DE102007052095B4

DE102007052095B4 - Betriebsverfahren für eine Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102007052095B4
Application number: DE102007052095.8A
Authority: DE
Inventors: Dirk Geyer
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Vitesco Technologies GmbH
Priority date: 2007-10-31
Filing date: 2007-10-31
Publication date: 2015-10-29
Anticipated expiration: 2027-11-01
Also published as: DE102007052095A1

Abstract

Betriebsverfahren für eine Brennkraftmaschine (1) mit den folgenden Schritten (S2, S3, S4): a) Überprüfen einer Notlauf-Bedingung, b) Umschalten von einem Normal-Betrieb (S1) in einen Notlauf-Betrieb (NL) mit einem vorgegebenen Betriebsverhalten der Brennkraftmaschine (1), wenn die Notlauf-Bedingung erfüllt ist, c) Überwachen der Einhaltung des vorgegebenen Betriebsverhaltens der Brennkraftmaschine (1) in dem Notlauf-Betrieb (NL), dadurch gekennzeichnet, dass d) das Betriebsverhalten der Brennkraftmaschine (1) in dem Notlauf-Betrieb (NL) mittels eines Klopfsensors (8) überwacht wird, der das Klopfverhalten der Brennkraftmaschine (1) ermittelt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Betriebsverfahren für eine Brennkraftmaschine mit einem Notlauf.
Bei einer elektronischen Motorleistungssteuerung (E-Gas) wird im Falle eines Benzinmotors die Drosselklappe und im Falle eines Dieselmotors die Einspritzanlage nicht mehr mechanisch, sondern elektrisch über das Gaspedal angesteuert. Derartige elektronische Motorleistungssteuerungen müssen bei sicherheitsrelevanten Fehlern einen Notlauf-Betrieb ermöglichen, in dem eine drehzahlabhängige Einspritzbegrenzung erfolgt, wobei die Notlaufeigenschaften der elektronischen Motorleistungssteuerung überwacht werden müssen.
In 1 ist schematisch dargestellt, wie die Überwachung der Notlaufeigenschaften einer elektronischen Motorleistungssteuerung bei den derzeit gebräuchlichen elektronischen Motorsteuerungen (ECU: Electronic Control Unit) bei einer herkömmlichen Brennkraftmaschine 1 funktioniert. Hierbei werden die Einspritzventile der Brennkraftmaschine 1 von einer Einspritz-Treiberschaltung 2 angesteuert, wobei die Einspritz-Treiberschaltung 2 ihre Steuersignale von einem Funktionsblock 3 eines in der elektronischen Motorsteuerung ablaufenden Steuerprogramms erhält. Der Funktionsblock 3 ist hierbei über einen steuerbaren Schalter 4 mit der Einspritz-Treiberschaltung 2 verbunden, wobei der Schalter 4 wahlweise softwaremäßig oder hardwaremäßig realisiert sein kann.
Darüber hinaus weist das in der elektronischen Motorsteuerung ablaufende Steuerprogramm einen Funktionsblock 5 auf, der die elektronische Motorleistungssteuerung (E-Gas) laufend auf eine Fehlfunktion hin überprüft und im Falle einer Fehlfunktion einen Notlauf-Betrieb anfordert, indem der Funktionsblock 5 den Schalter 4 so ansteuert, dass der Funktionsblock 3 von der Einspritz-Treiberschaltung 2 getrennt wird, so dass keine Kraftstoffeinspritzungen mehr erfolgen.
Darüber hinaus meldet der Funktionsblock 5 die Notlauf-Anforderung auch an einen weiteren Funktionsblock 6 des in der elektronischen Motorsteuerung ablaufenden Steuerprogramms, wobei der Funktionsblock 6 die Aufgabe hat, den Notlauf-Betrieb der elektronischen Motorleistungssteuerung zu überwachen. Der Funktionsblock 6 ist deshalb mit dem Schalter 4 verbunden und erhält deshalb von dem Schalter 4 eine Notlauf-Rückmeldung.
Falls der Funktionsblock 6 des in der elektronischen Motorsteuerung ablaufenden Steuerprogramms feststellt, dass trotz einer Notlauf-Anforderung durch den Funktionsblock 5 keine Notlauf-Rückmeldung von dem Schalter 4 kommt, so steuert der Funktionsblock 6 einen weiteren Funktionsblock 7 des in der elektronischen Motorsteuerung ablaufenden Steuerprogramms so an, dass eine geeignete Fehlerreaktion erfolgt.
Die Überwachung der elektronischen Motorleistungssteuerung ist also auf zwei Ebenen verteilt, nämlich auf eine Funktionsebene (Ebene 1) und auf eine Überwachungsebene (Ebene 2).
Hierbei wird jedoch die Strecke von der Einspritz-Treiberschaltung 2 bis zu der Brennkraftmaschine 1 nicht überwacht, so dass dortige Fehler wahrend eines Notlauf-Betriebs der elektronischen Motorleistungssteuerung nicht erkannt werden können.
Ahnliche Verfahren sind auch bekannt aus DE 10 2006 045 892 A1 , DE 197 04 313 A1 und DE 197 31 972 A1 . Diese Druckschriften enthalten jedoch keinen Hinweis auf einen Klopfsensor.
Aus JP 2004270592 A ist zwar ein Klopfsensor bekannt, jedoch dient der Klopfsensor hierbei lediglich dazu, zu bestimmen, von welchem Brennraum Verbrennungsgeräusche herruhren. Der Klopfsensor dient also bei dieser Druckschrift nicht zur Überwachung des Betriebsverhaltens der Brennkraftmaschine in dem Notlauf-Betrieb.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, das bekannte Überwachungsverfahren für einen Notlauf-Betrieb einer elektronischen Motorleistungssteuerung einer Brennkraftmaschine entsprechend zu verbessern.
Diese Aufgabe wird, ausgehend von dem vorstehend beschriebenen herkömmlichen Notlauf-Überwachungsverfahren gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs, durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs gelost.
Die Erfindung umfasst die allgemeine technische Lehre, bei der Überwachung eines Notlauf-Betriebs einer elektronischen Motorleistungssteuerung (E-Gas) das tatsächliche Betriebsverhalten der Brennkraftmaschine auszuwerten. Dies bietet den Vorteil, dass auch Fehler im Bereich zwischen der Einspritz-Treiberschaltung und der Brennkraftmaschine erkannt und berücksichtigt werden können.
Das erfindungsgemäße Betriebsverfahren sieht also vor, dass im Normal-Betrieb der Brennkraftmaschine überprüft wird, ob eine Notlauf-Bedingung erfüllt ist. Diese Überprüfung einer Notlauf-Bedingung kann in herkömmlicher Weise erfolgen und muss deshalb nicht näher beschrieben werden.
Das erfindungsgemäße Betriebsverfahren sieht weiterhin vor, dass von dem Normal-Betrieb in einen Notlauf-Betrieb umgeschaltet wird, wenn die Notlauf-Bedingung erfüllt ist. In dem Notlauf-Betrieb kann beispielsweise eine drehzahlabhangige Einspritzbegrenzung erfolgen, was an sich aus dem Stand der Technik bekannt ist und deshalb nicht näher beschrieben werden muss.
In dem Notlauf-Betrieb wird dann auch bei dem erfindungsgemäßen Betriebsverfahren überwacht, ob die Brennkraftmaschine das für den Notlauf-Betrieb vorgesehene Betriebsverhalten zeigt. Diese Überwachung des Betriebsverhaltens der Brennkraftmaschine erfolgt jedoch erfindungsgemäß durch einen Sensor, der das tatsächliche Betriebsverhalten der Brennkraftmaschine erfasst.
Erfindungsgemäß handelt es sich bei dem Sensor um einen herkömmlichen Klopfsensor, der das Klopfverhalten der Brennkraftmaschine misst.
Aus dem Ausgangssignal des Sensors kann im Rahmen des erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens ein binäres Zustandssignal abgeleitet werden, das angibt, ob die Brennkraftmaschine das für den Notlauf-Betrieb vorgegebene Betriebsverhalten einhält oder nicht. Bei der Signalauswertung sind deshalb vorteilhafterweise große Toleranzen möglich.
Das erfindungsgemäße Betriebsverfahren eignet sich insbesondere zur Überwachung einer elektronischen Motorleistungssteuerung (E-Gas), wobei die Notlauf-Bedingung erfüllt ist, wenn die Überwachung ergibt, dass die elektronische Motorleistungssteuerung fehlerhaft arbeitet. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die Uberwachung einer elektronischen Motorleistungssteuerung beschränkt. Vielmehr eignet sich die Erfindung auch zur Überwachung anderer Komponenten einer Brennkraftmaschine.
Falls die erfindungsgemaße Überwachung des für den Notlauf-Betrieb vorgesehenen Betriebsverhaltens der Brennkraftmaschine einen Fehler ergibt, so wird im Rahmen des erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens vorzugsweise einer Fehlerreaktion aktiviert. Im einfachsten Fall kann es sich hierbei um die Speicherung eines Fehler-Flags handeln.
Vorzugsweise wird in dem Notlauf-Betrieb die Drehzahl der Brennkraftmaschine ermittelt und mit einem vorgegebenen Grenzwert verglichen.
Falls die Drehzahl der Brennkraftmaschine in dem Notlauf-Betrieb den vorgegebenen Grenzwert überschreitet, so erfolgt in dem Notlauf-Betrieb der elektronischen Motorleistungssteuerung vorzugsweise eine vollstandige Unterbrechung der Kraftstoffeinspritzung.
Falls die Drehzahl der Brennkraftmaschine den vorgegebenen Grenzwert dagegen nicht überschreitet, so kann es ausreichend sein, die Luftmasse zu reduzieren und/oder die Zündung der Brennkraftmaschine anzupassen.
Bei einer Unterbrechung der Kraftstoffeinspritzung in dem Notlauf-Betrieb wird die Kraftstoffeinspritzung vorzugsweise für alle Brennräume der Brennkraftmaschine synchron unterbrochen.
Weiterhin ist zu erwähnen, dass es sich bei der Brennkraftmaschine um einen Otto-Motor handeln kann, wie beispielsweise einen Ottomotor mit Saugrohreinspritzung oder einen Otto-Motor mit Kraftstoffdirekteinspritzung. Die Erfindung ist jedoch hinsichtlich des Typs der Brennkraftmaschine nicht auf Otto-Motoren beschräkt, sondern auch mit anderen Typen von Brennkraftmaschinen realisierbar, wie beispielsweise Diesel-Motoren.
Ferner ist zu erwähnen, dass die Erfindung nicht nur das vorstehend beschriebenen Betriebsverfahren umfasst, sondern auch eine Motorsteuerung mit einem Programmspeicher, in dem ein Steuerprogramm abgespeichert ist, welches beim Ablauf das erfindungsgemäße Betriebsverfahren ausführt.
Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet oder werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung des herkömmlichen Notlauf-Überwachungsverfahrens für eine elektronische Motorleistungssteuerung einer Brennkraftmaschine,
2 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Notlauf-Überwachungsverfahrens sowie
3 das erfindungsgemäße Notlauf-Überwachungsverfahren in Form eines Flussdiagramms.
Das in 2 schematisch dargestellte Notlauf-Überwachungsverfahren für eine elektronische Motorleistungssteuerung (E-Gas) stimmt weitgehend mit dem eingangs beschriebenen und in 1 dargestellten herkömmlichen Notlauf-Überwachungsverfahren überein, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorstehende Beschreibung zu 1 verwiesen wird, wobei für entsprechende Einzelheiten in 2 dieselben Bezugszeichen verwendet werden.
Eine Besonderheit dieses erfindungsgemäßen Beispiels besteht darin, dass der Funktionsblock 6 für die Notlauf-Überwachung nicht mit dem Schalter 4 verbunden ist, sondern mit einem Klopfsensor 8, der das Klopfverhalten der Brennkraftmaschine 1 auswertet. Der Funktionsblock 6 des in der elektronischen Motorsteuerung ablaufenden Steuerprogramms ermittelt dann anhand des Ausgangssignals des Klopfsensors 8, ob die elektronische Motorleistungssteuerung in dem Notlauf-Betrieb das vorgegebene Betriebsverhalten einhält.
Im Folgenden wird das erfindungsgemäße Notlauf-Überwachungsverfahren anhand des Flussdiagramms in 3 erläutert.
In einem Schritt S1 erfolgt zunächst ein Normal-Betrieb der Brennkraftmaschine 1 und der elektronischen Motorleistungssteuerung (E-Gas), da die elektronische Motorleistungssteuerung keine Fehlfunktion zeigt.
Während des Normal-Betriebs der Brennkraftmaschine wird dann in einem Schritt S2 laufend geprüft, ob die elektronische Motorleistungssteuerung eine Fehlfunktion zeigt.
Falls diese Überprüfung ergibt, dass keine Fehlfunktion der elektronischen Motorleistungssteuerung vorliegt, so wird in einem Schritt S3 der Normal-Betrieb der Brennkraftmaschine 1 fortgesetzt.
Falls die Überprüfung dagegen eine Fehlfunktion der elektronischen Motorleistungssteuerung ergibt, so wird von dem Schritt S3 in einen Notlauf-Betrieb NL verzweigt, der in dem Flussdiagramm gestrichelt dargestellt ist.
In dem Notlauf-Betrieb NL wird zunächst in einem Schritt S4 die Drehzahl der Brennkraftmaschine 1 gemessen.
Anschließend wird die gemessene Drehzahl dann in einem Schritt S6 mit einem vorgegebenen Grenzwert verglichen.
Falls der Vergleich der gemessenen Drehzahl mit dem vorgegebenen Grenzwert ergibt, dass die Drehzahl der Brennkraftmaschine 1 den Grenzwert überschreitet, so wird von einem Schritt S6 zu einem Schritt S7 verzweigt, in dem die Einspritzung für sämtliche Brennräume der Brennkraftmaschine 1 unterbrochen wird.
Anschließend wird dann in einem Schritt S8 das Betriebsverhalten der Brennkraftmaschine 1 von dem Klopfsensor 8 vermessen, um zu überprüfen, ob die Einspritzung tatsächlich unterbrochen wurde.
Falls die Überprüfung in einem Schritt S9 ergibt, dass keine Einspritzung mehr erfolgt und das Betriebsverhalten der Brennkraftmaschine 1 demzufolge in Ordnung ist, so wird zu dem Schritt S2 verzweigt, wo erneut überprüft wird, ob die elektronische Motorleistungssteuerung eine Fehlfunktion aufweist.
Falls die Überprüfung in dem Schritt S9 dagegen ergibt, dass das Betriebsverhalten der Brennkraftmaschine 1 anders ist als es bei einer vollständigen Unterbrechung der Kraftstoffeinspritzung der Fall wäre, so wird von dem Schritt S9 zu einem Schritt S10 verzweigt, in dem in herkömmlicher Weise eine Fehlerreaktion erfolgt. Von dem Schritt S10 wird dann wieder zu dem Schritt S2 übergegangen, in dem wiederum überprüft wird, ob die elektronische Motorleistungssteuerung eine Fehlfunktion aufweist.
Falls die Drehzahluberprüfung in dem Schritt S6 dagegen ergibt, dass die gemessene Drehzahl der Brennkraftmaschine 1 den Grenzwert nicht überschreitet, so wird zu einem Schritt S11 übergegangen, in dem lediglich die Luftmenge reduziert und die Zündung angepasst wird. Von dem Schritt S11 wird dann wiederum zu dem Schritt S2 übergegangen, in dem überprüft wird, ob die elektronische Motorleistungssteuerung eine Fehlfunktion aufweist.
Die Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene bevorzugte Ausführungsbeispiel beschränkt. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen möglich, die ebenfalls von dem Erfindungsgedanken Gebrauch machen und deshalb in den Schutzbereich fallen.

Claims

Betriebsverfahren für eine Brennkraftmaschine (1) mit den folgenden Schritten (S2, S3, S4): a) Überprüfen einer Notlauf-Bedingung, b) Umschalten von einem Normal-Betrieb (S1) in einen Notlauf-Betrieb (NL) mit einem vorgegebenen Betriebsverhalten der Brennkraftmaschine (1), wenn die Notlauf-Bedingung erfüllt ist, c) Überwachen der Einhaltung des vorgegebenen Betriebsverhaltens der Brennkraftmaschine (1) in dem Notlauf-Betrieb (NL), dadurch gekennzeichnet, dass d) das Betriebsverhalten der Brennkraftmaschine (1) in dem Notlauf-Betrieb (NL) mittels eines Klopfsensors (8) überwacht wird, der das Klopfverhalten der Brennkraftmaschine (1) ermittelt.
Betriebsverfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgenden Schritt (S2): Überwachen einer elektronischen Motorleistungssteuerung der Brennkraftmaschine (1), wobei die Notlauf-Bedingung erfüllt ist, wenn die Überwachung ergibt, dass die elektronische Motorleistungssteuerung fehlerhaft arbeitet.
Betriebsverfahren nach einem der vorhergehenden Anspruche, gekennzeichnet durch folgenden Schritt (S10): Aktivieren einer Fehlerreaktion, wenn die Brennkraftmaschine (1) in dem Notlauf-Betrieb (NL) von dem vorgegebenen Betriebsverhalten abweicht.
Betriebsverfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Fehlerreaktion die Speicherung eines Fehler-Flags umfasst.
Betriebsverfahren nach einem der vorhergehenden Anspruche, gekennzeichnet durch folgende Schritte (S4, S5, S6, S7, S11) in dem Notlauf-Betrieb (NL): a) Ermitteln der Drehzahl der Brennkraftmaschine (1), b) Vergleichen der ermittelten Drehzahl der Brennkraftmaschine (1) mit einem vorgegebenen Grenzwert, c) Unterbrechen der Kraftstoffeinspritzung in dem Notlauf-Betrieb (NL), wenn die Drehzahl der Brennkraftmaschine (1) den Grenzwert überschreitet, und/oder d) Reduzieren der Luftmasse und/oder Anpassen der Zündung in dem Notlauf-Betrieb (NL), wenn die Drehzahl der Brennkraftmaschine (1) den Grenzwert nicht überschreitet.
Betriebsverfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstoffeinspritzung in dem Notlauf-Betrieb (NL) für alle Brennraume der Brennkraftmaschine (1) unterbrochen wird, wenn die Drehzahl der Brennkraftmaschine (1) den Grenzwert überschreitet.
Betriebsverfahren nach einem der vorhergehenden Anspruche, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine (1) a) ein Otto-Motor, insbesondere ein Otto-Saugrohreinspritzer oder ein Otto-Direkteinspritzer, oder b) ein Diesel-Motor ist.
Motorsteuerung für eine Brennkraftmaschine (1) mit einem Programmspeicher, in dem ein Steuerprogramm abgespeichert ist, welches beim Ablauf das Betriebsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausfuhrt.