DE102007051872A1

DE102007051872A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Diagnose eines Schubumluftventils einer Brennkraftmaschine mit Verdichter

Info

Publication number: DE102007051872A1
Application number: DE102007051872A
Authority: DE
Inventors: Lutz Reuschenbach; Patrick Menold; Sabine Wegener
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2007-10-30
Filing date: 2007-10-30
Publication date: 2009-05-07
Anticipated expiration: 2027-10-31
Also published as: US7926335B2; US20090114003A1; DE102007051872B4

Abstract

Es werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Diagnose eines Schubumluftventils (1) einer Brennkraftmaschine (5) mit Verdichter (10) vorgeschlagen, die eine Diagnose eines fehlerhaft offen klemmenden Schubumluftventils (1) ermöglichen. Für die Diagnose wird ein zeitlicher Verlauf eines Ladedrucks der Brennkraftmaschine (5) infolge einer vorgegebenen Ansteuerung des Schubumluftventils (1) ausgewertet, wobei die Ansteuerung des Schubumluftventils (1) derart erfolgt, dass ein in Richtung seiner Schließstellung verbrachtes Schubumluftventil (1) erwartet wird. Abhängig vom sich einstellenden zeitlichen Verlauf des Ladedrucks wird ein offen klemmendes Schubumluftventil (1) diagnostiziert, wenn der zeitliche Verlauf des Ladedrucks nicht mit einem für ein in Richtung seiner Schließstellung verbrachtes Schubumluftventil (1) erwarteten zeitlichen Verlauf plausibel ist.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht von einem Verfahren und von einer Vorrichtung zur Diagnose eines Schubumluftventils einer Brennkraftmaschine mit Verdichter nach der Gattung der unabhängigen Ansprüche aus.
Heutige turbogeladene Motoren besitzen häufig ein so genanntes Schubumluftventil, das bei Lastwechseln dazu dient, das Pumpen des Turboladers zu verhindern und/oder Druckspitzen beim Schließen der Drosselklappe zu vermeiden. Bei modernen Motoren wird das Schubumluftventil häufig durch ein Steuersignal, das von der Motorelektronik generiert wird, angesteuert, um es gezielt zu öffnen, wenn die Gefahr des Pumpens besteht. Bei dem Schubumluftventil handelt es sich um eine Art schaltendes Bauteil. Typische Fehlerfälle für ein solches schaltendes Bauteil sind das geschlossene Klemmen und das offene Klemmen. Ein offen klemmendes Schubumluftventil kann zu einer Verschlechterung der Dynamik des Ladedruckaufbaus führen, da ein Teil des vom Verdichter des Turboladers geförderten Volumenstroms nutzlos im Kreis gepumpt wird. Im schlimmsten Fall kann es sogar dazu führen, dass der gewünschte Ladedruck nicht mehr erreicht wird und die Ladedruckdiagnose einen Unterladefehler feststellt.
Offenbarung der Erfindung
Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Diagnose eines Schubumluftventils einer Brennkraftmaschine mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche haben demgegenüber den Vorteil, dass für die Di agnose ein zeitlicher Verlauf eines Ladedrucks der Brennkraftmaschine infolge einer vorgegebenen Ansteuerung des Schubumluftventils ausgewertet wird, wobei die Ansteuerung des Schubumluftventils derart erfolgt, dass ein in eine Richtung seiner Schließstellung verbrachtes Schubumluftventil erwartet wird und dass abhängig vom sich einstellenden zeitlichen Verlauf des Ladedrucks ein offen klemmendes Schubumluftventil diagnostiziert wird, wenn der zeitliche Verlauf des Ladedrucks nicht mit einem für ein in Richtung seiner Schließstellung verbrachtes Schubumluftventil erwarteten zeitlichen Verlauf plausibel ist. Auf diese Weise lässt sich ein offen klemmendes Schubumluftventil diagnostizieren.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Verfahrens möglich.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn beim Übergang von einer höheren Last, bei der das Schubumluftventil in Schließrichtung angesteuert wird, zu einer niedrigeren Last der Brennkraftmaschine die Ansteuerung des Schubumluftventils in Richtung seiner geöffneten Stellung ausgesetzt wird, dass geprüft wird, ob infolge dessen Verdichterpumpen auftritt, und dass wenn festgestellt wird, dass sich kein Verdichterpumpen einstellt, ein fehlerhaft offen klemmendes Schubumluftventil erkannt wird. Auf diese Weise lässt sich ein fehlerhaft offen klemmendes Schubumluftventil sehr zuverlässig erkennen.
Ein weiterer Vorteil ergibt sich, wenn ausgehend von einem Betriebszustand mit geöffnetem Schubumluftventil das Schubumluftventil in seine Schließrichtung angesteuert wird und dass für den Fall, in dem infolge der Ansteuerung des Schubumluftventils in Schließrichtung kein Anstieg des Ladedrucks über einem vorgegebenen Schwellwert detektiert wird, ein fehlerhaft offen klemmendes Schubumluftventil diagnostiziert wird. Auf diese Weise lässt sich die Diagnose eines fehlerhaft offen klemmenden Schubumluftventils auch im normalen Betrieb der Brennkraftmaschine durchführen, ohne dass für die Diagnose ein unerwünschtes Verdichterpumpen in Kauf genommen werden muss.
Vorteilhaft ist weiterhin, dass geprüft wird, ob ein vorgegebener Ladedruck bei Ansteuerung des Schubumluftventils in Schließrichtung erreicht wird, dass wenn dies, insbesondere innerhalb einer vorgegebenen Zeit nicht der Fall ist, die Prüfung auf ein offen klemmendes Schubumluftventil aktiviert wird. Auf diese Weise wird ein unnötig häufiges Durchführen der Diagnose auf ein offen klemmendes Schubumluftventil verhindert und die Diagnose nur bei Verdacht auf offen klemmendes Schubumluftventil aktiviert.
Vorteilhaft ist auch, wenn bei einer Ladedruckadaption, bei der eine Adaptionsgröße zur Aufrechterhaltung eines vorgegebenen Ladedrucks einen vorgegebenen Grenzwert erreicht, die Prüfung auf ein offen klemmendes Schubumluftventil aktiviert wird. Auch auf diese Weise lässt sich ein unerwünscht häufiges Aktivieren der Diagnose auf ein offen klemmendes Schubumluftventil verhindern und sicherstellen, dass die Diagnose auf ein offen klemmendes Schubumluftventil nur bei Verdacht auf ein offen klemmendes Schubumluftventil aktiviert wird.
Zeichnung
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische Ansicht einer Brennkraftmaschine,
2 ein Funktionsdiagramm zur Erläuterung der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
3 einen Ablaufplan für eine erste Alternative zur Ermittlung eines Verdachtes auf ein offen klemmendes Schubumluftventil,
4 einen Ablaufplan für eine zweite Alternative zur Ermittlung des Verdachtes auf ein offen klemmendes Schubumluftventil,
5 einen Ablaufplan für eine erste Alternative einer Diagnose auf ein offen klemmendes Schubumluftventil,
6 einen Ablaufplan für eine zweite Alternative einer Diagnose auf ein offen klemmendes Schubumluftventil,
7 ein Diagramm des Verlaufs des Drosselklappenöffnungswinkels und des Istladedrucks über der Zeit für eine erste Ausführungsform der Erfindung,
8a) einen Verlauf des Drosselklappenöffnungswinkels und des Istladedrucks über der Zeit für eine zweite Ausführungsform der Erfindung und
8b) einen Verlauf eines ersten Ansteuersignals für ein Schubumluftventil über der Zeit gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
In 1 kennzeichnet 5 eine Brennkraftmaschine, die beispielsweise ein Fahrzeug antreiben kann. Die Brennkraftmaschine 5 ist beispielsweise als Ottomotor oder als Dieselmotor ausgebildet. Die Brennkraftmaschine 5 umfasst einen oder mehrere Zylinder 50, denen über eine Luftzufuhr 35 Frischluft zugeführt wird. Die Strömungsrichtung der Frischluft in der Luftzufuhr 35 ist in 1 durch Pfeile dargestellt. In der Luftzufuhr 35 ist ein Verdichter 10 eines Abgasturboladers angeordnet, der die dem oder den Zylindern 50 zugeführte Frischluft verdichtet und dabei über eine Welle 65 von einer Turbine 60 in einem Abgasstrang 55 der Brennkraftmaschine 5 angetrieben wird. Alternativ kann es sich beim Verdichter 10 auch um einen von einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine 5 angetriebenen Kompressor oder auch einen elektrisch angetriebenen Verdichter handeln. Ein den Verdichter 10 umgehender Bypasskanal der Luftzufuhr 35 ist in 1 mit dem Bezugszeichen 75 gekennzeichnet und umfasst ein Schubumluftventil 1, dessen Öffnungsgrad mittels eines ersten Ansteuersignals A1 von einer Motorsteuerung 15 eingestellt wird. Stromab des Verdichters 10 ist in der Luftzufuhr 35 ein Ladedrucksensor 40 angeordnet, der den Ladedruck pl misst und die Messwerte an die Motorsteuerung 15 weiterleitet. Stromab des Ladedrucksensors 40 ist in der Luftzufuhr 35 eine Drosselklappe 45 angeordnet, deren Öffnungsgrad α von einem Drosselklappenpositionssensor 80, beispielsweise einem Potentiometer, gemessen und dessen Messwerte an die Motorsteuerung 15 wei tergeleitet werden. Umgekehrt steuert die Motorsteuerung 15 die Drosselklappe 45 zur Einstellung eines gewünschtes Öffnungsgrades an. Ein zweites Ansteuersignal A2 wird der Turbine 60 im Abgasstrang 55 der Brennkraftmaschine zugeführt mit dem Ziel, die Antriebsleistung der Turbine 60 und damit die Verdichterleistung des Verdichters 10 zu beeinflussen, beispielsweise um einen gewünschten Sollladedruck plsoll einzustellen. Dies kann durch Beeinflussung der Turbinengeometrie oder durch Beeinflussung des Öffnungsgrades eines Wastegates der Turbine 60 in dem Fachmann bekannter Weise erfolgen. Ferner ist ein Fahrpedalmodul 70 vorgesehen, über das der Fahrer des Kraftfahrzeugs anhand der Fahrpedalstellung einen Vortriebswunsch in Form eines so genannten Fahrerwunschmomentes FW der Motorsteuerung 15 vorgeben kann. Die Einstellung des Öffnungsgrades der Drosselklappe 45 und der Antriebsleistung der Turbine 60 erfolgt dann abhängig vom Fahrerwunschmoment FW und ggf. weiteren Momentenanforderungen von weiteren Steuergeräten oder Fahrzeugfunktionen, die aber in 1 der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt sind. Beim Übergang von höheren Lasten zu niederen Lasten, d. h. auch von hohen Massenströmen zu niedrigen Massenströmen und von hohen Ladedrücken zu niedrigen Ladedrücken der Brennkraftmaschine 5 wird das Schubumluftventil 1 mittels des ersten Ansteuersignals A1 derart angesteuert, dass es sich in seine Öffnungsrichtung bewegt, um unerwünschtes Verdichterpumpen zu vermeiden. Als Signal für die Last kann dabei z. B. der Öffnungsgrad α der Drosselklappe der Massenstrom über der Drosselklappe, die relative Luftfüllung oder auch das Fahrerwunschmoment FW herangezogen werden.
Alternativ können auch die physikalischen Bedingungen wie beispielsweise Druckverhältnis und Volumenstrom über dem Verdichter ausgewertet werden und das Schubumluftventil wird gezielt geöffnet, wenn man mit den Bedingungen in oder nahe an einen Bereich des Verdichterpumpens kommt.
2 zeigt ein Funktionsdiagramm der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die beispielsweise software- und/oder hardwaremäßig in der Motorsteuerung 15 implementiert sein kann. Im Folgenden wird der Einfachheit halber angenommen, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung mit der Motorsteuerung 15 identisch ist, wobei im Funktionsdiagramm der 2 nur die für die Erfindung erforderlichen Elemente dargestellt sind. So umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung 15 eine Sollwertbildungseinheit 125, die abhängig von vom Fahrpedalmodul 70 gelieferten Fahrerwunschmoment FW und ggf. weiteren Momentenanforderungen den Ladedrucksollwert plsoll und – in nicht dargestellter Weise – einen Sollwert für den Öffnungsgrad der Drosselklappe 45 derart in dem Fachmann bekannter Weise bildet, dass das Fahrerwunschmoment FW bzw. ein aus sämtlichen Momentenanforderungen resultierendes einzustellendes Solldrehmoment der Brennkraftmaschine 5 umgesetzt wird. Der Ladedrucksollwert plsoll wird einer ersten Vergleichseinheit 85 zugeführt, der außerdem vom Ladedrucksensor 40 der Ladedruckistwert pl zugeführt wird. Die erste Vergleichseinheit 85 prüft, ob der Ladedruckistwert pl kleiner als der Ladedrucksollwert plsoll ist. In diesem Fall gibt die erste Vergleichseinheit 85 ein Setzsignal an eine Adaptionseinheit 90 ab. Die Adaptionseinheit 90 prüft, nach welcher Zeit der Ladedruckistwert pl den Ladedrucksollwert plsoll erreicht hat, d. h. wie lange von der ersten Vergleichseinheit 85 ununterbrochen ein Setzsignal empfangen wurde. Abhängig von dieser ermittelten Zeit bildet die Adaptionseinheit 90 einen Adaptionswert AW für die Ansteuerung der Geometrie bzw. des Wastegates der Turbine 60 und leitet ihn an eine zweite Ansteuereinheit 95 weiter. Der zweiten Ansteuereinheit 95 wird außerdem der Ladedrucksollwert plsoll zugeführt. Die zweite Ansteuereinheit 95 bildet abhängig vom Ladedrucksollwert plsoll einen Basiswert für das zweite Ansteuersignal, dem der Adaptionswert AW additiv überlagert wird. Die auf diese Weise gebildet Summe bildet dann das zweite Ansteuersignal A2 für die Turbinengeometrie bzw. die Wastegateöffnung. Die Adaptionseinheit 90 prüft außerdem, ob die ermittelte Zeit, während der von der ersten Vergleichseinheit 85 ununterbrochen ein Setzsignal empfangen wurde, größer als ein vorgegebener Schwellwert T ist. Ist dies der Fall, dann gibt die Adaptionseinheit 90 an einem zweiten Ausgang ein Setzsignal an ein ODER-Glied 105 ab. Ist hingegen die von der Adaptionseinheit 90 ermittelte Zeit eines von der ersten Vergleichseinheit 85 empfangenen ununterbrochen gesetzten Signals kleiner oder gleich dem vorgegebenen Schwellwert T, so gibt die Adaptionseinheit 90 ein Rücksetzsignal an das ODER-Glied 105 ab. In einer zweiten Vergleichseinheit 100 wird der Adaptionswert AW der Adaptionseinheit 90 mit einem Grenzwert GW aus einem Grenzwertspeicher 115 verglichen. Der Grenzwert GW kann dabei beispielsweise auf einem Prüfstand und/oder in Fahrversuchen geeignet appliziert werden und stellt eine Adaptionsgrenze für den Adaptionswert AW dar, die nicht überschritten werden sollte bzw. deren Überschreiten auf das Vorliegen eines Fehlerzustandes hindeutet. Stellt also die zweite Vergleichseinheit 100 fest, dass der Adaptionswert AW größer als der Grenzwert GW ist, dann gibt die zweite Vergleichseinheit 100 ein Setzsignal an das ODER-Glied 105 ab, andernfalls ein Rücksetzsignal. Das ODER-Glied 105 gibt an seinem Ausgang ein Setzsignal ab, wenn an mindestens einem seiner Eingänge ein Setzsignal anliegt, andernfalls gibt das ODER-Glied ein Rücksetzsignal ab. Das Ausgangssignal des ODER-Gliedes 105 wird einer ersten Ansteuereinheit 25, einer Auswerteeinheit 20 und einer Diagnoseeinheit 30 zugeführt. Der ersten Ansteuereinheit 25 wird außerdem das resultierende Sollmoment Msoll von der Sollwertbildungseinheit 125 zugeführt. Die Sollwertbildungseinheit 125 bildet dabei aus dem Fahrerwunschmoment FW und ggf. weiteren Momentenanforderungen weiterer Steuersysteme oder Fahrzeugfunktionen dieses resultierende Sollmoment Msoll und daraus den Ladedrucksollwert plsoll sowie wie in 2 aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt einen Sollwert für den Öffnungsgrad der Drosselklappe 45 und ggf. eine oder mehrere weitere Sollwerte für weitere Stellgrößen wie Brennraumfüllung, Einspritzmenge und im Falle eines Ottomotors Zündwinkel, usw., um den Sollwert für das Drehmoment Msoll einzustellen.
Alternativ zum resultierenden Sollmoment Msoll kann auch der in der Sollwertbildungseinheit 125 ermittelte Sollwert für die Brennraumfüllung der ersten Ansteuereinheit 25 sowie der Auswerteeinheit 20 zugeführt werden. Nachfolgend wird das Ausführungsbeispiel anhand des Sollmoments Msoll beschrieben. Seine Funktion kann jedoch in analoger Weise durch Verwendung des Sollwerts für die Brennraumfüllung anstelle des Sollmoments erfolgen, wodurch die Genauigkeit der Diagnose noch erhöht wird. Mit Setzen des Ausgangssignals des ODER-Gliedes 105 werden die Auswerteeinheit 20 und die Diagnoseeinheit 30 aktiviert. Sie werden erst dann wieder deaktiviert, wenn die Auswerteeinheit 20 eine Reduzierung des resultierenden Sollmomentes Msoll um mindestens einen vorgegebenen Schwellwertbetrag detektiert und anschließend eine vorgegebenen Diagnosezeit abgelaufen ist. Dazu wird das resultierende Sollmoment Msoll von der Sollwertbildungseinheit 125 der Auswerteeinheit 20 zugeführt. Der vorgegebene Schwellwertbetrag kann dabei beispielsweise auf einem Prüfstand und/oder in Fahrversuchen derart geeignet appliziert werden, dass die Diagnose möglichst schnell nach Aktivierung der Auswerteeinheit 20 und der Diagnoseeinheit 30 durchgeführt werden kann. Zum anderen sollte der vorgegebene Schwellwertbe trag groß genug gewählt sein, um eine zuverlässige Diagnose zu ermöglichen. Auch die vorgegebene Diagnosezeit kann beispielsweise auf einem Prüfstand und/oder in Fahrversuchen derart geeignet appliziert werden, dass sie zum einen möglichst kurz gewählt ist, zum anderen jedoch mindestens so lange wie für die nachfolgend beschriebene Diagnose erforderlich ist. Der Auswerteeinheit 20 ist ferner der Istladedruck pl vom Ladedrucksensor 40 zugeführt.
Wenn nach Erkennen einer Reduzierung des resultierenden Sollmomentes Msoll um mindestens den vorgegebenen Schwellwertbetrag die vorgegebene Diagnosezeit abgelaufen ist, sendet die Auswerteeinheit 20 ein Deaktivierungssignal an die Diagnoseeinheit 30 um diese zu deaktivieren und deaktiviert sich anschließend selbst. Das resultierende Sollmoment Msoll wird von der Sollwertbildungseinheit 125 auch an die erste Ansteuereinheit 25 übertragen. Stellt die erste Ansteuereinheit 25 fest, dass das resultierende Sollmoment Msoll einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet, dann bildet sie das erste Ansteuersignal A1 derart, dass das Schubumluftventil 1 in Schließrichtung betätigt wird, so dass es vollständig schließt. Der vorgegebene Grenzwert für das resultierende Sollmoment Msoll ist dabei beispielsweise auf einem Prüfstand und/oder in Fahrversuchen derart geeignet appliziert, dass für resultierende Sollmomente Msoll oberhalb des vorgegebenen Grenzwertes ein Betrieb der Brennkraftmaschine 5 mit höherer Last und für resultierende Sollmomente Msoll unterhalb des vorgegebenen Grenzwertes ein Betrieb der Brennkraftmaschine mit niedrigerer Last angenommen wird. Das resultierende Sollmoment Msoll ist somit ein die Last der Brennkraftmaschine 5 repräsentierendes Signal. Bei höherer Last wird dabei das Schubumluftventil 1 mittels des ersten Ansteuersignals A1 vollständig geschlossen, um den erforderlichen Sollladedruck plsoll stellen zu können. Bei niedrigerer Last hingegen wird das Schubumluftventil 1 durch entsprechende Bildung des ersten Ansteuersignals A1 von der ersten Ansteuereinheit 25 in seine Öffnungsrichtung bewegt, um Verdichterpumpen zu vermeiden.
Empfängt nun die erste Ansteuereinheit 25 vom ODER-Glied 105 ein Setzsignal, so wird es in einen Diagnosebetriebsmodus umgeschaltet, der mit Deaktivierung der Auswerteeinheit 20 und der Diagnoseeinheit 30 wieder in einen Normalbetriebsmodus für die dem Fachmann bekannte Ansteuerung des Schubumluftventils 1 übergeht. Das Ende des Diagnosebetriebszustandes für die erste Ansteu ereinheit 25 wird dabei abhängig vom resultierenden Sollmoment Msoll und der vorgegebenen Diagnosezeit in der zuvor für die Deaktivierung der Auswerteeinheit 20 und der Diagnoseeinheit 30 beschriebenen Weise in der ersten Ansteuereinheit 25 ermittelt. Befindet sich also die erste Ansteuereinheit 25 im Diagnosebetriebsmodus und erkennt sie ein resultierendes Sollmoment Msoll oberhalb des vorgegebenen Grenzwertes, so veranlasst sie mittels des ersten Ansteuersignals A1 das Schubumluftventil 1 zur vollständigen Schließung. Detektiert die erste Ansteuereinheit 25 nachfolgend eine Reduzierung des resultierenden Sollmomentes Msoll um mehr als den vorgegebenen Schwellwertbetrag, so behält sie das erste Ansteuersignal A1 unverändert bei, so dass das Schubumluftventil 1 weiterhin vollständig geschlossen bleiben soll. Auf diese Weise wird ein Verdichterpumpen provoziert. Dieses äußert sich in entsprechenden Schwankungen des Istladedruckes pl, die von der Auswerteeinheit 20 durch Vergleich mit einem im Referenzwertspeicher 120 abgelegten und der aktuell detektierten Reduzierung des Sollmomentes Msoll zugeordneten Referenzverlauf für den Ladedruck bei Abweichung um weniger als ein vorgegebenes Toleranzband festgestellt wird. Dazu sind im Referenzwertspeicher 120 verschiedene Verläufe für den Ladedruck abhängig von verschiedenen Reduzierungen des Sollmomentes Msoll um mehr als den vorgegebenen Schwellwertbetrag abgelegt und werden von der Auswerteeinheit 20 in Abhängigkeit der aktuell vorliegenden Reduzierung des Sollmomentes Msoll um mehr als den vorgegebenen Schwellwertbetrag abgerufen. Weicht der Verlauf des Istladedrucks pl um mehr als den vorgegebenen Toleranzbereich von dem der aktuellen Reduzierung des Sollmomentes Msoll zugeordneten Referenzverlauf des Referenzwertspeichers 120 ab, so gibt die Auswerteeinheit 20 ein Setzsignal an die Diagnoseeinheit 30 ab, wodurch diese ein fehlerhaft offen klemmendes Schubumluftventil 1 erkennt und ein gesetztes Fehlersignal F an ihrem Ausgang abgibt. Ein fehlerhaft offen klemmendes Schubumluftventil 1 müsste bei Ansteuerung in Schließrichtung eigentlich schließen, bleibt aber fehlerhaft geöffnet. Die zuvor erwähnte vorgegebene Diagnosezeit sollte derart appliziert werden, dass sie mindestens der Zeit entspricht, die von der Erkennung der Reduzierung des Sollmomentes Msoll um mindestens den vorgegebenen Schwellwertbetrag bis zur Generierung eines eventuell zu setzenden Fehlersignals F der Diagnoseeinheit 30 erforderlich ist.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform ist der Referenzwertspeicher 120 nicht erforderlich, hingegen wird von der ersten Ansteuereinheit 25 das erste Ansteuersignal A1 zusätzlich der Auswerteeinheit 20 zugeführt, wie es in 2 gestrichelt dargestellt ist. In diesem Fall ist kein spezieller Diagnosebetrieb der ersten Ansteuereinheit 25 erforderlich und auch keine Deaktivierung der Auswerteeinheit 20 und der Diagnoseeinheit 30. Vom Zeitpunkt der Aktivierung an bleiben die Auswerteeinheit 20 und die Diagnoseeinheit 30 aktiviert und zwar mindestens so lange, bis am Ausgang der Diagnoseeinheit 30 ein gesetztes Fehlersignal F abgegeben wird. Wie beschrieben kann die Diagnose bei dieser alternativen Ausführungsform im normalen Betrieb der Brennkraftmaschine 5 durchgeführt werden. So wird das erste Ansteuersignal A1 bei Unterschreiten des vorgegebenen Grenzwertes für das resultierende Sollmoment Msoll derart gebildet, dass sich das Schubumluftventil 1 von seiner vollständig geschlossenen Stellung 1 in seine Öffnungsrichtung bewegt, um Verdichterpumpen zu vermeiden. Wird anschließend ausgehend von dem geöffneten Zustand des Schubumluftventils 1 der vorgegebene Grenzwert für das resultierende Sollmoment Msoll wieder überschritten, so bildet die erste Ansteuereinheit 25 das erste Ansteuersignal A1 derart, dass das Schubumluftventil 1 wieder in Schließrichtung betätigt wird, um den gewünschten Sollladedruck plsoll stellen zu können. Erkennt die Auswerteeinheit 20 in dieser Situation, also bei Ansteuerung des Schubumluftventils 1 in Schließrichtung einen Anstieg des Istladedrucks pl um mehr als einen vorgegebenen Schwellwert SW, dann gibt sie an ihrem Ausgang ein Setzsignal ab, so dass die Diagnoseeinheit 30 ein fehlerhaft offen klemmendes Schubumluftventil 1 erkennt und an ihrem Ausgang ein gesetztes Fehlersignal F abgibt. In diesem Fall ist auch die Zuführung des resultierenden Sollmomentes Msoll zur Auswerteeinheit 20 nicht erforderlich. Der vorgegebene Schwellwert SW ist in einem Schwellwertspeicher 110 abgelegt und kann beispielsweise auf einem Prüfstand und/oder in Fahrversuchen derart geeignet appliziert werden, dass er zum einen nicht zu klein gewählt ist, um Schwankungen des Istladedrucks pl, die nicht durch ein fehlerhaft offen klemmendes Schubumluftventil 1 bedingt sind, nicht als Fehler zu erkennen und andererseits nicht zu groß gewählt sein sollte, um sicherzustellen, dass tatsächlich auftretende Fehler auch erkannt werden können.
Bei der alternativen Ausführungsform kann es zum Zwecke einer möglichst zuverlässigen Diagnose auch vorgesehen sein, dass der Auswerteeinheit 20 vom Drosselklappenpositionssensor 80 der Drosselklappenöffnungswinkel α zusätzlich zugeführt ist. Außerdem kann es bei dieser alternativen Ausführungsform auch vorgesehen sein, dass der Drosselklappenwinkel α und der Istladedruck pl der ersten Ansteuereinheit 25 zugeführt sind. Wird nun in der ersten Ansteuereinheit 25 ein Lastsprung von sehr hoher Last, d. h. bei einem über einem ersten vorgegebenen oberen Grenzwert von beispielsweise 95% liegenden Öffnungswinkel α und einem ebenfalls über einem vorgegebenen Grenzwert liegendem Istladedruck pl zu einer sehr niedrigen Last, bei der die Drosselklappe fast geschlossen ist und der Öffnungswinkel α einen zweiten vorgegebenen unteren Schwellwert von beispielsweise 10% unterschreitet, detektiert, dann wird von der ersten Ansteuereinheit 25 mittels des ersten Ansteuersignals A1 das Schubumluftventil 1 zunächst aus seiner geschlossenen Stellung bei der sehr großen Last in seine geöffnete Stellung bei der sehr niedrigen Last verbracht und dann im Zustand der sehr niedrigen Last das erste Ansteuersignal A1 derart gebildet, dass das Schubumluftventil 1 wieder in seine Schließrichtung betätigt wird. Stellt die Auswerteeinheit 20 bei dieser Schließbewegung des Schubumluftventils 1 im Zustand der sehr niedrigen Last einen Anstieg des Ladedrucks um mehr als den vorgegebenen Schwellwert SW fest, dann ist das Schubumluftventil 1 in Ordnung, andernfalls klemmt es offen und die Diagnoseeinheit 30 wird im letzteren Fall zum Setzen des Fehlersignals F veranlasst. Dabei kann der Anstieg des Istladedrucks pl mit dem Schließen des Schubumluftventils 1 im Betriebszustand der sehr niedrigen Last beispielsweise 20 hPa betragen, so dass sich als Schwellwert SW ein Wert von beispielsweise 15 hPa eignet. Dabei ist der Anstieg des Ladedrucks beim Schließen des Schubumluftventils 1 drehzahlabhängig, so dass der Ladedruckanstieg bei höheren Drehzahlen größer ausfällt. Zu diesem Zweck kann der Schwellwert SW auch motordrehzahlabhängig und/oder turbinendrehzahlabhängig vorgegeben sein. Die Drehzahl der Brennkraftmaschine 5 kann beispielsweise in dem Fachmann bekannter Weise durch einen Kurbelwellenwinkelsensor im Bereich des oder der Zylinder 50 ermittelt und dem Schwellwertspeicher 110 zugeführt werden. Im Schwellwertspeicher 110 kann dann eine auf einem Prüfstand und/oder in Fahrversuchen applizierte Kennlinie von vorgegebenen Schwellwerten SW abhängig von der Motordrehzahl n abgelegt sein und für die Diagnose je nach aktueller Drehzahl n adressiert werden.
Bei einer weiteren alternativen Ausführungsform kann es zum Zwecke einer möglichst zuverlässigen Diagnose auch vorgesehen sein, dass der Auswerteeinheit 20 der Istmassenstrom ms über die Drosselklappe, der beispielsweise mittels eines Heißfilmluftmassenmessers gemessen, aus dem Öffnungswinkel α der Drosselklappe und der Motordrehzahl oder aus dem Druckverhältnis über der Drosselklappe berechnet ist, zusätzlich zugeführt ist. Außerdem kann es bei dieser alternativen Ausführungsform auch vorgesehen sein, dass der Istmassenstrom ms und der Istladedruck pl der ersten Ansteuereinheit 25 zugeführt sind. Bei einem Lastsprung von sehr hoher Last, d. h. auch von einem sehr großen Istmassenstrom, der über einem ersten vorgegebenen Grenzwert liegt und einem ebenfalls über einem dritten vorgegebenen Grenzwert liegendem Ladedruck zu einer sehr niedrigen Last, d. h. zu einem sehr niedrigen Massenstrom (über Drosselklappe), der unter einem zweiten vorgegebenen Grenzwert kleiner dem ersten vorgegebenen Grenzwert liegt, wird von der ersten Ansteuereinheit 25 mittels des ersten Ansteuersignals A1 das Schubumluftventil 1 zunächst aus seiner geschlossenen Stellung bei sehr großen Werten für Massenstrom, Last und Ladedruck in seine geöffnete Stellung bei dem sehr niedrigen Massenstrom (und der sehr niedrigen Last) verbracht und dann im Zustand des sehr niedrigen Massenstrom (und Last) wieder in seine Schließrichtung betätigt, wenn der Ladedruck hinreichend abgebaut ist, d. h. unter einen vierten Grenzwert kleiner dem dritten vorgegebenen Grenzwert gefallen ist. Stellt die Auswerteeinheit 20 bei dieser Schließbewegung des Schubumluftventils 1 im Zustand der sehr niedrigen Last und des sehr niedrigen Massenstroms einen Anstieg des Ladedrucks um mehr als den vorgegebenen Schwellwert SW fest, dann ist das Schubumluftventil 1 in Ordnung, andernfalls klemmt es offen und die Diagnoseeinheit 30 wird zum Setzen des Fehlersignals F veranlasst. Der Schwellwert kann z. B. abhängig vom Istladedruck, dem Istdruck stromauf des Verdichters und dem Istmassenstrom vorgegeben werden, da diese drei Größen in Kombination eine Art Maß für die Drehzahl des Turboladers sind.
Alternativ und analog zum Massenstrom über Drosselklappe kann auch der Volumenstrom verwendet werden. Alternativ und analog zum Ladedruck kann das Druckverhältnis über dem Verdichter verwendet werden.
Im Folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand der Ablaufpläne der 3 bis 6 erläutert.
Bei den Ablaufplänen nach 3 und 4 geht es um das Prüfen, ob die erfindungsgemäße Diagnose durchgeführt werden soll, mithin also darum zu prüfen, ob das Ausgangssignal des ODER-Gliedes 105 gesetzt werden kann. Der Ablaufplan nach 3 deckt dabei die Erzeugung des Setzsignals der Adaptionseinheit 90 ab.
Nach dem Start des Programms wird bei einem Programmpunkt 200 der Sollwert plsoll für den Ladedruck von der Sollwertbildungseinheit 125 vorgegeben und der Ladedruckistwert pl vom Ladedrucksensor 40 eingelesen. Anschließend wird zu einem Programmpunkt 205 verzweigt.
Bei Programmpunkt 205 prüft die erste Vergleichseinheit 85, ob der Istladedruck pl kleiner als der Sollladedruck plsoll ist. Ist dies der Fall, so wird zu einem Programmpunkt 210 verzweigt, andernfalls wird zu Programmpunkt 200 zurück verzweigt.
Bei Programmpunkt 210 prüft die Adaptionseinheit 90, ob von der ersten Vorgabeeinheit 85 für eine Zeit größer als der vorgegebene Schwellwert T das Setzsignal empfangen wurde, also für länger als der vorgegebene Schwellwert T der Ladedruckistwert pl kleiner als der Ladedrucksollwert plsoll von der ersten Vergleichseinheit 85 festgestellt wurde. Ist dies der Fall, so wird zu einem Programmpunkt 215 verzweigt, andernfalls wird das Programm verlassen und weiterhin ein Rücksetzsignal an das ODER-Glied 105 abgegeben.
Bei Programmpunkt 215 wird ein so genannter Unterladefehler detektiert und das Ausgangssignal der Adaptionseinheit 90, das dem ODER-Glied 105 zugeführt wird, gesetzt. Anschließend wird zu einem Programmpunkt 220 verzweigt.
Bei Programmpunkt 220 wird die erfindungsgemäße Diagnose auf ein offen klemmendes Schubumluftventils 1 durchgeführt, wie es nachfolgend gemäß den Ablaufplänen in 5 und 6 erläutert wird. Anschließend wird das Programm verlassen.
Der Ablaufplan nach 4 deckt die Bildung des Setzsignals der zweiten Vergleichseinheit 100 ab. Nach dem Start des Programms wird bei einem Programmpunkt 300 der Adaptionswert AW in die zweite Vergleichseinheit 100 eingelesen. Anschließend wird zu einem Programmpunkt 305 verzweigt.
Bei Programmpunkt 305 prüft die zweite Vergleichseinheit 100, ob der Adaptionswert AW größer oder gleich dem Grenzwert GW aus dem Grenzwertspeicher 115 ist. Ist dies der Fall, so wird zu Programmpunkt 220 verzweigt und die erfindungsgemäße Diagnose auf ein offen klemmendes Schubumluftventils 1 nach 5 oder 6 gestartet. Andernfalls wird das Programm verlassen. Nach Programmpunkt 220 wird das Programm ebenfalls verlassen.
Das Programm nach 5 deckt die Diagnose auf ein offen klemmendes Schubumluftventils 1 aufgrund von ausbleibendem Verdichterpumpen trotz schließender Ansteuerung des Schubumluftventils 1 ab.
Nach dem Start des Programms wird bei einem Programmpunkt 400 das resultierende Sollmoment Msoll in der ersten Ansteuereinheit 25 und der Auswerteeinheit 20 eingelesen. Anschließend wird zu einem Programmpunkt 405 verzweigt.
Bei Programmpunkt 405 prüft die erste Ansteuereinheit 25, ob eine Reduzierung des resultierenden Sollmomentes Msoll um mehr als den vorgegebenen Schwellwertbetrag vorliegt und das erste Ansteuersignal A1 derart gebildet ist, dass das Schubumluftventil 1 in seine vollständige Schließstellung verbracht werden kann. Ist dies der Fall, so wird zu einem Programmpunkt 410 verzweigt, andernfalls wird zu Programmpunkt 400 zurück verzweigt.
Bei Programmpunkt 410 behält die erste Ansteuereinheit 25 die Bildung des ersten Ansteuersignals A1 zur Verbringung des Schubumluftventils 1 in seine vollständige Schließstellung bei. Anschließend wird zu einem Programmpunkt 415 verzweigt.
Bei Programmpunkt 415 prüft die Auswerteeinheit 20, ob der mit der Reduzierung des resultierenden Sollmomentes Msoll um mehr als den vorgegebenen Schwellwertbetrag und der Aufrechterhaltung des ersten Ansteuersignals A1 zum vollständigen Schließen des Schubumluftventils 1 sich ergebende zeitliche Verlauf des Istladedrucks pl sich um mehr als das vorgegebene Toleranzband vom für die detektierte Reduzierung des Sollmomentes Msoll vorgegebenen zeitlichen Verlauf des Ladedrucks unterscheidet. Ist dies der Fall, so wird zu einem Programmpunkt 425 verzweigt, andernfalls wird zu einem Programmpunkt 420 verzweigt.
Bei Programmpunkt 425 wird ein fehlerhaftes offen Klemmen des Schubumluftventils 1 erkannt und von der Diagnoseeinheit 30 das Fehlersignal F gesetzt. Anschließend wird das Programm verlassen.
Bei Programmpunkt 420 wird Fehlerfreiheit von der Auswerteeinheit 20 erkannt und das Fehlersignal F der Diagnoseeinheit 30 bleibt zurückgesetzt. Anschließend wird das Programm verlassen.
6 deckt die alternative Ausführungsform ab, wonach ein fehlerhaftes offen Klemmen des Schubumluftventils 1 im Normalbetrieb der Brennkraftmaschine 5 und damit ohne einen speziellen Diagnosebetrieb erkannt werden kann. Nach dem Start des Programms steuert die erste Ansteuereinheit 25 bei einem detektierten Lastsprung von sehr hoher Last bei einer Drosselklappenöffnung oberhalb des ersten vorgegebenen Grenzwertes und einem Istladedruck pl oberhalb des dafür vorgegebenen Grenzwertes zu einer sehr niedrigen Last bei einer Drosselklappenöffnung unterhalb des zweiten vorgegebenen Grenzwertes mittels des ersten Ansteuersignals A1 das Schubumluftventil 1 in Öffnungsrichtung an. Anschließend wird zu einem Programmpunkt 505 verzweigt.
Bei Programmpunkt 505 bildet die erste Ansteuereinheit 25 nach dem Öffnen des Schubumluftventils 1 das erste Ansteuersignal A1 derart, dass das Schubumluftventil 1 wieder in Schließrichtung und zwar zum vollständigen Schließen des Schubumluftventils 1 bewegt wird. Anschließend wird zu einem Programmpunkt 510 verzweigt.
Bei Programmpunkt 510 prüft die Auswerteeinheit 20, ob infolge der schließenden Ansteuerung des Schubumluftventils 1 ein Anstieg Δpl des Istladedrucks pl größer dem vorteilhafter Weise abhängig von der aktuellen Motordrehzahl aus dem Schwellwertspeicher 110 ermittelten vorgegebenen Schwellwert SW ist. Ist dies der Fall, so wird zu einem Programmpunkt 515 verzweigt, andernfalls wird zu einem Programmpunkt 520 verzweigt.
Bei Programmpunkt 515 erkennt die Auswerteeinheit 20 Fehlerfreiheit und das Fehlersignal F der Diagnoseeinheit 30 bleibt zurückgesetzt. Anschließend wird das Programm verlassen.
Bei Programmpunkt 520 erkennt die Auswerteeinheit 20 einen Fehler und veranlasst die Diagnoseeinheit 30 zum Setzen des Fehlersignals F. In diesem Fall wird ein fehlerhaftes offen Klemmen des Schubumluftventils 1 diagnostiziert. Anschließend wird das Programm verlassen.
Anstelle des resultierenden Sollmomentes Msoll kann für die Diagnose des offen klemmenden Schubumluftventils 1 gemäß der ersten Ausführungsform auch in entsprechender Weise der Drosselklappenöffnungswinkel α ausgewertet werden. Entsprechend der ersten beschriebenen Ausführungsform der Diagnose wird dann statt einer Reduzierung des resultierenden Sollmomentes Msoll eine Reduzierung des Drosselklappenöffnungswinkels α um mehr als einen entsprechend applizierten vorgegebenen Schwellwertbetrag überwacht, wobei eine solche Reduzierung des Drosselklappenöffnungswinkels noch besser für die beschriebene Diagnose geeignet ist, weil mit Schließen der Drosselklappe die Gefahr des Verdichterpumpens bei geschlossenem Schubumluftventil 1 direkt steigt, wohingegen ein niedriges resultierendes Sollmoment Msoll auch bei größerer Öffnung der Drosselklappe realisiert werden kann, beispielsweise indem der Zündwinkel nach spät verstellt wird. Der Vorteil der Verwendung des resultierenden Sollmomentes Msoll liegt hingegen darin, dass damit gegenüber der tatsächlichen Drosselklappenöffnung der Lastwechsel prädiziert werden kann und somit schon frühzeitig für die Bildung des ersten Ansteuersignals A1 verwendet werden kann.
Voraussetzung für ein zuverlässiges Diagnoseergebnis ist außerdem, dass für beide beschriebenen Alternativen der Diagnose gemäß den 5 und 6 die Brennkraftmaschine während des Diagnosevorgangs aufgeladen ist, damit es bei der ersten Alternative überhaupt zum Verdichterpumpen kommen kann und bei der zweiten Alternative überhaupt der Anstieg des Ladedrucks beim Schließen des Schubumluftventils ermöglicht wird. Das bedeutet, dass die Turbine 60 für die Diagnose mit einem zweiten Ansteuersignal A2 betrieben werden muss, das eine ausreichende Verdichterleistung für ein zuverlässiges Diagnoseergebnis sicherstellt. Ein entsprechender Mindestwert für das zweite Ansteuersignal A2 kann dabei beispielsweise auf einem Prüfstand und/oder in Fahrversuchen geeignet appliziert werden.
Hintergrund der Adaption durch die Adaptionseinheit 90 ist, dass wenn das Schubumluftventil 1 beispielsweise fehlerhaft offen klemmt, auf der Turbinenseite des Turboladers mehr Antriebsleistung zur Verfügung gestellt werden muss, um den gleichen Ladedruck als bei fehlerfreiem Schubumluftventil 1 zu erreichen, da auf der Verdichterseite ein Teil des geförderten Volumenstroms nutzlos, d. h. ohne Beitrag für den Ladedruckaufbau im Kreis gepumpt wird. Über den Adaptionswert AW wird dabei sichergestellt, dass das erforderliche Mehr an Antriebsleistung zur Verfügung gestellt werden kann. Durch den Grenzwert GW des Grenzwertspeichers 115 wird dabei ein unerwünschtes Weglaufen „der Adaptionswerte AW" der Ladedruckregelung für das zweite Ansteuersignal A2 verhindert bzw. eine Fehlererkennung ermöglicht.
Die Diagnose eines fehlerhaft offen klemmenden Schubumluftventils 1 kann zusammen mit einer Diagnose eines fehlerhaften geschlossen Klemmens des Schubumluftventils 1 kombiniert werden, bei der bei einem Lastwechsel von höherer zu niedrigerer Last das Schubumluftventil 1 zur Vermeidung von Verdichterpumpen in Öffnungsrichtung angesteuert wird. Wenn kein Verdichterpumpen erkannt wird und der Lastwechsel hinreichend groß und schnell war, kann man sicher sein, dass das Schubumluftventil nicht geschlossen klemmt. Andernfalls wird ein geschlossen klemmendes Schubumluftventil erkannt, d. h. ein Schubumluftventil, das trotz öffnender Ansteuerung geschlossen bleibt. Auch hier ist die höhere Last durch den aufgeladenen Betrieb der Brennkraftmaschine mit weitgehend geöffneter Drosselklappe oberhalb des ersten vorgegebenen Schwellwertes zu verstehen und die niedrigere Last durch den aufgeladenen Betrieb der Brennkraftmaschine bei weit geschlossener Drosselklappe mit einem Öffnungsgrad unterhalb des zweiten vorgegebenen Grenzwertes.
Die zeitliche Reihenfolge der Diagnose auf ein fehlerhaft offen klemmendes Schubumluftventil 1 und der Diagnose auf ein fehlerhaft schließend klemmendes Schubumluftventil 1 ist dabei beliebig.
Der vorgegebene Toleranzbereich kann ebenfalls in geeigneter Weise beispielsweise auf einem Prüfstand und/oder in Fahrversuchen appliziert werden derart, dass der Toleranzbereich zum einen nicht zu klein ist, um Unterschiede in den beiden zeitlichen Verläufen, die nicht aufgrund eines fehlerhaft offen klemmenden Schubumluftventils bedingt sind nicht zu einer Fehlermeldung führen zu lassen und andererseits sollte der Toleranzbereich nicht zu groß appliziert werden, um ein fehlerhaftes offen Klemmen des Schubumluftventils 1 auch zuverlässig detektieren zu können.
In 7 ist der zeitliche Verlauf des vom Drosselklappenpositionssensor 80 erfassten Drosselklappenwinkels α und des vom Ladedrucksensor 40 erfassten Istladedrucks pl über der Zeit t für den Fall einer Lastreduzierung von einer höheren Last zu einer niedrigeren Last dargestellt. Bis zu einem ersten Zeitpunkt t₁ weist der Drosselklappenöffnungswinkel α einen Wert von mehr als 95% und damit einen Wert oberhalb des ersten vorgegebenen Grenzwertes auf. Zum ersten Zeitpunkt t₁ fällt der Drosselklappenwinkel α beispielsweise aufgrund einer Rücknahme eines Fahrerwunschmomentes FW derart ab, dass zu einem dem ersten Zeitpunkt t₁ nachfolgenden zweiten Zeitpunkt t₂ der Drosselklappenwinkel α den zweiten vorgegebenen Grenzwert von in diesem Beispiel 10% Öffnungswinkel erreicht und anschließend unterschreitet. Somit bewegt sich der Drosselklappenöffnungswinkel α von einer weitgehend geöffneten Stellung oberhalb des ersten vorgegebenen Grenzwertes in eine weitgehend geschlossene Stellung unterhalb des zweiten vorgegebenen Grenzwertes. Als Beispiel für den vorgegebenen Schwellwertbetrag für die Reduzierung des Drosselklappenöffnungswinkels α kann in diesem Fall ein Wert von 85%, angelehnt an die Differenz zwischen dem ersten vorgegebenen Grenzwert und dem zweiten vorgegebenen Grenzwert gewählt werden. Somit ist die Reduzierung des Drosselklappenöffnungswinkels α beim Beispiel nach 7 größer als der vorgegebene Schwellwertbetrag von in diesem Beispiel 85% Drosselklappenöffnungswinkeldifferenz. Somit wird bei einem Verlauf des Drosselklappenöffnungswinkels α gemäß 7 zwischen der ersten Zeit t1 und der zweiten Zeit t₂ der Verlauf des Istladedrucks pl in der Auswerteeinheit 20 auf das Vorliegen von Verdichterpumpen untersucht, da aufgrund der für die beschriebene Lastreduzierung um mehr als den vorgegebenen Schwellwertbetrag aktivierten Diagnose eine Ansteuerung des Schubumluftventils 1 zum Öffnen ausbleibt. Der Istladedruck pl nimmt dabei bis zum ersten Zeitpunkt t₁ einen ersten Wert pl1 oberhalb seines vorgegebenen Grenzwertes plg an. Istladedrücke oberhalb des für sie vorgegebenen Grenzwertes plg kennzeichnen dabei einen Betrieb der Brennkraftmaschine 5 bei höherer Last. Mit der Abnahme der Last aufgrund der Reduzierung beispielsweise des Fahrerwunschmomentes FW wird auch der Sollladedruck plsoll und mit diesem der Istladedruck pl vom ersten Zeitpunkt t₁ an reduziert. Dabei sei angenommen, dass ab dem ersten Zeitpunkt t₁ das Fahrerwunschmoment FW entsprechend zurückgenommen wird, beispielsweise indem das Fahrpedal ausgehend von einer Betätigung bis nahe dem Anschlag vollständig losgelassen wird. Ab dem ersten Zeitpunkt t₁ nimmt der Istladedruck pl also ab. Ohne Öffnen des Schubumluftventils 1 wird ab einem dem ersten Zeitpunkt t₁ nachfolgenden dritten Zeitpunkt t₃ Verdichterpumpen erwartet, das in 7 gemäß dem Bezugszeichen 600 in Form von Schwankungen des Istladedrucks pl dargestellt ist. Ab dem dem dritten Zeitpunkt t₃ nachfolgenden zweiten Zeitpunkt t₂ beginnt die Auswerteeinheit 20 aufgrund ihrer Aktivierung und gemäß der ersten Ausführungsform der Diagnose den Verlauf des Istladedrucks pl mit dem aus dem Referenzwertspeicher 120 entnommenen Referenzverlauf, der dem Verdichterpumpen 600 entspricht, bzw. mit einem um diesen Referenzverlauf 600 gebildeten vorgegebenen Toleranzbereich 605 zu vergleichen, der in 7 schraffiert dargestellt ist. Bleibt das Schubumluftventil 1 jedoch bei dem in 7 gezeigten Lastabfall geöffnet, so stellt sich ein Verlauf 610 des Istladedrucks pl ein, der in 7 strichpunktiert dargestellt ist und außerhalb des Toleranzbereichs 605, nämlich unterhalb des Toleranzbereichs 605 liegt. Die Auswerteeinheit 20 erkennt somit, dass der tatsächliche Verlauf des Istladedrucks pl gemäß dem Bezugszeichen 610 außerhalb des vorgegebenen Toleranzbereichs 605 liegt, so dass auf ein fehlerhaft offen klemmendes Schubumluftventil 1 erkannt wird.
Die Diagnose gemäß der zweiten alternativen Ausführungsform ist anhand der zeitlichen Verläufe der 8a) und 8b) dargestellt. Dabei zeigt die 8a) wie auch die 7 den zeitlichen Verlauf des Drosselklappenöffnungswinkels α und des Istladedrucks pl, wobei ein gleicher Lastabfall wie in 7 angenommen wird. Somit entspricht der zeitliche Verlauf des Drosselklappenöffnungswinkels α in 8a) dem zeitlichen Verlauf des Drosselklappenwinkels α in 7. Entsprechendes gilt für den zeitlichen Verlauf des Istladedrucks pl, der sich jedoch bis zum ersten Zeitpunkt t₁ und vom ersten Zeitpunkt t₁ bis zum nachfolgenden zweiten Zeitpunkt t₂ entsprechend dem in 7 strichpunktiert dargestellten Verlauf 610 verhält. Dies deshalb, weil bereits zu einem vierten Zeitpunkt t₄, der zwischen dem ersten Zeitpunkt t₁ und dem dritten Zeitpunkt t₃ liegt, zu dem gemäß 7 der Beginn des Verdichterpumpens ohne Öffnen des Schubumluftventils 1 liegen würde, das Schubumluftventil 1 geöffnet wird, wie in 8b) anhand des zeitlichen Verlaufs des ersten Ansteuersignals A1 dargestellt ist. Zum vierten Zeitpunkt t₄ springt es von Null auf Eins und damit von einer schließenden Ansteuerung auf eine öffnende Ansteuerung, so dass das Schubumluftventil 1 zum vierten Zeitpunkt t₄ von der vollständig geschlossenen Stellung in die vollständig geöffnete Stellung bewegt werden soll. Mit Erkennen des Erreichens des zweiten unteren Grenzwertes von in diesem Beispiel 10% für den Drosselklappenöffnungswinkel α zum zweiten Zeitpunkt t₂ oder kurz danach wird bei der zweiten Ausführungsform der Erfindung das erste Ansteuersignal A1 wieder von Eins auf Null zurückgesetzt und damit das Schubumluftventil in seine vollständige Schließstellung angesteuert. Infolge des Schließens des Schubumluftventils 1 zum in diesem Beispiel zweiten Zeitpunkt t₂ wird ein Anstieg Δpl des Istladedrucks erwartet, der größer als der vorgegebene Schwellwert SW des Schwellwertspeichers 110 ist. Der Anstieg Δpl des Istladedrucks ab dem zweiten Zeitpunkt t₂ wird von der Auswerteeinheit 20 ermittelt, indem geprüft wird, wann der Istladedruck pl ab dem zweiten Zeitpunkt t₂ einen Maximalwert erreicht. Dies ist zum dem zweiten Zeitpunkt t₂ nachfolgenden fünften Zeitpunkt t₅ der Fall. Dieses Maximum, das in 8 mit plm gekennzeichnet ist, abzüglich des zum zweiten Zeitpunkt t₂ erreichten Istladedruckwertes pl2 ergibt dann in der Auswerteeinheit 20 den Anstieg Δpl, der dann mit dem vorgegebenen Schwellwert SW in der beschriebenen Weise verglichen wird. Sollte das Schubumluftventil 1 fehlerhaft offen klemmen, so wird die Auswerteeinheit 20 ab dem zweiten Zeitpunkt t₂ keinen Anstieg Δpl oberhalb des vorgegebenen Schwellwertes SW des Schwell wertspeichers 110 detektieren und damit ein fehlerhaft offen klemmendes Schubumluftventil 1 diagnostizieren.

Claims

Verfahren zur Diagnose eines Schubumluftventils (1) einer Brennkraftmaschine (5) mit Verdichter (10), dadurch gekennzeichnet, dass für die Diagnose ein zeitlicher Verlauf eines Ladedruckes der Brennkraftmaschine (5) in Folge einer vorgegebenen Ansteuerung des Schubumluftventils (1) ausgewertet wird, wobei die Ansteuerung des Schubumluftventils (1) derart erfolgt, dass ein in Richtung seiner Schließstellung verbrachtes Schubumluftventil (1) erwartet wird, und dass abhängig vom sich einstellenden zeitlichen Verlauf des Ladedruckes ein offen klemmendes Schubumluftventil (1) diagnostiziert wird, wenn der zeitliche Verlauf des Ladedruckes nicht mit einem für ein in Richtung seiner Schließstellung verbrachtes Schubumluftventil (1) erwarteten zeitlichen Verlauf plausibel ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beim Übergang von einer höheren Last, bei der das Schubumluftventil (1) in Schließrichtung angesteuert wird, zu einer niedrigeren Last der Brennkraftmaschine (5) die Ansteuerung des Schubumluftventils (1) in Richtung seiner geöffneten Stellung ausgesetzt wird, dass geprüft wird, ob infolge dessen Verdichterpumpen auftritt, und dass wenn festgestellt wird, dass sich kein Verdichterpumpen einstellt, ein fehlerhaft offen klemmendes Schubumluftventil (1) erkannt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ausgehend von einem Betriebszustand mit geöffnetem Schubumluftventil (1) das Schubumluftventil (1) in seine Schließrichtung angesteuert wird und dass für den Fall, in dem in Folge der Ansteuerung des Schubumluftventils (1) in Schließrichtung kein Anstieg des Ladedruckes über einem vorgegebenen Schwellwert detektiert wird, ein fehlerhaft offen klemmendes Schubumluftventil (1) diagnostiziert wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass geprüft wird, ob ein vorgegebener Ladedruck bei Ansteuerung des Schubumluft ventils (1) in Schließrichtung erreicht wird, dass wenn dies, insbesondere innerhalb einer vorgegebenen Zeit nicht der Fall ist, die Prüfung auf ein offen klemmendes Schubumluftventil (1) aktiviert wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Ladedruckadaption, bei der eine Adaptionsgröße zur Aufrechterhaltung eines vorgegebenen Ladedruckes einen vorgegebenen Grenzwert erreicht, die Prüfung auf ein offen klemmendes Schubumluftventil (1) aktiviert wird.
Vorrichtung (15) zur Diagnose eines Schubumluftventils (1) einer Brennkraftmaschine (5) mit Verdichter (10), dadurch gekennzeichnet, dass Auswertemittel (20) vorgesehen sind, die für die Diagnose einen zeitlichen Verlauf eines Ladedruckes der Brennkraftmaschine (5) in Folge einer vorgegebenen Ansteuerung des Schubumluftventils (1) auswerten, wobei Ansteuermittel (25) vorgesehen sind, die das Schubumluftventil (1) derart ansteuern, dass ein in Richtung seiner Schließstellung verbrachtes Schubumluftventil (1) erwartet wird, und dass Diagnosemittel (30) vorgesehen sind, die abhängig vom sich einstellenden zeitlichen Verlauf des Ladedruckes ein offen klemmendes Schubumluftventil (1) diagnostizieren, wenn der zeitliche Verlauf des Ladedruckes nicht mit einem für ein in Richtung seiner Schließstellung verbrachtes Schubumluftventil (1) erwarteten zeitlichen Verlauf plausibel ist.