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Die Erfindung bezieht sich auf ein System zur Erkennung von Zündaussetzern bei einem Verbrennungsmotor in einem Kraftfahrzeug mit mindestens einem elektronischen Steuergerät.
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Aufgrund gesetzlicher Bestimmungen (z. B. in den USA) ist die Brennkraftmaschine (Verbrennungsmotor) eines Kraftfahrzeugs hinsichtlich Zünd- und Verbrennungsaussetzern zu überwachen. Da ein Zünd- bzw. Verbrennungsaussetzer bezüglich einer haupterregenden Zündordnung einen Eintrag einer niederfrequenten Ordnung am Starterkranz bewirkt, dienen bisherige Detektionsverfahren somit zur Ermittlung von niederfrequenten Schwingungen am Starterkranz des Motors. Dies erfolgt beispielsweise durch eine Auswertung des Motordrehzahlsignals. Hierbei werden die Durchlaufzeiten von festgelegten Winkelsegmenten mit im Vorfeld definierten vorgegebenen Durchlaufzeiten verglichen. Bei einer mehrfachen Überschreitung der Segmentzeit wird auf einen Zünd- bzw. Verbrennungsaussetzer geschlossen, ein Fehlereintrag im elektronischen Motor-Steuergerät gesetzt und dem Fahrer als Fehlermeldung angezeigt.
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Ein Beispiel für ein solches Detektionsverfahren ist in der
DE 10 2011 085 212 A1 offenbart. Um durch Zünd- bzw. Verbrennungsaussetzer bedingte Drehzahlschwankungen von betriebsbedingten Drehzahlschwankungen der Brennkraftmaschine, die in speziellen Betriebsphasen der Brennkraftmaschine auftreten, unterscheiden zu können, können zusätzlich zu bestimmten Zeitpunkten im laufenden Betrieb der Brennkraftmaschine erzwungene Verbrennungsaussetzer erzeugt werden. Die ermittelte Kenngröße wird anschließend als Referenzgröße oder als Schwellwert für die Aussetzer-Erkennung verwendet. Dabei kann auch eine Rückwirkung des Antriebsstrangs auf die Brennkraftmaschine berücksichtigt werden, um ein fehlerhaftes Erkennen von Zünd- und Verbrennungsaussetzern zu vermeiden.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes System zur Erkennung von Verbrennungs- bzw. Zündaussetzern dahingehend zu verbessern, dass die Häufigkeit von Fehlermeldungen an den Fahrer reduziert wird.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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Die Erfindung bezieht sich auf ein System zur Erkennung von Zündaussetzern bei einem Verbrennungsmotor in einem Kraftfahrzeug mit mindestens einem elektronischen Steuergerät, das derart ausgestaltet ist, dass bei Erkennung von Zündaussetzern mindestens eine mit dem Füllstand des Tanks korrelierende Größe im Hinblick auf die Unterschreitung eines vorgegebenen Schwellwertes überprüft wird und dass im Falle der Unterschreitung dieses Schwellwertes eine Fehlerreaktion unterdrückt wird, die anderenfalls bei Erkennung von Zündaussetzern definiert und aktivierbar ist.
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Der Erfindung liegen folgende Überlegungen zugrunde:
- Die Motorelektronik bzw. Fehlererkennungsmodule in Form von Computerprogramm-Produkten („Software“) in mindestens einem dem Verbrennungsmotor zugeordneten elektronischen Steuergerät registriert Zündaussetzer des Motors. Als Reaktion darauf erhält der Fahrer eine Fehlermeldung und wird gegebenenfalls aufgefordert, die Werkstatt aufzusuchen. Auch kann die maximal zur Verfügung stehende Motorleistung reduziert werden. Erst wenn die Fehlermeldung zurückgesetzt wird, wird die volle Motorleistung wieder bereitgestellt.
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Diese Reaktion auf einen erkannten Zündaussetzer ist vorgeschrieben, weil die Gefahr besteht, dass ein defektes Zündsystem die Ursache des Defektes ist. In diesem Fall könnte über längere Zeit unverbrannter Kraftstoff in den Katalysator gelangen, dort Schäden verursachen und zusätzlich die Abgasqualität verschlechtern.
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Zündaussetzer können aber auch durch einen weitgehend leer gefahrenen Tank verursacht werden. In diesem Fall findet keine Zündung statt, weil kein Kraftstoff mehr eingespritzt wird.
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Das zugrundeliegende Problem ist gelöst, sobald das Fahrzeug wieder betankt wurde.
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In diesem Fall eine Fehlermeldung zu setzen
- - irritiert den Fahrer unnötig,
- - reduziert die verfügbare Motorleistung unnötig,
- - führt zu einem unnötigen Werkstatt-Aufenthalt, der für den Fahrer mit Zeitaufwand und Kosten verbunden ist, und
- - birgt das Risiko von Fehldiagnosen in der Werkstatt, die dann zu unnötigen Reparaturen führen können.
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Insbesondere bei sportlichen Fahrzeugen, die bei forcierter Fahrweise sehr geringe Reichweiten haben und häufig mit höheren Quer- oder Längsbeschleunigungen gefahren werden, kann dieses Problem besonders häufig auftreten.
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Daher wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, bei der Erkennung und Bewertung von Zündaussetzern zumindest auch eine mit dem Füllstand des Tanks korrelierende Größe, insbesondere den Füllstand des Tanks selbst, zu berücksichtigen. Zusätzlich oder alternativ können die Betriebsdaten der Kraftstoffpumpe berücksichtigt werden, die bei Leerförderung charakteristische Signale (z.B. schlagartig reduzierte Leistungsaufnahme) liefern.
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Vorzugsweise wird vorgeschlagen, mindestens eine der folgenden Größen zusätzlich mit zu berücksichtigen:
- - Querbeschleunigung zum Zeitpunkt der Zündaussetzer-Erkennung
- - Längsbeschleunigung zum Zeitpunkt der Zündaussetzer-Erkennung
- - Fahrtrichtung (vorwärts, rückwärts)
- - Kurvenfahrt oder Geradeausfahrt
- - Kurvenrichtung (links rechts)
- - Geometrie des Tanksystems (z. B. Tankform, Symmetrie, Ort der Ansaugstelle usw.)
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Auf diese Weise kann erkannt werden, ob ein Zündaussetzer dadurch verursacht wurde, dass aus dem Tank kein Kraftstoff mehr gefördert werden konnte. In diesem Fall ist keine Information an den Fahrer und/oder keine Funktionseinschränkung des Motors notwendig.
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In einer detaillierteren Ausgestaltung der Erfindung kann vorzugsweise anhand eines Schwellwertes in Form einer vorgegebenen applizierbaren Kennlinie überprüft werden, ob aufgrund einer Aussetzer-Erkennung eine Fehlerreaktion notwendig ist. Liegt der Tank-Füllstand unterhalb der Kennlinie bzw. der durch die Kennlinie vorgegebenen Schwellwerte, kann auf eine Fehlerreaktion verzichtet werden und das oben beschriebene Problem vermieden werden. Die Kennlinie ist zum Beispiel auch abhängig vom Beschleunigungszustand des Fahrzeugs und/oder der Tanksystem-Geometrie vorgebbar. Es können eine einzige Kennlinie oder mehrere Kennlinien zur Vorgabe eines (variabel definierbaren) Schwellwertes im Steuergerät abgelegt sein.
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Anhand eines Ausführungsbeispiels wird die Erfindung genauer erläutert. Es zeigt
- 1 eine schematische Übersicht über die wichtigsten Komponenten der Erfindung,
- 2 schematische Beispiele zu verschiedenen Tanksystem-Geometrien,
- 3 Beispiele von Kennlinien in Abhängigkeit von diversen Beschleunigungszuständen und Tanksystem-Geometrien und
- 4 zwei weitere vereinfachte Beispiele zu Kennlinien im Hinblick auf den Unterschied zwischen einem breiten und einem schmalen Tank.
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1 zeigt ein Tanksystem 1 mit einer Geometrie G1, die eine eher zylindrische Tankform und eine dezentrale Ansaugstelle 2 aufweist, oder alternativ mit einer Geometrie G4 (gestrichelt dargestellt), die eine eher runde Form und eine zentrale Ansaugstelle aufweist. Vom Tanksystem 1 wird ein über eine nicht näher dargestellte Sensorik erfasster aktueller Tankfüllstand T und gegebenenfalls die entsprechende Geometrie G (G1; G4) als Eingangsinformationen an ein elektronisches Steuergerät 3 weitergeleitet.
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Das elektronische Steuergerät 3 umfasst ein Diagnosefunktionsmodul 4 zur Erkennung von Zündaussetzern ZA des Verbrennungsmotors. Durch ein entsprechendes Programmmodul 6 (Computerprogrammprodukt) ist das elektronische Steuergerät 3 derart ausgestaltet, dass bei Erkennung von Zündaussetzern ZA mindestens eine mit dem Füllstand des Tanks korrelierende Größe, hier der Tankfüllstand T selbst, im Hinblick auf die Unterschreitung mindestens eines über eine Kennlinien K vorgegebenen variablen Schwellwertes überprüft wird und dass im Falle der Unterschreitung dieses Schwellwertes bzw. dieser Kennlinie K eine Fehlerreaktion unterdrückt wird, die anderenfalls bei Erkennung von Zündaussetzern ZA definiert und aktivierbar ist. Eine derartige Fehlerreaktion wäre beispielsweise die Ausgabe einer Fehlermeldung auf einem Display 5.
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Das Programmmodul 6 weist gemäß 1 im vorliegenden Fall zwei Kennlinien K auf, die beide vorgegeben sein können, wobei eine Unterdrückung der sonst üblichen Fehlerreaktionen vorgenommen wird, wenn nur eine Kennlinie unterschritten ist:
- 1. T in Abhängigkeit von der Querbeschleunigung a_Q zum Zeitpunkt der Zündaussetzer-Erkennung als Funktion der Tanksystemgeometrie f(G) (insbesondere Tankform und Ort der Ansaugstelle) und
- 2. T in Abhängigkeit von der Längsbeschleunigung (a_L) zum Zeitpunkt der Zündaussetzer-Erkennung als Funktion der Tanksystemgeometrie f(G) (insbesondere Tankform und Ort der Ansaugstelle).
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Hierdurch sind beispielsweise Schwellwertverläufe für den Tankfüllstand T abhängig von zwei verschiedenen Beschleunigungszuständen a und gleichzeitig abhängig von der Tanksystem-Geometrie G definiert.
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Alle Größen, z. B. a_L; a_L_v, a_L_r; a_Q; a_Q_li, a_Q_re, zur Ermittlung der erforderlichen Beschleunigungszustände a liegen üblicherweise von vorhandenen Steuergeräten für andere Steuergeräte vor.
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Beispiele:
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- a_L_v= Längsbeschleunigung a_L zum Zeitpunkt der Zündaussetzer-Erkennung bei positiver Beschleunigung und Vorwärtsfahrt
- a_L_r= Längsbeschleunigung (a_L) zum Zeitpunkt der Zündaussetzer-Erkennung bei negativer Beschleunigung oder Rückwärtsfahrt
- a_Q_li= Querbeschleunigung a_Q zum Zeitpunkt der Zündaussetzer-Erkennung bei Kurvenfahrt nach links
- a_Q_re= Querbeschleunigung a_Q zum Zeitpunkt der Zündaussetzer-Erkennung bei Kurvenfahrt nach rechts
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Hierbei können also auch kombinierte Parameter der folgenden Parameter bei der Vorgabe eines Schwellwertes bzw. einer Kennlinie K mitberücksichtigt werden:
- - Querbeschleunigung (a_Q) zum Zeitpunkt der Zündaussetzer-Erkennung
- - Längsbeschleunigung (a_L) zum Zeitpunkt der Zündaussetzer-Erkennung
- - Fahrtrichtung (vorwärts, rückwärts)
- - Kurvenfahrt oder Geradeausfahrt
- - Kurvenrichtung (links, rechts).
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2 zeigt Beispiele für vier verschiedene Tanksystem-Geometrien G:
- - G1 mit Draufsicht D1 und Seitenansicht S1: eine eher zylindrische Tankform und eine dezentrale Ansaugstelle in Fahrtrichtung F links hinten
- - G2 mit Draufsicht D2 und Seitenansicht S2: eine eher zylindrische Tankform und eine zentrale Ansaugstelle
- - G3 mit Draufsicht D3 und Seitenansicht S3: eine eher runde Tankform und eine dezentrale Ansaugstelle links
- - G4 mit Draufsicht D4 und Seitenansicht S4: eine eher runde Tankform und eine zentrale Ansaugstelle
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3 zeigt Beispiele verschiedener Kennlinien K zu den vier Geometrie-Alternativen G1 bis G4.
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Beispielsweise bei eher zylindrischer Tankform und dezentraler Ansaugstelle hinten links gemäß Geometrie G1, wird mit der Kennlinie K12 ein besonderes Problem bei einer Linkskurve berücksichtigt, mehr als mit Kennlinie K21 für eine zentrale Ansaugstelle gemäß Geometrie G2. Die Schwellwerte gemäß der Kennlinie K12 sind demnach höher als die Schwellwerte gemäß der Kennlinie K21. Auch wird bei zentraler Ansaugstelle gemäß der Geometrie G2 nur eine Querbeschleunigung a_Q unabhängig von der Kurvenrichtung vorgegeben.
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Es können mehrere Kennlinien - hier z. B. K11 und K12 für eine Geometrie G1 - vorgegeben sein, wobei vorzugsweise eine Unterdrückung der sonst üblichen Fehlerreaktionen vorgenommen wird, wenn nur eine Kennlinie unterschritten ist.
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Die Kennlinie K11 berücksichtigt zusätzlich ein größeres Problem bei vergleichsweise hoher negativer Längsbeschleunigung a_L_r im Vergleich zur Kennlinie K22 für eine zentrale Ansaugstelle.
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Beispielsweise bei eher runder Tankform und dezentraler Ansaugstelle links gemäß Geometrie G3, wird mit der Kennlinie K31 im Hinblick auf die dezentrale Ansaugstelle auch ein besonderes, aber reduziertes Problem bei einer Linkskurve berücksichtigt, mehr als beispielsweise mit Kennlinie K42 für eine zentrale Ansaugstelle gemäß Geometrie G4. Durch die runde Tankform und die zentrale Ansaugstelle gemäß der Geometrie G4 werden im Vergleich mit den übrigen Tankformen die geringsten Probleme vermutet, daher sind dabei die Schwellwerte gemäß den Kennlinien K42 und K41 vergleichsweise niedrig.
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In 4 sind vereinfacht zwei Beispiele mit Kennlinien zu einem breiten und einem schmalen Tank dargestellt. In den beiden Tankform-Skizzen oben wird auch das jeweilige Schwappverhalten abhängig von einer Quer- und/oder Längsbeschleunigung bei zwei niedrigen Füllständen 5% und 10% angedeutet.
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Auf der linken Seite ist eine vereinfachte schematische Tanksystem-Geometrie G5 mit vergleichsweise breiter (und niedriger) Tankform und hier zentraler Ansaugstelle 2 dargestellt. Die dazugehörige Kennlinie links unten zeigt einen relativ steilen Anstieg eines Schwellwertes für den Tank-Füllstand T in Abhängigkeit von einer beliebigen Beschleunigung a, unterhalb dessen die Aussetzer-Erkennung erfindungsgemäß ausgeblendet wird.
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Auf der rechten Seite ist eine vereinfachte schematische Tanksystem-Geometrie G6 mit vergleichsweise schmaler (und hoher) Tankform und hier zentraler Ansaugstelle 2 dargestellt. Die dazugehörige Kennlinie rechts unten zeigt einen relativ flachen Anstieg eines Schwellwertes für den Tank-Füllstand T in Abhängigkeit von einer beliebigen Beschleunigung a, unterhalb dessen die Aussetzer-Erkennung erfindungsgemäß ausgeblendet wird.
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Die Ausblendung der Aussetzer-Erkennung entspricht mit anderen Worten der erfindungsgemäßen Unterdrückung einer Fehlerreaktion, die anderenfalls bei Erkennung von Zündaussetzern ZA definiert und aktivierbar ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011085212 A1 [0003]
