DE19649484A1

DE19649484A1 - Verfahren zum Erkennen von durch einen leeren Tank bedingten Störungen bei einem Verbrennungsmotor

Info

Publication number: DE19649484A1
Application number: DE19649484A
Authority: DE
Inventors: Klaus Ries-Mueller
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1996-11-29
Filing date: 1996-11-29
Publication date: 1998-06-04
Also published as: FR2756590B1; ITMI972616A1; FR2756590A1; US5866810A; IT1296507B1; JPH10159638A

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erkennen von durch einen leeren Tank bedingten Störungen bei einem Verbrennungsmotor, das auf einer Auswertung von Kurbel wellendrehzahlschwankungen beruht.

In Fahrzeugen, die mit Katalysatoren ausgerüstet sind, kann es durch vollständiges Leerfahren des Tanks zu Katalysatorausfällen und anderen Störungen der Ver brennungsmaschine kommen. Wenn nämlich der Tankinhalt zur Neige geht, fördert die Kraftstoffpumpe sporadisch Gas statt Flüssigkeit. Dabei kann die notwendige Kraftstoff zufuhr zu einem oder mehreren Zylindern der Verbrennungs maschine so stark absinken, daß Verbrennungsaussetzer entstehen. Der unverbrannte Kraftstoff wird sodann zusammen mit Sauerstoff im Katalysator nachverbrannt, wodurch die Temperatur des Katalysators ansteigt. Der Temperaturanstieg kann dabei so beträchtlich sein, daß es zu einer dauerhaften Schädigung des Katalysators kommt.

Gemäß den Vorschriften der kalifornischen Umweltbehörde (CARB) wie auch aufgrund amerikanischer Bundesvorschrif ten müssen Automobilhersteller einen Ausfall des Kataly sators innerhalb der ersten 100 000 Meilen ersetzen. Wenn darüber hinaus während der Garantiezeit ein bestimmter Prozentsatz der Katalysatoren ausfallen, fordert die kalifornische Umweltbehörde sogar eine Rückrufaktion. Derartige Maßnahmen sind für Automobilhersteller äußerst nachteilig, da sie mit erheblichem Aufwand und erhebli chen Kosten verbunden sind. Außerdem kann das Ansehen des Herstellers auf dem Markt Schaden nehmen.

Es besteht deshalb ein sehr großes Interesse seitens der Automobilhersteller, Katalysatorausfälle, die durch das Verhalten des Fahrers, beispielsweise durch das un erlaubte vollständige Leerfahren des Tankes, entstanden sind, von technisch bedingten Ausfällen zu unterscheiden.

Eine weitere Forderung der kalifornischen Umweltbehörde fordert ab Mitte des Jahres 1994 eine Diagnose mit bordeigenen Mitteln (On-Board-Diagnose) zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit von Fahrzeugsystemen. Dabei soll unter anderem auch eine Prüfung der Funktion des Kataly sators mit bordeigenen Mitteln vorgenommen werden. Sobald ein technisch bedingter Defekt auftritt, muß dieser dem Fahrer eines Kraftfahrzeugs signalisiert und in einem Speicher abgespeichert werden, um später durch Auslesen des Speichers eine Aussage dahingehend treffen zu können, ob der Fehler technisch bedingt oder auf ein Fehlverhal ten des Fahrers zurückzuführen ist.

Bei einem (fast) leeren Tank entstehen - wie oben bereits erwähnt - Verbrennungsaussetzer, die Kurbelwellen drehzahlschwankungen, d. h. Störungen der Kurbelwellen drehzahl hervorrufen.

Aus der DE 43 16 409 A1 geht ein Verfahren zum Erkennen von Verbrennungsaussetzern hervor, welches die Unter scheidung von Verbrennungsaussetzern und Störungen der Kurbelwellendrehzahl ermöglicht, die auf Rückwirkungen des Fahrzeug-Antriebsstrangs z. B. bei extremen Fahrbahn unebenheiten, bei ruckelndem Fahrbetrieb oder bei einem Wechsel von Reifenschlupf und Reifenhaftung auf der Fahrbahn erfolgen.

Dieses Verfahren erlaubt zwar die präzise Unterscheidung derartiger Störungen der Kurbelwellendrehzahl von Störungen, die durch Verbrennungsaussetzer hervorgerufen werden. Es ist jedoch nicht möglich, eine Aussage dahingehend zu treffen, ob die Verbrennungsaussetzer oder die Störungen der Kurbelwellendrehzahl durch eine auf den Betreiber des Fahrzeugs zurückzuführende Fehlbedienung, beispielsweise einen leeren Tank, bedingt sind.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zum Erkennen von durch einen leeren Tank bedingten Störungen bei einem Verbrennungsmotor der gattungsgemäßen Art zu vermitteln, das eine Aussage dahingehend zuläßt, ob ein leerer Tank vorliegt oder nicht. Diese Erkennung soll dabei möglichst ohne zusätzliche Sensormittel erfolgen.

Vorteile der Erfindung

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß durch die folgenden Schritte gelöst:

- es werden Laufunruhewerte erfaßt
- es wird der Abstand zwischen Bändern von Laufunruhe werten berechnet
- es wird eine zusätzliche abgasrelevante Größe des Verbrennungsmotors erfaßt
- es wird geprüft, ob der berechnete Bandabstand kleiner als ein vorgegebener Schwellenabstand ist und ob die abgasrelevante Größe innerhalb eines Schwellenwert-Intervalls liegt und falls dies der Fall ist, wird diese Information als Hinweis darauf verwendet, daß die Störungen durch einen leeren Tank bedingt sind.

Die Erfindung basiert auf einem Verfahren zur Erkennung von Verbrennungsaussetzern in einem Verbrennungsmotor, wie es aus der DE 43 16 409 A1, auf deren Inhalt vor liegend vollumfänglich Bezug genommen wird, hervorgeht.

Aufgrund des Verfahrens, das in dieser Druckschrift offenbart wird, ist es möglich, Verbrennungsaussetzer von Störungen der Kurbelwellendrehzahl, die vom Triebstrang auf den Verbrennungsmotor übertragen werden, zu unter scheiden.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß der Wertebereich von Laufunruhewerten im Falle einem (fast) leeren Tanks dem Wertebereich, der sich aufgrund von Drehzahlschwankungen, die vom Triebstrang auf den Verbrennungsmotor übertragen werden, ähnlich verhält. Insbesondere wird der Wertebereich der Laufunruhewerte, wie er durch Verbrennungsaussetzer aufgrund eines leeren Tanks hervorgerufen wird, nicht in zwei Bänder aufgespal ten, wie dies bespielsweise bei einem oder mehreren defekten Zündkerzen, Zylindern o. dgl. der Fall ist. Vielmehr tritt gerade keine Aufspaltung in Bänder auf, sondern ein verhältnismäßig großer "verwaschener" Wertebereich, der durch im wesentlichen sporadisch auftretende Verbrennungsaussetzer hervorgerufen wird. Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist es möglich, diesen aufgrund eines leeren Tanks hervorgerufenen Wertebereich der Laufunruhewerte von einem diesem ähnlichen Wertebereich, der durch Drehzahlschwankungen aufgrund von Rückwirkungen des Fahrzeug-Antriebsstrangs hervorgerufen wird, zu unterscheiden.

Hinsichtlich der Erfassung der abgasrelevanten Größen sind die unterschiedlichsten Ausführungsbeispiele denkbar. So kann die abgasrelevante Größe beispielsweise der Lambda-Wert einer Lambda-Regelung sein. Hierbei ist vorteilhaft, daß dieser Wert ohnehin kontinuierlich zur Steuerung des Verbrennungsmotors erfaßt wird, so daß kein zusätzlicher Sensor erforderlich ist.

Darüber hinaus kann die abgasrelevante Größe auch der Füllstand des Tanks sein. Ein Füllstandsgeber des Tanks ist zur Tankfüllstandsanzeige ebenfalls vorhanden, so daß auch die Erfassung des Füllstandswerts des Tanks keine zusätzlichen Sensormittel erfordert.

Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, als abgasrelevante Größe die Drehzahl des Verbrennungsmotors zu erfassen, die ebenfalls für die Steuerung des Verbrennungsmotors kontinuierlich erfaßt wird, so daß auch in diesem Fall keine zusätzlichen Sensormittel erforderlich sind.

Ein weiteres vorteilhaftes Ausführungsbeispiel sieht vor, die abgasrelevante Größe aus einem Vergleich der Drehmo mentanforderung, die beispielsweise aufgrund der Drossel klappenstellung erfaßbar ist, und der Drehmomentabgabe, die beispielsweise mittels eines Drehmomentsensors oder durch Auswertung des Drehzahlsignals bestimmt werden kann, zu bestimmen.

Schließlich kann als abgasrelevante Größe auch die Geschwindigkeit des Fahrzeugs und damit die Energiebilanz des Fahrzeugs herangezogen werden.

Zeichnung

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegen stand der nachfolgenden Beschreibung sowie der zeichneri schen Darstellung einiger Ausführungsbeispiele.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 schematisch ein Diagramm, welches die zeitli che Verteilung von Laufunruhewerten bei einem Motorbetrieb mit fast leerem Tank darstellt, und

Fig. 2 ein Flußdiagramm eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In Fig. 1 ist der Wertebereich von Laufunruhewerten LU über der Zeit dargestellt.

Zur Berechnung der Laufunruhewerte sowie zur nachfolgend beschriebenen Berechnung des Abstandes zwischen Bändern der Laufunruhewerte wird auf die DE 43 16 409 A1 ver wiesen, deren Inhalt vollumfänglich in vorliegende Anmeldung einbezogen wird. Die in Fig. 1 gestrichelt eingezeichneten Schranken entsprechen den aus der DE 43 16 409 A1 bekannten und dort erläuterten.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, streuen die Laufunruhewerte über der Zeit erheblich, was eine Folge von sporadisch auftretenden Verbrennungsaussetzern ist, die durch einen (fast) leeren Tank hervorgerufen werden. In diesem Falle saugt die (nicht dargestellte) Kraftstoffpumpe des Verbrennungsmotors sporadisch Gas statt Kraftstoff an, so daß es zu Verbrennungsaussetzern kommt, die wiederum aufgrund von im Auspufftrakt auftretenden Nachverbrennun gen zu erheblichen Schädigungen des Katalysators der Verbrennungsmaschine führen können.

Das Verfahren zum Erkennen von durch einen leeren Tank bedingten Störungen bei einem Verbrennungsmotor wird nachfolgend in Verbindung mit Fig. 2 erläutert. Zunächst werden in einem ersten Schritt S10 die Laufunruhewerte berechnet. Daraufhin wird der Abstand zwischen den Bändern der Laufunruhewerte berechnet (Schritt S12). In Schritt S14 wird geprüft, ob der Bandabstand kleiner ist als ein vorgegebener Schwellenabstand und wenn dies nicht der Fall ist, wird in Schritt S16 ausgegeben, daß kein leerer Tank und keine Störungen der Kurbelwellendrehzahl durch Rückkopplung des Antriebsstrangs, die beispiels weise durch eine schlechte Wegstrecke hervorgerufen werden können, vorliegen.

Ist der Bandabstand kleiner als der vorgegebene Schwel lenabstand, wird beispielsweise der Lambda-Wert der Lambda-Regelung der Verbrennungsmaschine erfaßt (Schritt S20). Dies ist deshalb vorteilhaft, weil dieser Lambda-Wert für die Steuerung der Verbrennungsmaschine ohnehin kontinuierlich erfaßt wird, so daß kein zusätzlicher Sensor nötig ist.

In Schritt S22 wird geprüft, ob der erfaßte Lambda-Wert innerhalb vorgegebener Schranken liegt. Wenn dies der Fall ist, können die Störungen der Kurbelwellendrehzahl nicht durch Rückkopplungen aufgrund schlechter Weg strecken u. dgl. hervorgerufen werden. Dies wird in Schritt S24 festgestellt und an die Steuerschaltung der Verbrennungsmaschine weitergegeben (nicht dargestellt) Liegt der Lambda-Wert jedoch außerhalb der vorgegebenen Schranken, ist dies ein Hinweis auf einen leeren Tank (Schritt S26). Dieses Verfahren kann bedarfsweise wiederholt werden (Schritt S28, Schritt S30).

Es versteht sich, daß neben der oder zusätzlich zur Erfassung des Lambda-Werts auch der Tankfüllstand erfaßt und ausgewertet werden können. Immer dann, wenn der Tankfüllstand unter einen bestimmten, vorgegebenen Schwellenwert sinkt, ist das Fahren mit einem leeren Tank zu erwarten und es ist eine Unterscheidung zwischen Störungen der Kurbelwellendrehzahl, die auf einen leeren Tank zurückzuführen sind und Störungen der Kurbelwellen drehzahl, die durch Rückkopplungen des Antriebsstrangs entstehen, möglich.

Darüber hinaus ist auch ein Vergleich zwischen der Drehmomentanforderung, die mittels der Drosselklappen stellung erfaßt werden kann, möglich. Die Differenz ist ein abgasrelevanter Wert der Verbrennungsmaschine, da bei einem leeren Tank die Drehmomentanforderung und die Drehmomentabgabe der Verbrennungsmaschine erheblich differieren. Das von dem Motor abgegebene Drehmoment kann dabei z. B. mittels eines Drehmomentsensors oder durch Auswertung des Drehzahlsignals bestimmt werden.

Selbstverständlich kann auch die Drehzahl als abgasrele vante Größe herangezogen und ausgewertet werden. Schließ lich ist es auch möglich, die Geschwindigkeit des Fahrzeugs und damit dessen Energiebilanz heranzuziehen.

Claims

1. Verfahren zum Erkennen von durch einen leeren Tank bedingten Störungen der Kurbelwellendrehzahl bei einem Verbrennungsmotor umfassend die folgenden Schritte:

- es werden Laufunruhewerte (LU) erfaßt,
- es wird der Abstand zwischen Bändern von Laufunruhewerten (LU) berechnet,
- es wird eine zusätzliche abgasrelevante Größe des Verbrennungsmotors erfaßt,
- es wird geprüft, ob der berechnete Bandabstand kleiner als ein vorgegebener Schwellenabstand ist und ob die abgasrelevante Größe innerhalb eines vorgegebenen Schwellenwert-Intervalls liegt und falls dies der Fall ist, wird diese Information als Hinweis darauf verwendet, daß die Störungen der Kurbelwellendrehzahl durch einen leeren Tank bedingt sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die abgasrelevante Größe der Lambda-Wert einer Lambda-Regelung ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die abgasrelevante Größe der Füllstand des Tanks ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der abgasrelevante Wert die Drehzahl des Ver brennungsmotors ist.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die abgasrelevante Größe aus einem Vergleich der Drehmomentanforderung mit dem abgegebenen Drehmoment des Verbrennungsmotors bestimmt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die abgasrelevante Größe die Geschwindigkeit eines den Verbrennungsmotor enthaltenden Fahrzeugs ist.