) zum Betreiben der Brennkraftmaschine abgespeichert. Das Programm dient dazu, bei unterschiedlichen Drosselklappendruckverhältnissen PQ abhängig von Istwerten und Schätzwerten einer Lastgröße und abhängig von Reglerausschlägen eines Lambdareglers bei einer aktivier ten Saugrohrmodelltrimmung TRIM und bei inaktiver Saugrohrmodelltrimmung TRIM Ausgleichsfunktionen zu ermitteln. Abhängig von den Ausgleichsfunktionen kann dann nach Beendigung des Programms auf einen Fehler des Ansaugtrakts 1 erkannt werden.
  • Das Drosselklappendruckverhältnis PQ ist repräsentativ für einen Unterschied zwischen dem Saugrohrdruck stromaufwärts der Drosselklappe 5 und stromabwärts der Drosselklappe 5. Das bedeutet in diesem Zusammenhang, dass das Drosselklappendruckverhältnis PQ das Verhältnis des Saugrohrdrucks zum Umgebungsdruck ist.
  • Das Saugrohrmodell dient dazu, abhängig von zumindest einer der Messgrößen, beispielsweise abhängig von dem Öffnungsgrad der Drosselklappe 5 einen Schätzwert einer Lastgröße zu ermitteln, beispielsweise einen in die Zylinder Z1–Z4 einströmenden Luftmassenstrom. Das Saugrohrmodell wird mit einem Lastsensor abgeglichen, beispielsweise mit dem Luftmassenstromsensor 28. Alternativ dazu kann mittels des Saugrohrmodells zumindest abhängig von dem Öffnungsgrad der Drosselklappe 5 als Lastgröße der Saugrohrdruck ermittelt werden. Der Lastsensor zum Abgleichen des Saugrohrmodells ist dann vorzugsweise der Saugrohrdrucksensor 34. Das Saugrohrmodell kann auch als Saugrohrfüllungsmodell bezeichnet werden (siehe "Handbuch Verbrennungsmotoren", von van Basshuysen/Schäfer, 2. Auflage, Seiten 557 und 558, Vieweg Verlag 2002). Die mittels des Saugrohrmodells ermittelte Lastgröße kann dann beispielsweise zum Ermitteln einer zuzumessenden Kraftstoffmasse verwendet werden.
  • Während des Betriebs der Brennkraftmaschine wird ein Istwert LOAD_AV_MES der Lastgröße mit dem entsprechenden Sensor erfasst und gleichzeitig wird ein Schätzwert LOAD_AV_MOD der Lastgröße mittels des Saugrohrmodells geschätzt. Die erfassten Istwerte LOAD_AV_MES und ermittelten Schätzwerte LOAD_AV_MOD der Lastgröße werden miteinander verglichen. Abhängig von dem Vergleich wird zumindest ein Modellparameter des Saugrohrmodells so getrimmt, dass sich die ermittelten Schätzwerte LOAD_AV_MOD der Lastgröße an die erfassten Istwerte LOAD_AV_MES der Lastgröße annähern. Trimmwerte TRIM_VAL sind repräsentativ für ein Maß wie stark der entsprechende Modellparameter des Saugrohrmodells zum Abgleich des Saugrohrmodells getrimmt werden muss. Das Trimmen des Modellparameters bedeutet in diesem Zusammenhang ein Verstellen des Modellparameters. Der Modellparameter umfasst beispielsweise eine reduzierte Querschnittsfläche der Drosselklappe 5 beispielsweise bei niedriger Last und/oder einen Druck stromaufwärts der Drosselklappe 5 bei hoher Last.
  • Die Kraftstoffmasse, die für einen Verbrennungsprozess dem Brennraum 9 zugemessen wird, wird abhängig von den Schätzwerten LOAD_AV_MOD oder den Istwerten LOAD_AV_MES der entsprechenden Lastgröße ermittelt.
  • Das Programm wird vorzugsweise zeitnah einem Start der Brennkraftmaschine in einem Schritt S1 gestartet, in dem gegebenenfalls Variablen initialisiert werden.
  • In einem Schritt S2 werden vorzugsweise mittels des Lastsensors der Brennkraftmaschine, beispielsweise mittels des Luftmassenstromsensors 28, bei unterschiedlichen Drosselklappendruckverhältnissen PQ die Istwerte LOAD_AV_MES der Lastgröße erfasst. Ferner werden mittels des Saugrohrmodells die Schätzwerte LOAD_AV_MOD der Lastgröße ermittelt.
  • In einem Schritt S3 werden abhängig von den Istwerten LOAD_AV_MES der Lastgröße und den Schätzwerten LOAD_AV_MOD der Lastgröße Trimmwerte TRIM_VAL ermittelt. Die Trimmwerte TRIM_VAL sind repräsentativ dafür, wie stark der entsprechende Modellparameter des Saugrohrmodells getrimmt werden muss, damit sich die Schätzwerte LOAD_AV_MOD der Lastgröße an die Istwerte LOAD_AV_MES der Lastgröße annähern.
  • In einem Schritt S4 wird geprüft, ob der zuletzt ermittelte Trimmwert TRIM_VAL größer als ein vorgegebener Trimmschwellenwert THD_TRIM ist. Ist die Bedingung des Schritts S4 nicht erfüllt, so wird die Bearbeitung in einem Schritt S5 fortgesetzt. Ist die Bedingung des Schritts S4 erfüllt, so wird die Bearbeitung in einem Schritt S7 fortgesetzt.
  • In dem Schritt S5 wird abhängig von den ermittelten Trimmwerten TRIM_VAL eine Trimmwertausgleichsfunktion ermittelt. Die Trimmwertausgleichsfunktion wird durch die Trimmwerte TRIM_VAL approximiert. Das bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die Trimmwertausgleichsfunktion so zwischen die ermittelten Trimmwerte TRIM_VAL gelegt wird, dass vorzugsweise eine Gesamtabweichung aller Trimmwerte TRIM_VAL von der Trimmwertausgleichsfunktion möglichst gering ist und dass die Trimmwertausgleichsfunktion nicht zwingend durch die Trimmwerte TRIM_VAL geht. Ferner wird die Trimmwertausgleichsfunktion in Abhängigkeit zu den entsprechenden Drosselklappendruckverhältnissen PQ ermittelt.
  • Die Trimmwertausgleichsfunktion kann beispielsweise eine Hyperbel oder eine Parabel umfassen. Vorzugsweise umfasst die Trimmwertausgleichsfunktion jedoch eine Trimmwertausgleichsgerade TRIM_LINE. Davon abhängig werden eine Trimmwertsteigung M_T der Trimmwertausgleichsgeraden TRIM_LINE und ein Trimm-Y-Achsenabschnitt YT der Trimmwertausgleichsgeraden TRIM_LINE ermittelt. Ferner wird vorzugsweise ein modifizierter Trimm-Y-Achsenabschnitt YT_MOD abhängig von der Trimmwertsteigung M_T und abhängig von dem Trimm-Y-Achsenabschnitt YT ermittelt. Der Trimm-Y-Achsenabschnitt YT ist repräsentativ dafür, bei welchem Y-Wert die Trimmwertausgleichsgerade TRIM_LINE die Y-Achse schneidet, falls die Y-Achse den Nullpunkt der X-Achse schneidet, die repräsentativ für die Drosselklappendruckverhältnisse PQ ist. Der modifizierte Trimm-Y-Achsenabschnitt YT_MOD ist repräsentativ dafür, bei welchem Y-Wert die Trimmwertausgleichsgerade TRIM_LINE die Y-Achse schneidet, falls die Y-Achse die X-Achse an der Stelle eins schneidet, an der der Umgebungsdruck gleich dem Saugrohrdruck ist.
  • In einem Schritt S6 wird eine erste Reglerwertausgleichsfunktion ermittelt. Die erste Reglerwertausgleichsfunktion wird in Abhängigkeit zu den Drosselklappendruckverhältnissen PQ ermittelt und wird durch erste Reglerwerte von ersten Reglerwertenausschlägen des Lambdareglers approximiert. Die Reglerwerte der Reglerwertausschläge umfassen vorzugsweise langfristige Mittelwerte, die beispielsweise durch tiefpassfiltern eines I-Anteils des Lambdareglers ermittelt werden. Die Reglerausschläge des Lambdareglers sind repräsentativ dafür, wie stark ein Gemischverhältnis aus Luft und Kraftstoff verstellt werden muss, damit Lambda gleich eins ist. Bei Lambda gleich eins liegt das Verhältnis aus Luft und Kraftstoff als stöchiometrisches Verbrennungsluftverhältnis vor, so dass alle Kraftstoff-Moleküle vollständig mit dem Sauerstoff der Luft reagieren, ohne dass Sauerstoff fehlt oder unverbrannter Sauerstoff übrig bleibt. Ein positiver Reglerwert bedeutet vorzugsweise eine Erhöhung der Kraftstoffmasse relativ zu einer aus dem Saugrohrfüllungsmodell folgenden Vorsteuerung der Kraftstoffmasse. Ein negativer Reglerwert bedeutet vorzugsweise eine Verringerung der Kraftstoffmasse relativ zu der aus dem Saugrohrfüllungsmodell folgenden Vorsteuerung der Kraftstoffmasse. Zum Einstellen des stöchiometrischen Gemischverhältnisses ist der Lambdaregler mit der Lambdasonde 38 gekoppelt. Ferner umfassen die ersten Reglerwerte ausschließlich Reglerwerte, die bei aktiver Saugrohrmodelltrimmung TRIM erfasst werden. Vorzugsweise umfasst die erste Reglerwertausgleichsfunktion eine erste Reglerwertausgleichsgerade CTL_LINE_1. Alternativ oder zusätzlich kann die erste Reglerwertausgleichsfunktion auch eine Hyperbel oder eine Parabel umfassen. Insbesondere wird eine erste Reglerwertsteigung M_R1 und ein erster Reglerwert-Y-Achsenabschnitt YR1 der ersten Reglerwertausgleichsgeraden CTL_LINE_1 ermittelt. Vorzugsweise wird zusätzlich ein modifizierter erster Reglerwert-Y-Achsenabschnitt YR1_MOD entsprechend dem modifizierten Trimm-Y-Achsenabschnitt ermittelt.
  • In einem Schritt S7 wird mittels eines Deaktivierungsbefehls DEACT die Saugrohrmodelltrimmung TRIM deaktiviert.
  • In einem Schritt S8 wird in Abhängigkeit zu den Drosselklappendruckverhältnissen PQ eine zweite Reglerwertausgleichsfunktion, vorzugsweise eine zweite Reglerwertausgleichsgerade CTL_LINE_2 ermittelt. Alternativ oder zusätzlich kann die zweite Reglerwertausgleichsfunktion auch eine Hyperbel oder eine Parabel umfassen. Die zweite Reglerwertausgleichsgerade CTL_LINE_2 wird vorzugsweise so ermittelt, dass sie durch die zweiten Reglerwerte approximiert wird. Die zweiten Reglerwerte sind zweite Reglerausschläge des Lambdareglers bei nicht aktiver Saugrohrmodelltrimmung TRIM. In anderen Worten unterscheiden sich die ersten Reglerwerte des Lambdareglers von den zweiten Reglerwerten des Lambdareglers dadurch, dass bei dem Erfassen der ersten Reglerwerte des Lambdareglers die Saugrohrmodelltrimmung TRIM aktiv ist und dass beim Erfassen der zweiten Reglerwerte des Lambdareglers die Saugrohrmodelltrimmung TRIM nicht aktiv ist. Insbesondere werden in dem Schritt S8 eine zweite Reglerwertsteigung M_R2 und ein zweiter Reglerwert-Y-Achsenabschnitt Y_R2 ermittelt. Ferner wird vorzugsweise ein modifizierter zweiter Reglerwert-Y-Achsenabschnitt YR2_MOD ermittelt. Die beiden Reglerwert-Y-Achsenabschnitte sind entsprechend den ersten Reglerwert-Y-Achsenabschnitten repräsentativ dafür, bei welchem y-Wert die zweite Reglerwertausgleichsgerade CTL_LINE_2 die Y-Achse schneidet, falls die Y-Achse die X-Achse an der Stelle null oder an der Stelle eins schneidet.
  • In einem Schritt S9 wird mittels einer Aktivitätsprüfung ACT überprüft, ob die Brennkraftmaschine weiter aktiv ist. In anderen Worten wird überprüft, ob die Brennkraftmaschine abgeschaltet werden soll, beispielsweise aufgrund eines Abschaltens des Kraftfahrzeugs, insbesondere der Brennkraftmaschine, durch einen Fahrer des Kraftfahrzeugs. Ist die Bedingung des Schritts S9 erfüllt, so wird die Bearbeitung in einem Schritt S10 fortgesetzt. Ist die Bedingung des Schritts S9 nicht erfüllt, so wird die Bearbeitung in einem Schritt S11 fortgesetzt. Alternativ dazu kann eine Abbruchbedingung eingeführt werden. Die Abbruchbedingung bewirkt ausgehend von einem be liebigen der Schritte S2 bis S8 einen Sprung zu dem Schritt S11, falls die Brennkraftmaschine abgeschaltet wird.
  • In dem Schritt S10 wird überprüft, ob eine Datenmenge DAT groß genug ist, dass eine Auswertung ANALYSE der Ausgleichsfunktionen durchgeführt werden kann. Ist die Bedingung des Schritts S10 erfüllt, so wird die Bearbeitung in einem Schritt S11 fortgesetzt. Ist die Bedingung des Schritts S10 nicht erfüllt, so wird die Bearbeitung in erneut in dem Schritt S2 fortgesetzt.
  • In dem Schritt S11 wird die Auswertung ANALYSE der Ausgleichsfunktionen durchgeführt. Dabei werden insbesondere die Muster der Regressionsgeraden-Parameter-Matrizen ausgewertet.
  • In einem Schritt S12 wird eine Fehlermeldung ERROR erzeugt, falls bei der Auswertung ANALYSE ein entsprechender Fehler erkannt wurde. Ansonsten wird keine Fehlermeldung ERROR erzeugt. Die Fehlermeldung ERROR kann einem Nutzer der Brennkraftmaschine angezeigt werden und/oder in einem Fehlerspeicher der Steuereinrichtung 25 abgespeichert werden. Welche Fehlermeldung abhängig von den Ausgleichsgeraden angezeigt oder gespeichert werden soll ist im Folgenden anhand von mehreren Diagrammen und dazu korrespondierenden Regressionsgeraden-Parameter-Matrizen näher erläutert. Dabei werden ausschließlich die Regressionsgeraden-Parameter-Matrizen und Ausgleichsfunktionen dargestellt, die sich ergeben, wenn mittels des Saugrohrmodells der Schätzwert des Luftmassenstroms ermittelt wird und wenn das Saugrohrmodell mittels des erfassten Istwerts des Luftmassenstroms abgeglichen wird und wenn die Vorsteuerung der Kraftstoffmenge abhängig von den Schätzwerten des Luftmassenstroms erfolgt. Ferner wird im Folgenden davon ausgegangen, dass die Brennkraftmaschine keinen Turbolader umfasst.
  • In einem Schritt S13 kann das Programm beendet werden. Vorzugsweise wird das Programm regelmäßig während des Betriebs der Brennkraftmaschine abgearbeitet.
  • Ein erstes Diagramm (3) umfasst eine X-Achse, deren Stellen zwischen null und eins repräsentativ sind für die unterschiedlichen Drosselklappendruckverhältnisse PQ. Die Y-Achse des ersten Diagramms ist repräsentativ für einen Prozentsatz PERC, mit dem der Modellparameter des Saugrohrmodells getrimmt werden muss, um das Saugrohrmodell abzugleichen, und/oder um den der Lambdaregler ausschlagen muss, damit Lambda gleich eins wird. In das erste Diagramm sind die Trimmwertausgleichsgerade TRIM_LINE, die erste Reglerwertausgleichsgerade CTL_LINE_1 und die zweite Reglerwertausgleichsgerade CTL_LINE_2 eingetragen.
  • Bei dieser und den folgenden Darstellungen gehen die Ausgleichsgeraden grundsätzlich durch die Werte. Wird das erste Diagramm und/oder die folgenden Diagramme mit ausreichender Genauigkeit dargestellt, so können die einzelnen Punkte der Diagramme auch oberhalb oder unterhalb der entsprechenden Ausgleichsgeraden liegen. Ferner sind die Punkte deren Y-Werte nahezu oder näherungsweise null sind grundsätzlich etwas versetzt zu der X-Achse dargestellt, so dass auch bei einer Schwarzweißdarstellung die entsprechende Ausgleichsgerade von der X-Achse unterscheidbar ist. In der Realität können die Werte grundsätzlich direkt auf oder nur minimal versetzt zu der X-Achse vorliegen.
  • In dem ersten Diagramm sind alle Ausgleichsgeraden nahezu waagrecht, wobei die Trimmwertausgleichsgerade TRIM_LINE oberhalb der X-Achse liegt, die erste Reglerwertausgleichsgerade CTL_LINE_1 unterhalb der X-Achse liegt und die zweite Reglerwertausgleichsgerade CTL_LINE_2 nahezu auf der X-Achse liegt. Daraus ergibt sich, dass die Trimmwertsteigung M_T näherungsweise null ist und dass der Trimm-Y-Achsenabschnitt und der modifizierte Trimm-Y-Achsenabschnitt YT_MOD größer null sind. Ferner sind die beiden Reglerwertsteigungen näherungsweise null. Die ersten Reglerwert-Y-Achsenabschnitte sind kleiner null und die zweiten Reglerwert-Y-Achsenabschnitte sind näherungsweise null. Das bedeutet, dass der der Luftmassenstromsensor 28 einen größeren Istwert des Luftmassenstroms ausgibt als tatsächlich in den Ansaugtrakt 1 strömt. Da der Luftmassenstromsensor 28 den höheren Istwert des Luftmassenstroms anzeigt als vorliegt, wird der Modellparameter des Saugrohrmodells durch eine positive Trimmung so verstellt, dass der Schätzwert LOAD_AV_MOD der Lastgröße, insbesondere der Schätzwert des Luftmassenstroms, auf den Istwert LOAD_AV_MESS der Lastgröße angehoben wird, insbesondere auf den Istwert des Luftmassenstroms. Daher sind die Y-Achsenabschnitte der Trimmwertausgleichsgerade TRIM_LINE größer null. Je geringer das Drosselklappendruckverhältnis PQ ist desto mehr muss die Drosselklappe 5 verstellt werden um eine vorgegebene Laständerung zu erzielen. Daher ist die waagrechte Trimmwertausgleichsgerade TRIM_LINE repräsentativ dafür, dass der Fehler des Lastsensors mit zunehmendem Drosselklappenverhältnis PQ geringer wird und dass somit der Fehler des Luftmassenstromsensors 28 relativ zu dem Drosselklappendruckverhältnis PQ ist.
  • Falls die Saugrohrmodelltrimmung TRIM aktiv ist bewirkt der zu hoch getrimmte Schätzwert des Luftmassenstroms eine zu hoch vorgegebene Vorsteuerung der Kraftstoffmenge, die dem Brennraum 9 für den Verbrennungsprozess zugemessen wird. Dies wird durch einen konstanten negativen Ausschlag des Lambdareglers ausgeglichen um die stöchiometrische Verbrennung sicher zu stellen. Daher ist die erste Reglerwertsteigung M_R1 näherungsweise null und die ersten Reglerwert-Y-Achsenabschnitte sind kleiner null. Falls die Saugrohrmodelltrimmung TRIM nicht aktiv ist, so passt der Schätzwert des Luftmassenstroms sehr gut zu dem Istwert des Luftmassenstroms. Daher zeigt der Lambdaregler dann keinen signifikanten Ausschlag bei den unterschiedlichen Drosselklappendruckverhältnissen PQ. Daher sind sowohl die zweite Reglerwertsteigung als auch die zweiten Reglerwert-Y-Achsenabschnitte näherungsweise null.
  • Die Steigungen der Ausgleichsgeraden und die Y-Achsen-Abschnitte der Ausgleichsgeraden werden vorzugsweise in eine entsprechende Regressionsgeraden-Parameter-Matrix eingetragen, wobei ausreichend ist, zu kennzeichnen, ob die entsprechenden Werte größer, näherungsweise gleich oder kleiner null sind. Abhängig von dem Muster der Regressionsgeraden-Parameter-Matrix kann dann auf den fehlerhaften Luftmassenstromsensor 28 erkannt werden.
  • Falls der Luftmassenstromsensor 28 unabhängig von dem Drosselklappendruckverhältnis PQ immer den gleichen absoluten Fehler hat, so muss der Modellparameter mit zunehmendem Drosselklappendruckverhältnis PQ immer weniger getrimmt werden. Dem entsprechend muss auch der Lambdaregler immer weniger nachregeln, da die Vorsteuerung der Kraftstoffmenge zwar zu hoch ist, jedoch mit zunehmendem Drosselklappendruckverhältnis PQ abnimmt. Dies kommt daher, dass bei einem großen Drosselklappendruckverhältnis PQ schon eine geringe Trimmung des Modellparameters ausreicht, um den absoluten Lastfehler zu kompensieren. Der absolute Lastfehler kann auch als Offset bezeichnet werden. Daraus ergibt sich ein zweites Diagramm (4) dessen Koordinatensystem zu dem des ersten Diagramms korrespondiert. Darin ist die Trimmwertausgleichsgerade TRIM_LINE zwar größer null fällt jedoch mit zunehmendem Drosselklappendruckverhältnis PQ ab und die erste Reglerwertausgleichsgerade ist nach wie vor kleiner null, nimmt aber mit zunehmendem Drosselklappendruckverhältnis PQ zu. Bei deaktivierter Saugrohrmodelltrimmung TRIM passt der modellierte Schätzwert des Luftmassenstroms nach wie vor sehr gut zu dem realen Luftmassenstrom, wodurch die Reglerwertausschläge des Lambdareglers lediglich gering und näherungsweise null sind. Insbesondere ist die Trimmwertsteigung M_T kleiner null und die Trimm-Y-Achsenabschnitte sind größer null. Die erste Reglerwertsteigung M_R1 ist größer null und die ersten Reglerwert-Y-Achsenabschnitte sind kleiner null. Die zweite Reglerwertsteigung M_R2 und die zweiten Reglerwert-Y-Achsenabschnitte sind näherungsweise null.
  • Falls der Luftmassenstromsensor 28 einen geringeren Istwert des Luftmassenstroms erfasst, als tatsächlich vorliegt, so muss der Modellparameter in negativer Richtung getrimmt werden, was bei aktiver Saugrohrmodelltrimmung TRIM einen positiven Ausschlag des Lambdareglers bewirkt. Ist der Lastfehler relativ zu dem Drosselklappendruckverhältnis PQ, so sind die Trimmwertausgleichsgerade TRIM_LINE und die erste Reglerwertausgleichsgerade CTL_LINE_1 nahezu waagrecht. Dies ist in einem dritten Diagramm (5) dargestellt. Bei deaktivierter Saugrohrmodelltrimmung TRIM passt der Schätzwert des Luftmassenstroms sehr gut zu dem Istwert des Luftmassenstroms, so dass die Reglerausschläge des Lambdareglers vernachlässigbar sind. Insbesondere sind dann die Steigungen der Ausgleichsgeraden näherungsweise null. Die Y-Achsenabschnitte der Trimmwertausgleichgeraden TRIM_LINE sind kleiner null. Die Y-Achsenabschnitte der ersten Reglerwertausgleichsgeraden CTL_LINE_1 sind größer null und die Y-Achsenabschnitte der zweiten Reglerwertausgleichsgeraden CTL_LINE_2 sind näherungsweise null.
  • Falls der Luftmassenstromsensor 28 unabhängig vom Drosselklappendruckverhältnis PQ absolut zu wenig anzeigt, so muss der Modellparameter mit zunehmendem Drosselklappendruckverhältnis PQ immer weniger getrimmt werden, was zu einem abnehmendem Reglerwertausschlag des Lambdareglers führt. Dafür repräsentativ ist ein viertes Diagramm (6), in dem die Trimmwertausgleichsgerade TRIM_LINE unterhalb der X-Achse liegt und mit zunehmendem Drosselklappendruckverhältnis PQ zunimmt. Die erste Reglerwertausgleichsgerade CTL_LINE_1 liegt oberhalb der X-Achse und nimmt mit zunehmendem Drosselklappendruckverhältnis PQ ab. Die zweite Reglerwertausgleichsgerade CTL_LINE_2 liegt näherungsweise auf der X-Achse. Insbesondere ist die Trimmwertsteigung M_T größer null und die Trimm-Y-Achsenabschnitte sind kleiner null. Die erste Reglerwertsteigung M_R1 ist kleiner null und die ersten Reglerwert-Y-Achsenabschnitte sind größer null. Die zweite Reglerwertsteigung M_R2 und die zweiten Reglerwert-Y-Achsenabschnitte sind näherungsweise gleich null.
  • Ferner kann erkannt werden, ob der Öffnungsgrad der Drosselklappe 5 größer ist, als er von dem Drosselklappenstellungssensor 30 erfasst wird. Im gedrosselten Motorbetrieb, also bei dem kleinen Drosselklappendruckverhältnis PQ, bewirkt eine größere Öffnung der Drosselklappe 5 einen größeren realen Luftmassenstrom als mittels des Saugrohrmodells berechnet. Der Luftmassenstromsensor 28 erfasst den Istwert des Luftmassenstroms jedoch richtig und gleicht das Saugrohrmodell mittels eines positiven Trimmwertes TRIM_VAL auf den Istwert des Luftmassenstroms ab. Da dann der Luftmassenstrom korrekt bestimmt ist, korrespondiert die daraus bestimmte Vorsteuerung der Kraftstoffmenge zu dem realen Luftmassenstrom und der Lambdaregler zeigt keinen signifikanten Ausschlag. Bei dem kleinen Drosselklappendruckverhältnis PQ ist der reale Luftmassenstrom nahezu proportional zu dem Öffnungsgrad der Drosselklappe 5. Bei großem Drosselklappendruckverhältnis PQ bewirkt ein Erhöhen des Öffnungsgrades der Drosselklappe 5 nur noch einen geringen Anstieg des realen Luftmassenstroms. Daher muss bei kleinem Drosselklappendruckverhältnis PQ der Modellparameter mit einem großen Trimmwert TRIM_VAL getrimmt werden und bei einem großen Drosselklappendruckverhältnis PQ mit einem kleinen positiven Trimmwert TRIM_VAL getrimmt werden. Falls die Saugrohrmodelltrimmung TRIM nicht aktiv ist, ist der modellierte Schätzwert des Luftmassenstroms kleiner als der erfasste Luftmassenstrom. Für die stöchiometrische Verbrennung muss deshalb der Lambdaregler einen zur aktiven Saugrohrmodelltrimmung TRIM proportionalen signifikanten positiven Ausschlag aufweisen. Daraus ergibt sich ein fünftes Diagramm (7) bei dem die Trimmwertausgleichsgerade TRIM_LINE und die zweite Reglerwertausgleichsgerade CTL_LINE_2 oberhalb der X-Achse liegen und zu großem Drosselklappendruckverhältnis PQ hin abfallen und bei dem die erste Reglerwertausgleichsgerade CTL_LINE_1 nahezu null ist. Insbesondere ist die Trimmwertsteigung M_T kleiner null, der erste Trimm-Y-Achsenabschnitt YT ist größer null und der modifizierte erste Trimm-Y-Achsenabschnitt YT_MOD ist näherungsweise gleich null. Die erste Reglerwertsteigung M_R1 und die ersten Reglerwert-Y-Achsenabschnitte sind näherungsweise gleich null. Die zweite Reglerwertsteigung M_R2 ist kleiner null, der zweite Reglerwert-Y-Achsenabschnitt YR2 ist größer null und der zweite modifizierte Reglerwert-Y-Achsenabschnitt YR2_MOD ist näherungsweise gleich null.
  • Alternativ zu den Geraden kann durch die Messwerte auch eine Parabel mit der Form U(PQ) = α × √PQ – 1 approximiert werden. Dies liefert in diesem Zusammenhang einen kleineren mittleren quadratischen Fehler.
  • Falls der reale Öffnungsgrad der Drosselklappe 5 unabhängig vom Drosselklappendruckverhältnis PQ immer die selbe Abweichung zu dem erfassten Öffnungsgrad der Drosselklappe 5 aufweist, so ergibt sich die gleiche Regressionsgeraden-Parameter-Matrix wie bei dem relativen Fehler des Öffnungsgrades der Drosselklappe 5. Da sich der Fehler jedoch bei allen Drosselklappendruckverhältnissen PQ gleich auswirkt, sind die Trimmwertausgleichsgerade TRIM_LINE und die zweite Reglerwertausgleichsgerade CTL_LINE_2 flacher als bei dem relativen Fehler des Öffnungsgrades der Drosselklappe 5.
  • Falls der Öffnungsgrad der Drosselklappe 5 geringer ist als von dem Drosselklappenstellungssensor 30 erfasst, so ergeben sich die gleichen Ausgleichsgeraden wie bei dem Fehler, bei dem der Öffnungsgrad größer ist als erfasst, jedoch mit umgekehrten Vorzeichen. Daraus ergibt sich ein sechstes Diagramm (8), in dem die Trimmwertausgleichsgerade TRIM_LINE und die zweite Reglerwertausgleichsgerade CTL_LINE_2 kleiner null und monoton zunehmend sind. Die erste Reglerwertausgleichsgerade CTL_LINE_1 entspricht nahezu der X-Achse. Insbesondere ist die Trimmwertsteigung M_T größer null, der Trimm-Y-Achsenabschnitt YT ist kleiner null und der modifizierte Trimm-Y-Achsenabschnitt YT_MOD ist näherungsweise null. Die erste Reglerwertsteigung M_R1 und die ersten Reglerwert-Y-Achsenabschnitte sind näherungsweise gleich null. Die zweite Reglerwertsteigung M_R2 ist größer null, der zweite Reglerwert-Y-Achsenabschnitt Y_R2 ist kleiner null und der modifizierte zweite Reglerwert-Y-Achsenabschnitt Y_R2_MOD ist näherungsweise null.
  • Bei der zu wenig geöffneten Drosselklappe 5 können der absolute und der relative Fehler wieder dadurch unterschieden werden, dass bei dem absoluten Fehler die Steigungen der Trimmwertausgleichsgeraden TRIM_LINE und der zweiten Reglerwertausgleichsgeraden CTL_LINE_2 flacher sind als bei dem relativen Fehler.
  • Alternativ zu den Geraden kann durch die Messwerte auch eine Hyperbel mit der Form
    Figure 00280001
    approximiert werden. Dies liefert in diesem Zusammenhang einen kleineren mittleren quadratischen Fehler.
  • Falls der Ansaugtrakt 1 eine Leckage hat, so bewirkt dies bei einem Unterdruck in dem Ansaugtrakt 1 einen Luftmassenstrom in den Ansaugtrakt 1, der von dem Luftmassenstromsensor 28 nicht erfasst wird. Da dann der reale Luftmassenstrom größer ist als der erfasste Luftmassenstrom und der modellierte Luftmassenstrom, auf dem die Vorsteuerung der Kraftstoffmenge basiert, wird die Verbrennung mager. Dies wird durch einen positiven Ausschlag des Lambdareglers ausgeglichen. Der zusätzliche Luftmassenstrom in das Saugrohr 7 aufgrund der Leckage bewirkt im Vergleich zum System ohne Leckage eine betragliche Verringerung des realen Saugrohrdrucks. Bei einem unveränderten Öffnungsgrad der Drosselklappe 5 und einem daraus folgenden unveränderten modellierten Luftmassenstrom bewirkt dies eine Verminderung des durch den Luftmassenstromsensor 28 strömenden und dort richtig erfassten Luftmassenstroms. Bei aktiver Saugrohrmodelltrimmung TRIM wird dann der modellierte Schätzwert des Luftmassenstroms auf den erfassten Istwert des Luftmassenstroms abgesenkt. Bei großem Drosselklappendruckverhältnis PQ ist das Druckgefälle und damit der unerwünschte Luftmassenstrom über die Leckage gering. Daher sind die für den Abgleich des Saugrohrmodells nötigen Trimmwerte TRIM_VAL und die für die stöchiometrische Verbrennung nötige Lambdareglerausschläge ebenfalls gering. Bei kleiner werdendem Drosselklappendruckverhältnis PQ steigt das Druckgefälle durch Schließen der Drosselklappe 5. Damit steigt auch der unerwünschte Luftmassenstrom über die Leckage. Gleichzeitig vermindert sich bei kleiner werdendem Öffnungsgrad der Drosselklappe 5 der gewünschte Luftmassenstrom, der von dem Luftmassenstromsensor 28 erfasst wird. Daher steigen die Beträge der Trimmwerte TRIM_VAL und der Lambdareglerausschläge an. Falls die Saugrohrmodelltrimmung TRIM nicht aktiv ist, ist der modellierte Schätzwert des Luftmassenstroms größer als der erfasste Istwert des Luftmassenstroms, aber kleiner als der reale Luftmassenstrom. Für die stöchiometrische Verbrennung muss deshalb der Lambdaregler einen zu den Trimmwerten TRIM_VAL bei aktiver Saugrohrmodelltrimmung TRIM proportional signifikanten positiven Ausschlag aufweisen, dessen Betrag allerdings kleiner ist als bei aktiver Saugrohrmodelltrimmung TRIM. Daraus ergibt sich ein siebtes Diagramm (9), in dem die beiden Reglerwertausgleichsgeraden oberhalb der X-Achse liegen und mit zunehmendem Drosselklappendruckverhältnis PQ fallen. Die Trimmwertausgleichsgerade TRIM_LINE liegt unterhalb der X-Achse und nimmt mit zunehmendem Drosselklappendruckverhältnis PQ zu.
  • Insbesondere ist die Trimmwertsteigung M_T größer null, der Trimm-Y-Achsenabschnitt YT ist kleiner null und der modifizierte Trimm-Y-Achsenabschnitt YT_MOD näherungsweise gleich null. Die erste Reglerwertsteigung M_R1 ist kleiner null, der erste Reglerwert-Y-Achsenabschnitt YR1 ist größer null und der modifizierte erste Reglerwert-Y-Achsenabschnitt YR1_MOD ist näherungsweise gleich null. Die zweite Reglerwertsteigung M_R2 ist kleiner null, der zweite Reglerwert-Y-Achsenabschnitt YR2 ist größer null und der modifizierte zweite Reglerwert-Y-Achsenabschnitt YR2_MOD ist näherungsweise gleich null.
  • Falls die Leckage des Ansaugtrakts 1 stromaufwärts der Drosselklappe 5 vorliegt, so bewirkt der unerwünschte Luftmassenstrom über die Leckage im Vergleich zu dem Ansaugtrakt ohne Leckage einen Anstieg des realen Drucks stromaufwärts der Drosselklappe 5. Proportional dazu steigt auch der Saugrohrdruck in dem Saugrohr. Bei einem unveränderten Öffnungsgrad der Drosselklappe 5 und einem somit unveränderten modellierten Luftmassenstrom bewirkt dies eine Verminderung des durch den Luftmassenstromsensor 28 strömenden und von ihm richtig erfassten Luftmassenstroms. Daher wird bei aktiver Saugrohrmodelltrimmung TRIM mittels eines negativen Trimmwerts TRIM_VAL ein Absenken des modellierten Luftmassenstroms auf den gemessenen Luftmassenstrom erzielt. Das Drosselklappendruckverhältnis PQ hat keinen Einfluss auf den unerwünschten Luftmassenstrom über die Leckage. Der Luftmassenstrom über die Leckage ist ausschließlich abhängig von dem Druck stromaufwärts der Drosselklappe 5. Ein Druckabfall an dem Luftfilter 40 steigt mit steigendem Luftmassenstrom durch den Luftfilter, der mit dem zunehmenden Drosselklappendruckverhältnis PQ gekoppelt ist. Dies bewirkt eine Verminderung des Drucks stromaufwärts der Drosselklappe mit zunehmendem Drosselklappendruckverhältnis PQ. Dies bewirkt einen Anstieg des unerwünschten Luftmassenstroms über die Leckage mit zunehmendem Drosselklappendruckverhältnis PQ. Die Luftmassenströme über die Leckage, den Luftfilter 40 und den Luftmassenstromsensor 28 sind somit für alle Drosselklappendruckverhältnisse PQ relativ gering. Der Einfluss der Leckage stromaufwärts der Drosselklappe 5 ist somit weit geringer als der Einfluss der Leckage stromabwärts der Drosselklappe 5. Daher ergeben sich bezüglich der Vorzeichen die gleichen Regressionsgeraden-Parameter, jedoch mit geringeren Beträgen.
  • Falls die Saugrohrmodelltrimmung TRIM nicht aktiv ist, ist der modellierte Schätzwert des Luftmassenstroms größer als der erfasste Istwert des Luftmassenstroms, aber kleiner als der reale Luftmassenstrom. Für die stöchiometrische Verbrennung muss daher der Lambdaregler einen zu den Trimmwerten TRIM_VAL bei aktiver Saugrohrmodelltrimmung TRIM proportionalen positiven Ausschlag aufweisen, dessen Betrag allerdings kleiner ist als bei aktiver Saugrohrmodelltrimmung TRIM. Die Beträge der Trimmwerte TRIM_VAL und der Reglerwerte sind auch bei nicht aktiver Saugrohrmodelltrimmung TRIM kleiner gegenüber der Leckage stromabwärts der Drosselklappe 5.
  • Falls der Umgebungsdrucksensor 42 einen höheren Umgebungsdruck anzeigt als real vorliegt, so bewirkt dies einen zu groß modellierten Druck stromaufwärts der Drosselklappe 5, der für einen vorgegebenen Öffnungsgrad der Drosselklappe 5 einen zu hoch modellierten Schätzwert des Luftmassenstroms ergibt. Daher wird der modellierte Luftmassenstrom bei aktiver Saugrohrmodelltrimmung TRIM durch negativen Trimmwerte TRIM_VAL auf den erfassten Luftmassenstrom abgesenkt. Bei überkritischem Drosselklappendruckverhältnis PQ (PQ < 0,53) hängt der reale Luftmassenstrom proportional von dem Druck stromaufwärts der Drosselklappe 5 ab. Daher bewirkt ein konstanter absoluter Fehler des Umgebungsdrucksensors 42 bei überkritischem Drosselklappendruckverhältnis PQ die gleichen konstanten negativen Trimmwerte TRIM_VAL. Bei unterkritischem Drosselklappendruckverhältnis PQ (PQ > 0,53) bewirkt der zu groß ermittelte Druck stromaufwärts der Drosselklappe 5 einen überproportionalen Anstieg des modellierten Luftmassenstroms. Um diesen modellierten Luftmassenstrom zum Abgleich des Saugrohrmodells auf den erfassten Luftmassenstrom abzugleichen, sind größere negative Trimmwerte TRIM_VAL als bei überkritischem Drosselklappendruckverhältnis PQ nötig. Da der Luftmassenstrom bei aktiver Saugrohrmodelltrimmung TRIM somit richtig bestimmt ist, korrespondiert er somit zu der daraus ermittelten Vorsteuerung der Kraftstoffmenge und der Lambdaregler zeigt keinen signifikanten Ausschlag. Falls die Saugrohrmodelltrimmung TRIM nicht aktiv ist, ist der modellierte Luftmassenstrom größer als der reale Luftmassenstrom. Deshalb zeigt der Lambdaregler dann einen signifikanten Ausschlag mit einem zu den Trimmwerten TRIM_VAL bei aktiver Saugrohrmodell trimmung TRIM proportionalen Betrag. Daraus ergibt sich ein achtes Diagramm (10), in dem die Trimmwertausgleichsgerade TRIM_LINE und die zweite Reglerwertausgleichsgerade CTL_LINE_2 unterhalb der X-Achse liegen und mit zunehmendem Drosselklappendruckverhältnis PQ abnehmen. Die erste Reglerwertausgleichsgerade CTL_LINE_1 liegt näherungsweise auf der X-Achse. Insbesondere sind die Trimmwertsteigung M_T und die Trimm-Y-Achsenabschnitte kleiner null, die erste Reglerwertsteigung M_R1 und die ersten Reglerwert-Y-Achsenabschnitte sind näherungsweise null und die zweite Reglerwertsteigung M_R2 und die zweiten Reglerwert-Y-Achsenabschnitte sind kleiner null.
  • Falls der Umgebungsdrucksensor 42 einen geringeren Umgebungsdruck anzeigt als tatsächlich vorliegt, so entspricht dies bei gleicher Fehlerabweichung dem Fehler bei zu hoch bestimmtem Umgebungsdruck, wobei sich die Vorzeichen der Regressionsgeraden-Parameter umdrehen. Daraus ergibt sich ein neuntes Diagramm (11) bei dem die Trimmwertausgleichsgerade TRIM_LINE und die zweite Reglerwertausgleichsgerade CTL_LINE_2 oberhalb der X-Achse liegen und mit zunehmendem Drosselklappendruckverhältnis PQ zunehmen. Die erste Reglerwertausgleichsgerade CTL_LINE_1 liegt näherungsweise auf der X-Achse. Insbesondere sind die Trimmwertsteigung M_T, die Trimm-Y-Achsenabschnitte, die zweite Reglerwertsteigung M_R2 und die zweiten Reglerwert-Y-Achsenabschnitte größer null und die erste Reglerwertsteigung M_R1 und die ersten Reglerwert-Y-Achsenabschnitte sind näherungsweise gleich null.
  • Falls der Luftfilter 40 undurchlässig ist, beispielsweise aufgrund von Verschmutzung, kann dies erkannt werden, indem der Druckabfall über den sauberen Luftfilter 40 als Kennlinie über dem Luftmassenstrom abgespeichert wird, vorzugsweise auf dem Speichermedium der Steuereinrichtung 25. Damit kann für alle Betriebspunkte der Brennkraftmaschine aus einem vorgegebenen Umgebungsdruck und dem Luftmassenstrom der Druck stromaufwärts der Drosselklappe 5 und stromabwärts des Luftfilters 40 ermittelt werden. Falls der Druckabfall über den Luftfil ter 40 für einen vorgegebenen Luftmassenstrom beispielsweise infolge von Verschmutzen oder Vereisen des Luftfilters 40 ansteigt, resultiert daraus ein Fehler des modellierten Drucks stromaufwärts der Drosselklappe 5. Im Stationärbetrieb vor Fehlererkennung bewirkt der undurchlässige Luftfilter 40 einen zu hoch modellierten Druck stromaufwärts der Drosselklappe 5. Dies führt für einen vorgegebenen Öffnungsgrad der Drosselklappe 5 zu einem zu hoch modellierten Schätzwert des Luftmassenstroms. Durch negative Trimmwerte TRIM_VAL wird der modellierte Luftmassenstrom auf den erfassten Luftmassenstrom abgesenkt und entspricht dann dem realen Luftmassenstrom. Die zum Abgleich des Saugrohrmodells nötigen Trimmwerte TRIM_VAL sind proportional zu dem Luftmassenstrom und damit proportional zu dem Drosselklappendruckverhältnis PQ. Da der Luftmassenstrom bei aktiver Saugrohrmodelltrimmung TRIM somit richtig bestimmt wird, korrespondiert er gut zu der daraus ermittelten Vorsteuerung der Kraftstoffmenge und der Lambdaregler zeigt keinen signifikanten Ausschlag. Bei nicht aktiver Saugrohrmodelltrimmung TRIM ist der modellierte Luftmassenstrom größer als der reale Luftmassenstrom. Daher zeigt der Lambdaregler dann einen signifikanten Ausschlag mit einem bei aktiver Saugrohrmodelltrimmung TRIM zu den Trimmwerten TRIM_VAL proportionalen Betrag. Daraus ergibt sich ein zehntes Diagramm (12), in dem die Trimmwertausgleichsgerade TRIM_LINE oberhalb der X-Achse liegt und mit zunehmendem Drosselklappendruckverhältnis PQ zunimmt. Die erste Reglerwertausgleichsgerade liegt näherungsweise auf der X-Achse. Die zweite Reglerwertausgleichsgerade CTL_LINE_2 liegt unterhalb der X-Achse und nimmt mit zunehmendem Drosselklappendruckverhältnis PQ ab. Insbesondere sind die Trimmwertsteigung M_T und der modifizierte Trimm-Y-Achsenabschnitt YT_MOD größer null und der Trimm-Y-Achsenabschnitt YT ist näherungsweise null. Die erste Reglerwertsteigung M_R1 und die ersten Reglerwert-Y-Achsenabschnitte sind näherungsweise gleich null. Die zweite Reglerwertsteigung M_R2 und der modifizierte zweite Reglerwert-Y-Achsenabschnitt YR2_MOD sind kleiner null und der zweite Reglerwert-Y-Achsenabschnitt YR2 ist näherungsweise gleich null.
  • Falls der Luftfilter 40 undurchlässig ist und die Brennkraftmaschine keinen Umgebungsdrucksensor 42 aufweist, so bewirkt bei richtig modelliertem Umgebungsdruck der zu gering angenommene Druckabfall über den Luftfilter 40 einen zu hoch bestimmten Druck stromaufwärts der Drosselklappe 5. Damit ist der modellierte Luftmassenstrom größer als der reale und der richtig erfasste Luftmassenstrom und muss durch negative Trimmwerte TRIM_VAL auf den erfassten Luftmassenstrom abgesenkt werden. Bei dem System, bei dem der Luftmassenstrom modelliert wird, bei dem die Vorsteuerung der Kraftstoffmasse abhängig von dem modellierten Luftmassenstrom ermittelt wird und bei dem kein Umgebungsdrucksensor 42 vorhanden ist oder zumindest kein Messsignal des Umgebungsdrucksensors vorliegt, wird davon ausgegangen, dass die Trimmwerte TRIM_VAL bei der Volllast, das heißt bei einem Drosselklappendruckverhältnis PQ, das näherungsweise 1 ist, durch eine Abweichung des modellierten Umgebungsdrucks vom realen Umgebungsdruck umgesetzt werden. Dadurch wird der Umgebungsdruck so adaptiert, dass die Trimmwerte TRIM_VAL bei Volllast nahezu null werden. Bei dem undurchlässigen Luftfilter 40 wird dann der modellierte Umgebungsdruck kleiner als der reale Umgebungsdruck. Der Luftfilter wird vorzugsweise dann als undurchlässig klassifiziert, wenn ein Druckabfall über den Luftfilter 40 größer als ein vorgegebener Schwellenwert ist.
  • Falls bei diesem zu klein modelliertem Umgebungsdruck die Brennkraftmaschine mit Teillast betrieben wird, das heißt, dass das Drosselklappendruckverhältnis PQ wesentlich kleiner 1 ist, dann wird der zu klein modellierte Druckabfall am Luftfilter 40 durch den zu klein modellierten Umgebungsdruck überkompensiert. Im Ergebnis ist dann der modellierte Druck stromaufwärts der Drosselklappe 5 kleiner als der reale Druck stromaufwärts der Drosselklappe 5. Damit ist der modellierte Luftmassenstrom kleiner als der reale Luftmassenstrom. Der modellierte Schätzwert des Luftmassenstroms wird dann durch positive Trimmwerte TRIM_VAL auf den erfassten Istwert des Luftmassenstroms abgeglichen. Die Beträge der Trimmwerte TRIM_VAL sind dann proportional zu 1 – PQ. Da der Luftmassenstrom bei aktiver Saugrohrmodelltrimmung TRIM richtig bestimmt wird, korrespondiert er gut zu der daraus ermittelten Vorsteuerung der Kraftstoffmenge und der Lambdaregler zeigt keinen signifikanten Ausschlag. Falls bei zuvor adaptiertem Umgebungsdruck die Saugrohrmodelltrimmung TRIM nicht aktiv ist, so ist der modellierte Luftmassenstrom kleiner als der reale Luftmassenstrom. Daher zeigt der Lambdaregler dann einen signifikanten Ausschlag mit einem zu den Trimmwerten TRIM_VAL bei aktiver Saugrohrmodelltrimmung TRIM proportionalen Betrag. Daraus ergibt sich ein elftes Diagramm (13), in dem die Trimmwertausgleichsgerade TRIM_LINE und die zweite Reglerwertausgleichsgerade CTL_LINE_2 oberhalb der X-Achse liegen und mit zunehmendem Drosselklappendruckverhältnis PQ abfallen. Die erste Reglerwertausgleichsgerade CTL_LINE_1 liegt näherungsweise auf der X-Achse. Insbesondere ist die Trimmwertsteigung M_T kleiner null, der Trimm-Y-Achsenabschnitt YT ist größer null und der modifizierte Trimm-Y-Achsenabschnitt YT_MOD ist näherungsweise null. Die erste Reglerwertsteigung M_R1 und die ersten Reglerwert-Y-Achsenabschnitte sind näherungsweise gleich null. Die zweite Reglerwertsteigung M_R2 ist kleiner null, der zweite Reglerwert-Y-Achsenabschnitt Y_R2 ist größer null und der modifizierte zweite Reglerwert-Y-Achsenabschnitt Y_R2_MOD ist näherungsweise gleich null.
  • Die Methode der Regressionsgeraden-Parameter-Matrix, die im Vorangehenden vorgestellt wurde, kann auch bei Systemen angewendet werden, bei denen die Vorsteuerung der Kraftstoffmasse abhängig von den erfassten Istwerten des Luftmassenstroms ermittelt wird. Ferner kann die Methode bei Systemen angewendet werden, bei denen mittels des Saugrohrmodells Schätzwerte des Saugrohrdrucks ermittelt werden und bei denen mittels der modellierten Schätzwerte und mittels erfasster Istwerte des Saugrohrdrucks das Saugrohrmodell abgeglichen wird. Ferner kann die Methode bei Systemen verwendet werden, bei denen die Vorsteuerung der Kraftstoffmasse abhängig von den Istwerten oder den Schätzwerten des Saugrohrdrucks erfolgt. Ferner kann die Methode auch bei Brennkraftmaschinen mit Turboladern verwendet werden. Die Muster der Regressionsgeraden-Parameter-Matrizen, aus denen dann die Fehler erkannt werden können, müssen jedoch dann an einem Motorprüfstand ermittelt werden, indem die einzelnen Fehler simuliert werden und die Verläufe der Ausgleichsgeraden ausgewertet werden. Derartige Motorprüfstände finden heutzutage in der Automobilindustrie vielfache Anwendung.

Claims (13)

  1. Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, die einen Ansaugtrakt (1) und einen Abgastrakt (4) umfasst, die abhängig von der Schaltstellung eines Gaseinlassventils (12) bzw. eines Gasauslassventils (13) mit einem Brennraum (9) der Brennkraftmaschine kommunizieren, wobei der Ansaugtrakt (1) zumindest ein Saugrohr (7) und eine Drosselklappe (5) und einen Lastsensor umfasst und wobei der Abgastrakt (4) zumindest eine Lambdasonde (38) umfasst, bei dem – bei einer aktiven Saugrohrmodelltrimmung (TRIM) – bei unterschiedlichen stationären Drosselklappendruckverhältnissen (PQ), die für einen Unterschied zwischen einem Saugrohrdruck stromaufwärts der Drosselklappe (5) und stromabwärts der Drosselklappe (5) repräsentativ sind, Istwerte (LOAD_AV_MES) einer Lastgröße mittels des Lastsensors erfasst werden und Schätzwerte (LOAD_AV_MOD) der Lastgröße anhand eines Saugrohrmodells modelliert werden, – abhängig von den erfassten Istwerten (LOAD_AV_MES) und den modellierten Schätzwerten (LOAD_AV_MOD) der Lastgröße Trimmwerte (TRIM_VAL) zumindest eines Modellparameters des Saugrohrmodells so ermittelt werden, dass sich durch Trimmen des entsprechenden Modellparameters abhängig von den Trimmwerten (TRIM_VAL) die modellierten Schätzwerte (LOAD_AV_MOD) der Lastgröße an die entsprechenden erfassten Istwerte (LOAD_AV_MES) der Lastgröße annähern, – eine Trimmwertausgleichsfunktion in Abhängigkeit zu den unterschiedlichen Drosselklappendruckverhältnissen (PQ) ermittelt wird, die durch die Trimmwerte (TRIM_VAL) approximiert wird, – bei unterschiedlichen stationären Drosselklappendruckverhältnissen (PQ) erste Reglerwerte von ersten Reglerausschlägen eines Lambdareglers erfasst werden, – eine erste Reglerwertausgleichsfunktion in Abhängigkeit zu den Drosselklappendruckverhältnissen (PQ) ermittelt wird, die durch die ersten Reglerwerte approximiert wird, – bei nicht aktiver Saugrohrmodelltrimmung (TRIM) – bei unterschiedlichen stationären Drosselklappendruckverhältnissen (PQ) zweite Reglerwerte von zweiten Reglerausschlägen des Lambdareglers erfasst werden, – eine zweite Reglerwertausgleichsfunktion in Abhängigkeit zu den Drosselklappendruckverhältnissen (PQ) ermittelt wird, die durch die zweiten Reglerwerte approximiert wird, – abhängig von den Ausgleichsfunktionen ein Fehler (ERROR) des Ansaugtrakts (1) erkannt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Trimmwertausgleichsfunktion eine Trimmwertausgleichsgerade (TRIM_LINE) umfasst und/oder bei dem die erste Reglerwertausgleichsfunktion eine erste Reglerwertausgleichsgerade (CTL_LINE_1) umfasst und/oder bei dem die zweite Reglerwertausgleichsfunktion eine zweite Reglerwertausgleichsgerade (CTL_LINE_2) umfasst.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem – die Trimmwertausgleichsgerade (TRIM_LINE) durch eine Trimmwertsteigung (M_T) und einen Trimm-Y-Achsenabschnitt (YT) festgelegt ist, und/oder – die erste Reglerwertausgleichsgerade (CTL_LINE_1) durch eine erste Reglerwertsteigung (M_R1) und einen ersten Reglerwert-Y-Achsenabschnitt (YR1) festgelegt ist, und/oder – die zweite Reglerwertausgleichsgerade (CTL_LINE_2) durch eine zweite Reglerwertsteigung (M_R2) und einen zweiten Reglerwert-Y-Achsenabschnitt (YR2) festgelegt ist, und/oder – abhängig von der Trimmwertsteigung (M_T), dem Trimm-Y-Achsenabschnitt (YT), der ersten Reglerwertsteigung (M_R1), dem ersten Reglerwert-Y-Achsenabschnitt (YR1), der zweiten Reglerwertsteigung (M_R2) und/oder dem zweiten Reglerwert-Y-Achsenabschnitt (YR2) der Fehler (ERROR) des Ansaugtrakts (1) erkannt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem – abhängig von der Trimmwertsteigung (M_T) und dem Trimm-Y-Achsenabschnitt (YT) ein modifizierter Trimm-Y-Achsenabschnitt (YT_MOD) ermittelt wird, und/oder – abhängig von der ersten Reglerwertsteigung (M_R1) und dem ersten Reglerwert-Y-Achsenabschnitt (YR1) ein modifizierter erster Reglerwert-Y-Achsenabschnitt (YR1_MOD) ermittelt wird, und/oder – abhängig von der zweiten Reglerwertsteigung (M_R2) und dem zweiten Reglerwert-Y-Achsenabschnitt (YR2) ein modifizierter zweiter Reglerwert-Y-Achsenabschnitt (YR2_MOD) ermittelt wird, – abhängig von der Trimmwertsteigung (M_T), dem Trimm-Y-Achsenabschnitt (YT), dem modifizierten Trimm-Y-Achsenabschnitt (YT_MOD), der ersten Reglerwertsteigung (M_R1), dem ersten Reglerwert-Y-Achsenabschnitt (YR1), dem modifizierten ersten Reglerwert-Y-Achsenabschnitt (YR1_MOD), der zweiten Reglerwertsteigung (M_R2), dem zweiten Reglerwert-Y-Achsenabschnitt (YR2) und/oder dem modifizierten zweiten Reglerwert-Y-Achsenabschnitt (YR2_MOD) der Fehler (ERROR) des Ansaugtrakts (1) erkannt wird.
  5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem – die Trimmwerte (TRIM_VAL) der Lastgröße überwacht werden, indem die Trimmwerte (TRIM_VAL) mit einem vorgegebenen Trimmschwellenwert (THD_TRIM) verglichen werden, – die Saugrohrmodelltrimmung (TRIM) deaktiviert wird und die zweiten Reglerwerte der zweiten Reglerausschläge des Lambdareglers ermittelt werden, falls zumindest einer der Trimmwerte (TRIM_VAL) größer als der vorgegebene Trimmschwellenwert (THD_TRIM) ist.
  6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Lastgröße ein Luftmassenstrom stromaufwärts der Drosselklappe (5) ist.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem auf einen Fehler eines Luftmassenstromsensors (28) erkannt wird, der zum Erfassen eines Istwerts des Luftmassenstroms vorgesehen ist, falls – die Steigungen der Ausgleichsgeraden näherungsweise null sind, die Trimm-Y-Achsenabschnitte größer null sind, die ersten Reglerwert-Y-Achsenabschnitte kleiner null sind und die zweiten Reglerwert-Y-Achsenabschnitte näherungsweise null sind, oder – die Trimmwertsteigung (M_T) kleiner null ist, die Trimm-Y-Achsenabschnitte größer null sind, die erste Reglerwertsteigung (M_R1) größer null ist, die ersten Reglerwert-Y-Achsenabschnitte kleiner null sind, die zweite Reglerwertsteigung (M_R2) näherungsweise null ist und die zweiten Reglerwert-Y-Achsenabschnitte näherungsweise null sind, oder – die Steigungen der Ausgleichsgeraden näherungsweise null sind, die Trimm-Y-Achsenabschnitte kleiner null sind, die ersten Reglerwert-Y-Achsenabschnitte größer null sind und die zweiten Reglerwert-Y-Achsenabschnitte näherungsweise null sind, oder – die Trimmwertsteigung (M_T) größer null ist, die Trimm-Y-Achsenabschnitte kleiner null sind, die erste Reglerwertsteigung (M_R1) kleiner null ist, die ersten Reglerwert-Y-Achsenabschnitte größer null sind, die zweite Reglerwertsteigung (M_R2) näherungsweise null ist und die zweiten Reglerwert-Y-Achsenabschnitte näherungsweise null sind.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 oder 7, bei dem auf einen Fehler der Drosselklappe (5) erkannt wird, falls – die Trimmwertsteigung (M_T) kleiner null ist, der Trimm-Y-Achsenabschnitt (YT) größer null ist, der modifizierte Trimm-Y-Achsenabschnitt (YT_MOD) näherungsweise null ist, die erste Reglerwertsteigung (M_R1) und die ersten Reglerwert-Y-Achsenabschnitte näherungsweise null sind, die zweite Reglerwertsteigung (M_R2) kleiner null ist, der zweite Reglerwert-Y-Achsenabschnitt (YR2) größer null ist und der modifizierte zweite Reglerwert-Y-Achsenabschnitt (YR2_MOD) näherungsweise null ist, – die Trimmwertsteigung (M_T) größer null ist, der Trimm-Y-Achsenabschnitt (YT) kleiner null ist, der modifizierte Trimm-Y-Achsenabschnitt (YT_MOD) näherungsweise null ist, die erste Reglerwertsteigung (M_R1) und die ersten Reglerwert-Y- Achsenabschnitte näherungsweise null sind, die zweite Reglerwertsteigung (M_R2) größer null ist, der zweite Reglerwert-Y-Achsenabschnitt (YR2) kleiner null ist und der modifizierte zweite Reglerwert-Y-Achsenabschnitt (YR2_MOD) näherungsweise null ist.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, bei dem auf eine Leckage im Ansaugtrakt (1) erkannt wird, falls die Trimmwertsteigung (M_T) größer null ist, der Trimm-Y-Achsenabschnitt (YT) kleiner null ist, der modifizierte Trimm-Y-Achsenabschnitt (YT_MOD) näherungsweise null ist, die erste Reglerwertsteigung (M_R1) kleiner null ist, der erste Reglerwert-Y-Achsenabschnitt (YR1) größer null ist, der modifizierte erste Reglerwert-Y-Achsenabschnitt (YR1_MOD) näherungsweise null ist, die zweite Reglerwertsteigung (M_R2) kleiner null ist, der zweite Reglerwert-Y-Achsenabschnitt (YR2) größer null ist und der modifizierte zweite Reglerwert-Y-Achsenabschnitt (YR2_MOD) näherungsweise null ist.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, bei dem auf einen Fehler eines Umgebungsdrucksensors (42) erkannt wird, von dessen Messwert abhängig die Drosselklappendruckverhältnisse (PQ) ermittelt werden, falls – die Trimmwertsteigung (M_T) und die Trimm-Y-Achsenabschnitte kleiner null sind, die erste Reglerwertsteigung (M_R1) und die ersten Reglerwert-Y-Achsenabschnitte näherungsweise null sind und die zweite Reglerwertsteigung (M_R2) und die zweiten Reglerwert-Y-Achsenabschnitte kleiner null sind, oder – die Trimmwertsteigung (M_T) und die Trimm-Y-Achsenabschnitte größer null sind, die erste Reglerwertsteigung (M_R1) und die ersten Reglerwert-Y-Achsenabschnitte näherungsweise null sind und die zweite Reglerwertsteigung (M_R2) und die zweiten Reglerwert-Y-Achsenabschnitte größer null sind.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10, bei dem auf einen fehlerhaften Luftfilter (40) des Ansaugtrakts (1) erkannt wird, falls – die Trimmwertsteigung (M_T) größer null ist, der Trimm-Y-Achsenabschnitt (YT) näherungsweise null ist und der modifizierte Trimm-Y-Achsenabschnitt (YT_MOD) größer null ist, die erste Reglerwertsteigung (M_R1) und die ersten Reglerwert-Y-Achsenabschnitte näherungsweise null sind, die zweite Reglerwertsteigung (M_R2) kleiner null ist, der zweite Reglerwert-Y-Achsenabschnitt (YR2) näherungsweise null ist und der modifizierte zweite Reglerwert-Y-Achsenabschnitt (YR2_MOD) kleiner null ist, oder – die Trimmwertsteigung (M_T) kleiner null ist, der Trimm-Y-Achsenabschnitt (YT) größer null ist und der modifizierte Trimm-Y-Achsenabschnitt (YT_MOD) näherungsweise null ist, die erste Reglerwertsteigung (M_R1) und die ersten Reglerwert-Y-Achsenabschnitte näherungsweise null sind, die zweite Reglerwertsteigung (M_R2) kleiner null ist, der zweite Reglerwert-Y-Achsenabschnitt (YR2) größer null ist und der modifizierte zweite Reglerwert-Y-Achsenabschnitt (YR2_MOD) näherungsweise null ist.
  12. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Lastgröße ein Saugrohrdruck in dem Saugrohr (7) ist.
  13. Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, die einen Ansaugtrakt (1) und einen Abgastrakt (4) umfasst, die abhängig von der Schaltstellung eines Gaseinlassventils (12) bzw. eines Gasauslassventils (13) mit einem Brennraum (9) der Brennkraftmaschine kommunizieren, wobei der Ansaugtrakt (1) zumindest ein Saugrohr (7) und eine Drosselklappe (5) und einen Lastsensor umfasst und wobei der Abgastrakt (4) zumindest eine Lambdasonde (38) umfasst, wobei die Vorrichtung dazu ausgebildet ist – bei einer aktiven Saugrohrmodelltrimmung (TRIM) – bei unterschiedlichen stationären Drosselklappendruckverhältnissen (PQ), die für einen Unterschied zwischen einem Saugrohrdruck stromaufwärts der Drosselklappe (5) und stromabwärts der Drosselklappe (5) repräsentativ sind, Istwerte (LOAD_AV_MES) einer Lastgröße mittels des Lastsensors zu erfassen und Schätzwerte (LOAD_AV_MOD) anhand eines Saugrohrmodells zu modellieren, – abhängig von den erfassten Istwerten (LOAD_AV_MES) und den modellierten Schätzwerten (LOAD_AV_MOD) der Lastgröße Trimmwerte (TRIM_VAL) zumindest eines Modellparameters des Saugrohrmodells so zu ermitteln, dass sich durch Trimmen des entsprechenden Modellparameters abhängig von den Trimmwerten (TRIM_VAL) die modellierten Schätzwerte (LOAD_AV_MOD) der Lastgröße an die entsprechenden erfassten Istwerte (LOAD_AV_MES) der Lastgröße annähern, – eine Trimmwertausgleichsfunktion in Abhängigkeit zu den unterschiedlichen Drosselklappendruckverhältnissen (PQ) zu ermitteln, die durch die Trimmwerte (TRIM_VAL) approximiert wird, – bei unterschiedlichen stationären Drosselklappendruckverhältnissen (PQ) erste Reglerwerte von ersten Reglerausschlägen eines Lambdareglers zu erfassen, – eine erste Reglerwertausgleichsfunktion in Abhängigkeit zu den Drosselklappendruckverhältnissen (PQ) zu ermitteln, die durch die ersten Reglerwerte approximiert wird, – bei nicht aktiver Saugrohrmodelltrimmung (TRIM) – bei unterschiedlichen stationären Drosselklappendruckverhältnissen (PQ) zweite Reglerwerte von zweiten Reglerausschlägen des Lambdareglers zu erfassen, – eine zweite Reglerwertausgleichsfunktion in Abhängigkeit zu den Drosselklappendruckverhältnissen (PQ) zu ermitteln, die durch die zweiten Reglerwerte approximiert wird, – abhängig von den Ausgleichsfunktionen einen Fehler (ERROR) des Ansaugtrakts (1) zu erkennen.
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