DE102015215549A1

DE102015215549A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Feststellen, ob in einem Kraftfahrzeug ein Fehlerzustand vorliegt oder nicht

Info

Publication number: DE102015215549A1
Application number: DE102015215549.8A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Fischer; Evgeniya Ballmann
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2015-08-14
Filing date: 2015-08-14
Publication date: 2017-02-16

Abstract

Verfahren zum Ermitteln, ob beim Betreiben einer Brennkraftmaschine (10) eines Kraftfahrzeugs (1) ein Fehler vorliegt, bei dem ein Sollwert einer Betriebsgröße ermittelt wird und wobei abhängig von einer Abweichung zwischen diesem Sollwert und einem ermittelten Istwert der Betriebsgröße darauf entschieden wird, ob der Fehler vorliegt, wobei der Istwert der Betriebsgröße abhängig von einem ermittelten Istwert einer Rotationsenergie der Brennkraftmaschine (10) ermittelt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Feststellen, ob in einem Kraftfahrzeug ein Fehlerzustand vorliegt oder nicht. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung, insbesondere ein Steuergerät, das eingerichtet ist, dieses Verfahren durchzuführen und ein Computerprogramm, dass das Verfahren durchführt und ein maschinenlesbares Speichermedium, auf dem das Computerprogramm gespeichert ist.
Stand der Technik
Aus der DE 44 38 714 A1 ist ein Verfahren zur Ansteuerung der Antriebsleistung eines Fahrzeugs bekannt, wobei ein Mikrocomputer zur Durchführung von Steuerungsfunktionen und Überwachungsfunktionen vorgesehen ist. Mikrocomputer sind dabei wenigstens zwei voneinander unabhängige Ebenen festgelegt, wobei eine erste Ebene die Steuerfunktion und eine zweite Ebene die Überwachungsfunktion durchführt.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
In einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Ermitteln, ob beim Betreiben einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs ein Fehler vorliegt. Hierbei ist vorgesehen, dass ein Sollwert einer Betriebsgröße ermittelt wird und wobei abhängig von einer Abweichung zwischen diesem Sollwert und einem ermittelten Istwert der Betriebsgröße darauf entschieden wird, ob der Fehler vorliegt. Die Betriebsgröße charakterisiert hierbei den Vortrieb, den die Brennkraftmaschine erzeugt. Sie kann also insbesondere durch ein Drehmoment oder eine Leistung gegeben sein. Es ist nun vorgesehen, dass der Istwert der Betriebsgröße abhängig von einem ermittelten Istwert einer Rotationsenergie der Brennkraftmaschine ermittelt wird. Mit Rotationsenergie der Brennkraftmaschine ist hierbei die kinetische Rotationsenergie all der kupplungseingangsseitigen Teile der Brennkraftmaschine gemeint, die sich mit der durch das Zünden des Kraftstoff-Luft-Gemisches in den Zylindern der Brennkraftmaschine hervorgerufenen Rotation drehen.
Es ist hierbei möglich, dass der Istwert der Betriebsgröße abhängig von einer ermittelten Änderung der Rotationsenergie der Brennkraftmaschine ermittelt wird. Ein solches Verfahren hat sich als besonders effizient gegenüber alternativen Verfahren herausgestellt.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die ermittelte Änderung über ein Zeitintervall ermittelt wird, dass das Überstreichen einen Zündzeitpunkt eines Zylinders der Brennkraftmaschine (10) einschließt. D.h. die Änderung wird als Differenz zweier Istwerte der Rotationsenergie der Brennkraftmaschine ermittelt, wobei der erste Istwert zu einem Zeitpunkt vor dem Zünden in dem Zylinder ermittelt wird und der zweite Istwert zu einem Zeitpunkt nach dem Zünden. Die Änderung ist in diesem Intervall besonders groß, da die relative Größe von Fehlereinflüssen sinkt.
In einem weiteren Aspekt kann vorgesehen sein, dass die Rotationsenergie der Brennkraftmschine abhängig von einer ermittelten Drehzahl der Brennkraftmaschine ermittelt wird. Dieses Verfahren ist besonders einfach zu implementieren. Insbesondere kann die Rotationsenergie als eine Konstante mal dem Quadrat der Winkelgeschwindigkeit ermittelt werden.
Vorteilhafterweise wird die Winkelgeschwindigkeit aus dem Drehzahlsignal bestimmt. Der Drehzahlsignal wird mittels eines Sensors erfasst. Es ist aber auch möglich, die Drehzahl z.B. als zeitliche Ableitung eines Drehwinkelsignals zu ermitteln.
In einem weiteren Aspekt kann vorgesehen sein, dass der Istwert der Betriebsgröße als Quotient der ermittelten Änderung der Rotationsenergie und einer ermittelten Änderung eines Kurbelwellenwinkels ermittelt wird. Hierbei können Änderung der Rotationsenergie und Änderung des Kurbelwellenwinkels vorteilhaftterweise über dem gleichen Zeitintervall ermittelt werden. Ein solches Verfahren hat sich als besonders präzise herausgestellt.
In weiteren Aspekten betrifft die Erfindung ein Computerprogramm, das ausgebildet ist, alle Schritte eines der Verfahren nach einem vorhergenannten Aspekte auszuführen, ein maschinenlesbares Speichermedium, auf dem das Computerprogramm gespeichert ist, sowie ein Steuergerät, das ausgebildet ist, alle Schritte eines der Verfahren nach einem der vorhergenannten Aspekte auszuführen.
Die Figuren zeigen beispielhaft besonders vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung. Es zeigen:
1 einen Antriebsstrang, in dem die Erfindung eingesetzt werden kann;
2 ein Flussdiagramm zu einem möglichen Ablauf des Verfahrens.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
1 zeigt einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs. Der Antriebsstrang umfasst eine Brennkraftmaschine 10, die eine Kurbelwelle 20 antreibt. Die Kurbelwelle 20 überträgt in übrlicher Weise über eine Kupplung 30 und ein Getriebe 40 die Rotationsbewegung der Brennkraftmaschine 10 auf Antriebsräder 50.
Die Brennkraftmaschine 10 wird von einem Steuergerät 98 angesteuert. Die Steuerfunktionen sind in diesem Ausführungsbeispiel als Software implementiert und auf einem maschinenenlesbaren Speichermedium 99 des Steuergeräts 98 gespeichert.
Ein Drehwinkelsensor 60 ermittelt in diesem Ausfürungsbeispiel einen Drehwinkel des Rads 50 und übermittelt diese an das Steuergerät 98. Ein Fahrpedal 70 erfasst einen Fahrerwunsch eines Fahrers und übermittelt dieses an das Steuergerät 98, das daraus in bekannter Weise eine Soll-Betriebsgröße, beispielsweise ein Soll-Drehmoment, ermittelt, ausgehend von der die Ansteuerung der Brennkraftmaschine 10 ermittelt wird. Das Steuergerät 98 muss unter anderem sicherstellen, dass die Brennkraftmaschine 10 nicht versehentlich ein zu hohes Drehmoment oder eine zu hohe Leistung abgibt.
2 zeigt ein Flussdiagramm, dass den Ablauf des Verfahren beschreibt. In Schritt 1000 wird das vom Drehwinkelsensor 60 empfangene Signal des Drehwinkels φ differenziert und so die Winkelgeschwindigkeit φ . ermittelt. Die Winkelgeschwindigkeit φ . wird hierbei zu zwei Zeitpunkten ermittelt: Einem ersten Zeitpunkt t1 vor einem Zündungs-oberen-Totupunkt ZOT und einem zweiten, späteren Zeitpunkt t2 im selben Arbeitsspiel, aber nach ZOT.
Im folgenden Schritt 1010 wird zu beiden Zeitpunkten die kinetische Energie von Brennkraftmaschine 10 und Kurbelwelle 20 berechnet als E = 1/2Jφ .². J ist hierbei das Trägheitsmoment der rotierenden Masse.
Im folgenden Schritt 1020 wird die Änderung der Rotationsenergie ermittelt als ΔE = E(t2) – E(t1). Ebenso wird das vom Drehwinkelsensor 60 empfangene Signal des Drehwinkels φ zu den Zeitpunkten t1 und t2 bereitgestellt.
Im folgenden Schritt 1030 wird das von der Kurbelwelle 20 auf die Eingangsseite der Kupplung 30 übertragene Drehmoment Mkup ermittelt als Mkup = ΔE / (φ(t2) – φ(t1)). Dies ist das Ist-Drehmoment, das von der Brennkraftmaschine 10 generiert wurde. Ebenso wird das Soll-Drehmoment Msoll ermittelt, das von der Brennkraftmaschine erzeugt werden soll.
Es folgt Schritt 1040, in dem die Differenz Mkup – Msoll aus Ist-Drehmoment auf der Kurbelwelle 20 und Soll-Drehoment auf der Kurbelwelle 20 ermittelt wird. Ist diese Differenz zu groß, wird darauf entschieden, dass ein Fehler vorliegt, und zu Schritt 1050 verzweigt. Andernfalls wird entschieden, dass kein Fehler vorliegt, und das Verfahren endet in Schritt 1060.
In Schritt 1050 wird in bekannter Weise eine Sicherheitsfunktion zum Begrenzen des von der Brennkraftmaschien 10 abgegebenen Drehmoments aktiviert und ggf. die Brennkraftmaschien 10 abgeschaltet. Optional wird eine Warnmeldung an den Fahrer ausgegeben. Damit endet das Verfahren.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 4438714 A1 [0002]

Claims

Verfahren zum Ermitteln, ob beim Betreiben einer Brennkraftmaschine (10) eines Kraftfahrzeugs (1) ein Fehler vorliegt, bei dem ein Sollwert einer Betriebsgröße ermittelt wird und wobei abhängig von einer Abweichung zwischen diesem Sollwert und einem ermittelten Istwert der Betriebsgröße darauf entschieden wird, ob der Fehler vorliegt, dadurch gekennzeichnet, dass der Istwert der Betriebsgröße abhängig von einem ermittelten Istwert einer Rotationsenergie der Brennkraftmaschine (10) ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Istwert der Betriebsgröße abhängig von einer ermittelten Änderung der Rotationsenergie der Brennkraftmaschine (10) ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die ermittelte Änderung über ein Zeitintervall ermittelt wird, dass das Überstreichen einen Zündzeitpunkt eines Zylinders der Brennkraftmaschine (10) einschließt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Rotationsenergie der Brennkraftmschine abhängig von einer ermittelten Winkelgeschwindigkeit einer Kurbelwelle (20) ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Winkelgeschwindifgkeit mittels eines Drehzahlsensors erfasst wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei der Istwert der Betriebsgröße als Quotient der ermittelten Änderung der Rotationsenergie und einer ermittelten Änderung eines Kurbelwellenwinkels ermittelt wird.
Computerprogramm, das eingerichtet ist, alle Schritte eines der Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 auszuführen.
Maschinenlesbares Speichermedium (99), auf dem das Computerprogramm nach Anspruch 7 gespeichert ist.
Steuergerät (98), das eingerichtet ist, alle Schritte eines der Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 auszuführen.