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Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erfassen und Dokumentieren von abgasrelevanten Fehlfunktionen eines Fahrzeugs mit Brennkraftmaschine mit Hilfe bordeigener Mittel nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Die kalifornische Umweltbehörde wie auch amerikanische Bundesvorschriften fordern seit dem Jahre 1993 die Erfassung und Dokumentierung von abgasrelevanten Fehlfunktionen eines Fahrzeugs mit Brennkraftmaschine mit Hilfe bordeigener Mittel (on-board-Diagnose II). Es ist bekannt, die Fehlfunktionen durch Sensormittel zu erfassen, in einer Schaltungseinheit auszuwerten und durch eine Störleuchte (Mal Function Indicator Lamp, MIL), welche im Sichtbereich des Fahrers angeordnet ist, anzuzeigen und durch diese Fehlermeldung den Fahrer des Fahrzeugs zum Werkstattbesuch aufzufordern. Gleichzeitig wird eine so erfaßte Fehlfunktion in einem elektronischen Fehlerspeicher abgespeichert.
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Solche Fehlfunktionen sind beispielsweise Fehlfunktionen der Kraftstoffversorgung, d. h. Fehler, die durch den Ausfall der Kraftstoffpumpe, durch Verstopfung der Kraftstoffleitungen oder dergleichen hervorgerufen werden.
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Problematisch ist nun die Erfassung und Dokumentierung von Fehlfunktionen, die bedingt sind durch eine Fehlbedienung des Kraftfahrzeugs, beispielsweise durch Kraftstoffmangel aufgrund eines leergefahrenen Kraftstofftanks, durch die Verwendung von nicht geeignetem oder vorgeschriebenem, z. B. nicht sommertauglichem, Kraftstoff und dergleichen.
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So fördert beispielsweise die Kraftstoffpumpe sporadisch Gas statt Flüssigkeit, wenn der Tankinhalt zur Neige geht. Dabei kann die notwendige Kraftstoffzufuhr zu einem oder mehreren Zylindern der Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs so stark absinken, daß Verbrennungsaussetzer entstehen. Der unverbrannte Kraftstoff wird sodann zusammen mit Sauerstoff im Katalysator nachverbrannt, wodurch die Temperatur des Katalysators so beträchtlich ansteigt, daß es zu einer dauerhaften Schädigung des Katalysators kommen kann. Darüber hinaus können bei leerem Tank auch abgasverschlechternde Gemischabweichungen entstehen.
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Entsprechende temporäre Fehlfunktionen durch Heißförderprobleme können bei der Verwendung von ungeeignetem Kraftstoff, beispielsweise bei der Verwendung von Winterkraftstoff im Sommer bei sehr hohen Umgebungstemperaturen auftreten.
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Derartige temporäre Fehlfunktionen, die vom Betreiber des Kraftfahrzeugs – durch Betanken bzw. Verwendung des geeigneten Kraftstoffs – leicht behoben werden können, müssen von Fehlfunktionen, die auf einem dauerhaften Defekt eines Fahrzeugsystems beruhen, unterschieden werden.
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Darüber hinaus ist die Erfassung und Dokumentation derartiger auf Fehlbedienung zurückzuführender Fehlfunktionen auch wegen eventueller Regreßforderungen oder Garantieansprüche an den Fahrzeughersteller von Bedeutung. Es versteht sich, daß Defekte an dem Fahrzeug aufgrund einer Fehlbedienung zu Lasten des Fahrers und nicht zu Lasten des Herstellers gehen.
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Schließlich ist das Erfassen und Dokumentieren derartiger temporärer Fehlfunktionen auch für die Wartung des Fahrzeugs von Bedeutung, da diese temporär auftretende Fehlfunktionen keine Defekte darstellen, die von dem Werkstattpersonal behoben werden müssen.
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Aus der
DE 195 08 998 A1 ist ein Regler zur Fehlzündungsbestimmung bei einem Verbrennungsmotor bekannt geworden, der mit der zusätzlichen Funktion der Regelung im Hinblick darauf ausgebildet ist, die Fehlzündungsüberwachung aufzugeben, wenn mindestens eine Aufgabebedingung für die Fehlzündungsbestimmung erfüllt ist, wobei die Aufgabebedingungen für die Fehlzündungsbestimmung die Fälle umfassen: die Zündverstellung erfährt eine Einstellung, die Bypassführung von Luft um die Drossel herum erfährt eine Einstellung, die Strömungsgeschwindigkeit des ISC-Ventils erfährt eine Einstellung, die Kraftstoffrückführungs-Korrekturmenge erfährt eine Einstellung oder es liegt eine Anomalie im Kraftstoffsystem vor, oder es liegt ein Kraftstoffausfall vor. Mit diesem Regler ist demnach eine Aufgabe einer Fehlzündungsüberwachung im Falle von fehlzündungsrelevanten Änderungen des Betriebszustands der Brennkraftmaschine möglich, wobei allerdings nicht unterschieden wird zwischen einer Fehlfunktion und einer Fehlbedienung, die beide Fehlzündungen hervorrufen können. So kann beispielsweise ein leerer Tank auf eine Fehlbedienung zurückzuführen sein, wohingegen eine Einstellung der Zündverstellung oder eine Einstellung der Bypassführung von Luft um die Drossel herum durch Fehlfunktionen oder auch durch eine Änderung der Betriebszustände hervorgerufen werden können.
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Aus der
DE 36 19 897 A1 ist ferner eine Schutz-Schaltung für katalytische Abgasnachbehandlungsvorrichtungen bekannt geworden zur Anzeige bzw. zum Verhindern einer anormalen Beanspruchung einer katalytischen Abgasnachbehandlungsvorrichtung einer Brennkraftmaschine mit einem Sensor für eine Messgröße, die im Fehlerfalle ein anormales Verhalten zeigt. Der Sensor misst dabei die einem Glied einer Kraftstoffversorgungseinrichtung der Brennkraftmaschine zugeführte elektrische Größe. Auch durch diese Schaltung ist nicht zu unterscheiden, ab eine Fehlfunktion der Brennkraftmaschine oder eine Fehlbedienung durch den Bediener vorliegt.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Erfassen und Dokumentieren von abgasrelevanten Fehlfunktionen eines Fahrzeugs mit Brennkraftmaschine mit Hilfe bordeigener Mittel zu vermitteln, welches auf zuverlässige Weise eine Unterscheidung von durch eine Fehlbedienung des Fahrzeugs verursachten Fehlern von tatsächlichen und dauerhaft vorhandenen Defekten von Fahrzeugsystemen ermöglicht.
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Vorteile der Erfindung
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Die Aufgabe wird bei einem Verfahren zum Erfassen und Dokumentieren von abgasrelevanten Fehlfunktionen eines Fahrzeugs mit Brennkraftmaschine mit Hilfe bordeigener Mittel gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1.
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Die Auswertung des Betriebszustands wenigstens einer Komponente der Brennkraftmaschine hat den großen Vorteil, daß zur Erfassung von durch eine Fehlbedienung des Fahrzeugs verursachten Fehlern kein zusätzlicher Aufwand erforderlich ist, da erstens keine zusätzlichen Sensoren und dgl. notwendig sind, sondern vielmehr auf bereits vorhandene Komponenten zurückgegriffen wird, und da zweitens die Betriebszustände der meisten Komponenten der Brennkraftmaschine von der Schaltungsanordnung zur Steuerung der Brennkraftmaschine ohnehin kontinuierlich erfaßt werden.
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Da sich die Betriebszustände der einzelnen Komponenten der Brennkraftmaschine gegenseitig beeinflussen, ist es insbesondere zur näheren Eingrenzung des Fehlers von großem Vorteil, daß eine weitere, zusätzliche Betriebsgröße der Brennkraftmaschine erfaßt, in der Schaltungsanordnung mit dem Betriebszustand der Komponente, insbesondere mit dem Betriebszustand der Kraftstoffpumpe verglichen wird, und daß die Ausgabe sowie Abspeicherung der Fehlermeldung in Abhängigkeit von dem Vergleich erfolgt.
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Rein prinzipiell ist es denkbar, den Betriebszustand einer beliebigen Komponente zu erfassen. Von besonderem Vorteil ist es jedoch, wenn die Komponente die Kraftstoffpumpe und der Betriebszustand deren Drehzahl ist, da die Drehzahl der Kraftstoffpumpe auf besonders einfache Weise erfaßt werden kann. Die Erfassung der Drehzahl der Kraftstoffpumpe ist auf die unterschiedlichsten Methoden möglich. So kann beispielsweise die Drehzahl der Kraftstoffpumpe durch einen Hallsensor erfaßt werden.
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Möglich ist es auch, die Drehzahl der Kraftstoffpumpe induktiv oder kapazitiv zu erfassen.
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Darüber hinaus kann die Drehzahl der Kraftstoffpumpe über die an der Kraftstoffpumpe liegende Versorgungsspannung, insbesondere über die Welligkeit der an der Kraftstoffpumpe liegenden Versorgungsspannung erfaßt werden.
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Als weitere zusätzliche Betriebsgrößen kommen die unterschiedlichsten Betriebsgrößen in Betracht.
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So kann beispielsweise als zusätzliche Betriebsgröße die Drehzahl und/oder die Laufruhe der Brennkraftmaschine durch einen Drehzahlgeber erfaßt werden.
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Möglich ist es auch, als zusätzliche Betriebsgröße eine Steuergröße der Lambda-Regelung, beispielsweise den Lambda-Integrator, zu erfassen.
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Darüber hinaus kann als zusätzliche Betriebsgröße auch der Systemdruck des Kraftstoff-Versorgungssystems erfaßt werden.
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Besonders vorteilhaft ist es, daß die Schaltungsanordnung zur Erfassung und Verarbeitung der Fehlfunktionen Teil der Steuerschaltung der Brennkraftmaschine ist, da hierdurch zusätzliche separate Schaltungen entfallen können.
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Insbesondere zu Diagnosezwecken kann der Fehlerspeicher, der vorteilhafterweise Teil der Motorsteuerung ist, extern ausgelesen werden.
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Zeichnung
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnung, die vereinfacht und schematisch eine Schaltung zur Durchführung des Verfahrens zum Erfassen und Dokumentieren von abgasrelevanten Fehlfunktionen eines Fahrzeugs zeigt, noch näher erläutert.
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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Der Grundgedanke vorliegender Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Erfassen und Dokumentieren von abgasrelevanten Fehlfunktionen eines Fahrzeugs mit Brennkraftmaschine mit Hilfe bordeigener Mittel zu vermitteln, bei welchen zur Abgrenzung von durch eine Fehlbedienung des Fahrzeugs verursachten Fehlern gegenüber auf Defekten von Fahrzeugsystemen beruhenden Fehlern in einer Schaltungsanordnung eine Auswertung des Betriebszustandes wenigstens einer Komponente der Brennkraftmaschine vorgenommen wird und eine Ausgabe einer Fehlermeldung sowie eine Abspeicherung der Fehlermeldung in Abhängigkeit vom Betriebszustand der Komponente der Brennkraftmaschine erfolgt.
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Durch dieses Verfahren kann auf zuverlässige und einfache Weise zwischen temporären Fehlfunktionen, die von Bedienungsfehlern des Fahrzeugs hervorgerufen werden und nicht temporären Fehlfunktionen, die auf einem dauerhaft vorhandenen technischen Defekt eines Systems des Fahrzeugs beruhen, unterschieden werden.
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Das Verfahren wird nachstehend anhand der Erfassung und Dokumentierung von abgasrelevanten Fehlfunktionen des Fahrzeugs, die auf einem leeren Tank oder der Verwendung eines ungeeigneten Kraftstoffs, beispielsweise der Verwendung eines Winterkraftstoffs im Sommer, beruhen, erläutert. Es versteht sich, daß das Verfahren nicht auf die Erfassung derartiger Fehlfunktionen beschränkt ist, sondern vielmehr auch auf die Erfassung und Dokumentierung von anderen abgasrelevanten Fehlfunktionen, die auf einer Fehlbedienung des Fahrzeugs beruhen, angewendet werden kann.
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In der Figur ist schematisch eine Brennkraftmaschine 1 mit einem Ansaugkanal 1a und einem Ausstoßkanal 1b, ein Kraftstofftank 2, eine Kraftstoffpumpe 3, die Kraftstoff aus dem Kraftstofftank 2 zur Einspritzung über Einspritzventile 4 in die Brennräume bzw. über den Ansaugkanal 1a in die Brennräume der Brennkraftmaschine 1 fördert, dargestellt.
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An der Kraftstoffpumpe 3 ist ein Sensor 5 angeordnet, der der Erfassung der Drehzahl der Kraftstoffpumpe 3 dient. Dieser Sensor 5 kann beispielsweise ein Hallsensor oder ein kapazitiver oder induktiver Sensor sein. Darüber hinaus kann statt eines Sensors 5 auf besonders einfache Weise auch direkt die an der Kraftstoffpumpe 3 anliegende Versorgungsspannung abgegriffen und z. B. über die Welligkeit der Versorgungsspannung rechnerisch in einer Schaltungsanordnung 7 auf die Drehzahl der Kraftstoffpumpe geschlossen werden.
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An der Brennkraftmaschine 1 ist ein weiterer Sensor, beispielsweise ein Drehzahlgeber 6 zur Erfassung der Drehzahl der Brennkraftmaschine 1 angeordnet.
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In dem Ausstoßkanal 1b der Brennkraftmaschine 1 ist eine an sich bekannte Lambda-Sonde 8 angeordnet.
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Die von dem Sensor 5, dem Sensor 6 und der Lambda-Sonde 8 ausgegebenen Signale werden über entsprechende Signalleitungen der Schaltungsanordnung 7 zugeführt. Die Schaltungsanordnung 7 umfaßt einen Fehlerspeicher 7a und eine Störleuchte 7b (MIL; Malfunction Indicator Lamp), sie kann ein Teil einer Steuerschaltung der Brennkraftmaschine 1 (Motorsteuerung) sein.
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Zum Erfassen und Dokumentieren von abgasrelevanten Fehlfunktionen des Fahrzeugs mit Brennkraftmaschine 1 mit Hilfe bordeigener Mittel, wird nun kontinuierlich die Drehzahl der Kraftstoffpumpe 3 über den Sensor 5 erfaßt und in der Schaltungsanordnung 7 ausgewertet. Wenn die Drehzahl der Kraftstoffpumpe 3 gewisse vorgegebene Grenzen überschreitet, liegt ein Fehler vor, der durch die Störleuchte 7b angezeigt und in dem Speicher 7a abgespeichert wird.
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Der auf diese Weise angezeigte und abgespeicherte Fehler kann somit eindeutig einem Fehler in der Kraftstoffversorgung zugeordnet werden, der durch eine Fehlbedienung des Fahrzeugs hervorgerufen werden kann.
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Zusätzlich zu der Erfassung und Auswertung der Drehzahl der Kraftstoffpumpe 3 wird die Drehzahl bzw. Laufruhe der Brennkraftmaschine 1 durch den Drehzahlgeber 6 erfaßt und der Schaltungsanordnung 7 zugeführt.
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Anstelle der Erfassung der Laufruhe der Brennkraftmaschine 1 über den Drehzahlgeber 6 oder zusätzlich zu diesem kann auch eine Erfassung einer Steuergröße der Lambda-Regelung, beispielsweise des Lambda-Integrators, vorgenommen werden, deren Signale ebenfalls der Schaltungsanordnung 7 zugeführt werden.
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Darüber hinaus kann auch der Systemdruck des Kraftstoffversorgungssystems als zusätzliche Betriebsgröße, beispielsweise über einen Druckmesser, erfaßt werden.
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In der Schaltungsanordnung wird ein Vergleich auf Plausibilität der Drehzahl der Kraftstoffpumpe 3 und der Drehzahl bzw. Laufruhe der Brennkraftmaschine 1 oder des Werts des Lambda-Integrators oder des Systemdrucks des Kraftstoffversorgungssystems vorgenommen und im Falle einer Abweichung von einem vorgegebenen Vergleichskriterium eine Fehlermeldung angezeigt und abgespeichert, so daß eine zusätzliche Eingrenzung des Fehlers möglich ist.
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Auf diese Weise kann eine Fehlfunktion, die durch eine Fehlbedienung verursacht wurde, beispielsweise durch das Leerfahren des Tanks 2 oder durch die Verwendung eines ungeeigneten Kraftstoffs, beispielsweise die Verwendung eines Winterkraftstoffs im Sommer auf einfache Weise erfaßt werden. In diesen Fällen treten nämlich Förderprobleme auf, da im ersten Falle zu wenig Kraftstoff vorhanden ist und insoweit von der Kraftstoffpumpe 3 nur noch sporadisch Kraftstoff bzw. nur noch Kraftstoffdämpfe angesaugt werden, und da im zweiten Falle der Kraftstoff durch Ändern seiner Konsistenz, beispielsweise durch Ausflocken, nicht mehr ordnungsgemäß gefördert werden kann. Derartige Fehlfunktionen äußern sich in einer Änderung der Drehzahl der Kraftstoffpumpe 3, die im ersteren Falle ansteigt und sich im zweiten Falle verringert. Gleichzeitig werden durch diese Fehlfunktion die Laufeigenschaften der Brennkraftmaschine 1 nachteilig verändert, beispielsweise durch Verbrennungsaussetzer oder durch eine nachteilige Veränderung der Abgaswerte.
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Durch das obenbeschriebene Verfahren ist es nun möglich, derartige veränderte Laufeigenschaften in Beziehung zu Fehlfunktionen aufgrund der Kraftstoffversorgung zu bringen, die beispielsweise durch eine Fehlbedienung hervorgerufen sein können. Es versteht sich, daß aber auch ein Defekt der Kraftstoffpumpe 3 auf diese Weise erfaßt und dokumentiert werden kann. Von besonderem Vorteil bei diesem Verfahren ist es, daß die ohnehin vorhandene Kraftstoffpumpe 3 sowie die ebenfalls ohnedies vorhandene Motorsteuerung zur Erfassung und Dokumentierung derartiger Fehlfunktionen verwendet werden kann.
