DE102009007365B4

DE102009007365B4 - Fehleranalyseverfahren und Fehleranalysevorrichtung für einen Verbrennungsmotor

Info

Publication number: DE102009007365B4
Application number: DE102009007365A
Authority: DE
Inventors: Shahid Afsar; Carl-Eike Hofmeister; Matthias Stampfer
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Vitesco Technologies GmbH
Priority date: 2009-02-04
Filing date: 2009-02-04
Publication date: 2010-12-02
Anticipated expiration: 2029-02-05
Also published as: DE102009007365A1; KR20110132366A; KR101629319B1; US9068524B2; US20110295485A1; CN102308072A; WO2010089236A1; CN102308072B

Abstract

Fehleranalyseverfahren für einen Verbrennungsmotor mit mehreren Zylindern (6), wobei eine Winkelgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors bestimmt wird (S2), und wobei ein Parameter eines Verbrennungsprozesses eines der mehreren Zylinder (6) angepasst wird (S3), um die Zeiten anzugleichen, in denen der Verbrennungsmotor jeweils ein Winkelintervall zurücklegt, und anhand des Werts des Parameters bestimmt wird, dass der eine der mehreren Zylinder (6) defekt ist (S5), dadurch gekennzeichnet, dass ein Defekt des einen der mehreren Zylinder (6) daran erkannt wird (S5), dass ein Wert mindestens eines weiteren Parameters eine untere Schranke unterschreitet, und gleichzeitig eine Einspritzmenge größer als eine untere Schranke ist, oder dass ein Wert des weiteren Parameters eine obere Schranke überschreitet, und gleichzeitig eine Einspritzmenge kleiner als eine untere Schranke ist.

Description

Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fehleranalyseverfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, eine Fehleranalysevorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 9 und eine Verbrennungsmotorsteuerung mit einer Fehleranalysevorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 14.
Eine solche Fehleranalysevorrichtung für einen Verbrennungsmotor mit mehreren Zylindern, einer Winkelgeschwindigkeitsbestimmungseinrichtung und einer Verbrennungsmotorsteuerungseinrichtung, die eingerichtet ist, einen Parameter des Verbrennungsprozesses eines der mehreren Zylinder anzupassen, um die Zeiten anzugleichen, in denen der Verbrennungsmotor jeweils ein Winkelintervall zurücklegt, ist aus der US 6,158,27 A bekannt. Der Verbrennungsmotor ist ein Ottomotor, dessen Zündzeiten angepasst werden. Der Fehler selbst besteht in den falschen Zündzeiten. Dieser Fehler wird durch die Fehleranalysevorrichtung berichtigt. Die Zündzeit wird nicht verwendet, um auf einen Defekt eines der Zylinder zu schließen, der beispielsweise die Ursache der falschen Zündzeit ist.
Die DE 199 46 911 A1 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überwachung eines Kraftstoffzumesssystems, insbesondere eines Common-Rail-Systems, einer Brennkraftmaschine. Bei dem Verfahren wird ein Fehler eines Injektors erkannt, wenn eine einem Zylinder der Brennkraftmaschine zugeordnete Größe, welche eine Stellgröße einer Mengenausgleichsregelung bzw. einer Laufunruheregelung ist, von einem erwarteten Wert abweicht. Die Stellgröße ist dabei insbesondere eine Korrekturmenge, die die Mengenausgleichsregelung bzw. die Laufunruheregelung bereitstellt.
Die DE 41 22 139 A1 offenbart ein Verfahren zur Zylindergleichstellung bezüglich der Kraftstoffeinspritzmengen einer Brennkraftmaschine. Hierbei wird eine Drehbeschleunigung für einen jeden Verbrennungsvorgang eines jeden Zylinders der Brennkraftmaschine erfasst, wobei die einzelnen Messwerte der Drehbeschleunigungen miteinander verglichen werden. In einem Anschluss daran wird eine Kraftstoffeinspritzmenge derart verändert, dass Abweichungen ausgeglichen werden.
Offenbarung der Erfindung
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fehleranalyseverfahren, eine Fehleranalysevorrichtung und ei ne Verbrennungsmotorsteuerung zu schaffen, die es ermöglichen, einen defekten Zylinder zu erkennen.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch ein Fehleranalyseverfahren mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1, eine Fehleranalysevorrichtung mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 9 und eine Verbrennungsmotorsteuerung mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 14 gelöst.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fehleranalyseverfahren für einen Verbrennungsmotor, wobei anhand des Werts des Parameters bestimmt wird, dass der eine der mehreren Zylinder defekt ist. Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung umfasst der Zylinder beispielsweise den Zylinderkolben, Zylinderringe, den Zylinderkopf mit einem Injektor, einem Einlassventil, einem Auslassventil usw. Unter einem Defekt wird im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung eine nicht tolerierbare Abweichung einer feststehenden Eigenschaft eines Teils des Zylinders von einer gewünschten Eigenschaft des Teils verstanden. Eine Zündzeit, die veränderlich ist, ist keine feststehende Eigenschaft und somit kein Defekt im Sinne der vorliegenden Erfindung. Es kann auch jeweils ein Parameter von mehreren Zylindern angepasst werden, d. h. es wird ein Parameter mindestens eines Zylinders angepasst. Vorteilhafterweise können bei dem Fehleranalyseverfahren Bauteile verwendet werden, welche herkömmliche Verbrennungsmotoren mit Zylindergleichstellungsregelung bereits aufweisen.
Gemäß der Erfindung wird ein Defekt des einen der mehreren Zylinder daran erkannt, dass der Wert des Parameters eine untere Schranke unterschreitet, oder dass der Wert des Parameters eine obere Schranke überschreitet. Die untere Schranke und die obere Schranke sind relativ zu typischen Werten des Parameters für einen funktionstüchtigen Zylinder definiert. Erfindungsgemäß wird ein Defekt des einen der mehreren Zylinder daran erkannt, dass ein Wert mindestens eines weiteren Parameters eine untere Schranke unterschreitet, und gleichzeitig eine Einspritzmenge größer als eine untere Schranke ist, oder dass ein Wert des weiteren Parameters eine obere Schranke überschreitet, und gleichzeitig eine Einspritzmenge kleiner als eine untere Schranke ist. Die untere Schranke und die obere Schranke sind relativ zu typischen Werten des Parameters für einen funktionstüchtigen Zylinder definiert. Es kann auch nur derjenige Zylinder als defekt angesehen, dessen Einspritzmenge außerdem extremal ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform werden weitere Parameter der anderen Zylinder angepasst, um die Verbrennungsmotordrehzahl konstant zu halten. Es werden daher lediglich Parameter für eine einzige Verbrennungsmotordrehzahl berücksichtigt, so dass das Verhalten des Parameters nur für die Verbrennungsmotordrehzahl bekannt sein muss, um zu beurteilen, ob ein Defekt vorliegt. Tatsächlich wird sich das angestrebte Ziel, die Verbrennungsmotordrehzahl konstant zu halten, oft nicht erreichen lassen.
In einer Weiterbildung der bevorzugten Ausführungsform werden Einspritzmengen in jeweils einen der mehreren Zylinder aus der Änderung der Winkelgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors berechnet. Dies ermöglicht es, die Einspritzmengen zu bestimmen, ohne dass ein weiterer Sensor erforderlich ist.
In noch einer Weiterbildung der bevorzugten Ausführungsform wird bei der Berechnung der Einspritzmengen davon ausgegangen, dass die Änderung der Winkelgeschwindigkeit jeweils von einer ersten Einspritzmenge und mindestens einer zweiten Einspritzmenge abhängt. Es kann somit ein funktionaler Zusammenhang zwischen den Einspritzmengen und der Winkelgeschwindigkeit hergestellt werden, der sich einfach analysieren lässt.
In noch einer Weiterbildung der bevorzugten Ausführungsform wird zwischen einer Änderung der kinetischen Energie aufgrund der Änderung der Winkelgeschwindigkeit und der ersten Einspritzmenge von einem linearen Zusammenhang ausgegangen, und wird zwischen der Änderung der kinetischen Energie aufgrund der Änderung der Winkelgeschwindigkeit und der zweiten Einspritzmenge von einem linearen Zusammenhang ausgegangen. Die Einspritzmengen können somit durch das Auflösen eines linearen Gleichungssystems berechnet werden.
In noch einer Weiterbildung der bevorzugten Ausführungsform ist der Parameter die Einspritzzeit von Kraftstoff in den einen der mehreren Zylinder, und sind die weiteren Parameter die Einspritzzeit von Kraftstoff in jeweils einen der anderen Zylinder. Dieses Verfahren ist für einen Dieselmotor besonders geeignet. Eine mögliche Ursache der Abweichung der Einspritzzeit ist insbesondere ein Defekt der Einspritzdüse wie ein unzureichendes Öffnen oder Schließen.
In einer Weiterbildung der bevorzugten Ausführungsform wird der Durchschnittswert der Parameter mit einem Durchschnittswert der Parameter ohne Anpassung verglichen, um das Ergebnis des Fehleranalyseverfahrens zu überprüfen. Um den Durch schnittswert der Parameter ohne Anpassung zu erhalten wird beispielsweise eine Zylindergleichstellungsregelung ausgeschaltet.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine Fehleranalysevorrichtung für einen Verbrennungsmotor, wobei die Fehleranalysevorrichtung eingerichtet ist, anhand des Werts des Parameters zu bestimmen, dass der eine der mehreren Zylinder defekt ist. Gemäß der Erfindung ist die Fehleranalysevorrichtung ferner eingerichtet, einen Defekt des einen der mehreren Zylinder daran zu erkennen, dass ein Wert mindestens eines weiteren Parameters eine untere Schranke unterschreitet, und gleichzeitig eine Einspritzmenge größer als eine untere Schranke ist, oder dass ein Wert des weiteren Parameters eine obere Schranke überschreitet, und gleichzeitig eine Einspritzmenge kleiner als eine untere Schranke ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Fehleranalysevorrichtung eingerichtet, einen Defekt des einen der mehreren Zylinder daran zu erkennen, dass der Wert des Parameters eine untere Schranke unterschreitet, oder dass der Wert des Parameters eine obere Schranke überschreitet.
In einer Weiterbildung der bevorzugten Ausführungsform ist die Fehleranalysevorrichtung eingerichtet, weitere Parameter der anderen Zylinder anzupassen, um die Verbrennungsmotordrehzahl konstant zu halten.
In noch einer Weiterbildung der bevorzugten Ausführungsform ist die Fehleranalysevorrichtung eingerichtet, Einspritzmengen in jeweils einen der mehreren Zylinder aus der Änderung der Winkelgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors berechnet werden.
In noch einer Weiterbildung der bevorzugten Ausführungsform ist die Fehleranalysevorrichtung eingerichtet, den Durchschnittswert der Parameter mit einem Durchschnittswert der Parameter ohne Anpassung zu vergleichen, um das Ergebnis der Fehleranalyse zu überprüfen.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine Verbrennungsmotorsteuerung mit einer erfindungsgemäßen Fehleranalysevorrichtung, wobei die Fehleranalysevorrichtung eingerichtet ist, anhand des Werts des Parameters zu bestimmen, dass der eine der mehreren Zylinder defekt ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Im Folgenden wird die Erfindung mit Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
1 eine schematische Ansicht eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs; und
2 ein Flussdiagramm eines Fehleranalyseverfahrens.
1 zeigt eine schematische Ansicht eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs. Der Verbrennungsmotor umfasst einen Verbrennungsmotorblock 1, einen Ansaugtrakt 2, einen Abgastrakt 3, ein Common-Rail-Verteilerrohr 4 und eine Verbrennungsmotorsteuerung 5 in Form eines Mikrocontrollers. Der Verbrennungsmotorblock 1 umfasst vier Zylinder, von denen ein Zylinder 6 dargestellt ist. In einem Zylinderkopf 7 sind ein Einlassventil 8, ein Auslassventil 9 und eine Einspritzdüse 10 angeordnet. Das Einlassventil 8 schließt oder öffnet den Zugang von dem Ansaugtrakt 2 zu der Brennkammer 11. Das Auslassventil 9 schließt oder öffnet den Zugang von der Brennkammer 11 zu dem Abgastrakt 3. Die Einspritzdüse 10 spritzt Kraftstoff in die Brennkammer 11 ein. Es handelt sich hier um einen Dieselmotor. Das Einlassventil 8, das Auslassventil 9 und die Einspritzdüse 10 werden über elektrische Steuerleitungen 12, 13 bzw. 14 von der Verbrennungsmotorsteuerung 5 gesteuert. Ein Zylinderkolben 15 ist über eine Pleuelstange 16 mit einer Kurbelwelle 17 verbunden, auf der ein Kurbelwellenzahnrad 18 sitzt. Ein Winkelgeschwindigkeitsmesser 19 misst die Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle 17 und sendet ein Winkelgeschwindigkeitssignal über eine elektrische Leitung 20 zu der Verbrennungsmotorsteuerung 5. Die Verbrennungsmotorsteuerung 5 weist einen Leerlaufdrehzahlregler, der die Leerlaufdrehzahl des Verbrennungsmotors regelt und sich nicht deaktivieren lässt, einen Zylindergleichstellungsregler, der dafür sorgt, dass jeder Zylinder die gleiche kinetische Energie erzeugt, wodurch der Verbrennungsmotor „rund läuft”, und eine Fehleranalyseinrichtung auf, die das Fehleranalyseverfahren durchführt, welches im Folgenden beschrieben wird. Auch der Zylindergleichstellungsregler ist im Normalbetrieb immer eingeschaltet. Er kann jedoch deaktiviert werden. Der Leerlaufdrehzahlregler, der Zylindergleichstellungsregler und die Fehleranalyseinrichtung sind baulich mit der Verbrennungsmotorsteuerung 5 identisch, welche eine Leerlaufregelungsfunktion, eine Zylindergleichstellungsregelungsfunktion und eine Fehleranalyse durchführt. Das Ergebnis der Fehleranalyse wird auf einer Anzeigeeinrichtung der Motorsteuerung 5 dargestellt oder über eine Datenleitung an eine externe Anzeigeeinrichtung übertragen. Die Fehleranalysevorrichtung kann jedoch auch als externe Analyseeinrichtung ausgebildet sein, die über eine Datenleitung auf die Verbrennungsmotorsteuerung 5 zugreift, um von dieser Daten auszulesen.
2 zeigt ein Flussdiagramm eines Fehleranalyseverfahrens.
Im Schritt S1 werden zunächst geeignete Randbedingungen für das Fehleranalyseverfahren sichergestellt. Der Verbrennungsmotor des Kraftfahrzeugs ist im Leerlaufbetrieb. Alle zusätzlichen elektrischen und mechanischen Verbraucher sind deaktiviert. Der Verbrennungsmotor befindet sich in einem normalen Temperaturbereich. Der Leerlaufdrehzahlregler ist so eingestellt, dass er die Motordrehzahl N aufgrund von Schwankungen der Winkelgeschwindigkeit ω während einer Umdrehung der Kurbelwelle 17 möglichst nicht beeinflusst. Der Zylindergleichstellungsregler ist deaktiviert. Während eines Motorzyklus MZ_j mit j = 1, 2, 3 ... spritzen die Einspritzdüsen jeweils Kraftstoff in den zugehörigen Zylinder Z_i (i = 1, 2 ... n) der n = 4 Zylinder für die gleiche vorgegebene Einspritzzeitdauer t_j,i. Aus den vorgegebenen Einspritzzeitdauern t_j,i ergeben sich die angesteuerten Einspritzmengen
wobei c_t und c_m für den Motor charakteristische Konstanten sind. Die angesteuerten Einspritzmengen m_j,i sind Einspritzmengen, die eingespritzt werden sollen und bei richtiger Funktionsweise auch eingespritzt werden. Für die durchschnittliche Einspritzzeitdauer t i im Motorzyklus MZ_j gilt
Für die durchschnittliche angesteuerte Einspritzmenge m j im Motorzyklus MZ_j gilt entsprechend
Mit ausgeschaltetem Zylindergleichstellungsregler sind sämtliche Einspritzzeiten und angesteuerte Einspritzmengen jeweils gleich groß.
Im Schritt S2 misst der Winkelgeschwindigkeitsmesser 19 kontinuierlich die Winkelgeschwindigkeit ω der Kurbelwelle 17 und sendet ein Winkelgeschwindigkeitssignal zu der Verbrennungsmotorsteuerung 5. Die Winkelgeschwindigkeit ω hat für einen Motorzyklus MZ_j vier Maximalwerte, die jeweils zu einem Zündvorgang in einem der Zylinder Z_i gehören. Nach dem Zündvorgang nimmt die Winkelgeschwindigkeit ω zunächst zu und dann aufgrund von Reibungsverlusten bis zum nächsten Zündvorgang wieder ab. Ein Motorzyklus MZ_j weist daher vier gleich große Winkelintervalle Δφ_i auf, in denen die Winkelgeschwindigkeit ω zu einem Maximalwert hin zunimmt.
Im Schritt S3 wird der Zylindergleichstellungsregler wieder eingeschaltet. Die Verbrennungsmotorsteuerung 5 steuert den Verbrennungsmotor nun, damit die vier gleich großen Winkelintervalle Δφ_i jeweils in der gleichen festgelegten Zeitdauer zurückgelegt werden. Dazu verändert die Verbrennungsmotorsteuerung die Einspritzzeiten t_i der Kraftstoffeinspritzung für die einzelnen Zylinder Z_i. Die Zylindergleichstellungsregelung basiert auf der approximativen Annahme, dass die Motordrehzahl N im stationären Zustand proportional ist zu der Summe der einzelnen Einspritzzeiten t_j,i oder der angesteuerten Einspritzmengen m_j,i: N = ct·(tj,1 + tj,2 + tj,3 + tj,4) = cm·(mj,1 + mj,2 + mj,3 + mj,4)
Dabei werden sich die durchschnittliche Einspritzzeitdauer t j und die durchschnittliche Einspritzmenge m j für mindestens einen defekten Zylinder in der Regel ändern.
Im Folgenden soll die weitere Beschreibung exemplarisch für die Einspritzzeiten t_j,i erfolgen. Die Einspritzmengen m_j,i müssen nicht als absolute Werte gegeben sein, sondern können als relative Werte gegeben sein. Dabei gelten die Randbedingungen ω_j+1,1 = ω_j,n+1 und m_i+1,1 = m_j,n+1.
Anfänglich haben sämtliche Einspritzzeiten t_j,i denselben Wert t₀. Die Verbrennungsmotorsteuerung verändert niemals nur eine einzelne Einspritzzeit t_i, sondern mindestens immer die Einspritzzeiten t_i von zwei Zylindern Z_i gleichzeitig, um die Motordrehzahl N möglichst konstant zu halten. Nach der Regelung durch den Zylindergleichstellungsregler gilt im stationären Zustand daher: N ≈ c·(pj,1 + pj,2 + ... + pj,n)·t0,wobei für die Summe der Parameter p_j,i gilt: 1n ·(pj,1 + pj,2 + ... + pj,n) = 1
In der Praxis wird der Bereich der möglichen Werte für die Parameter p_j,i wie beispielhaft dargestellt noch weiter eingeschränkt: 0,5 ≤ pj,i ≤ 1,5
Die sich nach der Zylindergleichstellungsregelung ergebenden Parameter p_j,i werden der Fehleranalysevorrichtung automatisch bekannt, da sie in diese als eine spezielle Funktion integriert ist. Der Leerlaufdrehzahlregler passt nun t₀ so an, dass sich der Verbrennungsmotor wieder mit der gewünschten Leerlaufmotordrehzahl N dreht, falls dies erforderlich ist.
Eventuell wird Schritt S3 wiederholt durchgeführt, bis ein befriedigendes Ergebnis erreicht ist.
Im Schritt S4 berechnet die Fehleranalysevorrichtung tatsächliche Einspritzmengen Ω_j,i in jeweils einen der n = 4 Zylinder Z_i aus der Änderung der Winkelgeschwindigkeit ω des Verbrennungsmotors in jeweils einem Winkelintervall Δφ_i. Dabei geht die Fehleranalysevorrichtung für einen Verbrennungsmotor mit n = 4 Zylindern Z_i von einem Modell aus, in dem die Änderung der Winkelgeschwindigkeit ω in einem Winkelintervall Δφ_i auf einer Beschleunigung durch jeweils zwei Zylinder Z_i beruht, in denen der Kraftstoff zuletzt eingespritzt wurde, und in dem eine zusätzliche Bewegungsenergie ΔE_j,i aufgrund der Beschleunigung in dem Winkelintervall Δφ_i, die proportional zur Differenz der Quadrate der Winkelgeschwindigkeiten am Anfang ω_j,i und am Ende ω_j,i+1 des Winkelintervalls ist, jeweils proportional zu einer ersten Einspritzmenge Ω_j,i und proportional zu einer zweiten Einspitzmenge Ω_j,i+1 ist: ΔEj,i = d·(ω2j,i – ω2j,i+1 ) = e·Ωj,i + f·Ωj,i+1
Im stationären Zustand werden vier Gleichungen für die vier unbekannten Einspritzmengen Ω_j,i erhalten, so dass die Einspritzmengen Ω_j,i eindeutig bestimmt werden können. Diese Analyse kann auch für mehrere Umdrehungen fortgesetzt werden, wobei die sich ergebenden Einspritzmengen Ω_j,i statistisch ausgewertet werden. Eventuell können in dem Modell auch zusätzlich Reibungsverluste berücksichtigt werden. Die Faktoren e, f und d sind motorspezifisch und bekannt und können eventuell von der Winkelgeschwindigkeit ω abhängen. Für einen Verbrennungsmotor mit mehr als vier Zylinder Z_i kann die zu sätzliche Bewegungsenergie ΔE_i auch von mehr als zwei Zylindern Z_i abhängen.
Im Schritt S5 entscheidet die Fehleranalysevorrichtung, ob einer der Zylinder Z_i defekt ist. Dies wird anhand der angesteuerten Einspritzmengen m_j,i, Faktoren p_j,i bzw. Einspritzzeiten t_j,i erkannt. Diese Parameter sind äquivalent.
Wenn genau für einen Zylinder Z_i gilt, dass die zugehörige angesteuerte Einspritzmenge m_j,i größer als eine obere Schranke M_o (m_j,i ≥ M_o) ist, und/oder dass der zugehörige Parameter größer als eine obere Schranke P_o (p_j,i ≥ P_o) ist, und/oder dass die zugehörige Einspritzzeit t_j,i größer als eine obere Schranke T_o ist (t_j,i ≥ T_o) ist, wird dieser als defekt definiert. Eine typische Ursache kann beispielsweise ein Injektor sein, der sich nur unzureichend öffnen lässt. Eine durchschnittliche Einspritzmenge lässt sich für diesen Zylinder nur für eine extrem lange Einspritzzeit erreichen. Zusätzlich kann die Veränderung der durchschnittlichen Einspritzmenge m j oder der durchschnittlichen Einspritzzeitdauer t j durch die Zylindergleichstellungsregelung verwendet werden, um das Ergebnis zu überprüfen. Zusätzlich muss nämlich gelten, dass die durchschnittliche angesteuerte Einspritzmenge m j bzw. die durchschnittliche Einspritzzeitdauer t j nach dem Anschalten der Zylindergleichstellung zunimmt. Trifft dies nicht zu, ist das Ergebnis des Fehleranalyseverfahrens nicht konsistent und daher fehlerhaft.
Wenn für mehrere Zylinder Z_i gilt, dass die zugehörige angesteuerte Einspritzmenge m_j,i größer als eine obere Schranke M_o (m_i,j ≥ M_o) ist, und/oder dass der zugehörige Parameter p_j,i größer als eine obere Schranke P_o (p_j,i ≥ P_o) ist, und/oder dass die zugehörige Einspritzzeit t_j,i größer als eine obere Schranke T_o ist (t_j,i ≥ T_o) ist, kann zusätzlich auch die zugehörige berechnete Einspritzmenge Ω_j,i als Kriterium verwendet werden. Ein Zylinder Z_i wird dann als defekt definiert, wenn für ihn als weiteres Kriterium gleichzeitig die zugehörige berechnete Einspritzmenge kleiner als beispielsweise eine untere Schranke Ω_u = 0,9 Ω ist, wobei Ω eine Einspritzmenge ist, die im Leerlauf üblicherweise eingespritzt wird (Ω = m j für nicht defekte Zylinder). Alternativ kann auch nur der Zylinder Z_i als defekt definiert werden, der gleichzeitig noch die geringste Einspritzmenge Ω_j,i hat. Die Einspritzmenge kann wie oben angegeben berechnet werden. Als obere Schranken können beispielsweise verwendet werden: P_o = 1,5, T_o = 1,5t_o, M_o = P_o·m₀ mit m_j,i = p_j,i·m₀. Auch wenn für mehrere Zylinder die obigen Bedingungen erfüllt sind, kann analog die Veränderung der durchschnittlichen Einspritzmenge m j oder der durchschnittlichen Einspritzzeitdauer t j verwendet werden, um das Ergebnis zu überprüfen.
Wenn genau für einen Zylinder Z_i gilt, dass die zugehörige angesteuerte Einspritzmenge m_j,i kleiner als eine untere Schranke M_u (m_j,i ≤ M_u) ist, und/oder dass der zugehörige Parameter p_j,i kleiner als eine untere Schranke P_u (p_j,i ≤ P_u) ist, und/oder dass die zugehörige Einspritzzeit t_j,i kleiner als eine untere Schranke T_u ist (t_j,i ≤ T_u) ist, wird dieser als defekt definiert. Eine typische Ursache kann beispielsweise ein Injektor sein, der sich zu weit öffnen lässt. Eine durchschnittliche Einspritzmenge lässt sich für diesen Zylinder nur für eine extrem kurze Einspritzzeit erreichen. Zusätzlich kann wiederum die Veränderung der durchschnittlichen Einspritzmenge m j oder der durchschnittlichen Einspritzzeitdauer t j durch die Zylindergleichstellung verwendet werden, um den das Ergebnis zu überprüfen. Zusätzlich muss nämlich gelten, dass die durchschnittliche angesteuerte Einspritzmenge bzw. die durchschnittliche Einspritzzeitdauer t j nach dem Anschalten der Zylindergleichstellung abnimmt. Trifft dies nicht zu, ist das Ergebnis des Fehleranalyseverfahrens nicht konsistent und daher fehlerhaft.
Wenn für mehrere Zylinder Z_i gilt, dass die zugehörige angesteuerte Einspritzmenge m_j,i kleiner als eine untere Schranke M_u (m_j,i ≤ M_o) ist, und/oder dass der zugehörige Parameter p_j,i kleiner als eine untere Schranke P_u (p_j,i ≤ P_u) ist, und/oder dass die zugehörige Einspritzzeit t_j,i kleiner als eine untere Schranke T_u ist (t_j,i ≤ T_u) ist, kann zusätzlich auch die zugehörige berechnete Einspritzmenge Ω_j,i als Kriterium verwendet werden. Ein Zylinder Z_i wird dann als defekt definiert, wenn für ihn als weiteres Kriterium gleichzeitig die zugehörige Einspritzmenge größer als beispielsweise eine obere Schranke Ω_o = 1,1 Ω ist, wobei Ω eine Einspritzmenge ist, die im Leerlauf üblicherweise eingespritzt wird. Alternativ kann auch nur der Zylinder Z_i als defekt definiert werden, der gleichzeitig noch die geringste Einspritzmenge Ω_j,i hat. Die Einspritzmenge kann wie oben angegeben berechnet werden. Als untere Schranken können beispielsweise verwendet werden: P_u = 0,5, T_u = 0,5t_o, M_u = P_u·m₀ mit m_j,i = p_j,i·m₀. Auch wenn für mehrere Zylinder die obigen Bedingungen erfüllt sind, kann analog die Veränderung der durchschnittlichen Einspritzmenge m j oder der durchschnittlichen Einspritzzeitdauer t j verwendet werden, um das Ergebnis zu überprüfen.
Vorzugweise wird zunächst nur ein Fehler für den extremsten Zylinder Z_i bzw. einzigen Zylinder Z_i, der defekt ist, eingetragen. Dieser Eintrag dient dann als Ausgangspunkt für die weitere manuelle Fehleranalyse bzw. Reparaturmaßnahme für den defekten Zylinder. Das Analyseverfahren kann dann, nachdem für den defekten Zylinder die Fehlerursache behoben wurde, wiederholt werden, um zu überprüfen, ob weiterhin ein Defekt vorliegt.

Claims

Fehleranalyseverfahren für einen Verbrennungsmotor mit mehreren Zylindern (6), wobei eine Winkelgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors bestimmt wird (S2), und wobei ein Parameter eines Verbrennungsprozesses eines der mehreren Zylinder (6) angepasst wird (S3), um die Zeiten anzugleichen, in denen der Verbrennungsmotor jeweils ein Winkelintervall zurücklegt, und anhand des Werts des Parameters bestimmt wird, dass der eine der mehreren Zylinder (6) defekt ist (S5), dadurch gekennzeichnet, dass ein Defekt des einen der mehreren Zylinder (6) daran erkannt wird (S5), dass ein Wert mindestens eines weiteren Parameters eine untere Schranke unterschreitet, und gleichzeitig eine Einspritzmenge größer als eine untere Schranke ist, oder dass ein Wert des weiteren Parameters eine obere Schranke überschreitet, und gleichzeitig eine Einspritzmenge kleiner als eine untere Schranke ist.
Fehleranalyseverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Defekt des einen der mehreren Zylinder (6) daran erkannt wird (S5), dass der Wert des Parameters eine untere Schranke unterschreitet, oder dass der Wert des Parameters eine obere Schranke überschreitet.
Fehleranalyseverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass weitere Parameter der anderen Zylinder (6) angepasst werden, um die Verbrennungsmotordrehzahl konstant zu halten (S3).
Fehleranalyseverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass Einspritzmengen in jeweils einen der mehreren Zylinder (6) aus der Änderung der Winkelgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors berechnet werden (S4).
Fehleranalyseverfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Berechnung der Einspritzmengen davon ausgegangen wird, dass die Änderung der Winkelgeschwindigkeit jeweils von einer ersten Einspritzmenge und mindestens einer zweiten Einspritzmenge abhängt (S4).
Fehleranalyseverfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einer Änderung der kinetischen Energie aufgrund der Änderung der Winkelgeschwindigkeit und der ersten Einspritzmenge von einem linearen Zusammenhang ausgegangen wird, und dass zwischen der Änderung der kinetischen Energie aufgrund der Änderung der Winkelgeschwindigkeit und der zweiten Einspritzmenge von einem linearen Zusammenhang ausgegangen wird (S4).
Fehleranalyseverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Parameter die Einspritzzeit von Kraftstoff in den einen der mehreren Zylinder (6) ist, und dass die weiteren Parameter die Einspritzzeit von Kraftstoff in jeweils einen der anderen Zylinder (6) sind.
Fehleranalyseverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchschnittswert der Parameter mit einem Durchschnittswert der Parameter ohne Anpassung verglichen wird (S5), um das Ergebnis des Fehleranalyseverfahrens zu überprüfen.
Fehleranalysevorrichtung für einen Verbrennungsmotor mit mehreren Zylindern (6), einer Winkelgeschwindigkeitsbestimmungseinrichtung (5) und einer Verbrennungsmotorsteuerungseinrichtung (5), die eingerichtet ist, einen Parameter eines Verbrennungsprozesses eines der mehreren Zylinder (6) anzupassen, um die Zeiten anzugleichen, in denen der Verbrennungsmotor jeweils ein Winkelintervall zurücklegt, und die Fehleranalysevorrichtung eingerichtet ist, anhand des Werts des Parameters zu bestimmen, dass der eine der mehreren Zylinder (6) defekt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Fehleranalysevorrichtung eingerichtet ist, einen Defekt des einen der mehreren Zylinder (6) daran zu erkennen (S5), dass ein Wert mindestens eines weiteren Parameters eine untere Schranke unterschreitet, und gleichzeitig eine Einspritzmenge größer als eine untere Schranke ist, oder dass ein Wert des weiteren Parameters eine obere Schranke überschreitet, und gleichzeitig eine Einspritzmenge kleiner als eine untere Schranke ist.
Fehleranalysevorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Fehleranalysevorrichtung eingerichtet ist, einen Defekt des einen der mehreren Zylinder (6) daran zu erkennen (S5), dass der Wert des Parameters eine untere Schranke unterschreitet, oder dass der Wert des Parameters eine obere Schranke überschreitet.
Fehleranalysevorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Fehleranalysevorrichtung eingerichtet ist, weitere Parameter der anderen Zylinder (6) anzupassen, um die Verbrennungsmotordrehzahl konstant zu halten (S3).
Fehleranalysevorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Fehleranalysevorrichtung eingerichtet ist, Einspritzmengen in jeweils einen der mehreren Zylinder (6) aus der Änderung der Winkelgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors zu berechnen (S4).
Fehleranalysevorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Fehleranalysevorrichtung eingerichtet ist, den Durchschnittswert der Parameter mit einem Durchschnittswert der Parameter ohne Anpassung zu vergleichen (S5), um das Ergebnis der Fehleranalyse zu überprüfen.
Verbrennungsmotorsteuerung mit einer Fehleranalysevorrichtung für einen Verbrennungsmotor mit mehreren Zylindern (6), und einer Winkelgeschwindigkeitsbestimmungseinrichtung, wobei die Verbrennungsmotorsteuerung eingerichtet ist, einen Parameter eines Verbrennungsprozesses eines der mehreren Zylinder (6) anzupassen, um die Zeiten anzugleichen, in denen der Verbrennungsmotor jeweils ein Winkelintervall zurücklegt, und die Fehleranalysevorrichtung eingerichtet ist, anhand des Werts des Parameters zu bestimmen, dass der eine der mehreren Zylinder (6) defekt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Fehleranalysevorrichtung eingerichtet ist, einen Defekt des einen der mehreren Zylinder (6) daran zu erkennen (S5), dass ein Wert mindestens eines weiteren Parameters eine untere Schranke unterschreitet, und gleichzeitig eine Einspritzmenge größer als eine untere Schranke ist, oder dass ein Wert des weiteren Parameters eine obere Schranke überschreitet, und gleichzeitig eine Einspritzmenge kleiner als eine untere Schranke ist.