DE102010003199B4

DE102010003199B4 - Verfahren und Vorrichtung zum Überprüfen der Funktion eines Motorsystems

Info

Publication number: DE102010003199B4
Application number: DE102010003199.2A
Authority: DE
Inventors: Kai Jakobs; Felix Reber
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2010-03-24
Filing date: 2010-03-24
Publication date: 2024-04-25
Anticipated expiration: 2030-03-25
Also published as: DE102010003199A1; CN102200064A; US8515602B2; US20110238253A1; CN102200064B

Abstract

Verfahren zum Überprüfen der Funktion eines Motorsystems (1) mit einem Verbrennungsmotor (2); mit folgenden Schritten:- Ermitteln (S2, S3) eines ersten Füllungs-Adaptionswertes zum Beaufschlagen einer Stellgröße für ein Einstellen einer Luftzufuhr zu dem Verbrennungsmotor (2) und eines ersten Gemisch-Adaptionswertes zum Beaufschlagen einer Stellgröße für ein Einstellen einer Kraftstoffzufuhr bei einem vorgegebenen ersten Betriebspunkt des Verbrennungsmotors (2) mit Hilfe eines jeweils vorgegebenen Adaptionsverfahrens;- Feststellen (S4, S5), dass ein Fehler in dem Motorsystem (1) vorliegt, wenn mindestens einer der Offset-Adaptionswerte außerhalb eines jeweils vorgegebenen Adaptionswertebereichs liegt.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft die Überprüfung der Funktion eines Motorsystems mit einem Verbrennungsmotor, insbesondere eine Überprüfung der Funktion eines in ein Kraftfahrzeug eingebautes Motorsystems nach einer Fertigstellung des Kraftfahrzeuges bzw. nach einer Reparatur. Insbesondere betrifft die Erfindung die Erkennung einer Fehlfunktion anhand von Adaptionswerten für eine Gemischadaption bzw. für eine Füllungsadaption.
Stand der Technik
Verbrennungsmotoren werden in der Regel mit Hilfe eines Steuergerätes betrieben. Das Steuergerät erfasst Betriebszustände des Verbrennungsmotors, sowie Umgebungsbedingungen und empfängt eine Fahrervorgabe, insbesondere in Form eines Fahrerwunschmomentes. Abhängig von den bereitgestellten Größen werden Stellgeber des Verbrennungsmotors, wie beispielsweise ein Stellgeber für eine Drosselklappe, ein Stellgeber für Kraftstoffeinspritzventile, und weitere Stellgeber sowie die Zündkerzen zum Erzeugen eines Zündfunkens angesteuert, um den Verbrennungsmotor in der gewünschten Weise zu betreiben.
Aufgrund von Bauteitoleranzen und Alterungseffekten kann die von dem Steuergerät gewünschte Stellung eines Stellgebers von der tatsächlichen Stellung des Stellgebers abweichen. Insbesondere gibt es bei Steuergeräten die Möglichkeit, eine Abweichung der Füllung und der Gemischzusammensetzung mit Hilfe einer Adaption zu lernen. Die Adaption dient dazu, die an den betreffenden Stellgeber ausgegebene Ansteuergröße, die die Verstellung des Stellgebers bewirkt, so zu modifizieren, dass die durch die bereitgestellte Ansteuergröße gewünschte Stellung des Stellgebers der tatsächlichen Stellung des Stellgebers möglichst genau entspricht bzw. dass die durch die bereitgestellte Ansteuergröße gewünschte Wirkung des Stellgebers der tatsächlichen Wirkung des Stellgebers im Gesamtsystem möglichst genau entspricht.
Die Adaption wird durch Beaufschlagen der vom Steuergerät bereitgestellten Ansteuergrößen mit Adaptionswerten durchgeführt. Die Adaptionswerte umfassen beispielsweise einen Offset-Adaptionswert, mit dem die Ansteuergröße additiv beaufschlagt wird, und einen Steigungs-Adaptionswert, mit dem die Ansteuergröße multiplikativ beaufschlagt wird.
Die Adaptionswerte werden grundsätzlich in mehreren Lernbereichen gelernt. Die Lernbereiche betreffen Betriebsbereiche des Verbrennungsmotors, die beispielsweise durch eine Motorlast um eine Drehzahl definiert sein können. In vielen Fällen wird der additive Offset-Adaptionswert im Leerlauf-Betriebsbereich und der multiplikative Steigungs-Adaptionswert in einem Teillast-Betriebsbereich gelernt. Im Fahrbetrieb des Kraftfahrzeuges werden die Adaptionswerte entsprechend angepasst, wenn das Kraftfahrzeug in diesen Betriebsbereichen betrieben wird.
Auf Basis der so erhaltenen Adaptionswerte werden verschiedene Diagnosefunktionen durchgeführt, mit denen man Fehler im Motorsystem erkennen und an den Fahrer kommunizieren kann. Auch kann der Fehler in einem Fehlerspeicher gespeichert werden, damit dieser in einer Werkstatt ausgelesen werden kann.
Bei der Fertigung des Kraftfahrzeuges möchte man am Bandende eine möglichst schnelle Möglichkeit, die hergestellten Kraftfahrzeuge auf Gemisch- bzw. Füllungsfehler zu untersuchen, d.h. Fehler festzustellen, die aufgrund einer Fehlfunktion des Drosselklappen-Stellgebers, der Einspritzventil-Stellgeber und dergleichen zu einer Abweichung des Betriebs des Verbrennungsmotors von einem gewünschten Betrieb führen können. Bisher wird am Bandende der Fertigung eines Kraftfahrzeuges des Motorsystems in einem Leerlauf-Betriebszustand betrieben und dort eine Adaption durchgeführt, um die additiven Offset-Adaptionswerte für die Gemischadaption und die Füllungsadaption zu lernen. Bei einem additiven Offset-Adaptionswert von ungleich Null ergibt sich in der Regel eine Fehlbemessung der durch die Einspritzventile eingespritzten Einspritzmenge.
Anschließend wird mit Hilfe eines Rollenprüfstand das Motorsystem des Kraftfahrzeugs an einem Teillast-Betriebspunkt betrieben und eine erneute Adaption durchgeführt, um einen multiplikativen Steigungs-Adaptionswert für die Einspritzmenge zu lernen. Um die Adaption jedoch korrekt durchzuführen und einen zuverlässigen Wert für den multiplikativen Steuerungsfehler zu erhalten, muss zum einen der Teillast-Betriebspunkt lange genug beibehalten werden, damit sich das Motorsystem auf den Betriebspunkt einschwingen kann und zum anderen muss der Betriebspunkt mehrmalig angefahren werden, damit ein realistischer Adaptionswert ermittelt werden kann.
Aus der Druckschrift DE 10 2006 007 698 A1 wird dazu vorgeschlagen, für das Adaptionsverfahren zwei Betriebspunkte abwechselnd und mehrfach anzufahren, um die Genauigkeit der Adaption zu erhöhen. Dabei werden Effekte, die zu einem Offset-Fehler führen besser von Effekten, die zu einem Steigungs-Fehler führen, getrennt. Nach mehrmaligem Einnehmen der Betriebspunkte können die korrekten additiven Offset-Adaptionswerte und die korrekten multiplikativen Steigungs-Adaptionswerte ermittelt werden, so dass die Bauteiltoleranzen der die Abweichung hervorrufenden Bauelemente und die Änderungen von Bauelementen aufgrund von Alterung adaptiert werden können.
Da jeder der Teillast-Betriebspunkte für eine bestimmte Zeitdauer, wie z.B. für 30 Sekunden bis zu mehreren Minuten, eingenommen werden muss, bevor die Adaption durchgeführt wird, erfordert das oben beschriebene Verfahren aufgrund der mehrfachen Wechsel zwischen den Teillast-Betriebspunkten eine relativ lange Adaptionsdauer, bevor man korrekte Adaptionswerte erhält, die geeignet sind, festzustellen, ob das Kraftfahrzeug fehlerfrei oder fehlerbehaftet ist.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, das Kraftfahrzeug nach seiner Fertigstellung oder nach einer Reparatur in der Werkstatt möglichst schnell als fehlerfreies oder fehlerbehaftetes Fahrzeug unterscheiden zu können.
Aus der DE 10 2005 047 446 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine bekannt, die eine Diagnose eines Ventiltriebs ermöglichen. Dabei wird eine charakteristische Größe für eine Absaugleistung eines Zylinders ermittelt.
Aus der DE 197 25 567 B4 ist ein Fehlerdiagnosesystem für ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Regelungssystem bekannt.
Offenbarung der Erfindung
Diese Aufgabe wird durch das Verfahren zum Überprüfen eines Motorsystems eines Kraftfahrzeuges gemäß Anspruch 1, sowie durch die Vorrichtung, das Motorsystem und das Computerprogrammprodukt gemäß den nebengeordneten Ansprüchen gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Gemäß einem ersten Aspekt ist ein Verfahren zum Überprüfen der Funktion eines Motorsystems mit einem Verbrennungsmotor vorgesehen. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:

- Ermitteln eines ersten Füllungs-Adaptionswertes zum Beaufschlagen einer Stellgröße für ein Einstellen einer Luftzufuhr zu dem Verbrennungsmotor und eines ersten Gemisch-Adaptionswertes zum Beaufschlagen einer Stellgröße für ein Einstellen einer Kraftstoffzufuhr bei einem vorgegebenen ersten Betriebspunkt des Verbrennungsmotors mit Hilfe eines jeweils vorgegebenen Adaptionsverfahrens;
- Feststellen, dass ein Fehler in dem Motorsystem vorliegt, wenn mindestens einer der Offset-Adaptionswerte außerhalb eines jeweils vorgegebenen Adaptionswertebereichs liegt.

Eine Idee der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Überprüfen des Motorsystems des Kraftfahrzeugs bei einem Betriebspunkt durchzuführen, bei dem sowohl ein Adaptionswert für eine Füllungsadaption als auch ein Adaptionswert für eine Gemischadaption ermittelt werden kann. Insbesondere kann der Betriebspunkt so gewählt werden, dass Offset-Adaptionswerte für eine Füllungsadaption und für eine Gemischadaption ermittelt werden. Anhand dieser Adaptionswerte ist es möglich, sowohl Gemisch- als auch Füllungsfehler im Verbrennungsmotor zu erkennen, die sich auf die jeweiligen ersten Adaptionswerte auswirken.
Insbesondere können der erste Füllungs-Adaptionswert und der erste Gemisch-Adaptionswert bei nur genau einem vorgegebenen ersten Betriebspunkt des Verbrennungsmotors ermittelt werden.
Der erste Betriebspunkt kann einem Leerlaufbetrieb bei einer vorgegebenen Leerlaufdrehzahl entsprechen, so dass der erste Betriebspunkt geeignet ist, sowohl den ersten Füllungs-Adaptionswert als auch den ersten Gemisch-Adaptionswert zu ermitteln.
Wenn festgestellt wird, dass ein Fehler in dem Motorsystem vorliegt, kann ein zweiter Füllungs-Adaptionswert zum Beaufschlagen einer Stellgröße für ein Einstellen einer Luftzufuhr zu dem Verbrennungsmotor mit Hilfe eines vorgegebenen Adaptionsverfahrens bei einem zweiten Betriebspunkt des Verbrennungsmotors ermittelt werden, wobei anhand des ersten Füllungs-Adaptionswerts und des zweiten Füllungs-Adaptionswerts eine Fehlerart bestimmt wird.
Gemäß dem obigen Verfahren wird vorgeschlagen, dass zur Verkürzung der Überprüfung der Funktionsfähigkeit des Motorsystems in dem Kraftfahrzeug zunächst eine gut/schlecht Erkennung durch eine Überprüfung bei dem ersten Betriebspunkt durchgeführt wird. Der Test ist beendet, sobald anhand der so ermittelten ersten Adaptionswerte eine Fehlerfreiheit des Kraftfahrzeuges erkannt wird. Wird ein Fehler erkannt, so kann nach bisher bekannten Verfahren die Überprüfung durchgeführt werden, in dem die Adaptionswerte in dem zweiten Betriebsbereich ermittelt werden, insbesondere ein zweiter Füllungs-Adaptionswert. Dies ermöglicht eine genauere Lokalisierung des aufgetretenen Fehlers.
Insbesondere Verfahren kann der zweite Füllungs-Adaptionswert einem Steigungs-Adaptionswert für eine Füllungsadaption entsprechen, mit dem die Stellgröße für das Einstellen der Luftzufuhr zu dem Verbrennungsmotor multiplikativ beaufschlagt wird.
Darüberhinaus kann der zweite Betriebspunkt einem Teillastbetrieb bei einem Antriebsmoment in einem normalen Lastbereich und einer Drehzahl in einem erhöhten Drehzahlbereich entsprechen.
Wenn festgestellt wird, dass ein Fehler in dem Motorsystem vorliegt, kann ein zweiter Gemisch-Adaptionswert zum Beaufschlagen einer Stellgröße für ein Einstellen einer Kraftstoffzufuhr jeweils mit Hilfe eines vorgegebenen Adaptionsverfahrens bei einem dritten Betriebspunkt des Verbrennungsmotors ermittelt werden, wobei anhand des ersten Gemisch-Adaptionswerts und des zweiten Gemisch-Adaptionswerts eine Fehlerart bestimmt wird.
Gemäß einer Ausführungsform kann der zweite Gemisch-Adaptionswert einem Steigungs-Adaptionswert für eine Gemischadaption entsprechen, mit dem die Stellgröße für das Einstellen der Kraftstoffzufuhr multiplikativ beaufschlagt wird.
Weiterhin kann der dritte Betriebspunkt einem Teillastbetrieb bei einem Antriebsmoment in einem erhöhten Lastbereich bei einer vorgegebenen Leerlaufdrehzahl entsprechen.
Gemäß einem weiteren Aspekt ist eine Vorrichtung zum Überprüfen der Funktion eines Motorsystems mit einem Verbrennungsmotor vorgesehen. Die Vorrichtung kann ausgebildet sein,

- um einen ersten Füllungs-Adaptionswert zum Beaufschlagen einer Stellgröße für ein Einstellen einer Luftzufuhr zu dem Verbrennungsmotor und einen ersten Gemisch-Adaptionswertes zum Beaufschlagen einer Stellgröße für ein Einstellen einer Kraftstoffzufuhr bei einem ersten Betriebspunkt des Verbrennungsmotors jeweils mit Hilfe eines vorgegebenen Adaptionsverfahrens zu ermitteln; und
- um festzustellen, dass ein Fehler in dem Motorsystem vorliegt, wenn mindestens einer der Offset-Adaptionswerte außerhalb eines jeweils vorgegebenen Adaptionswertebereichs liegt.

Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Motorsystem mit einem Verbrennungsmotor und mit der obigen Vorrichtung vorgesehen.
Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Computerprogrammprodukt vorgesehen, das einen Programmcode enthält, der, wenn er auf einer Datenverarbeitungseinheit ausgeführt wird, das obige Verfahren durchführt.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Bevorzugte Ausführungsformen werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines Verbrennungsmotors für ein Motorsystem eines Kraftfahrzeuges; und
2 ein Flussdiagramm zur Darstellung des Verfahrens zum Überprüfen des Motorsystems eines Kraftfahrzeuges.

Beschreibung von Ausführungsformen
In 1 ist schematisch ein Motorsystem 1 für ein Kraftfahrzeug dargestellt. Das Motorsystem 1 umfasst einen Verbrennungsmotor 2, der in der vorliegenden Ausführungsform einem Ottomotor entspricht. Der Verbrennungsmotor 2 umfasst einen oder mehrere Zylinder 3, wobei nur ein Zylinder 3 der Übersichtlichkeit halber dargestellt ist.
Den Zylindern 3 wird über ein Luftzuführungssystem 4 Frischluft zugeführt, deren Strömungsrichtung durch Pfeile dargestellt ist. Im Luftzuführungssystem 4 ist eine Drosselklappe 5 angeordnet, deren Stellung veränderbar ist, um den Luftmassenstrom in die Zylinder 3 des Verbrennungsmotors 2 einzustellen. Die Drosselklappe 5 ist mit einem Drosselklappenstellgeber gekoppelt, über den die Stellung der Drosselklappe 5 veränderbar ist. Der Drosselklappenstellgeber kann mit einer Lagerückmeldung versehen sein, um die tatsächliche Stellung der Drosselklappe 5 zurückzulesen.
Stromaufwärts der Drosselklappe 5 ist ein Luftmassensensor 12 vorgesehen, beispielsweise in Form eines Heißfilm-Luftmassenmessers. Der Luftmassensensor 12 misst den momentanen in die Zylinder 3 fließenden Luftmassenstrom und stellt ein entsprechendes Luftmassen-Messsignal bereit. Weiterhin kann in dem Luftzuführungssystem 4 ein Drucksensor 6 vorgesehen sein, der beispielsweise stromaufwärts oder stromabwärts der Drosselklappe 5 angeordnet ist, im vorliegenden Fall in einem Saugrohrabschnitt zwischen der Drosselklappe 5 und den Zylindern 3. Der Drucksensor 6 misst im gezeigten Ausführungsbeispiel den momentanen Saugrohrdruck und stellt ein entsprechendes Saugrohrdruck-Messsignals bereit.
Die Zylinder 3 sind jeweils mit einem Einspritzventil 7 versehen, um Kraftstoff direkt in die Zylinder 3 einzuspritzen. Alternativ kann der Kraftstoff auch in den Saugrohrabschnitt zwischen der Drosselklappe 5 und den Zylindern 3 in das Luftzuführungssystem 4 eingespritzt werden. Die Einspritzventile 7 werden abhängig von einem Einspritzventil-Steuersignal angesteuert, um Einspritzzeitpunkte festzulegen und dadurch eine gewünschte Menge an eingespritztem Kraftstoff zur Verfügung zu stellen.
Weiterhin sind die Zylinder 3 jeweils mit einer Zündkerze 8 versehen, die von einem Zündkerzen-Steuersignal angesteuert werden können, so dass eine Zündung eines Luft-Kraftstoff-Gemisches im Zylinder 3 zu einem vorgegebenen Zeitpunkt erfolgt.
Weiterhin ist der Verbrennungsmotor 2 mit einem Drehzahlsensor 9 gekoppelt, der ein Drehzahl-Messsignal bereitstellt, das die Drehzahl des Verbrennungsmotors 2 angibt.
Das bei der Verbrennung in den Brennräumen der Zylinder 3 entstehende Abgas wird über einen Abgasabführungsabschnitt 10 ausgestoßen. Im Abgasabführungsschnitt 10 kann eine Lambdasonde 11 angeordnet sein, die ein entsprechendes Lambda-Messsignal abhängig von dem momentanen Sauerstoffgehalt des in den Abgasabführungsabschnitt 10 strömenden Abgases angibt.
Mit Hilfe eines Steuergerätes 15 werden das Luftmassenstrom-Messsignal, das Saugrohrdruck-Messsignal, das Lambda-Messsignal, das Drehzahl-Messsignal in Verbindung mit einem vorgegebenen Fahrerwunschmoment FWM verarbeitet und das Motorsystem 1 bzw. die Stellgeber des Motorsystems 1 entsprechend angesteuert, um den Verbrennungsmotor 2 in der gewünschten Weise, d.h. mit gewünschter Drehzahl und einem gewünschten Antriebsmoment zu betreiben. Dazu steuert das Steuergerät 15 u.a. den Drosselklappenstellgeber und die Einspritzventile 7 entsprechend an. Messfehler des Luftmassensensors 12 sowie einer Lagerückmeldung des Drosselklappenstellgebers sowie von der gewünschten Einstellung abweichende Stellung der Drosselklappe 5 können dazu führen, dass die tatsächliche Luftfüllung von einer durch das Steuergerät 15 gewünschten Luftfüllung abweicht.
Weiterhin ermittelt das Steuergerät 15 ein für den momentanen Betriebszustand gewünschtes Luft-Kraftstoff-Verhältnis in den Brennräumen der Zylinder 3. Jedoch kann das sich tatsächlich in den Brennräumen der Zylinder 3 einstellende Luft-Kraftstoff-Verhältnis vom dem gewünschten Luft-Kraftstoff-Verhältnis abweichen. Gründe hierfür können zum einen in der fehlerhaft bemessenen Füllung und andererseits in einer Abweichung der tatsächlich eingespritzten Kraftstoffmenge von der gewünschten Kraftstoffmenge liegen.
Weiterhin kann beim Durchführen einer Lambdaregelung der Lambdamesswert der von der Lambdasonde bereitgestellt wird, von dem tatsächlichen Wert abweichen, so dass eine Regeldifferenz fehlerhaft berechnet wird, was zu einem fehlerhaften Bestimmen des für den gewünschten Motorbetrieb benötigten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in den Zylindern 3 führen kann.
Allgemein können sich die Messfehler der einzelnen Sensoren sowie die Stellfehler der Stellgeber addieren oder auslöschen. Zum Ausgleichen derartiger Fehler, die beispielsweise durch Bauelementtoleranzen oder Alterungserscheinungen an verschiedenen Bauteilen auftreten können, werden die Adaptionen einer oder mehrerer Ansteuergrößen durchgeführt. Die Ansteuergrößen müssen nicht ausschließlich das Bauteil betreffen, das die Abweichung vom Idealbetrieb verursacht hat.
Die Adaptionen liefern Adaptionswerte, mit denen eine in dem Steuergerät 15 ermittelte Ansteuergröße zum Stellen eines der Stellgeber beaufschlagt wird, wobei die mit dem entsprechenden Adaptionswert beaufschlagte Ansteuergröße an den entsprechenden Stellgeber weitergeleitet wird. Dies betrifft bei dem Motorsystem 1 sowohl den Drosselklappenstellgeber für die Drosselklappe 5 als auch die Einspritzventile 7. Die Adaption erfolgt in der Regel durch Ermitteln von Adaptionswerten in sogenannten Lern-Betriebsbereichen, d.h. Betriebsbereiche des Motorsystems, die durch einen Antriebsmomenten-Bereich und einen Motordrehzahl-Bereich definiert sind. Die Lern-Betriebsbereiche sind vorgegeben und eignen sich zur Ermittlung der entsprechenden Adaptionswerte. Die Adaption erfolgt in der Regel durch Beaufschlagen der von dem Steuergerät 15 ermittelten Ansteuergröße mit einem additiven Offset-Adaptionswert und einen multiplikativen Steigungs-Adaptionswert.
Weicht der additive Offset-Adaptionswert von 0 ab und/oder der multiplikative Steigungs-Adaptionswert von 1 ab, so liegt ein Fehler bzw. eine Bauteiltoleranz oder Alterungstoleranz vor. In der Regel können mit Hilfe dieser Adaptionswerte die in der Praxis regelmäßigen Fehler ausgeglichen werden. Weichen jedoch die additiven Offset-Adaptionswerte bzw. die multiplikativen Steigungs-Adaptionswerte zu weit von 0 bzw. 1 ab, so handelt es sich in der Regel um einen gravierenderen Fehler im Motorsystem, der einer gesonderten Überprüfung bedarf. Wo sich der jeweilige Fehler im Motorsystem befindet, lässt sich anhand einer Analyse der einzelnen Adaptionswerte feststellen. Befinden sich die ermittelnden Adaptionswerte jedoch innerhalb vorgegebener Adaptionswertebereiche, so kann das Motorsystem als ordnungsgemäß angenommen werden.
Das Ermitteln der Adaptionswerte erfolgt in der Regel nach Fertigstellung des Kraftfahrzeuges bzw. nach einer Reparatur in einem Überprüfungsverfahren. Das Ergebnis des Überprüfungsverfahren soll sein, dass festgestellt wird, dass das Motorsystem ordnungsgemäß arbeitet oder nicht und, wenn ein Fehler vorliegt, welches Bauteil vermutlich den Fehler aufweist. Um dies festzustellen, müssen sowohl die Offset-Adaptionswerte als auch die Steigungs-Adaptionswerte für die Drosselklappenstellgeber (Füllungsadaption) als auch die Einspritzventile (Gemischadaption) ermittelt werden. In der Regel wird ein Steigungs-Adaptionswert für die Füllungsadaption bei einem Antriebsmoment in einem normalen Lastbereich und bei einer Drehzahl in einem erhöhten Drehzahlbereich, ein Steigungsadaptionswert für die Gemischadaption bei einem Antriebsmoment in einem erhöhten Lastbereich und bei einer vorgegebenen Leerlaufdrehzahl und ein Offset-Adaptionswert sowohl für die Füllungsadaption als auch für die Gemischadaption bei einem Antriebsmoment in einem normalen Lastbereich und bei einer Leerlaufdrehzahl ermittelt.
Ein normaler Lastbereich entspricht einem Antriebsmoment zwischen 20 und 80% des maximalen Antriebsmoments bei der jeweiligen Drehzahl, vorzugsweise zwischen 30 und 70% des maximalen Antriebsmoments. Ein erhöhter Lastbereich entspricht einem Antriebsmoment zwischen 40% und 100% des maximalen Antriebsmoments bei der jeweiligen Drehzahl, vorzugsweise zwischen 50%, 60% oder 70% und 75%, 80% oder 90% des maximalen Antriebsmoments. Ein erhöhter Drehzahlbereich entspricht einer Drehzahl des Verbrennungsmotors 2 zwischen 50%, 60% oder 70% und 75%, 80% oder 90% einer vorgegebenen maximalen Drehzahl, vorzugsweise zwischen 60% und 80% der vorgegebenen maximalen Drehzahl.
Da im letzterem Fall die Offset-Adaptionswerte für die Füllungsadaption als auch für die Gemischadaption ermittelt werden können, kann in diesem Betriebsbereich eine verlässliche Information erhalten werden, ob das vorliegende Fahrzeug fehlerfrei ist oder nicht.
Ein Verfahren, um anhand der Adaptionswerte die Funktionsfähigkeit eines Motorsystems eines Fahrzeuges zu überprüfen, wird im Folgendem anhand des Flussdiagramms der 2 näher erläutert.
In Schritt S1 wird zunächst ein Leerlaufbetriebszustand bei einem Antriebsmoment in dem normalen Lastbereich eingestellt. D.h. der Verbrennungsmotor wird von dem Steuergerät so betrieben, dass eine vorgegebene Leerlaufdrehzahl angenommen wird, was beispielsweise in Form einer Regelung basierend auf dem von dem Drehzahlsensor 9 bereitgestellten Drehzahl-Messsignal erfolgen kann. Weiterhin wird sichergestellt, dass der Verbrennungsmotor mit dem vorgegebenen Antriebsmoment betrieben wird. Der Leerlaufbetriebszustand und das vorgegebene Antriebsmoment definieren einen Betriebspunkt innerhalb eines der Lernbetriebsbereiche.
Dann wird in Schritt S2 der Offset-Adaptionswert für die Füllungsadaption ermittelt. Mit dem Offset-Adaptionswert für die Füllungsadaption wird die Ansteuergröße für den Drosselklappenstellgeber additiv beaufschlagt, so dass die der adaptierten Ansteuergröße für den Drosselklappenstellgeber zugeordneten Stellung der Drosselklappe 5 mit der tatsächlichen Stellung der Drosselklappe 5 übereinstimmt. Mit anderen Worten wird die Funktion, mit der eine gewünschte Stellung der Drosselklappe 5 einer Ansteuergröße für den Drosselklappenstellgeber zugeordnet wird, mit Hilfe des Offset-Adaptionswertes modifiziert. Auf diese Weise kann die durch die bereitgestellte Ansteuergröße gewünschte Stellung der Drosselklappe 5 bzw. gewünschte Wirkung im Luftzuführungssystem eingenommen werden.
Im Leerlaufbetrieb wird dies jedoch nur für den Offset-Adaptionswert für die Füllungsadaption (Füllungs-Adaptionswert) und nicht für die Ermittlung des Steigungs-Adaptionswert durchgeführt. In gleicher Weise wird in Schritt S3 bei gleichem Betriebspunkt ein Offset-Adaptionswert für die Gemischadaption (Gemisch-Adaptionswert) ermittelt, mit dem die Ansteuergrößen für die Einspritzventile 7 beaufschlagt werden. Der Leerlaufbetriebszustand bei einem Antriebsmoment in dem normalen Lastbereich ist vorteilhaft, da sowohl ein Offset-Adaptionswert für die Füllungsadaption als auch der Offset-Adaptionswert für die Gemischadaption bei diesem Betriebspunkt ermittelt werden kann. Der Offset-Adaptionswert für die Gemischadaption dient dazu, die Ansteuergröße bzw. das Ansteuersignal für die Einspritzventile 7 zu beaufschlagen. Die Ansteuergröße für die Einspritzventile 7 bestimmt ein Öffnen und Schließen des Einspritzventils 7 , so dass durch eine zeitliche Einstellung der Ansteuergröße die Öffnungszeitdauern und die Öffnungszeitpunkte festgelegt werden können. Der Offset-Adaptionswert für die Gemischadaption ist derart, das die Öffnungsdauer, die die eingespritzte Kraftstoffmenge bestimmt, angepasst werden kann.
Es können mit Hilfe der Offset-Adaptionswerte für die Gemischadaption und für die Füllungsadaption bei einem Betriebspunkt des Verbrennungsmotors 2 Fehler sowohl die Füllungseinstellung als auch die Gemischeinstellung betreffend erkannt werden. Es wird dazu in Schritt S4 überprüft, ob der Offset-Adaptionswert für die Füllungsadaption einen bestimmten Füllungsadaptions-Schwellenwert betragsmäßig überschreitet. Ist dies der Fall, wird ein Fehler festgestellt (Alternative: Ja). Wird kein Fehler mit Hilfe der Füllungsadaption festgestellt (Alternative: nein), so wird überprüft, ob der Offset-Adaptionswert für die Gemischadaption einen vorbestimmten Gemischadaptions-Schwellenwert übersteigt. Ist dies nicht der Fall (Alternative: Nein), wird als Ergebnis der Überprüfung festgestellt, dass das Kraftfahrzeug ordnungsgemäß ist, und das Verfahren zur Überprüfung beendet. Dies kann in Schritt S6 entsprechend signalisiert oder angezeigt werden.
Wird bei einer der Abfragen der Schritte S4 und S5 festgestellt, dass der betreffende Schwellenwert betragsmäßig überschritten wird, so wird in Schritt S7 eine vollständige Überprüfung des Motorsystems 1 anhand von weiteren Adaptionswerten durchgeführt. Dazu werden Teillastbetriebspunkte angefahren, mit denen es möglich ist, die Steigungs-Adaptionswerte für die Füllungsadaption und für die Gemischadaption zu ermitteln. Ein Steigungs-Adaptionswert für die Füllungsadaption kann beispielsweise bei einer über die Leerlaufdrehzahl erhöhten Drehzahl ermittelt werden, während ein Steigungs-Adaptionswert für die Gemischadaption bei einem Antriebsmoment in dem erhöhten Lastbereich bei der Leerlaufdrehzahl ermittelt werden kann.
Mit Hilfe der so bei den drei verschiedenen Betriebspunkten ermittelten Adaptionswerte kann in bekannter Weise auf das Bauelement geschlossen werden, das fehlerhaft ist. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Teillastbetriebsbereiche im Wechsel eingenommen werden, um eine zuverlässigere Ermittlung der betreffenden Adaptionswerte zu erreichen.
Das oben beschriebene Verfahren kann beispielsweise in dem Steuergerät in Form eines Computerprogrammes mit Programmcode vorgesehen sein.
Durch das obige Verfahren kann die gesamte Zeitdauer für eine Überprüfung der Funktionsfähigkeit von Motorsystemen von Kraftfahrzeugen am Bandende oder in der Werkstatt deutlich reduziert werden, da die Funktionsfähigkeit bei fehlerfreien Fahrzeugen sehr schnell durch Überprüfen der Offset-Adaptionswerte an nur einem Betriebspunkt gemäß obigem Verfahren erkannt werden kann.

Claims

Verfahren zum Überprüfen der Funktion eines Motorsystems (1) mit einem Verbrennungsmotor (2); mit folgenden Schritten: - Ermitteln (S2, S3) eines ersten Füllungs-Adaptionswertes zum Beaufschlagen einer Stellgröße für ein Einstellen einer Luftzufuhr zu dem Verbrennungsmotor (2) und eines ersten Gemisch-Adaptionswertes zum Beaufschlagen einer Stellgröße für ein Einstellen einer Kraftstoffzufuhr bei einem vorgegebenen ersten Betriebspunkt des Verbrennungsmotors (2) mit Hilfe eines jeweils vorgegebenen Adaptionsverfahrens; - Feststellen (S4, S5), dass ein Fehler in dem Motorsystem (1) vorliegt, wenn mindestens einer der Offset-Adaptionswerte außerhalb eines jeweils vorgegebenen Adaptionswertebereichs liegt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der erste Füllungs-Adaptionswert und der erste Gemisch-Adaptionswert bei nur einem vorgegebenen ersten Betriebspunkt des Verbrennungsmotors (2) ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der erste Betriebspunkt einem Leerlaufbetrieb bei einer vorgegebenen Leerlaufdrehzahl entspricht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei, wenn festgestellt wird, dass ein Fehler in dem Motorsystem (1) vorliegt, ein zweiter Füllungs-Adaptionswert zum Beaufschlagen einer Stellgröße für ein Einstellen einer Luftzufuhr zu dem Verbrennungsmotor (2) mit Hilfe eines vorgegebenen Adaptionsverfahrens bei einem zweiten Betriebspunkt des Verbrennungsmotors (2) ermittelt wird, wobei anhand des ersten Füllungs-Adaptionswerts und des zweiten Füllungs-Adaptionswerts eine Fehlerart bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei der zweite Füllungs-Adaptionswert einem Steigungs-Adaptionswert für eine Füllungsadaption entspricht, mit dem die Stellgröße für das Einstellen der Luftzufuhr zu dem Verbrennungsmotor multiplikativ beaufschlagt wird.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, wobei der zweite Betriebspunkt einem Teillastbetrieb bei einem Antriebsmoment in einem normalen Lastbereich und einer Drehzahl in einem erhöhten Drehzahlbereich entspricht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei, wenn festgestellt wird, dass ein Fehler in dem Motorsystem (1) vorliegt, ein zweiter Gemisch-Adaptionswert zum Beaufschlagen einer Stellgröße für ein Einstellen einer Kraftstoffzufuhr jeweils mit Hilfe eines vorgegebenen Adaptionsverfahrens bei einem dritten Betriebspunkt des Verbrennungsmotors (2) ermittelt wird, wobei anhand des ersten Gemisch-Adaptionswerts und des zweiten Gemisch-Adaptionswerts eine Fehlerart bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei der zweite Gemisch-Adaptionswert einem Steigungs-Adaptionswert für eine Gemischadaption entspricht, mit dem die Stellgröße für das Einstellen der Kraftstoffzufuhr multiplikativ beaufschlagt wird.
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, wobei der dritte Betriebspunkt einem Teillastbetrieb bei einem Antriebsmoment in einem erhöhten Lastbereich bei einer vorgegebenen Leerlaufdrehzahl entspricht.
Vorrichtung zum Überprüfen der Funktion eines Motorsystems (1) mit einem Verbrennungsmotor (2); wobei die Vorrichtung ausgebildet ist, - um einen ersten Füllungs-Adaptionswert zum Beaufschlagen einer Stellgröße für ein Einstellen einer Luftzufuhr zu dem Verbrennungsmotor und einen ersten Gemisch-Adaptionswertes zum Beaufschlagen einer Stellgröße für ein Einstellen einer Kraftstoffzufuhr bei einem ersten Betriebspunkt des Verbrennungsmotors (2) jeweils mit Hilfe eines vorgegebenen Adaptionsverfahrens zu ermitteln; und - um festzustellen, dass ein Fehler in dem Motorsystem (1) vorliegt, wenn mindestens einer der Offset-Adaptionswerte außerhalb eines jeweils vorgegebenen Adaptionswertebereichs liegt.
Motorsystem (1) mit einem Verbrennungsmotor (2) und mit einer Vorrichtung nach Anspruch 10.
Computerprogrammprodukt, das einen Programmcode enthält, der, wenn er auf einer Datenverarbeitungseinheit ausgeführt wird, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 durchführt.