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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Diagnose eines Verbaus eines Kühlers, insbesondere eines ozonreduzierenden Kühlers, in einem Kühlkreislauf einer flüssigkeitsgekühlten Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung eines derartigen Verfahrens nach dem Oberbegriff des Anspruchs 7.
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Sind in Kraftfahrzeugen ozonreduzierende Kühler verbaut, so soll in einer On-Board-Diagnose überwacht werden, ob diese nicht nachträglich, zum Beispiel bei einem crashbedingten Ersatz, durch einen herkömmlichen Kühler ohne diese ozonreduzierende Eigenschaft ersetzt werden. Bekannt ist es dazu, in dem Kühler einen Temperatursensor an einer definierten Stelle anzuordnen und dessen Signale beziehungsweise angezeigte Temperaturverläufe mit Temperatursignalen eines im Kühlsystem der Brennkraftmaschine vorgesehenen, zweiten Temperatursensors zu vergleichen. Wird aus diesen Temperaturverläufen eine Anomalie erkannt, so wird auf einen nicht mehr originalen Kühler mit gegebenenfalls in seiner Position veränderten Temperatursensor erkannt und ein Fehlersignal generiert. Problematisch bei diesem Diagnoseverfahren ist aber, dass bei der Auswertung der Kühlsystem-Temperaturverläufe der Brennkraftmaschine viele fahrdynamische und funktionelle Parameter zu berücksichtigen sind, die das applizierbare Auswertefenster stark eingrenzen. Beispielsweise weisen die Kühlsystem-Temperaturverläufe der Brennkraftmaschine eine große Abhängigkeit von dem jeweils gewählten Heizleistungsbedarf des Fahrgastinnenraums ab. Weiterhin öffnet das Thermostat, welches den Durchfluss durch den Kühler regelt, regelmäßig erst ab einer Temperatur von zum Beispiel 97°C, so dass bis zu diesem Zeitpunkt keine auswertbare Temperaturänderung am Sensor zu beobachten ist. Weiterhin wird das Aufheizverhalten des Kühlers ebenfalls sehr stark durch den Fahrtwind beziehungsweise einen Lüfter beeinflusst, so dass in Summe die Diagnose des Kühlerverbaus mit der oben genannten Methode erhebliche praktische Probleme bereitet und zu unbefriedigenden Ergebnissen führt.
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Aus der
FR 2 673 244 A1 ist ein Aufbau und ein Verfahren bekannt, bei denen im Hinblick auf das ordnungsgemäße Funktionieren des Kühlkreislaufes der Kühlkreislauf an mehreren ausgewählten Punkten überwacht werden soll. Konkret werden hierzu im Kühlkreislauf an unterschiedlichen Stellen unterschiedliche Messparameter erfasst, wie zum Beispiel die Temperatur, die Wärmemenge oder auch ein Innendruck des Kühlmittels. Diese erfassten Messwerte werden wiederum mit Vergleichswerten verglichen, um eine Aussage darüber treffen zu können, ob der Kühlkreislauf an der betrachteten Stelle bzw. im betrachteten Bereich eine gewünschte Funktionsweise aufweist.
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Weiter ist aus der
DE 37 38 412 A1 eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Motorkühlung mit einem Kühlkreislauf bekannt, in dem ein elektronisches Schaltgerät vorgesehen ist, das eine elektrische Pumpe in Abhängigkeit von der von wenigstens einem Kühlmitteltemperaturfühler erfassbaren Kühlmitteltemperatur steuert, wobei eine weitere vom zu kühlenden Motor angetriebene mechanische Kühlmittelpumpe vorgesehen ist, deren Förderleistung auf einen vorgebbaren Teil der erforderlichen Kühlleistung festgelegt ist. Neben anderen Parametern kann dabei dem elektronischen Schaltgerät ein von einem Fühler erfasster Druck des Kühlmittels zugeführt werden.
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Die
US 6,912,895 B1 betrifft einen Flow-Monitor für einen Kühlkreislauf eines Motors, bei dem ein Flussbegrenzer zwischen zwei Anschlüssen vorgesehen ist, zwischen denen eine Druckdifferenz aufgebaut wird. Die Größe des Differenzdrucks soll hier einem Mikroprozessor die Bestimmung der aktuellen Durchflussrate ermöglichen.
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Die
US 2001/0019707 A1 beschreibt eine Verfahrensführung bei der der Einsatz eines Drucksensors in einem Luftkanal vorgesehen ist, um einen Druck stromab eines Filters zu messen, während ein Drucksensor einen Druck stromab des Filters misst. Damit soll eine Druckdifferenz bzw. ein Druckverhältnis stromauf und stromab des Filters im Kühlluftkanal ermittelt werden, um eine Aussage darüber treffen zu können, ob der Filter gereinigt werden muss oder nicht.
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Die
EP 1 367 235 B1 beschreibt die Verwendung einer sogenannten Identifikationsvorrichtung, die einen als Identifizierer bezeichneten ersten Abschnitt aufweist, mittels dem identifiziert werden kann, ob ein Kühler im Fahrzeug verbaut ist. Um zu vermeiden, dass anstelle eines katalytisch beschichteten Kühlers kein herkömmlicher Kühler verbaut ist, umfasst die Identifikationsvorrichtung ferner noch einen zweiten Abschnitt in Form eines Temperatursensors, mittels dem wiederum durch reine Temperaturüberwachung der ordnungsgemäße Kühlerverbau diagnostiziert wird.
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In der
US 2001/0039928 A1 werden Drucksensoren wiederum in Verbindung mit einem Luftstrom zur Differenzdruckmessung eingesetzt.
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Schließlich ist aus der
DE 10 2004 015 044 A1 und der
US 2006/0078464 A1 ein Verfahren bekannt, bei denen das Vorhandensein und die korrekte Funktion eines ozonreduzierenden Kühlers dadurch überwacht werden, dass der Temperaturverlauf und der Temperaturgradient ausgewertet werden.
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Demgegenüber ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Diagnose eines Verbaus eines Kühlers, insbesondere eines ozonreduzierenden Kühlers, in einem Kühlkreislauf einer flüssigkeitsgekühlten Brennkraftmaschine, zur Verfügung zu stellen, mit dem beziehungsweise mit der auf einfache Weise eine zuverlässige Diagnose eines ordnungsgemäßen Kühlerverbaus erzielbar ist.
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Diese Aufgabe wird bezüglich des Verfahrens gelöst mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bezüglich der Vorrichtung wird diese Aufgabe gelöst mit den Merkmalen des Anspruchs 8. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen hierzu sind jeweils Gegenstand der darauf rückbezogenen Unteransprüche.
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Gemäß Anspruch 1 wird im Flüssigkeitskühlkreislauf wenigstens ein definierter, vorgegebener Überwachungsparameter erfasst und einer Überwachungseinrichtung zugeführt, in der der wenigstens eine Überwachungsparameter zur Beurteilung eines ordnungsgemäßen Kühlerverbaus mit einem definierten und einen ordnungsgemäßen Kühlerverbau charakterisierenden Vergleichswert verglichen wird. Erfindungsgemäß wird als Überwachungsparameter wenigstens ein im Flüssigkeitskühlkreislauf der Brennkraftmaschine mittels wenigstens einer am Kühler unlösbar angeordneten Druckmesseinrichtung erfasstes Drucksignal, insbesondere ein Druckanstieg, verwendet.
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Die Verwendung eines derartigen Drucksignals unterliegt wesentlich weniger den Einflüssen von nicht überwachten, fahrdynamischen und funktionellen Parametern als der Kühlsystem-Temperaturverlauf. So hängt der Druck im Flüssigkeitskühlkreislauf im Wesentlichen lediglich von der Temperatur des Kühlmediums und zudem als dynamischer Druck auch von der Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmittels ab, so dass eine einfache und zuverlässige Diagnose eines ordnungsgemäßen Kühlerverbaus, das heißt eine wesentlich bessere Trennschärfe zwischen einem Original-Kühler und einem modifizierten Kühler vorliegt, so dass dadurch die Gefahr eines Falschverbaus eines Kühlers mit wesentlich höherer Zuverlässigkeit erkannt und diagnostiziert werden kann.
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Besonders bevorzugt ist hierbei eine Verfahrensführung, bei der mittels der Überwachungseinrichtung ein Fehlersignal für den Fall generiert wird, dass das erfasste Drucksignal in einem definierten Maße von dem vorgegebenen, definierten Vergleichswert abweicht. Die Kühlflüssigkeit wird bevorzugt mit Hilfe eines Thermostatventils in einen sogenannten kleinen oder in einen großen Kühlkreislauf gelenkt. So fördert in der Regel eine Kühlflüssigkeitspumpe das Kühlmittel bei kalter Brennkraftmaschine in einen Kühlmantel um die Zylinder der Brennkraftmaschine herum. Von hier fließt es dann über den noch geschlossenen Thermostat zurück zur Pumpe. Für den Fall, dass die Innenraumheizung eingeschaltet ist, strömt auch ein Teil der Kühlflüssigkeit, je nach Stellung des Heizregulierventils, über einen Wärmetauscher der Innenraumheizung zurück zur Pumpe. Diese Führung des Kühlmittels, bei der der bevorzugt ozonreduzierende Kühler nicht in den Kühlkreislauf eingeschaltet ist, wird kleiner Kühlkreislauf genannt. Ist dagegen die Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine erreicht, so wird über den Thermostat der Kühler in den Kreislauf zugeschaltet (großer Kühlkreislauf). Die von der Brennkraftmaschine erhitzte Kühlflüssigkeit fließt jetzt über den Thermostat zum Kühler und weiter zur Kühlflüssigkeitspumpe. Der sogenannte große Temperaturkreislauf wird regelmäßig erst bei Temperaturen zwischen 80°C bis 97°C mehr oder weniger freigegeben, weswegen bis zu diesem Zeitpunkt bei der zuvor in Verbindung mit dem Stand der Technik gewürdigten und auf dem Kühlsystem-Temperaturverlauf basierenden Diagnosemethode erst ab diesem Zeitpunkt eine Auswertung ermöglicht wird.
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Im Gegensatz dazu ist jedoch mit der vorliegenden erfindungsgemäßen Verfahrensführung auch bei lediglich kleinem Kühlkreislauf und damit kalter Brennkraftmaschine bereits eine zuverlässige Diagnose eines ordnungsgemäßen Kühlerverbaus möglich, da gemäß einer weiteren besonders bevorzugten erfindungsgemäßen Ausgestaltung vorgesehen ist, dass der bei nicht in den Kühlkreislauf eingeschaltetem Kühler nicht vom Kühlmittel durchströmte Teilbereich des Flüssigkeits-Kühlkreislaufs mit dem weiteren, vom Kühlmittel durchströmten Teilbereich des Flüssigkeitskreislaufs dergestalt druckübertragend und/oder strömungstechnisch gekoppelt ist, dass in diesem, nicht vom Kühlmittel durchströmten Teilbereich des Flüssigkeitskreislaufs dann mittels wenigstens einer bevorzugt am Kühler angeordneten Druckmesseinrichtung ein stationärer Druckanstieg als Drucksignal erfasst werden kann. Das heißt, dass auch lediglich beim Aufheizen des kleinen Kühlkreislaufs durch die Ausdehnung des Kühlmittels ein stationärer Druckanstieg im nicht durchströmten Teilbereich des Flüssigkeitskreislaufs festzustellen ist, für den kein Kühlmittelaustausch erforderlich ist. Mit der erfindungsgemäßen Lösung kann somit ein ordnungsgemäßer Kühlerverbau auch lediglich in Verbindung mit dem Betreiben des kleinen Kühlkreislaufs bei kalter Brennkraftmaschine überprüft werden.
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Alternativ oder zusätzlich dazu kann selbstverständlich im Falle eines bei definierten Betriebszuständen mit Kühlmittel durchströmten Kühlers, das heißt dem zuvor beschriebenen Betreiben des sogenannten großen Kühlkreislaufs, auf einfache Weise ein dynamischer Druckanstieg im Flüssigkeitskreislauf erfasst und der Überwachungseinrichtung als Drucksignal übermittelt werden. Dieser dynamische Druckanstieg wird ebenfalls bevorzugt wieder mit wenigstens einer bzw. der wenigstens einen am Kühler unlösbar verbauten Druckmesseinrichtung erfasst, das heißt somit in demjenigen Teilbereich, der im Falle des kleinen Kühlkreislaufs nicht mit Kühlmittel durchströmt wird.
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Bei einem bevorzugten Aufbau der Vorrichtung gemäß Anspruch 7 ist die Druckmesseinrichtung direkt und unlösbar am Kühler verbaut. Unter einer unlösbaren Anordnung wird dabei im Wesentlichen eine solche Anbringung der wenigstens einen Druckmesseinrichtung am Kühler verstanden, bei der diese Verbindung nicht ohne Zerstörung der Druckmesseinrichtung und/oder des Kühlers wieder gelöst werden kann. Der Begriff Kühler ist hier zudem so weit zu verstehen, dass damit jeder Teilbereich des Flüssigkeitskühlkreislaufs gemeint ist, der z. B. beim Austausch des Kühlers mit ausgetauscht wird.
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Als Drucksignal wird gemäß einer konkreten Verfahrensführung bevorzugt der Istdruck an einer definierten Stelle des Flüssigkeitskühlkreislaufs, bevorzugt am Kühler, mittels einer Druckmesseinrichtung, insbesondere mittels eines Drucksensors, erfasst und der Überwachungseinrichtung übermittelt. Mittels einer derartigen Druckmesseinrichtung kann der gewünschte Istdruck zuverlässig ermittelt werden.
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Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei der Flüssigkeitskühlung um eine sogenannte Pumpenumlaufkühlung, bei der im Flüssigkeitskühlkreislauf eine Kühlflüssigkeitspumpe angeordnet ist, deren Drehzahl der Überwachungseinrichtung als Drehzahlsignal übermittelbar ist. Mittels eines derartigen Drehzahlsignals kann die Überwachungseinrichtung auf einfache Weise einen Solldruck als Vergleichswert errechnen, der dann mittels dem erfassten Istdruck im Kühlflüssigkeitskreislauf verglichen werden kann, um letztendlich einen ordnungsgemäßen Kühlerverbau zu diagnostizieren.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung näher erläutert.
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Es zeigen:
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1 schematisch eine Vorrichtung zur Diagnose eines Verbaus eines Kühlers in einem Kühlkreislauf einer flüssigkeitsgekühlten Brennkraftmaschine beim Kaltstart der Brennkraftmaschine (kleiner Kühlkreislauf), und
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2 schematisch die Vorrichtung nach 1 bei betriebswarmer Brennkraftmaschine, bei der der ozonreduzierende Kühler in den Flüssigkeitskühlkreislauf eingeschaltet ist (großer Kühlkreislauf).
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In der 1 ist eine Vorrichtung 1 zur Diagnose eines Verbaus eines ozonreduzierenden Kühlers in einem Flüssigkeitskühlkreislauf 2 einer flüssigkeitsgekühlten Brennkraftmaschine 3 beim Kaltstart der Brennkraftmaschine 3 gezeigt, bei dem ein im Flüssigkeitskühlkreislauf 2 angeordnetes Thermostatventil 4 ein Durchströmen des einen Kühler 5 aufweisenden Teilbereichs 6 des Flüssigkeitskühlkreislaufs mittels des durch die durchgezogenen Pfeilen 7 und mit strichlierten Pfeilen 8 gekennzeichneten Kühlmittels verhindert beziehungsweise absperrt. Das heißt, dass in diesem Fall das Kühlmittel von der Kühlflüssigkeitspumpe 9 (Wasserpumpe), lediglich in einen Kühlmantel 10 um die Zylinder 11, 12, 13 und 14, diese umspülend gepumpt wird, von wo aus es zum Zylinderkopfbereich 15 strömt. Vom Zylinderkopfbereich 15 fließt es dann wieder zur Kühlflüssigkeitspumpe 9 zurück, von wo es aus dann wieder in den Kühlmantel 10 gepumpt wird.
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Für den Fall, dass die Innenraumheizung 16 eingeschaltet ist, strömt auch ein Teil des Kühlmittels beziehungsweise der Kühlflüssigkeit, wie dies durch die strichlierten Pfeile 8 eingezeichnet ist, über einen Wärmetauscher 17 der Innenraumheizung 16 zurück zur Kühlflüssigkeitspumpe 9.
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Wie dies der 1 weiter zu entnehmen ist, steht jedoch der nicht vom Kühlmittel durchströmte und den Kühler 5 aufweisende Teilbereich 6 des Flüssigkeitskühlkreislaufes 2 über eine Kühlmittelleitung 18 strömungstechnisch beziehungsweise druckübertragend mit dem durchströmten Teilbereich 19 des Flüssigkeitskühlkreislaufes 2 in Verbindung, so dass ein im Teilbereich 6 unlösbar am Kühler 5 angeordneter Drucksensor 20 aufgrund der Ausdehnung des Kühlmittels im nicht durchströmten Teilbereich 6 einen stationären beziehungsweise statischen Druckanstieg in diesem Teilbereich 6 erfasst und als Drucksignal einer Überwachungseinrichtung 21 übermittelt, in der dieses Drucksignal mit einem definierten und einen ordnungsgemäßen Kühlerverbau charakterisierenden Vergleichswert verglichen wird, um den Verbau eines ordnungsgemäßen, ozonreduzierenden Original-Kühlers beurteilen zu können. Für den Fall, dass mittels der Überwachungseinrichtung 21 ein fehlerhafter oder falscher Verbau eines Kühlers dadurch ermittelt werden sollte, dass das erfasste Drucksignal in einem definierten Maße von dem vorgegebenen, definierten Vergleichswert abweicht, wird mittels der Überwachungseinrichtung ein Fehlersignal generiert, das im Rahmen der On-Board-Diagnose ausgelesen beziehungsweise angezeigt werden kann.
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Zur Ermittlung des Vergleichswertes wird von der Überwachungseinrichtung 21 zusätzlich eine Drehzahl der Kühlflüssigkeitspumpe 9 erfasst und ein Solldruck als Vergleichswert erreichnet, der mittels dem erfassten Istdruck des Drucksensors im Flüssigkeitskühlkreislauf verglichen wird.
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In der 2 ist schließlich eine Verfahrensführung gezeigt, bei der die Temperatur der Kühlflüssigkeit zum Beispiel größer 97°C ist, wodurch das Thermostatventil 4 die Strömungsverbindung zwischen dem Zylinderkopfbereich 15 und dem Teilbereich 6 des Flüssigkeitskühlkreislaufes 2 freigibt, so dass das Kühlmittel über den Kühler 5 strömen kann. Von dort aus fließt das Kühlmittel über die Kühlmittelleitung 18 dann wieder zur Kühlflüssigkeitspumpe 9 (großer Kühlkreislauf). Bezüglich des Kühlmittelstroms 8 zur Innenraumheizung 16 gilt das zuvor zur 1 Gesagte.
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Die Kühlung des Kühlmittels im Bereich des Kühlers kann dabei zum Beispiel durch einen Ventilator 22 unterstützt werden, der Kühlluft 23 zum Kühler 5 fördert, wie dies schematisch mit den Pfeilen eingezeichnet ist. Alternativ oder zusätzlich zu dieser Kühlung mittels Kühlluft vom Ventilator 22 kann aber auch in üblicher Weise eine Kühlung des Kühlers 5 durch den Fahrtwind erfolgen, was aber hier aus Übersichtlichkeitsgründen nicht mit dargestellt ist.
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Im Falle der Verfahrensführung beziehungsweise Kühlmittelführung gemäß der Ausgestaltung nach 2 wird somit vom Drucksensor 20 ein dynamischer Druckanstieg im Flüssigkeitskühlkreislauf 2 erfasst und der Überwachungseinrichtung 21 als Drucksignal zugeführt. Dies kann zum Beispiel mittels einer signalübertragenden Leitung 24 oder aber alternativ auch drahtlos erfolgen. In der Überwachungseinrichtung 21 wird dann analog zur zuvor in Verbindung mit der 1 geschilderten Vorgehensweise das Drucksignal mit einem definierten und einen ordnungsgemäßen Kühlerverbau charakterisierenden Vergleichswert verglichen, der ebenfalls wiederum aus der Drehzahl der Kühlflüssigkeitspumpe 9 errechnet wird. Bezüglich weiterer Einzelheiten wird auf die zuvor gemachten Ausführungen verwiesen.
