DE102011055786B4 - Procedure for checking the control quality of a control device - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Überprüfen der Regelqualität eines Regelmittels (108), insbesondere Thermostatventils, in einem Kühlmittelrücklauf (120), welches ein Kühlmittel von einem Verbrennungsmotor (100) abführt und welches eine Aufteilung des aus dem Verbrennungsmotor (100) ausströmenden Kühlmittelvolumenstroms in einen großen Kühlkreislauf (106) und einen kleinen Kühlkreislauf (104) steuert, mit folgenden Schritten:a) Aufwärmen des Verbrennungsmotors (100) auf eine Diagnosesolltemperatur;b) Messen einer Kühlmittelisttemperatur (Tk) im Verbrennungsmotor mit einer ersten Messeinrichtung (130);c) Bestimmen einer Regelabweichung basierend auf einer Kühlmittelsolltemperatur (Td) und der Kühlmittelisttemperatur (Tk);d) Vergleichen der Regelabweichung mit einem vorgegebenen Schwellwert; unde) Ermitteln einer unausreichenden Regelqualität für den Fall, dass die Regelabweichung größer als der Schwellwert ist oder Ermitteln einer ausreichenden Regelqualität für den Fall, dass die Regelabweichung kleiner als der Schwellwert ist,wobei zur Bestimmung der Regelabweichung innerhalb einer vorgegebenen Zeitdauer ein Absolutwert zwischen der Kühlmittelsolltemperatur (Td) und der Kühlmittelisttemperatur (Tk) ermittelt wird,wobei die Regelabweichung vor einem Vergleich mit dem Schwellwert durch die vorgegebene Zeitdauer oder durch eine Ermittlungsanzahl des Absolutwerts innerhalb der vorgegebenen Zeitdauer dividiert wird.Method for checking the control quality of a control means (108), in particular a thermostatic valve, in a coolant return (120), which discharges a coolant from an internal combustion engine (100) and which divides the coolant volume flow flowing out of the internal combustion engine (100) into a large cooling circuit (106 ) and controls a small cooling circuit (104), with the following steps: a) warming up the internal combustion engine (100) to a diagnostic setpoint temperature; b) measuring an actual coolant temperature (Tk) in the internal combustion engine with a first measuring device (130); c) determining a control deviation based based on a desired coolant temperature (Td) and the actual coolant temperature (Tk);d) comparing the control deviation with a predetermined threshold value; ande) determining an insufficient control quality in the event that the control deviation is greater than the threshold value or determining an adequate control quality in the event that the control deviation is less than the threshold value,wherein an absolute value between the coolant setpoint temperature is used to determine the control deviation within a predetermined period of time (Td) and the actual coolant temperature (Tk) is determined, the control deviation being divided by the specified period of time or by a determination number of the absolute value within the specified period of time before a comparison with the threshold value.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überprüfen der Regelqualität eines Regelmittels.The invention relates to a method for checking the control quality of a control device.

Aus dem Stand der Technik ist bereits bekannt, dass zum Kühlen eines Verbrennungsmotors zwei Kühlkreisläufe, nämlich ein kleiner und ein großer Kühlkreislauf, eingesetzt werden. Der kleine Kühlkreislauf kühlt den Verbrennungsmotor im Warmlauf, also in der Phase des Motorbetriebs vom Start bis zum Erreichen der Betriebstemperatur. Im Warmlauf ist es wichtig, dass ein zwischen dem kleinen Kühlkreislauf und dem großen Kühlkreislauf vorgesehenes Thermostatventil dicht hält. Das heißt, dass kein Kühlmittel aus dem kleinen Kühlkreislauf in den großen Kühlkreislauf strömen soll. Andernfalls wird das Aufheizverhalten des Verbrennungsmotors negativ beeinflusst. Nach dem Warmlauf verbindet das Thermostatventil bedarfsabhängig den kleinen Kühlkreislauf mit dem großen Kühlkreislauf, so dass Kühlmittel, welches im großen Kühlkreislauf durch einen Luftkühler geführt und dadurch wirksam abgekühlt wird, in den kleinen Kühlkreislauf eingebracht wird.It is already known from the prior art that two cooling circuits, namely a small and a large cooling circuit, are used to cool an internal combustion engine. The small cooling circuit cools the combustion engine during warm-up, i.e. in the phase of engine operation from the start until the operating temperature is reached. When warming up, it is important that a thermostat valve provided between the small cooling circuit and the large cooling circuit remains tight. This means that no coolant should flow from the small cooling circuit into the large cooling circuit. Otherwise the heating behavior of the combustion engine will be negatively affected. After warming up, the thermostatic valve connects the small cooling circuit with the large cooling circuit as required, so that coolant, which is routed through an air cooler in the large cooling circuit and is thus effectively cooled, is introduced into the small cooling circuit.

Bislang ist es bei der Anmelderin Praxis, Fahrzeuge mit dem oberhalb erläuterten Kühlsystem am Ende eines Montagebandes einem Diagnoseverfahren (sogenannte „0n-Board-Diagnose“) zu unterziehen. Dabei wird das Fahrzeug auf Rollen unterhalb der Räder des Fahrzeugs gefahren, wobei verschiedene Tests durchgeführt werden. Insbesondere ist eine Überprüfung der Regelqualität eines Thermostatventils sinnvoll, um ein fehlerhaftes Thermostatventil und/oder eine fehlerhafte Kombination von Thermostatventil und Thermostatführung und/oder eine fehlerhafte Anströmung beispielsweise des Thermostatventils festzustellen.Up to now it has been the applicant's practice to subject vehicles with the cooling system explained above to a diagnostic method (so-called “0n-board diagnosis”) at the end of an assembly line. The vehicle is driven on rollers underneath the vehicle's wheels, and various tests are carried out. In particular, checking the control quality of a thermostatic valve is useful in order to identify a faulty thermostatic valve and/or a faulty combination of thermostatic valve and thermostat guide and/or faulty inflow, for example of the thermostatic valve.

DE 10 2008 032 130 A1 offenbart ein Verfahren zum Überprüfen der Funktion einer Kühlmittelpumpe, mit folgenden Schritten: Messen einer Kühlmitteltemperatur. Messen einer Zylinderkopftemperatur. Bestimmen einer Differenz zwischen der Kühlmitteltemperatur und der Zylinderkopftemperatur. Vergleichen der Differenz mit zwei Schwellwerten, die ein Toleranzband definieren. Erkennen der Kühlmittelpumpe als fehlerhaft, wenn die Differenz außerhalb des Toleranzbands liegt. DE 10 2008 032 130 A1 discloses a method for checking the function of a coolant pump, with the following steps: measuring a coolant temperature. measuring a cylinder head temperature. determining a difference between the coolant temperature and the cylinder head temperature. Comparing the difference with two threshold values that define a tolerance band. Recognizing the coolant pump as faulty if the difference is outside the tolerance band.

DE 10 2009 054 400 A1 und US 2002/ 0 099 482 A1 offenbaren weiteren Stand der Technik. DE 10 2009 054 400 A1 and US 2002/0 099 482 A1 disclose further prior art.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein einfach aufgebautes und effizientes Verfahren zum Überprüfen der Regelqualität eines Regelmittels insbesondere eines Thermostatventils bereitzustellen.The object of the present invention is to provide a simple and efficient method for checking the control quality of a control means, in particular a thermostatic valve.

Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale der unabhängigen Ansprüche 1 und 2 gelöst.The object is solved by the characterizing features of independent claims 1 and 2.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous configurations of the invention are the subject matter of the dependent claims.

Bei der Überprüfung der Regelqualität des Regelmittels und somit des Thermostatventils der Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs wird auf eine Diagnosesolltemperatur aufgewärmt. Anschließend wird die Kühlmittelisttemperatur im Verbrennungsmotor, wobei hier eine Messeinrichtung zur Erfassung der Temperatur am Zylinderkopf vorgesehen ist, gemessen, wobei eine Messung der Kühlmittelisttemperatur auch während des Aufwärmens des Verbrennungsmotors auf eine Diagnosesolltemperatur erfolgen kann. Basierend auf einer Kühlmittelsolltemperatur und der gemessenen Kühlmittelisttemperatur wird eine Regelabweichung bestimmt, wobei diese Regelabweichung durch eine Bildung der Differenz aus der Kühlmittelist- und der Kühlmittelsolltemperatur ermittelt wird. Die Regelabweichung wird mit einem vorgebbaren Schwellwert verglichen. Wenn die Regelabweichung größer ist als der vorgebbare Schwellwert, wird auf eine nicht ausreichende Regelqualität des Regelmittels geschlossen. Ist dagegen die Regelabweichung kleiner als der Schwellwert, wird darauf geschlossen, dass die Regelqualität des Regelmittels ausreichend ist.When checking the control quality of the control means and thus of the thermostatic valve of the internal combustion engine of a motor vehicle, it is warmed up to a diagnostic target temperature. The actual coolant temperature in the internal combustion engine is then measured, with a measuring device for detecting the temperature on the cylinder head being provided here. The actual coolant temperature can also be measured while the internal combustion engine is warming up to a diagnostic target temperature. A system deviation is determined based on a coolant setpoint temperature and the measured coolant actual temperature, this system deviation being determined by forming the difference between the actual coolant temperature and the coolant setpoint temperature. The control deviation is compared with a definable threshold value. If the control deviation is greater than the predefinable threshold value, insufficient control quality of the control means is concluded. If, on the other hand, the control deviation is less than the threshold value, it is concluded that the control quality of the control means is sufficient.

Der Vorteil einer derartigen Überprüfung der Regelqualität des Regelmittels besteht darin, dass im Ergebnis auf einfache Weise ermittelt werden kann, ob ein fehlerhaftes Regelmittel und/oder eine fehlerhafte Kombination von Regelmittel und Regelmittelführung und/oder eine fehlerhafte Anströmung beispielsweise des Regelmittels vorliegt.The advantage of checking the control quality of the control means in this way is that it can be easily determined as a result of whether there is a faulty control means and/or a faulty combination of control means and control means guidance and/or a faulty inflow, for example of the control means.

Als Diagnosesolltemperatur wird eine Temperatur des Verbrennungsmotors verstanden. Bei der Diagnosesolltemperatur kann es sich um eine Temperatur des im Zylinder des Verbrennungsmotors befindlichen Kühlmittels oder um eine Temperatur eines Motorbauteils handeln. Die Diagnosesolltemperatur liegt in einem Temperaturbereich, der durch das Regelmittel ohne Probleme eingestellt werden kann.A temperature of the internal combustion engine is understood to be the diagnosis setpoint temperature. The diagnosis target temperature can be a temperature of the coolant located in the cylinder of the internal combustion engine or a temperature of an engine component. The diagnosis setpoint temperature is in a temperature range that can be set by the control means without any problems.

Der vorgebare Schwellwert ist in einem Steuergerät hinterlegt und von Verbrennungsmotorparametern und/oder Umgebungsparametern und/oder weiteren Parametern abhängt. Als Regelmittel wird ein Thermostatventil verwendet, wobei auch der Einsatz eines anderes Bauteils möglich ist, solange sichergestellt ist, dass durch das Regelmittel die Aufteilung des aus dem Verbrennungsmotor ausströmenden Kühlmittelvolumenstroms in einen großen und einen kleinen Kühlkreislauf gesteuert werden kann.The predefinable threshold value is stored in a control unit and depends on internal combustion engine parameters and/or environmental parameters and/or other parameters. A thermostatic valve is used as the control means, although another component can also be used as long as it is ensured that the control means can control the distribution of the coolant volume flow flowing out of the internal combustion engine into a large and a small cooling circuit.

Nach Anspruch 2 wird innerhalb einer vorgegebenen Zeitdauer ein Absolutwert zwischen einer Kühlmittelsolltemperatur und einer Kühlmittelisttemperatur wenigstens zweimal ermittelt werden. Dieser Absolutwert entspricht beispielsweise der Differenz zwischen der Kühlmittelsoll- und Kühlmittelisttemperatur. Natürlich ist es auch vorstellbar, dass innerhalb eines Intervalls innerhalb der vorgegebenen Zeitdauer der Absolutwert mehrmals bestimmt wird. In diesem Fall entspricht der Absolutwert für das jeweilige Intervall dem höchsten in dem Intervall ermittelten Absolutwert.According to claim 2, an absolute value between a desired coolant temperature and an actual coolant temperature is determined at least twice within a predetermined period of time. This absolute value corresponds, for example, to the difference between the coolant setpoint temperature and the coolant actual temperature. It is of course also conceivable for the absolute value to be determined several times within an interval within the specified period of time. In this case, the absolute value for the respective interval corresponds to the highest absolute value determined in the interval.

Die mit dem Schwellwert zu vergleichende Regelabweichung kann der Summe der einzelnen Absolutwerte entsprechen. Durch eine mehrmalige Ermittlung der Absolutwerte wird die Diagnose der Regelgenauigkeit des Regelmittels genauer, da so verhindert wird, dass bereits einige wenige Fehlmessungen des Absolutwerts dazu führen, dass die Regelqualität des Regelmittels als unzureichend angesehen wird, obwohl die Regelqualität ausreichend ist.The control deviation to be compared with the threshold value can correspond to the sum of the individual absolute values. By determining the absolute values several times, the diagnosis of the control accuracy of the control means becomes more precise, since this prevents a few erroneous measurements of the absolute value from leading to the control quality of the control means being regarded as insufficient, although the control quality is sufficient.

Alternativ oder zusätzlich kann die Regelabweichung auch einem Wert eines Zählers entsprechen. Der Zähler wird inkrementiert, wenn der Absolutwert zwischen der Kühlmittelsolltemperatur und der Kühlmittellisttemperatur einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet. Der Grenzwert kann ebenfalls in einer Steuereinheit gespeichert sein und ein Maß dafür sein, ab welcher Abweichung der Kühlmittelsolltemperatur von der Kühlmittelisttemperatur das Regelmittel nicht mit ausreichender Regelqualität regelt. Der Schwellwert, der mit der die Regelabweichung verglichen wird, stellt in diesem Fall ein Maß dafür dar, wie oft das Regelmittel mit unausreichender Regelqualität regeln darf, bis auf ein fehlerhaftes Regelmittel geschlossen wird. Auch mittels einer derartigen Bestimmung der Regelabweichung wird die Diagnose der Regelgenauigkeit des Regelmittels genauer, da auch in diesem Fall verhindert wird, dass einige wenige Fehlmessungen dazu führen, dass die Regelqualität des Regelmittels als unzureichend angesehen wird, obwohl die Regelqualität des Regelmittels ausreichend ist.Alternatively or additionally, the control deviation can also correspond to a value of a counter. The counter is incremented when the absolute value between the coolant target temperature and the coolant list temperature exceeds a predetermined limit value. The limit value can also be stored in a control unit and can be a measure of the deviation of the coolant setpoint temperature from the coolant actual temperature from which the control means does not control with sufficient control quality. In this case, the threshold value, with which the control deviation is compared, represents a measure of how often the control means may control with insufficient control quality, until a faulty control means is inferred. Such a determination of the control deviation also makes the diagnosis of the control accuracy of the control means more precise, since in this case too, a few erroneous measurements prevent the control quality of the control means from being regarded as inadequate, although the control quality of the control means is sufficient.

Nach Anspruch 2 wird der Absolutwert mit einem Faktor multipliziert. Der Faktor ist von den Parametern des Verbrennungsmotors und/oder von den Umgebungsparametern abhängig. Insbesondere kann der Faktor von z.B. der Motordrehzahl und/oder der Förderleistung der Kühlmittelpumpe und/oder Kühlmitteltemperatur im Kühlmittelrücklauf und/oder der Umgebungstemperatur, etc. abhängen. Infolge der Multiplikation des Absolutwert mit dem Faktor wird die Genauigkeit der Ermittlung von Regelmitteln mit unausreichender Regelqualität verbessert, da Umgebungsflüsse und die Charakteristik des Verbrennungsmotors über den Faktor berücksichtigt werden. Der Faktor kann über die vorgegebene Zeitdauer, in der die Regelabweichung bzw. die Absolutwerte bestimmt wird, konstant oder variabel sein.According to claim 2, the absolute value is multiplied by a factor. The factor depends on the parameters of the internal combustion engine and/or the environmental parameters. In particular, the factor can depend, for example, on the engine speed and/or the capacity of the coolant pump and/or the coolant temperature in the coolant return and/or the ambient temperature, etc. As a result of multiplying the absolute value by the factor, the accuracy of determining control means with insufficient control quality is improved, since environmental flows and the characteristic of the internal combustion engine are taken into account via the factor. The factor can be constant or variable over the specified period of time in which the control deviation or the absolute values are determined.

Nach Anspruch 1 wird die Regelabweichung vor einem Vergleich mit dem Schwellwert durch eine vorgegebene Zeitdauer, in der die Regelabweichung bestimmt wird, oder die Anzahl der Ermittlungsschritte der Absolutwerte innerhalb wird der vorgegebenen Zeitdauer, dividiert. Als Anzahl der Ermittlungsschritte der Absolutwerte ein Wert verstanden, der angibt wie oft der Absolutwert innerhalb der vorgegebenen Zeitdauer ermittelt wurde. Wird die Regelabweichung durch die vorgegebene Zeitdauer oder durch die Anzahl der Ermittlungsschritte dividiert, wird die Diagnose verbessert. Insbesondere in der zuvor beschriebenen Ausführung, in der die Absolutwerte zur Bestimmung der Regelabweichung aufsummiert werden, bietet ein Dividieren der Regelabweichung durch die vorgegebene Zeitdauer oder die Anzahl der Ermittlungsschritte den Vorteil, dass einige extreme Abweichungen in den Absolutwerten nicht dazu führen, dass die Regelqualität des Regelmittels als unzureichend angesehen wird, obwohl das Regelmittel einwandfrei funktioniert.According to claim 1, before a comparison with the threshold value, the system deviation is divided by a specified time period in which the system deviation is determined, or the number of determination steps of the absolute values within the specified time period is divided. The number of determination steps for the absolute values is a value that indicates how often the absolute value was determined within the specified time period. The diagnosis is improved if the system deviation is divided by the specified period of time or by the number of determination steps. In the embodiment described above in particular, in which the absolute values are added up to determine the control deviation, dividing the control deviation by the specified period of time or the number of determination steps offers the advantage that some extreme deviations in the absolute values do not lead to the control quality of the Control means is considered insufficient, although the control means is working properly.

Die Bestimmung der Regelabweichung, insbesondere die Bestimmung der Absolutwerte, sollte erst einer vorgegebenen Zeitspanne durchgeführt werden. Dadurch wird ermöglicht, dass sich das Regelsystem einregeln kann, bevor mit der Diagnose zur Ermittlung der Regelqualität des Regelmittels begonnen wird. Im Ergebnis werden Fehlmessungen der Regelabweichung, insbesondere des Absolutwerts zwischen der Kühlmittelist- und Kühlmittelsolltemperatur, vermieden, die sich aufgrund der Schwankungen beim Einregelvorgang ergeben.The determination of the control deviation, in particular the determination of the absolute values, should only be carried out after a specified period of time. This makes it possible for the control system to regulate itself before the diagnosis for determining the control quality of the control means begins. As a result, erroneous measurements of the control deviation, in particular of the absolute value between the actual coolant temperature and the setpoint coolant temperature, are avoided, which result from the fluctuations during the adjustment process.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann zusätzlich zu Regelmitteln, die in Kühlkreisen von Verbrennungsmotoren eingesetzt werden, auch auf Regelmittel angewendet werden, die in Kühlkreisen von anderen Motoren, wie beispielsweise Elektromotoren, eingesetzt werden.In addition to control means used in cooling circuits of internal combustion engines, the method according to the invention can also be applied to control means used in cooling circuits of other motors, such as electric motors.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand schematisch dargestellt und wird anhand der Figuren nachfolgend beschrieben, wobei gleiche oder gleich wirkende Elemente zumeist mit denselben Bezugszeichen versehen sind. Hierbei zeigen:

  • 1: einen schematischen Ausschnitt eines Kraftfahrzeugs samt einer Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
  • 2: ein Regelmittel aus 1 in einem geschlossenen Zustand,
  • 3: ein Regelmittel aus 1 in einem geöffneten Zustand,
  • 4: ein Diagramm, das den Kühlmittelsoll- und Kühlmittelistwerttemperaturverlauf im Kühlmittelrücklauf und den Regelabweichungsverlauf darstellt.
The subject of the invention is shown schematically in the drawing and is described below with reference to the figures, elements which are the same or have the same effect are usually provided with the same reference symbols. Here show:
  • 1 : a schematic detail of a motor vehicle including a device according to an embodiment of the invention,
  • 2 : a control means off 1 in a closed state,
  • 3 : a control means off 1 in an open state,
  • 4 : a diagram that shows the coolant setpoint and coolant actual value temperature curve in the coolant return and the control deviation curve.

1 zeigt schematisch einen Verbrennungsmotor 100, welcher von einem Kühlsystem 102 gekühlt wird. Der Verbrennungsmotor 100 und das Kühlsystem 102 sind Bestandteil eines nicht weiter dargestellten Fahrzeugs. Das Kühlsystem 102 umfasst einen kleinen Kühlkreislauf 104 und einen großen Kühlkreislauf 106, welche mittels eines Regelmittels 108, insbesondere eines Thermostatventils, miteinander koppelbar sind. 1 1 schematically shows an internal combustion engine 100 which is cooled by a cooling system 102 . Internal combustion engine 100 and cooling system 102 are part of a vehicle that is not shown in any more detail. The cooling system 102 includes a small cooling circuit 104 and a large cooling circuit 106, which can be coupled to one another by means of a control means 108, in particular a thermostatic valve.

Im geschlossenen Zustand des Regelmittels 108 wird somit, insbesondere im Warmlauf des Verbrennungsmotors 100, das Kühlmittel lediglich in dem kleinen Kühlkreislauf 104 mittels einer Pumpe 110 zirkuliert, d.h. in diesem Zustand des Regelmittels 108 sind der kleine und der große Kühlkreislauf 104, 106 voneinander entkoppelt. Dies ist dann sichergestellt, wenn das Regelmittel 108 funktionsfähig ist, d.h., dieses den kleinen Kühlkreislauf 104 gegenüber dem großen Kühlkreislauf 106 abdichtet. Im geöffneten Zustand des Regelmittels 108 fließt Kühlmittel aus dem kleinen Kühlkreis 104 in den großen Kühlkreislauf 106. In dem großen Kühlkreislauf 106 durchfließt das Kühlmittel einen Luftkühler 112 und fließt hiernach durch das Regelmittel 108 zurück in den kleinen Kühlkreislauf 104, um den Verbrennungsmotor 100 zu kühlen. Ein fahrzeuginterner Lüfter 113 ist bei Bedarf zum Kühlen des Luftkühlers 112 zuschaltbar.In the closed state of the control means 108, in particular when the internal combustion engine 100 is warming up, the coolant is only circulated in the small cooling circuit 104 by means of a pump 110, i.e. in this state of the control means 108 the small and the large cooling circuits 104, 106 are decoupled from one another. This is ensured when the control means 108 is functional, i.e. it seals the small cooling circuit 104 from the large cooling circuit 106. In the open state of the control means 108, coolant flows from the small cooling circuit 104 into the large cooling circuit 106. In the large cooling circuit 106, the coolant flows through an air cooler 112 and then flows back through the control means 108 into the small cooling circuit 104 in order to cool the internal combustion engine 100 . A vehicle-internal fan 113 can be switched on if required to cool the air cooler 112 .

Der geschlossene Zustand des Regelmittels 108 ist in 2 gezeigt, wobei der Fluss des Kühlmittels durch das Regelmittel 108 mit gestrichelter Linie angedeutet ist. 3 zeigt dagegen das Regelmittel 108 in geöffnetem Zustand, wobei der Fluss des Kühlmittels durch das Regelmittel 108 mit gestrichelter Linie angedeutet ist.The closed state of the control means 108 is in 2 shown, with the flow of the coolant through the control means 108 being indicated with a dashed line. 3 10 shows the control means 108 in the open state, with the flow of coolant through the control means 108 being indicated by a dashed line.

Weiterhin ist in 1 eine Vorrichtung 114 gezeigt, welche dazu dient die Regelqualität des Regelmittels zu ermitteln und typischerweise am Ende des Montagebandes zum Herstellen eines Fahrzeugs vorgesehen ist.Furthermore, in 1 a device 114 is shown, which is used to determine the control quality of the control means and is typically provided at the end of the assembly line for manufacturing a vehicle.

Die Vorrichtung 114 weist eine Einbringungseinrichtung 116, mittels der die in den Verbrennungsmotor 100 eingebrachte Energiemenge zum Aufwärmen von diesem auf die Diagnosesolltemperatur gesteuert wird, und eine erste Messeinrichtung 130 zum Messen der Temperatur des Verbrennungsmotors, wobei hier im wesentlichen die Temperatur am Zylinderkopf erfasst wird, und eine zweite Messeinrichtung 122 zum Messen der Kühlmittelisttemperatur in einem Kühlmittelrücklauf auf. Im konkreten Fall ermittelt die zweite Messeinrichtung 122 die Kühlmitteltemperatur in einem Leitungsabschnitt zwischen dem Luftkühler 112 und dem Regelmittel 108.The device 114 has an introduction device 116, by means of which the amount of energy introduced into the internal combustion engine 100 is controlled to heat it up to the diagnosis target temperature, and a first measuring device 130 for measuring the temperature of the internal combustion engine, the temperature at the cylinder head being essentially recorded here. and a second measuring device 122 for measuring the actual coolant temperature in a coolant return. In the specific case, second measuring device 122 determines the coolant temperature in a line section between air cooler 112 and control means 108.

Durch die Einbringungseinrichtung 116 erfolgt eine Ansteuerung von Ansteuerelementen zum Einbringen einer vordefinierten Kraftstoffmenge und/oder Luftmasse in den Verbrennungsmotor 100. Die Ansteuerelemente sind typischerweise Ventile, insbesondere eine Drosselklappe, sowie weitere Ansteuerelemente, insbesondere ein Motorsteuergerät. Die Ventile und weitere Ansteuerelemente sind typischerweise herkömmliche Komponenten des Verbrennungsmotors 100 oder des sonstigen Antriebsstrangs des Fahrzeugs, welche im Fahrzeug auch nach Abschluss des vorliegend beschriebenen Verfahrens bleiben und dann ihre gewöhnliche Funktion wahrnehmen.Introducing device 116 activates activation elements for introducing a predefined quantity of fuel and/or air mass into internal combustion engine 100. The activation elements are typically valves, in particular a throttle valve, and other activation elements, in particular an engine control unit. The valves and other control elements are typically conventional components of internal combustion engine 100 or the other drive train of the vehicle, which remain in the vehicle even after the method described here has been completed and then perform their usual function.

Ferner weist die Vorrichtung 114 eine Vergleicheinrichtung 124 und eine Auswerteeinrichtung 126 auf. Mittels der Vergleicheinrichtung 124 wird die mit der ersten Messeinrichtung 130 ermittelte Kühlmittelistwerttemperatur mit der Kühlmittelsollwerttemperatur verglichen und basierend auf dem Vergleich ein Absolutwert bestimmt und mit einem Faktor multipliziert. Die Kühlmittelsollwerttemperatur ist in einem Speicher 125 der Vorrichtung 114 hinterlegt. In der Auswerteeinrichtung 126 wird basierend auf den ermittelten Absolutwerten eine Regelabweichung ermittelt und überprüft, ob die Regelabweichung unterhalb oder oberhalb eines Schwellwerts ist. Abhängig vom Ergebnis des Vergleichs ermittelt die Auswerteeinrichtung 126, ob die Regelqualität des Regelmittels 108 ausreichend oder nicht ausreichend ist. Das Ergebnis der Auswerteeinrichtung 126 wird an einer Anzeigeeinrichtung 128 dargestellt.Furthermore, the device 114 has a comparison device 124 and an evaluation device 126 . The actual coolant temperature determined with the first measuring device 130 is compared with the setpoint coolant temperature by means of the comparison device 124 and an absolute value is determined based on the comparison and multiplied by a factor. The coolant setpoint temperature is stored in a memory 125 of device 114 . In the evaluation device 126, based on the determined absolute values, a system deviation is determined and a check is made as to whether the system deviation is below or above a threshold value. Depending on the result of the comparison, the evaluation device 126 determines whether the control quality of the control means 108 is sufficient or not. The result of the evaluation device 126 is shown on a display device 128 .

Im Folgenden wird das Verfahren zur Ermittlung der Regelqualität des Regelmittels 108 unter Zuhilfenahme der 4 erläutert. 4 zeigt den Regelabweichungsverlauf R und die Kühlmittelsoll- und Kühlmittelisttemperaturverläufe Td, Tk.The method for determining the control quality of the control means 108 with the aid of the 4 explained. 4 shows the control deviation curve R and the coolant setpoint and actual coolant temperature curves Td, Tk.

Der Verbrennungsmotor 100 wird auf eine vorgegebene Diagnosesolltemperatur aufgewärmt. Um dies zu erreichen, muss über die Einbringungseinrichtung 116 die entsprechende Energiemenge in den Verbrennungsmotor 100 eingebracht werden. Das Erwärmen des Verbrennungsmotors 100 auf die Diagnosesolltemperatur erfolgt weiterhin während des in 4 gezeigten Zeitraums zwischen den Zeitpunkten T1 und T2. Zum in 4 gezeigten Zeitpunkt T1 ist der Verbrennungsmotor 100 bereits auf eine Temperatur erwärmt, die unterhalb der nicht gezeigten Diagnosesolltemperatur ist. Infolge der Energiemengenzufuhr in den Verbrennungsmotor 100 steigt die im Zylinder des Verbrennungsmotors 100 gemessene Kühlmitteltemperatur und damit auch, wie aus 4 ersichtlich ist. Die Kühlmittelisttemperatur Tk wird während des Aufwärmens des Verbrennungsmotors 100 gemessen.The internal combustion engine 100 is warmed up to a predetermined diagnosis target temperature. In order to achieve this, the corresponding amount of energy must be introduced into internal combustion engine 100 via introduction device 116 . The heating of the internal combustion engine 100 to the diagnosis setpoint temperature continues to take place during in 4 shown time period between times T1 and T2. For in 4 Time T1 shown, internal combustion engine 100 has already been heated to a temperature that is below the diagnosis setpoint temperature, not shown. As a result of the amount of energy being supplied to internal combustion engine 100, the coolant temperature measured in the cylinder of internal combustion engine 100 increases, and thus also how off 4 is evident. The coolantist temperature Tk is measured while the engine 100 is warming up.

Während des Aufwärmens des Verbrennungsmotors 100 wird das Regelmittel 108 derart geregelt, dass sich die Kühlmittelisttemperatur Tk einer Kühlmittelsolltemperatur Td annähert. Die Kühlmittelsolltemperatur weist einen ersten und einen zweiten Kühlmittelsollwert Td1, Td2 auf, wobei zwischen den Zeitpunkten T1 bis T2 das Regelmittel das Kühlmittel auf die erste Kühlmittelsolltemperatur Td1 regelt.While the internal combustion engine 100 is warming up, the control means 108 is controlled in such a way that the actual coolant temperature Tk approaches a coolant setpoint temperature Td. The coolant setpoint temperature has a first and a second coolant setpoint value Td1, Td2, with the control means regulating the coolant to the first coolant setpoint temperature Td1 between times T1 to T2.

Zum Zeitpunkt T2 weist das in dem Zylinder des Verbrennungsmotors 100 gemessene Kühlmittel die Diagnosesolltemperatur auf. Zu diesem Zeitpunkt wird die Kühlmittelsolltemperatur Td, insbesondere in dem dem Luftkühler 112 nachgeschalteten Bereich, ausgehend von der ersten Kühlmittelsolltemperatur Td1 auf eine zweite Kühlmittelsolltemperatur Td2 reduziert, die kleiner als die Diagnosesolltemperatur des Verbrennungsmotors 100 ist. Infolge der Reduktion der Kühlmittelsolltemperatur Td wird das Regelmittel 108 die Aufteilung des Kühlmittelvolumenstroms derart regeln, dass sich die Kühlmittelisttemperatur Tk der zweiten Kühlmittelsolltemperatur Td2 annähert.At time T2, the coolant measured in the cylinder of internal combustion engine 100 has the diagnosis setpoint temperature. At this point in time, the coolant setpoint temperature Td, in particular in the area downstream of the air cooler 112, is reduced from the first coolant setpoint temperature Td1 to a second coolant setpoint temperature Td2, which is lower than the diagnosis setpoint temperature of the internal combustion engine 100. As a result of the reduction in the coolant setpoint temperature Td, the control means 108 will regulate the distribution of the coolant volume flow in such a way that the actual coolant temperature Tk approaches the second coolant setpoint temperature Td2.

Während des Zeitraums zwischen den Zeitpunkten T2 und T3 erfolgt ein Einregeln des Systems. In diesem Zeitraum erfolgt noch keine Bestimmung der Regelabweichung und damit keine Diagnose hinsichtlich der Regelqualität des Regelmittels 108. Ab dem Zeitpunkt T3 erfolgt eine Bestimmung der Regelabweichung. Zur Bestimmung der Regelabweichung wird zuerst in der Vergleicheinrichtung 124 ein Absolutwert der Abweichung der zweiten Kühlmittelsolltemperatur Td von der ermittelten Kühlmittelisttemperatur Tk ermittelt. Die Bestimmung des Absolutwerts erfolgt während eines vorgegebenen Zeitraums zwischen den Zeitpunkten T3 und T4 und wird mehrmals wiederholt. Die so ermittelten Absolutwerte werden über integriert und können nun zur Bestimmung der Regelgüte ausgewertet werden. Dabei wird der jeweils ermittelte Absolutwert mit einem Faktor, der abhängig von Parametern des Verbrennungsmotors 100 und/oder Umgebungsparametern ist, multipliziert.The system is adjusted during the period between times T2 and T3. In this period of time, there is still no determination of the control deviation and thus no diagnosis with regard to the control quality of the control means 108. From the point in time T3, the control deviation is determined. In order to determine the control deviation, an absolute value of the deviation of the second setpoint coolant temperature Td from the determined actual coolant temperature Tk is first determined in the comparison device 124 . The absolute value is determined during a predetermined period of time between times T3 and T4 and is repeated several times. The absolute values determined in this way are integrated and can now be evaluated to determine the control quality. In this case, the absolute value determined in each case is multiplied by a factor which is dependent on parameters of internal combustion engine 100 and/or environmental parameters.

Im nächsten Schritt wird in der Auswerteeinrichtung 126 basierend auf den ermittelten Absolutwerten die Regelabweichung bestimmt. Dabei ergibt sich die Regelabweichung zu einem bestimmten Zeitpunkt innerhalb der Zeitspanne zwischen den Zeitpunkten T3 und T4 aus dem aktuell ermittelten Absolutwert und der Summe der vor diesem Zeitpunkt ermittelten Absolutwerte. Dies ist der Grund für den in 4 dargestellten Anstieg des Regelabweichungsverlauf R über die Zeit.In the next step, the system deviation is determined in the evaluation device 126 based on the determined absolute values. The control deviation at a specific point in time within the time span between points in time T3 and T4 results from the currently determined absolute value and the sum of the absolute values determined before this point in time. This is the reason for the in 4 illustrated increase in the control deviation curve R over time.

Somit entspricht die Regelabweichung zum Zeitpunkt T4 der Summe der einzelnen in der Zeitspanne zwischen den Zeitpunkten T3 bis T4 ermittelten Absolutwerten. Die Regelabweichung wird in der Auswerteeinrichtung 126 vor einem Vergleich mit einem Schwellwert durch die Zeitdauer zwischen den beiden Zeitpunkten T3 und T4 dividert, um eine durchschnittliche Regelabweichung zu erhalten. Im Anschluss daran wird in der Auswerteeinrichtung 126 die durchschnittliche Regelabweichung mit dem im Speicher 125 gespeicherten Schwellwert verglichen. Für den Fall, dass die durchschnittliche Regelabweichung größer als der Schwellwert ist, ist die Regelqualität des Regelmittels 108 nicht ausreichend. Für den Fall, dass die durchschnittliche Regelabweichung kleiner ist als der Schwellwert, ist die Regelqualität des Regelmittels 108 ausreichend. In beiden Fällen wird das Ergebnis des Vergleichs mittels der Anzeigeeinrichtung 128 angezeigt.The system deviation at time T4 thus corresponds to the sum of the individual absolute values determined in the time span between times T3 to T4. The control deviation is divided in the evaluation device 126 before a comparison with a threshold value by the length of time between the two points in time T3 and T4 in order to obtain an average control deviation. Following this, the average control deviation is compared in the evaluation device 126 with the threshold value stored in the memory 125 . If the average control deviation is greater than the threshold value, the control quality of control means 108 is not sufficient. In the event that the average control deviation is less than the threshold value, the control quality of control means 108 is sufficient. In both cases, the result of the comparison is displayed using the display device 128 .

Claims (6)

Verfahren zum Überprüfen der Regelqualität eines Regelmittels (108), insbesondere Thermostatventils, in einem Kühlmittelrücklauf (120), welches ein Kühlmittel von einem Verbrennungsmotor (100) abführt und welches eine Aufteilung des aus dem Verbrennungsmotor (100) ausströmenden Kühlmittelvolumenstroms in einen großen Kühlkreislauf (106) und einen kleinen Kühlkreislauf (104) steuert, mit folgenden Schritten: a) Aufwärmen des Verbrennungsmotors (100) auf eine Diagnosesolltemperatur; b) Messen einer Kühlmittelisttemperatur (Tk) im Verbrennungsmotor mit einer ersten Messeinrichtung (130); c) Bestimmen einer Regelabweichung basierend auf einer Kühlmittelsolltemperatur (Td) und der Kühlmittelisttemperatur (Tk); d) Vergleichen der Regelabweichung mit einem vorgegebenen Schwellwert; und e) Ermitteln einer unausreichenden Regelqualität für den Fall, dass die Regelabweichung größer als der Schwellwert ist oder Ermitteln einer ausreichenden Regelqualität für den Fall, dass die Regelabweichung kleiner als der Schwellwert ist, wobei zur Bestimmung der Regelabweichung innerhalb einer vorgegebenen Zeitdauer ein Absolutwert zwischen der Kühlmittelsolltemperatur (Td) und der Kühlmittelisttemperatur (Tk) ermittelt wird, wobei die Regelabweichung vor einem Vergleich mit dem Schwellwert durch die vorgegebene Zeitdauer oder durch eine Ermittlungsanzahl des Absolutwerts innerhalb der vorgegebenen Zeitdauer dividiert wird.Method for checking the control quality of a control means (108), in particular a thermostatic valve, in a coolant return (120), which discharges a coolant from an internal combustion engine (100) and which divides the coolant volume flow flowing out of the internal combustion engine (100) into a large cooling circuit (106 ) and controls a small cooling circuit (104), with the following steps: a) warming up the internal combustion engine (100) to a diagnostic target temperature; b) measuring an actual coolant temperature (Tk) in the internal combustion engine with a first measuring device (130); c) determining a control deviation based on a desired coolant temperature (Td) and the actual coolant temperature (Tk); d) comparing the control deviation with a predetermined threshold value; and e) determination of insufficient control quality in the event that the control deviation is greater than the threshold value or determination of sufficient control quality in the event that the control deviation is less than the threshold value, an absolute value between the coolant setpoint temperature (Td) and the actual coolant temperature (Tk) being determined within a specified period of time to determine the control deviation, the control deviation being divided by the specified period of time or by a determination number of the absolute value within the specified period of time before a comparison with the threshold value. Verfahren zum Überprüfen der Regelqualität eines Regelmittels (108), insbesondere Thermostatventils, in einem Kühlmittelrücklauf (120), welches ein Kühlmittel von einem Verbrennungsmotor (100) abführt und welches eine Aufteilung des aus dem Verbrennungsmotor (100) ausströmenden Kühlmittelvolumenstroms in einen großen Kühlkreislauf (106) und einen kleinen Kühlkreislauf (104) steuert, mit folgenden Schritten: a) Aufwärmen des Verbrennungsmotors (100) auf eine Diagnosesolltemperatur; b) Messen einer Kühlmittelisttemperatur (Tk) im Verbrennungsmotor mit einer ersten Messeinrichtung (130); c) Bestimmen einer Regelabweichung basierend auf einer Kühlmittelsolltemperatur (Td) und der Kühlmittelisttemperatur (Tk); d) Vergleichen der Regelabweichung mit einem vorgegebenen Schwellwert; und e) Ermitteln einer unausreichenden Regelqualität für den Fall, dass die Regelabweichung größer als der Schwellwert ist oder Ermitteln einer ausreichenden Regelqualität für den Fall, dass die Regelabweichung kleiner als der Schwellwert ist, wobei entweder innerhalb einer vorgegebenen Zeitdauer ein Absolutwert zwischen der Kühlmittelsolltemperatur (Td) und der Kühlmittelisttemperatur (Tk) wenigstens zweimal ermittelt wird und die Regelabweichung einer Summe der einzelnen Absolutwerte entspricht, oder innerhalb einer vorgegebenen Zeitdauer ein Absolutwert zwischen einer Kühlmittelsolltemperatur (Td) und der Kühlmittelisttemperatur (Tk) wenigstens zweimal ermittelt und mit einem Grenzwert verglichen wird, wobei ein Zähler inkrementiert wird, wenn der Absolutwert oder das Integral des Absolutwertes über einem Grenzwert liegt, wobei die Regelabweichung dem Zähler entspricht, wobei der Absolutwert mit einem Faktor, der von den Parametern des Verbrennungsmotors und/oder von Umgebungsparametern abhängig ist, multipliziert wird.Method for checking the control quality of a control means (108), in particular a thermostatic valve, in a coolant return (120), which removes a coolant from an internal combustion engine (100) and which divides the from the Internal combustion engine (100) outflowing coolant volume flow in a large cooling circuit (106) and a small cooling circuit (104) controls, with the following steps: a) warming up the internal combustion engine (100) to a diagnostic target temperature; b) measuring an actual coolant temperature (Tk) in the internal combustion engine with a first measuring device (130); c) determining a control deviation based on a desired coolant temperature (Td) and the actual coolant temperature (Tk); d) comparing the control deviation with a predetermined threshold value; and e) determining an insufficient control quality in the event that the control deviation is greater than the threshold value or determining an adequate control quality in the event that the control deviation is smaller than the threshold value, with either an absolute value between the coolant setpoint temperature (Td ) and the actual coolant temperature (Tk) is determined at least twice and the control deviation corresponds to a sum of the individual absolute values, or an absolute value between a setpoint coolant temperature (Td) and the actual coolant temperature (Tk) is determined at least twice within a specified period of time and compared with a limit value, wherein a counter is incremented when the absolute value or the integral of the absolute value is above a limit value, the deviation corresponding to the counter, the absolute value being multiplied by a factor determined by the parameters of the internal combustion engine and/or by environmental parameters tern dependent is multiplied. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der vorgegebenen Zeitdauer der Absolutwert zwischen der Kühlmittelsolltemperatur (Td) und der Kühlmittelisttemperatur (Tk) wenigstens zweimal ermittelt wird und die Regelabweichung einer Summe der einzelnen Absolutwerte entspricht.procedure after claim 1 , characterized in that the absolute value between the desired coolant temperature (Td) and the actual coolant temperature (Tk) is determined at least twice within the specified period of time and the control deviation corresponds to a sum of the individual absolute values. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der vorgegebenen Zeitdauer der Absolutwert zwischen einer Kühlmittelsolltemperatur (Td) und der Kühlmittelisttemperatur (Tk) wenigstens zweimal ermittelt und mit einem Grenzwert verglichen wird, wobei ein Zähler inkrementiert wird, wenn der Absolutwert oder das Integral des Absolutwertes über einem Grenzwert liegt, wobei die Regelabweichung dem Zähler entspricht.procedure after claim 1 , characterized in that within the specified period of time the absolute value between a coolant setpoint temperature (Td) and the actual coolant temperature (Tk) is determined at least twice and compared with a limit value, with a counter being incremented if the absolute value or the integral of the absolute value is above a limit value lies, whereby the control deviation corresponds to the numerator. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Absolutwert mit einem Faktor, insbesondere einem Faktor, der von den Parametern des Verbrennungsmotors und/oder von Umgebungsparametern abhängig ist, multipliziert wird.procedure after claim 3 or 4 , characterized in that the absolute value is multiplied by a factor, in particular a factor which is dependent on the parameters of the internal combustion engine and/or on environmental parameters. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelabweichung vor einem Vergleich mit dem Schwellwert durch die vorgegebene Zeitdauer oder durch eine Ermittlungsanzahl des Absolutwerts innerhalb der vorgegebenen Zeitdauer dividiert wird.procedure after claim 2 , characterized in that before a comparison with the threshold value, the system deviation is divided by the specified period of time or by a determination number of the absolute value within the specified period of time.
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