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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben
einer Brennkraftmaschine. Die Brennkraftmaschine hat einen Ansaugtrakt. In
dem Ansaugtrakt ist stromaufwärts
einer Drosselklappe eine Luftfiltervorrichtung zum Aufnehmen eines
Luftfilters angeordnet. Der Luftfilter ist vorgesehen zum Filtern
einer Ansaugluft.
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Eine
Brennkraftmaschine weist stromaufwärts einer Drosselklappe regelmäßig eine
Luftfiltervorrichtung zum Aufnehmen eines Luftfilters und den Luftfilter
auf. Ein Umgebungsdruck der Brennkraftmaschine entspricht regelmäßig einem
Luftdruck stromaufwärts
der Luftfiltervorrichtung oder kann einfach anhand des Luftdrucks
stromaufwärts
der Luftfiltervorrichtung ermittelt werden. Ein Luftdruck stromabwärts der
Luftfiltervorrichtung und stromaufwärts der Drosselklappe kann
direkt mit einem Luftdrucksensor ermittelt werden, der stromabwärts der
Luftfiltervorrichtung und stromaufwärts der Drosselklappe angeordnet
ist. Alternativ dazu kann der Luftdruck stromabwärts der Luftfiltervorrichtung
mittels eines Saugrohrdrucksensors ermittelt werden, der stromabwärts der
Drosselklappe angeordnet ist, wobei dann ein Öffnungsgrad der Drosselklappe
und ein Luftmassenstrom durch den Ansaugtrakt berücksichtigt
werden müssen.
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Mit
zunehmender Verschmutzung und/oder durch Vereisung können Poren
des Luftfilters schließen,
was zu einem fehlerhaften Betrieb der Brennkraftmaschine führen kann.
Ferner kann der Luftfilter Löcher
aufweisen, falsch in der Luftfiltervorrichtung eingebaut sein oder überhaupt
nicht eingebaut sein, so dass über
die Luftfiltervorrichtung und gegebenenfalls über den Luftfilter angesaugte
Ansaugluft ungefiltert in den Ansaugtrakt stromabwärts der
Luftfiltervorrichtung gelangt.
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Die
der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist, ein Verfahren und eine
Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine zu schaffen,
das bzw. die einfach ein Erkennen eines Mangels bezüglich eines
Luftfilters der Brennkraftmaschine ermöglichen.
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Die
Aufgabe wird gelöst
durch die Merkmale der unabhängigen
Ansprüche.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Die
Erfindung zeichnet sich aus durch ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit einem Ansaugtrakt. In
dem Ansaugtrakt ist eine Luftfiltervorrichtung stromaufwärts einer
Drosselklappe angeordnet. Die Luftfiltervorrichtung ist vorgesehen
zum Aufnehmen eines Luftfilters zum Filtern einer Ansaugluft. Ein
Wert eines Luftdrucks stromaufwärts
der Luftfiltervorrichtung wird ermittelt. Ein Wert eines Luftdrucks
stromabwärts
der Luftfiltervorrichtung wird ermittelt. Abhängig von den Werten der Luftdrücke stromaufwärts und
stromabwärts
der Luftfiltervorrichtung wird auf einen Mangel bezüglich des
Luftfilters erkannt.
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Dies
ermöglicht,
besonders einfach und besonders präzise den Mangel bezüglich des
Luftfilters zu erkennen. Vorzugsweise werden die Luftdrücke im stationären Zustand
der Brennkraftmaschine erfasst, insbesondere wenn die Werte der
Luftdrücke zumindest
näherungsweise
konstant sind. Der Mangel bezüglich
des Luftfilters kann sich auf einen verschmutzten oder vereisten
Luftfilter und/oder auf ein Luftfilter mit einem Loch, auf einen
falsch eingebauten Luftfilter oder auf einen fehlenden Luftfilter
beziehen.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Wert des Luftdrucks stromaufwärts der
Luftfiltervorrichtung ein Istwert und wird mittels eines Luftdrucksensors
stromaufwärts
der Luftfiltervorrichtung erfasst. Alternativ oder zusätzlich ist
der Wert des Luftdrucks stromabwärts
der Luftfiltervorrichtung ein Istwert und wird mittels eines Luftdrucksensors stromabwärts der
Luftfiltervorrichtung erfasst. Dies ermöglicht, besonders präzise den
Wert des Luftdrucks stromaufwärts
beziehungsweise stromabwärts
der Luftfiltervorrichtung zu ermitteln.
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Der
Luftdrucksensor zum Erfassen des Luftdrucks stromabwärts der
Luftfiltervorrichtung ist beispielsweise stromabwärts der
Drosselklappe angeordnet. Alternativ dazu ist der Luftdrucksensor
zum Erfassen des Luftdrucks stromabwärts der Luftfiltervorrichtung
stromaufwärts
der Drosselklappe und stromabwärts
der Luftfiltervorrichtung angeordnet. Falls der Luftdrucksensor
zum Erfassen des Luftdrucks stromabwärts der Luftfiltervorrichtung
stromabwärts
der Drosselklappe angeordnet ist, so wird der Istwert des Luftdrucks
stromabwärts
der Drosselklappe vorzugsweise bei Volllast der Brennkraftmaschine
und/oder im ungedrosselten Betrieb der Brennkraftmaschine erfasst.
Ferner kann dann der Istwert des Luftdrucks stromabwärts der
Drosselklappe beim Motorstart noch vor einer Drehbewegung einer
Kurbelwelle der Brennkraftmaschine erfasst werden und direkt dem
Wert des Luftdrucks stromaufwärts
der Drosselklappe und stromabwärts
der Luftfiltervorrichtung zugeordnet werden, da bei Stillstand der
Kurbelwelle im gesamten Ansaugtrakt der gleiche Luftdruck herrscht.
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Dass
ein erster Wert einem zweiten Wert zugeordnet wird, bedeutet in
diesem Zusammenhang und im Folgenden, dass der zweite Wert den ersten Wert
erhält
und dass somit der zweite Wert dem ersten Wert gleich gesetzt wird.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der Wert des Luftdrucks
stromabwärts
der Luftfiltervorrichtung ein Modellwert, der abhängig von
einem modellierten und/oder erfassten Luftmassenstrom durch den
Ansaugtrakt ermittelt wird. Dies ermöglicht, den Luftdruck stromabwärts der
Luftfiltervorrichtung zu ermitteln, insbesondere ohne einen stromabwärts der
Luftfiltervorrichtung angeordneten Luftdrucksensor. Der Luftmassenstrom
durch den Ansaugtrakt kann beispielsweise mittels eines Luftmassensensors
stromabwärts
der Luftfilter vorrichtung und stromaufwärts der Drosselklappe erfasst werden
oder anhand eines Saugrohrmodells modelliert werden.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird der Modellwert des
Luftdrucks stromabwärts
der Luftfiltervorrichtung abhängig
von einem erfassten Istwert eines Ladedrucks stromaufwärts der
Drosselklappe und stromabwärts
eines Verdichters ermittelt, der stromabwärts der Luftfiltervorrichtung
und stromaufwärts
der Drosselklappe angeordnet ist. Ferner wird der Modellwert des
Luftdrucks stromabwärts
der Luftfiltervorrichtung abhängig
von einem mittels des modellierten und/oder erfassten Luftmassenstroms ermittelten
Verdichter-Differenzdruckwerts über den Verdichter
ermittelt. Dies ermöglicht,
den Luftdruck stromabwärts
der Luftfiltervorrichtung zu ermitteln, insbesondere wenn die Brennkraftmaschine
den Verdichter aufweist. Ferner bezieht sich dann der Wert des Luftdrucks
stromabwärts
der Luftfiltervorrichtung auf den Luftdruck stromaufwärts des
Verdichters.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird ein Luftmassenstrom
durch den Ansaugtrakt erfasst. Abhängig von dem erfassten Luftmassenstrom wird
ein Luftfilter-Differenzdruckwert
ermittelt. Der Luftfilter-Differenzdruckwert
ist repräsentativ
für einen
Druckunterschied stromaufwärts
und stromabwärts
der Luftfiltervorrichtung. Abhängig
von dem ermittelten Istwert oder Modellwert des Luftdrucks stromabwärts der
Luftfiltervorrichtung und abhängig von
dem Luftfilter-Differenzdruckwert wird ein Modellwert des Luftdrucks
stromaufwärts
der Luftfiltervorrichtung ermittelt. Auf den Mangel bezüglich der
Luftfiltervorrichtung wird erkannt, falls ein Unterschied zwischen
dem Istwert und dem Modellwert des Luftdrucks stromaufwärts der
Luftfiltervorrichtung größer als
ein vorgegebener Schwellenwert ist. In diesem Zusammenhang sind
stromaufwärts
und stromabwärts
der Luftfiltervorrichtung beispielsweise je ein Luftdrucksensor
vorgesehen. Falls der Modellwert des Luftdrucks stromaufwärts der
Luftfiltervorrichtung kleiner als der Istwert des Luftdrucks stromaufwärts der
Luftfiltervorrichtung ist, so ist der Luftfilter verschmutzt oder
vereist. Falls der Modellwert des Luftdrucks stromaufwärts der
Luftfiltervorrichtung größer als
der Istwert des Luftdrucks stromaufwärts der Luftfiltervorrichtung
ist, so ist der Luftfilter undicht oder gar nicht in der Luftfiltervorrichtung
angeordnet.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird bei einem Motorstart
der Brennkraftmaschine der Istwert des Luftdrucks stromabwärts der
Luftfiltervorrichtung erfasst. Der bei dem Motorstart erfasste Istwert
des Luftdrucks stromabwärts
der Luftfiltervorrichtung wird dem Istwert des Luftdrucks stromaufwärts der
Luftfiltervorrichtung zugeordnet. Nach dem Motorstart wird der Istwert
des Luftdrucks stromabwärts
der Luftfiltervorrichtung erneut erfasst. Der Modellwert des Luftdrucks
stromaufwärts
der Luftfiltervorrichtung wird abhängig von dem nach dem Motorstart
erneut ermittelten Istwert des Luftdrucks stromabwärts der
Luftfiltervorrichtung und abhängig
von dem Luftfilter-Differenzdruckwert ermittelt. Dies ermöglicht,
den Luftdrucksensor stromaufwärts
der Luftfiltervorrichtung einzusparen.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird der Istwert des
Luftdrucks stromabwärts
der Luftfiltervorrichtung nach einer vorgegebenen Zeitdauer nach
dem Motorstart erneut erfasst. Abhängig von der vorgegebenen Zeitdauer,
abhängig
von dem Istwert des Luftdrucks stromabwärts der Luftfiltervorrichtung
beim Motorstart und abhängig
von einem vorgegebenen zeitabhängigen
Wert einer Umgebungsdruckänderung
wird ein oberer und/oder unterer Grenzwert für den Luftdruck stromaufwärts der Luftfiltervorrichtung
ermittelt. Abhängig
von dem Luftfilter-Differenzdruckwert und dem nach der vorgegebenen
Zeitdauer erneut erfassten Istwert des Luftdrucks stromabwärts der
Luftfiltervorrichtung wird der Modellwert des Luftdrucks stromaufwärts der
Luftfiltervorrichtung ermittelt. Auf den Mangel bezüglich des
Luftfilters wird erkannt, wenn der ermittelte Modellwert des Luftdrucks
stromaufwärts
der Luftfiltervorrichtung kleiner als der ermittelte untere Grenzwert
oder größer als
der ermittelte obere Grenzwert für
den Luft druck stromaufwärts
der Luftfiltervorrichtung ist. Dies ermöglicht, den Luftdrucksensor
stromaufwärts
der Luftfiltervorrichtung einzusparen und ein sehr präzises Messergebnis
zu erhalten.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird der Istwert des
Luftdrucks stromabwärts
der Luftfiltervorrichtung nach einer vorgegebenen Fahrtstrecke nach
dem Motorstart erneut erfasst. Abhängig von der vorgegebenen Fahrtstrecke,
abhängig von
dem Istwert des Luftdrucks stromabwärts der Luftfiltervorrichtung
beim Motorstart und abhängig von
einem vorgegebenen streckenabhängigen
Wert einer Umgebungsdruckänderung
wird ein oberer und/oder unterer Grenzwert für den Luftdruck stromaufwärts der
Luftfiltervorrichtung ermittelt. Abhängig von dem Luftfilter-Differenzdruckwert
und dem nach der vorgegebenen Fahrtstrecke erneut erfassten Istwert
des Luftdrucks stromabwärts
der Luftfiltervorrichtung wird der Modellwert des Luftdrucks stromaufwärts der
Luftfiltervorrichtung ermittelt. Auf den Mangel bezüglich der
Luftfiltervorrichtung wird erkannt, wenn der ermittelte Modellwert
des Luftdrucks stromaufwärts
der Luftfiltervorrichtung kleiner als der ermittelte untere Grenzwert
oder größer als
der ermittelte obere Grenzwert für
den Luftdruck stromaufwärts
der Luftfiltervorrichtung ist. Dies ermöglicht, den Luftdrucksensor
stromaufwärts
der Luftfiltervorrichtung einzusparen und einen sehr präzisen Modellwert
zu erhalten.
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Die
Werte der Umgebungsdruckänderungen können fest
vorgegeben sein. Alternativ dazu kann eine Steuereinrichtung zum
Betreiben der Brennkraftmaschine ein Betriebsprofil der Brennkraftmaschine
ermitteln und so ermitteln, wie sich individuell bei der einen Brennkraftmaschine
der Umgebungsdruck vorzugsweise maximal ändert. Davon abhängig kann
dann der Wert der Umgebungsdruckänderung
vorgegeben werden.
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Alternativ
zu dem Vergleich der Luftdrücke und/oder
der Istwerte zu den Modellwerten können auch Referenz-Differenzdruckwerte
auf einem Speichermedium der Steuerein richtung abgespeichert sein.
Abhängig
von den Istwerten und/oder Modellwerten können dann Ist-Differenzdruckwerte
beziehungsweise Modell-Differenzdruckwerte ermittelt werden und
mit den Referenz-Differenzdruckwerten verglichen werden. Abhängig von
dem Vergleich der Differenzdruckwerte kann dann auf den Mangel bezüglich des
Luftfilters erkannt werden.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind im Folgenden anhand von schematischen Zeichnungen näher erläutert.
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Es
zeigen:
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1 eine
erste Ausführungsform
einer Brennkraftmaschine,
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2 eine
zweite Ausführungsform
der Brennkraftmaschine,
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3 ein
Ablaufdiagramm eines ersten Programms zum Erkennen eines Mangels
bezüglich
eines Luftfilters der Brennkraftmaschine,
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4 ein
Ablaufdiagramm eines Programms zum Ermitteln eines Werts eines Luftdrucks
stromabwärts
einer Luftfiltervorrichtung der Brennkraftmaschine,
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5 ein
Ablaufdiagramm eines Programms zum Ermitteln des Luftdrucks stromabwärts der
Luftfiltervorrichtung der Brennkraftmaschine mit Verdichter,
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6 ein
Ablaufdiagramm eines Programms zum Ermitteln des Luftdrucks stromaufwärts der
Luftfiltervorrichtung ohne Luftdrucksensor stromaufwärts der
Luftfiltervorrichtung,
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7 ein
Ablaufdiagramm eines Programms zum Erkennen des Mangels bezüglich des
Luftfilters ohne den Luftdrucksensor stromaufwärts der Luftfiltervorrichtung,
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8 eine
Fortsetzung des Ablaufdiagramms gemäß 7.
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Elemente
gleicher Konstruktion oder Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen
Bezugszeichen gekennzeichnet.
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Eine
Brennkraftmaschine (1, 2) 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 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 bevorzugt weitere Zylinder Z1–Z4, sie kann aber auch jede
beliebige größere Anzahl
von Zylindern Z1–Z4
umfassen. Die Brennkraftmaschine ist bevorzugt in einem Kraftfahrzeug angeordnet.
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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 18 und,
falls die Brennkraftmaschine keine Diesel-Brennkraftmaschine ist, eine Zündkerze 19 angeordnet.
Alternativ kann das Einspritzventil 18 auch in dem Saugrohr 7 angeordnet
sein. In dem Abgastrakt 4 ist ein Abgaskatalysator 21 angeordnet,
der bevorzugt als Dreiwegekatalysator ausgebildet ist.
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In
dem Ansaugtrakt 1 ist zum Aufnehmen eines Luftfilters eine
Luftfiltervorrichtung 16 vorgesehen. Ferner kann in dem
Ansaugtrakt 1 ein Verdichter 17 angeordnet sein
zum Verdichten einer Ansaugluft. Der Verdichter 17 ist
mechanisch mit einer Turbine 20 gekoppelt, die zum Antreiben
des Verdichters 17 vorgesehen ist und die in dem Abgastrakt 4 angeordnet ist. Über einen
Abgasbypass 22 kann abhängig
von einer Schaltstel lung eines Wastgates 24, das als ansteuerbares
Ventil ausgebildet ist, Abgas um die Turbine 20 herum geleitet
werden, ohne die Turbine 20 anzutreiben.
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Eine
Steuereinrichtung 25 ist vorgesehen, der Sensoren zugeordnet
sind, die verschiedene Messgrößen erfassen
und jeweils den Istwert der Messgröße ermitteln. Die Steuereinrichtung 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. Die Steuereinrichtung 25 kann
auch als Vorrichtung zum Betreiben der Brennkraftmaschine und/oder
als Motorsteuerung bezeichnet werden.
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Die
Sensoren sind beispielsweise ein Pedalstellungsgeber 26,
der eine Fahrpedalstellung eines Fahrpedals 27 erfasst,
ein Luftmassensensor 28, der einen Luftmassenstrom MAF_AIC
durch den Ansaugtrakt 1 erfasst, ein Luftdrucksensor 32 stromabwärts der
Luftfiltervorrichtung 16, der einen Istwert PRS_AIC_DOWN_MES
eines Luftdrucks stromabwärts
der Luftfiltervorrichtung 16 und stromaufwärts der
Drosselklappe 5 und gegebenenfalls stromabwärts des
Verdichters 17 erfasst, ein Drosselklappenstellungssensor 30,
der einen Öffnungsgrad
der Drosselklappe 5 erfasst, ein Saugrohrdrucksensor 34,
der einen Istwert eines Saugrohrdrucks in dem Sammler 6 erfasst,
von dem abhängig
dann ein Wert PRS_AIC_DOWN des Luftdrucks stromabwärts der Luftfiltervorrichtung 16 ermittelt
werden kann, ein Luftdrucksensor 35 stromaufwärts der
Luftfiltervorrichtung 16, der einen Istwert AMP_MES eines
Luftdrucks stromaufwärts
der Luftfiltervorrichtung 16 erfasst, ein Kurbelwellenwinkelsensor 36,
der einen Kurbelwellenwinkel erfasst, dem dann eine Drehzahl der
Brennkraftmaschine zugeordnet wird.
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Je
nach Ausführungsform
der Brennkraftmaschine 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 und/oder die Zündkerze 19.
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Auf
einem Speichermedium der Steuereinrichtung 25 ist vorzugsweise
ein Programm zum Erkennen eines Mangels bezüglich des Luftfilters abgespeichert
(3). Das Programm zum Erkennen des Mangels bezüglich des
Luftfilters wird vorzugsweise regelmäßig während eines Betriebs der Brennkraftmaschine
in einem Schritt S1 gestartet, in dem gegebenenfalls Variablen initialisiert
werden, insbesondere unter stationären Betriebsbedingungen. Die
stationären
Betriebsbedingungen sind beispielsweise gegeben, wenn der Wert PRS_AIC_DOWN
des Luftdrucks stromabwärts
der Luftfiltervorrichtung 16 für eine vorgegebene Zeitdauer
zumindest näherungsweise
konstant ist.
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In
einem Schritt S2 wird der Wert PRS_AIC_DOWN des Luftdrucks stromabwärts der Luftfiltervorrichtung 16 ermittelt.
Der Wert PRS_AIC_DOWN des Luftdrucks stromabwärts der Luftfiltervorrichtung 16 kann
beispielsweise mittels des Luftdrucksensors 32 stromabwärts der
Luftfiltervorrichtung 16 erfasst werden oder mittels des
Saugrohrdrucksensors 34 ermittelt werden. Wird der Wert PRS_AIC_DOWN
des Luftdrucks stromabwärts
der Luftfiltervorrichtung 16 mit dem Saugrohrdrucksensor 34 ermittelt,
so erfolgt dies vorzugsweise im ungedrosselten Betrieb der Brennkraftmaschine.
Alternativ dazu kann der Wert PRS_AIC_DOWN des Luftdrucks stromabwärts der
Luftfiltervorrichtung 16 im gedrosselten Betrieb unter
Berücksichtung
des Öffnungsgrads
der Drosselklappe 5 und des Luftmassenstroms MAF_AIC durch
den Ansaugtrakt 1 ermittelt werden. Der Öffnungsgrad
und der Luftmassenstrom MAF_AIC sind dann Eingangsgrößen eines Kennfelds,
dessen Ausgangsgröße der Wert PRS_AIC_DOWN
des Luftdrucks stromabwärts
der Luftfiltervorrichtung 16 ist. Der Wert PRS_AIC_DOWN
des Luftdrucks stromabwärts
der Luftfiltervorrichtung 16 und stromaufwärts der
Drosselklappe 5 kann auch abhängig von dem Luftmassenstrom
MAF_AIC durch den Ansaugtrakt 1 mittels des Luftmassensensors 28 erfasst
werden oder anhand einer Modellrechnung modelliert werden. Der erfasste
Luftmassenstrom MAF_AIC dient dann als Eingangsgröße eines
weiteren Kennfelds, dessen Ausgangsgröße der Luftfilter-Differenzdruckwert PRS_LOSS_AIC
ist. Abhängig
von dem Luftfilter-Differenzdruckwert PRS_LOSS_AIC und dem Wert AMP
des Luftdrucks stromaufwärts
der Luftfiltervorrichtung 16 kann dann der Wert PRS_AIC_DOWN des
Luftdrucks stromabwärts
der Luftfiltervorrichtung 16 ermittelt werden.
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Die
Kennfelder und gegebenenfalls weitere Kennfelder werden vorzugsweise
an einem Motorprüfstand
aufgezeichnet und auf dem Speichermedium der Steuereinrichtung 25 abgespeichert.
Alternativ dazu können
an dem Motorprüfstand
Modellrechnungen ermittelt werden, die abhängig von den Eingangsgrößen der
Kennfelder die Ausgangsgrößen der
Kennfelder ermitteln.
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Ferner
wird in dem Schritt S2 ein Wert AMP des Luftdrucks stromaufwärts der
Luftfiltervorrichtung 16 ermittelt. Der Wert AMP des Luftdrucks stromaufwärts der
Luftfiltervorrichtung 16 kann durch Erfassen des Istwerts
AMP_MES des Luftdrucks stromaufwärts
der Luftfiltervorrichtung 16 ermittelt werden. Alternativ
dazu kann der Wert AMP des Luftdrucks stromaufwärts der Luftfiltervorrichtung 16 abhängig dem
Wert PRS_AIC_DOWN des Luftdrucks stromabwärts der Luftfiltervorrichtung 16 ermittelt werden.
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In
einem Schritt S3 wird ein Luftfilter-Differenzdruckwert PRS_LOSS_AIC
abhängig
von dem Luftmassenstrom MAF_AIC ermittelt, vorzugsweise mittels
eines weiteren Kennfelds.
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In
einem Schritt S4 wird ein Modellwert AMP_MDL des Luftdrucks stromaufwärts der
Luftfiltervorrichtung 16 ermittelt abhängig von dem Luftfilter-Differenzdruckwert
IP_PRS_LOS_AIC und abhängig
von dem Wert PRS_AIC_DOWN des Luftdrucks stromabwärts der
Luftfiltervorrichtung 16, vorzugsweise nach der in dem
Schritt S4 angegebenen Berechnungsvorschrift.
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In
einem Schritt S5 wird überprüft, ob der Modellwert
AMP_MDL des Luftdrucks stromaufwärts der
Luftfiltervorrichtung 16 gleich dem Wert AMP des Luftdrucks
stromaufwärts
der Luftfiltervorrichtung 16 ist. Ist die Bedingung des
Schritts S5 erfüllt,
so wird die Bearbeitung in einem Schritt S9 fortgesetzt. Ist die
Bedingung des Schritts S5 nicht erfüllt, so wird die Bearbeitung
in einem Schritt S6 fortgesetzt. Vorzugsweise wird nicht bei der
kleinsten Abweichung des Modellwerts AMP_MDL des Luftdrucks stromaufwärts der
Luftfiltervorrichtung 16 von dem Wert AMP des Luftdrucks
stromaufwärts
der Luftfiltervorrichtung 16 die Bearbeitung in dem Schritt
S6 fortgesetzt, sondern erst, wenn ein Unterschied zwischen dem Modellwert
AMP_MDL des Luftdrucks stromaufwärts der
Luftfiltervorrichtung 16 und dem Wert AMP des Luftdrucks
stromaufwärts
der Luftfiltervorrichtung 16 größer als ein vorgegebener Schwellenwert
ist.
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In
dem Schritt S6 wird überprüft, ob der
Modellwert AMP_MDL des Luftdrucks stromaufwärts der Luftfiltervorrichtung 16 kleiner
als der Wert AMP des Luftdrucks stromaufwärts der Luftfiltervorrichtung 16 ist.
Ist die Bedingung des Schritts S6 erfüllt, so wird die Bearbeitung
in einem Schritt S7 fortgesetzt. Ist die Bedingung des Schritts
S6 nicht erfüllt, so
wird die Bearbeitung in einem Schritt S8 fortgesetzt. Vorzugsweise
wird in dem Schritt S6 gemäß dem Schritt
S5 der Schwellenwert berücksichtigt.
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In
dem Schritt S7 wird eine erste Fehlermeldung ERROR_1 erzeugt, die
repräsentativ
dafür ist, dass
der Luftfilter vereist und/oder verschmutzt ist.
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In
dem Schritt S8 wird eine zweite Fehlermeldung ERROR_2 erzeugt, die
repräsentativ
dafür ist, dass
der Luftfilter ein Loch aufweist, unsachgemäß eingebaut ist oder überhaupt
nicht in der Luftfiltervorrichtung 16 eingebaut ist.
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In
dem Schritt S9 kann das Programm zum Erkennen des Mangels bezüglich des
Luftfilters beendet werden. Vorzugsweise wird das Programm zum Erkennen
des Mangels bezüglich
des Luftfil ters jedoch regelmäßig während des
Betriebs der Brennkraftmaschine abgearbeitet.
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In
diesem Ausführungsbeispiel
wird auf den Mangel bezüglich
des Luftfilters erkannt, indem der Modellwert AMP_MDL des Luftdrucks
stromaufwärts der
Luftfiltervorrichtung 16 mit dem Wert AMP des Luftdrucks
stromaufwärts
der Luftfiltervorrichtung 16 verglichen wird. Durch eine
einfache Umstellung der Gleichung im Schritt S4 ist jedoch erkennbar,
dass alternativ dazu auch ein Modellwert des Luftfilter-Differenzdruckwerts
PRS_LOSS_AIC oder ein Modellwert PRS_AIC_DOWN_MDL des Luftdrucks PRS_AIC_DOWN
des Luftdrucks stromabwärts
der Luftfiltervorrichtung 16 ermittelt werden kann und
auf den Mangel bezüglich
des Luftfilters durch einen Vergleich der ermittelten Luftfilter-Differenzdruckwerte beziehungsweise
der ermittelten Werte PRS_AIC_DOWN des Luftdrucks stromabwärts der Luftfiltervorrichtung 16 erkannt
werden kann.
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Zusätzlich kann
auf dem Speichermedium der Steuereinrichtung 25 ein Programm
zum Ermitteln des Werts PRS_AIC_DOWN des Luftdrucks stromabwärts der
Luftfiltervorrichtung 16 abgespeichert sein (4).
Das Programm zum Ermitteln des Werts PRS_AIC_DOWN des Luftdrucks
stromabwärts
der Luftfiltervorrichtung 16 dient dazu, den Wert PRS_AIC_DOWN
des Luftdrucks stromabwärts der
Luftfiltervorrichtung 16 zu ermitteln, falls der Luftdrucksensor 32 stromabwärts der
Luftfiltervorrichtung 16 nicht vorgesehen ist.
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Das
Programm zum Ermitteln des Werts PRS_AIC_DOWN des Luftdrucks stromabwärts der Luftfiltervorrichtung 16 wird
vorzugsweise in einem Schritt S10 gestartet, beispielsweise im Zuge
eines Abarbeitens des Schritts S2 des Programms zum Erkennen des
Mangels bezüglich
des Luftfilters. Ferner wird das Programm zum Ermitteln des Werts PRS_AIC_DOWN
des Luftdrucks stromabwärts
der Luftfiltervorrichtung 16 in einem Schritt S10 gestartet, in
dem gegebenenfalls Variablen initialisiert werden.
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In
einem Schritt S11 wird abhängig
von dem Luftmassenstrom MAF_AIC durch den Ansaugtrakt 1 ein
Modellwert PRS_AIC_DOWN_MDL des Luftdrucks stromabwärts der
Luftfiltervorrichtung 16 ermittelt, vorzugsweise mittels
eines weiteren Kennfelds.
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In
einem Schritt S12 wird der Modellwert PRS_AIC_DOWN_MDL des Luftdrucks
stromabwärts
der Luftfiltervorrichtung 16 dem Wert PRS_AIC_DOWN des
Luftdrucks stromabwärts
der Luftfiltervorrichtung 16 zugeordnet.
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In
einem Schritt S13 kann das Programm zum Ermitteln des Werts PRS_AIC_DOWN
des Luftdrucks stromabwärts
der Luftfiltervorrichtung 16 beendet werden. Vorzugsweise
wird dann das Programm zum Erkennen des Mangels bezüglich des Luftfilters
in dem Schritt S2 weiter abgearbeitet.
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Zusätzlich kann
auf dem Speichermedium der Steuereinrichtung 25 ein Programm
zum Ermitteln des Werts PRS_AIC_DOWN des Luftdrucks stromabwärts der
Luftfiltervorrichtung 16 bei der Brennkraftmaschine mit
Verdichter 17 abgespeichert sein (5). Das
Programm zum Ermitteln des Werts PRS_AIC_DOWN des Luftdrucks stromabwärts der
Luftfiltervorrichtung 16 bei der Brennkraftmaschine mit
Verdichter 17 dient dazu, den Wert PRS_AIC_DOWN des Luftdrucks
stromabwärts
der Luftfiltervorrichtung 16 zu ermitteln, falls die Brennkraftmaschine
den Verdichter 17 aufweist. Das Programm zum Ermitteln
des Werts PRS_AIC_DOWN des Luftdrucks stromabwärts der Luftfiltervorrichtung 16 bei
der Brennkraftmaschine mit Verdichter 17 wird vorzugsweise
in einem Schritt S14 gestartet, in dem gegebenenfalls Variablen
initialisiert werden, beispielsweise im Zuge des Abarbeitens des
Schritt S2 des Programms zum Erkennen des Mangels bezüglich des
Luftfilters.
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In
einem Schritt S15 wird abhängig
von dem Luftmassenstrom MAF_AIC ein Verdichter-Differenzdruckwert
PUT_SUB_AMP_DIF ermittelt, vorzugsweise anhand eines weiteren Kennfeldes.
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In
einem Schritt S16 wird abhängig
von einem vorzugsweise mittels des Luftdrucksensors 32 stromabwärts der
Luftfiltervorrichtung 16 erfassten Istwerts PUT_MES eines
Ladedrucks und abhängig von
dem ermittelten Verdichter-Differenzdruckwert PUT_SUB_AMP_DIF
der Modellwert PRS_AIC_DOWN_MDL des Luftdrucks stromabwärts der
Luftfiltervorrichtung 16 ermitteln, vorzugsweise nach der
in dem Schritt S16 angegebenen Berechnungsvorschrift.
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In
einem Schritt S17 wird der Modellwert PRS_AIC_DOWN_MDL des Luftdrucks
stromabwärts
der Luftfiltervorrichtung 16 dem Wert PRS_AIC_DOWN des
Luftdrucks stromabwärts
der Luftfiltervorrichtung 16 zugeordnet.
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In
einem Schritt S18 kann das Programm zum Ermitteln des Werts PRS_AIC_DOWN
des Luftdrucks stromabwärts
der Luftfiltervorrichtung 16 bei der Brennkraftmaschine
mit dem Verdichter 17 beendet werden. Vorzugsweise wird
dann die Bearbeitung in dem Schritt S2 des Programms zum Erkennen
des Mangels bezüglich
des Luftfilters fortgesetzt.
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Zusätzlich kann
auf dem Speichermedium der Steuereinrichtung 25 ein Programm
zum Ermitteln des Werts AMP des Luftdrucks stromaufwärts der
Luftfiltervorrichtung 16 abgespeichert sein (6).
Das Programm zum Ermitteln des Werts AMP des Luftdrucks stromaufwärts der
Luftfiltervorrichtung 16 dient dazu, den Wert AMP des Luftdrucks stromaufwärts der
Luftfiltervorrichtung 16 zu ermitteln, falls die Brennkraftmaschine
keinen Luftdrucksensor 35 zum Erfassen des Luftdrucks stromaufwärts der
Luftfiltervorrichtung 16 aufweist. Das Programm zum Ermitteln
des Werts AMP des Luftdrucks stromaufwärts der Luftfiltervorrichtung 16 wird
vorzugsweise in einem Schritt S19 gestartet, in dem gegebenenfalls
Variablen initialisiert werden, beispielsweise im Zuge des Abarbeitens
des Schritt S2 des Programms zum Erkennen des Mangels bezüglich des
Luftfilters, insbesondere beim Motorstart der Brennkraftmaschine.
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In
einem Schritt S20 wird der Istwert PRS_AIC_DOWN_MES des Luftdrucks
stromabwärts
der Luftfiltervorrichtung 16 erfasst. Da bei einem Motorstart
der Brennkraftmaschine, bevor die Kurbelwelle beginnt sich zu drehen,
im gesamten Ansaugtrakt 1 der gleiche Luftdruck herrscht,
kann der Istwert PRS_AIC_DOWN_MES des Luftdrucks stromabwärts der
Luftfiltervorrichtung 16 bei dem Motorstart mit dem Luftdrucksensor 32 stromabwärts der
Luftfiltervorrichtung 16 oder mit dem Saugrohrdrucksensor 34 ermittelt
werden.
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In
einem Schritt S21 wird der Istwert PRS_AIC_DOWN_MES des Luftdrucks
stromabwärts
der Luftfiltervorrichtung 16 dem Wert AMP des Luftdrucks
stromaufwärts
der Luftfiltervorrichtung 16 zugeordnet, da bei dem Motorstart
der Istwert PRS_AIC_DOWN_MES des Luftdrucks stromabwärts der
Luftfiltervorrichtung 16 dem Wert AMP des Luftdrucks stromaufwärts der
Luftfiltervorrichtung 16 entspricht.
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In
einem Schritt S22 kann das Programm zum Ermitteln des Werts AMP
des Luftdrucks stromaufwärts
der Luftfiltervorrichtung 16 beendet werden. Vorzugsweise
wird dann das Programm zum Erkennen des Mangels bezüglich des
Luftfilters in dem Schritt S2 weiter abgearbeitet.
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Zusätzlich kann
auf dem Speichermedium der Steuereinrichtung 25 ein Programm
zum Erkennen des Mangels bezüglich
des Luftfilters bei der Brennkraftmaschine ohne den Luftdrucksensor 35 stromaufwärts der
Luftfiltervorrichtung 16 abgespeichert sein (7).
Das Programm zum Erkennen des Mangels bezüglich der Luftfiltervorrichtung 16 bei
der Brennkraftmaschine ohne den Luftdrucksensor 35 stromaufwärts der
Luftfiltervorrichtung 16 wird vorzugsweise in einem Schritt
S23 gestartet, in dem gegebenenfalls Variablen initialisiert werden,
vorzugsweise beim Motorstart der Brennkraftmaschine.
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In
einem Schritt S24 wird der Istwert PRS_AIC_DOWN_MES des Luftdrucks
stromabwärts
der Luftfiltervorrichtung 16 erfasst, vorzugsweise noch
bevor die Kurbelwelle 8 beginnt sich zu drehen. Zu diesem
Zeitpunkt herrscht in dem gesamten Ansaugtrakt 1 der gleiche
Luftdruck wie stromaufwärts
der Luftfiltervorrichtung 16.
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In
einem Schritt S25 wird der Istwert PRS_AIC_DOWN_MES des Luftdrucks
stromabwärts
der Luftfiltervorrichtung 16 dem Wert AMP des Luftdrucks
stromaufwärts
der Luftfiltervorrichtung 16 zugeordnet. In anderen Worten
wird der Wert AMP des Luftdrucks stromaufwärts der Luftfiltervorrichtung 16 auf
den Istwert PRS_AIC_DOWN_MES des Luftdrucks stromabwärts der
Luftfiltervorrichtung gesetzt und so abgespeichert.
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In
einem Schritt S26 wird für
eine vorgegebene Zeitdauer DUR oder eine vorgegebene Wegstrecke
KM verweilt. Dies kann dazu beitragen, dass ein späteres Erfassen
des Luftfilter-Differenzdruckwerts PRS_LOSS_AIC
abhängig
von dem Luftmassenstrom MAF_AIC besonders präzise ist, da die Wahrscheinlichkeit
hoch ist, dass nach der vorgegebenen Zeitdauer DUR bzw. nach dem
Zurücklegen
der vorgegebenen Wegstrecke KM der Luftmassenstrom MAF_AIC höher ist
als direkt beim und/oder nach dem Motorstart und da die Ermittlung
des Luftfilter-Differenzdruckwert
PRS_LOSS_AIC umso genauer ist, je größer der Luftmassenstrom MAF_AIC ist.
Ferner ist dies unabhängig
von einer Fahrweise eines Fahrers des Kraftfahrzeugs. Alternativ
dazu kann mit dem Schritt S27 fortgefahren werden, wenn der Luftmassenstrom
MAF_AIC größer als
ein vorgegebener Luftmassenstrom-Schwellenwert ist.
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In
einem Schritt S27 wird der Istwert PRS_AIC_DOWN_MES des Luftdrucks
stromabwärts
der Luftfiltervorrichtung 16 erneut gemessen und dem Wert
PRS_AIC_DOWN des Luftdrucks stromabwärts der Luftfiltervorrichtung 16 zugeordnet.
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In
einem Schritt S28 wird abhängig
von dem Luftmassenstrom MAF_AIC der Luftfilter-Differenzdruckwert
PRS_LOSS_AIC ermittelt.
-
In
einem Schritt S29 wird abhängig
von dem Luftfilter-Differenzdruckwert
PRS_LOSS_AIC und abhängig
von dem Wert PRS_AIC_DOWN des Luftdrucks stromabwärts der
Luftfiltervorrichtung 16 der Modellwert AMP_MDL des Luftdrucks
stromaufwärts der
Luftfiltervorrichtung 16 ermittelt, vorzugsweise nach der
in dem Schritt S29 angegebenen Berechnungsvorschrift.
-
In
einem Schritt S30 wird ein oberer Grenzwert AMP_MAX für den Luftdruck
stromaufwärts
der Luftfiltervorrichtung 16 ermittelt abhängig von
dem Wert AMP des Luftdrucks stromaufwärts der Luftfiltervorrichtung 16,
abhängig
von der vorgegebenen Zeitdauer DUR oder der vorgegebenen Wegstrecke KM
und abhängig
von einer vorzugsweise maximalen Umgebungsdruckänderung AMP_GRD. Die Umgebungsdruckänderung
AMP_GRD kann fest vorgegeben sein. Beispielsweise kann anhand von
Straßenprofilen
ermittelt werden, wie sich der Umgebungsdruck vorzugsweise maximal
abhängig
von der Zeit oder der Wegstrecke ändert. Alternativ dazu kann
die Steuereinrichtung 25 Betriebsprofile der Brennkraftmaschine
aufzeichnen und anhand der aufgezeichneten Betriebsprofile die Umgebungsdruckänderung
AMP_GRD individuell für
die Brennkraftmaschine vorgegeben.
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In
einem Schritt S31 wird ein unterer Grenzwert AMP_MIN für den Luftdruck
stromaufwärts
der Luftfiltervorrichtung 16 abhängig von dem Wert AMP des Luftdrucks
stromaufwärts
der Luftfiltervorrichtung 16 und abhängig von der vorgegebenen Zeitdauer
DUR oder der vorgegebenen Wegstrecke KM und der Umgebungsdruckänderung
AMP_GRD ermittelt.
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In
einem Schritt S32 (8) wird überprüft, ob der Modellwert AMP_MDL
des Luftdrucks stromaufwärts
der Luftfiltervorrichtung 16 größer als der obere Grenzwert
AMP_MAX des Luftdrucks stromaufwärts
der Luftfiltervorrichtung 16 ist. Ist die Bedingung des
Schritt S32 erfüllt,
so wird die Bearbeitung in einem Schritt S35 fortgesetzt. Ist die
Bedingung des Schritts S32 nicht erfüllt, so wird die Bearbeitung in
einem Schritt S33 fortgesetzt.
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In
dem Schritt S35 wird die zweite Fehlermeldung ERROR_2 gemäß dem Schritt
S8 des Programms zum Erkennen des Mangels bezüglich des Luftfilters erzeugt.
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In
dem Schritt S33 wird überprüft, ob der
Modellwert AMP_MDL des Luftdrucks stromaufwärts der Luftfiltervorrichtung 16 kleiner
als der untere Grenzwert AMP_MIN für den Luftdruck stromaufwärts der
Luftfiltervorrichtung 16 ist. Ist die Bedingung des Schritts
S33 erfüllt,
so wird die Bearbeitung in einem Schritt S34 fortgesetzt. Ist die
Bedingung des Schritts S33 nicht erfüllt, so wird die Bearbeitung in
dem Schritt S36 fortgesetzt.
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In
dem Schritt S34 wird die erste Fehlermeldung ERROR_1 gemäß dem Schritt
S7 des Programms zum Erkennen des Mangels bezüglich des Luftfilters erzeugt.
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In
dem Schritt S36 kann das Programm zum Erkennen des Mangels bezüglich des
Luftfilters bei der Brennkraftmaschine ohne den Luftdrucksensor 35 stromaufwärts der
Luftfiltervorrichtung 16 beendet werden. Alternativ dazu
wird das Programm zum Erkennen des Mangels bezüglich des Luftfilters bei der Brennkraftmaschine
ohne den Luftdrucksensor 35 stromaufwärts der Luftfiltervorrichtung 16 regelmäßig während des
Betriebs der Brennkraftmaschine abgearbeitet werden.