DE19840580B4

DE19840580B4 - Verfahren und Vorrichtung zur kontrollierten Aussetzererzeugung bei Verbrennungsmotoren

Info

Publication number: DE19840580B4
Application number: DE19840580A
Authority: DE
Inventors: Andreas Tropschug; Uwe Von Orlikowski; Erich Eichlinger
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 1998-09-05
Filing date: 1998-09-05
Publication date: 2006-03-16
Anticipated expiration: 2018-09-06
Also published as: DE19840580A1

Abstract

Verfahren zur gezielten Herbeiführung von Fehlfunktionen durch kontrollierte Aussetzererzeugung bei Verbrennungsmotoren, bei dem Motoraussetzer durch Ausblendung von Zündung oder Einspritzung gezielt erzeugt werden, und bei dem die gezielt herbeigeführten Fehlfunktionen anschließend untersucht werden, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Steuergerät zur Steuerung der Zündung und/oder der Einspritzung für jeden Zylinder die den jeweiligen Zylindern zugeordneten Ausgänge nicht mehr bedient werden, wobei für jeden Zylinder im Steuergerät ein erster Wert, der den Aussetzzyklus bestimmt, und ein zweiter Wert, der die Ursache der Aussetzung festsetzt, eingestellt werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur kontrollierten Aussetzererzeugung bei Verbrennungsmotoren gemäß den Ansprüchen 1 bzw. 5.
Beim Betrieb von Verbrennungsmotoren kommt es immer wieder zu Fehlfunktionen, die sich auf das Verhalten des Motors, seine Lebensdauer und auf die gesamte Betriebsart des Kraftfahrzeugs auswirken können.
Um solche Fehlfunktionen vermeiden zu können, muß man die Ursachen erforschen, die dazu führen. Ferner gilt es, die Auswirkungen von Fehlzündungen des Motors auf sein gesamtes Verhalten, beispielsweise hinsichtlich des Abgases, der Katalysatortemperatur und des Drehmomentes zu bestimmen.
Zu diesem Zweck werden Fehlfunktionen gezielt herbeigeführt und untersucht. Bisher werden dazu Aussetzergeneratoren verwendet, die in dem Kabelraum zwischen einem Motorsteuergerät und der Zündspule bzw. dem Einspritzventil eingebaut sind. Durch Einstellungen am Aussetzergenerator können alle oder nur ein bestimmter Prozentsatz der Verbrennungen in den Zylindern unterbunden werden.
Diese Vorgehensweise ist jedoch kostenintensiv, da entsprechende Aussetzergeneratoren beschafft werden müssen und ein Eingriff in den Kabelbaum notwendig ist. Durch diesen Eingriff kann es unter anderem zu elektrischen Veränderungen kommen, so daß kein normaler Motorbetrieb erfaßt wird. Darüber hinaus müssen im Motorsteuergerät veränderte Diagnosewerte eingegeben werden, um Maßnahmen des Steuergerätes zu verhindern, welche dieses aufgrund der Erkennung von Fehlzündungen erzeugt.

Aus der DE 195 26 644 C1 ist ein Verfahren zur Erkennung von defekten Zünd- oder Einspritzvorrichtungen bekannt, bei dem zeitweilig eine oder mehrere Zündkerzen oder Einspritzdüsen eines von zwei Steuerkreisen abgeschaltet werden. Hier wird bei Verbrennungsmotoren mit mindestens zwei Zündkerzen pro Zylinder oder mindestens zwei Einspritzkreisen pro Zylinder durch zeitweilige Komplettabschaltung der Zylinder, der Zylinder detektiert, bei dem mindestens eine Zündkerze oder ein Einspritzkreis fehlerhaft ist.

In der DE 31 29 078 A1 wird eine Aussetzregelung einer Brennkraftmaschine beschrieben, bei der die Anzahl der Aussetzer zeitlich stufenlos und Drehzahl unabhängig verändert wird. Hierdurch ist eine Leistungssteuerung auch im Bereich kleiner Leistungen erzielbar.

Die DE 39 33 826 A1 beschreibt einen Motorregler für Brennkraftmaschinen. Dieser Motorregler weist eine Fehlzündungserfassungseinrichtung auf, mittels der Zündaussetzer in einem Zylinder erfasst werden können, und bei Vorliegen von Zündaussetzern der fehlerhafte Zylinder durch Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr abgeschaltet werden kann.

Ferner ist in der EP 0 640 762 A1 ein Motorsteuergerät beschrieben, mittels welchem eine Synchronisation ohne Nockenwellensensor, allein mit Hilfe eines Kurbelwellensensors durchführbar ist.

Die DE 40 09 033 A1 beschreibt eine Vorrichtung zur Unterdrückung einzelner Zündvorgänge in einer Zündanlage, während in der WO 96/12887 A1 ein Verfahren zum Erkennen von Verbrennungsaussetzern bei Brennkraftmaschinen mit Doppelfunkenspulen beschrieben ist.

Ferner ist in der DE 38 25 458 A1 eine Antischlupfregelung beschrieben, bei der zum Zwecke der Antriebsschlupfverringerung die Wirksamkeit der Motorzylinder durch zeitweise Sperrung der Betriebsmittelzufuhr und/oder durch Unterbrechung der Zündung herabgesetzt wird.

Die DE 39 13 523 A1 hingegen beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine, wobei die Zylinder der Brennkraftmaschine im Rahmen einer Drehzahlbegrenzung bei Überschreitung einer fest vorgegebenen Drehzahlschwelle abgeschaltet werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben bei dem die kontrollierte Aussetzererzeugung einfach und kostengünstig durchzuführen ist.

Diese Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen 1 bzw. 5 angegebenen Merkmale verfahrens- bzw. vorrichtungstechnisch gelöst.

Weitere lösungen des Verfahrens bzw. der Vorrichtung sind Gegestand der Unteransprüche.

Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung ist es, die Aussetzersteuerung direkt im Motorsteuergerät unterzubringen. Dies kann auf einfache Weise durch das Einfügen eines Programmteils in die Steuergerätesoftware erreicht werden. Letztendlich ist daher keine zusätzliche Verkabelung eines separaten Aussetzergenerators notwendig. Auch müssen im Steuergerät keine veränderten Diagnosewerte zur Verhinderung von Fehldiagnosen aufgrund eines eingebauten Aussetzergenerators eingetragen werden.

Mit dem Motorsteuergerät bzw. dem damit durchgeführten Verfahren können gezielt Aussetzungen in jedem einzelnen Zylinder erzeugt werden. Dabei werden die jeweils dem entsprechenden Zylinder zugeordneten Ausgänge am Motorsteuergerät nicht bedient, d.h. die Einspritzung und/oder Zündung für den entsprechenden Zylinder wird unterbunden. Für jeden Zylinder existiert dabei eine eigene Steuerung, so daß zylinderspezifisch ein Aussetzzyklus und eine Aussetzart festgelegt werden können.

Der Aussetzzyklus legt fest, wie oft ein Zylinder aussetzt. Die Aussetzart wiederum definiert, ob eine Fehlzündung oder eine Fehleinspritzung stattfindet. Durch eine entsprechende Einstellung von den ersten und zweiten Werten kann es auch zu einer Komplettabschaltung eines oder mehrerer Zylinder kommen. Natürlich kann auch ein Wert eingestellt werden, bei dem keine Aussetzer bei einem Zylinder erzeugt werden.

Zusätzlich kann die Arbeitsweise der Steuergeräte natürlich auch mit den bisherigen Aussetzergeneratoren überprüft werden. Zu diesem Zweck ist die Bereitstellung eines Interfaces vorgesehen. Das Signal, das der Aussetzergenerator zur Kontrolle ausgibt, kann dann in das Motorsteuergerät eingelesen und zur Ermittlung von Statistiken und zur zeitlich exakten Signalverarbeitung verwendet werden.

Nachfolgend wird eine spezielle Ausführungsform der Erfindung in Form eines Verfahrens und einer Vorrichtung zur kontrollierten Aussetzererzeugung bei Verbrennungsmotoren mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in
1 ein Ablaufdiagramm eines Ausführungbeispiels für ein erfindungsgemäßes Verfahren und
2 eine schematische Skizze einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Bei der Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens und bei der Ausgestaltung eines entsprechenden Motorsteuergeräts kann man auf übliche Motorsteuergeräte zurückgreifen, in denen ein entsprechender Programmteil integriert wird. Zusätzlich muß die Möglichkeit vorgesehen sein, Werte in das Motorsteuergerät einzulesen, die die Aussetzraten der einzelnen Zylinder und die jeweilige Art der Aussetzung festlegen. Natürlich können diese Werte auch fest in den jeweiligen Steuerprogrammen hinterlegt werden.
Vorliegend wird gemäß 2 ein Motorsteuergerät 10 verwendet, welches einen Speicher 12 umfaßt, in dem ein Aussetzraten-Wert Asezylx sowie ein Aussetzart-Wert Ase_strgx von extern eingegeben und gespeichert werden können.
Diese Werte werden für jeden Zylinder x separat hinterlegt. Der Aussetzart-Wert Ase_strgx legt die Art des Motorfehlbetriebes fest: Bei einem Wert von 1 wird die Einspritzung, bei einem Wert von 2 die Zündung abgeschaltet. Bei einem Wert von 0 erfolgt ein normaler Betrieb.
Ferner ist ein Rampengenerator 14 vorgesehen, der einen Zählwert Asecntx für jeden Zylinder nach einem Zündzyklus bzw. Arbeitsspiel um 1 erhöht.
Der Rampengenerator 14 und der Speicher 12 sind mit einer Kontrolleinheit 16 verbunden, die überprüft, ob für einen Zylinder eine Aussetzung erfolgen soll und wenn ja, in welcher Weise. Eine diesbezügliche Information wird an die Zylindersteuereinheit 18 weitergegeben, die die Ausgänge für die Zylinder 1 bis 4 eines vorliegend gewählten 4-Zylindermotores schaltet. Über diese Ausgänge werden an die entsprechenden Zylinder Einspritz- und Zündsignale abgegeben bzw. gerade nicht abgegeben.
Die Arbeitsweise der in 2 dargestellten Motorsteuerung wird gemäß dem Ablaufdiagramm in 1 erläutert.
Zunächst wird in einem ersten Schritt 100 für jeden Zylinder x der Aussetzraten-Wert sowie der Aussetzart-Wert Ase_strgx vorgegeben. Beispielsweise für den ersten Zylinder (Zylinder 1) ein Aussetzraten-Wert von 1 und ein Aussetzart-Wert von 2.
Im nächsten Schritt wird beim Motorstart eine Initialisierung für jeden Zylinder x durchgeführt. Dabei wird der Zählwert Asecntx auf den Initialisierungswert Asestx (vorliegend 0) gesetzt. Im nächsten Schritt wird geprüft, ob für einen Zylinder x der Zählwert Asecntx gleich dem Aussetzraten-Wert Asezylx entspricht. Ist dies der Fall, so wird zu Schritt 106 verzweigt, wo festgesetzt wird, daß ein Aussetzer am Zylinder gemäß dem Aussetzart-Wert Ase_strgx erzeugt wird. Im vorliegenden Fall wird am Zylinder 1 bei jedem zweiten Arbeitsspiel das Zündsignal unterbunden.
Im Anschluß an Schritt 106 wird in Schritt 108 der Zählwert Asecntx für diesen Zylinder auf den ursprünglichen Wert (hier 0) zurückgesetzt.
Sodann wird zu Schritt 104 zurückverzweigt.
Wird in Schritt 104 festgestellt, daß der Zählwert Asecntx ungleich dem Aussetzraten-Wert Asezylx für den jeweiligen Zylinder ist, so wird der Zählwert im Rampengenerator um 1 erhöht.
Da für jeden Zylinder ein eigener Zählwert Asecnt existiert, der beim Motorstart initialisiert wird, kann für jeden Zylinder eine Aussetzung kontrolliert werden. Je nach dem Aussetzart-Wert kann die Einspritzung oder die Zün dung unterbunden werden. Durch diese Maßnahme kann sowohl eine Komplettabschaltung eines oder mehrerer Zylinder als auch sonstige definierte Aussetzraten für mehrere Zylinder erreicht werden. Vorliegend wird bei einem Wert von 255 für Asezylx kein Aussetzer mehr erzeugt.
Die Aussetzrate an einem Zylinder berechnet sich nach folgender Formel: Aussetzrate = 1/(2 × Asezylx).
Von der Motorsteuerung kann in einer Variable Asestat angezeigt werden, ob die Ausblendung der Zündung aktiv war oder nicht.
Wird zusätzlich ein Aussetzergenerator verwendet, so kann dieser an einem Eingang des Motorsteuergerätes angeschlossen werden. Der Zustand des Aussetzergenerators kann dann zylinderselektiv und synchron angezeigt werden, beispielsweise kein Aussetzer oder aber Aussetzer am Zylinder x.
Insgesamt wird mit dem vorliegenden Verfahren und der vorliegenden Vorrichtung eine Möglichkeit zur Kosteneinsparung angegeben, bei der auf Zusatzgeräte bei der kontrollierten Erzeugung von Aussetzern bei Zylindern verzichtet werden kann. Praktisch jedes Fahrzeug mit einem elektronischen Motorsteuergerät kann ohne großen Aufwand zur Applikation der Aussetzererzeugung verwendet werden. Es ist auch kein Eingriff in den Kabelbaum mehr notwendig. Es ist ferner möglich, das in dem Motorsteuergerät vorgesehene Softwaremodul auch auf andere Steuergeräte zu portieren.

Claims

Verfahren zur gezielten Herbeiführung von Fehlfunktionen durch kontrollierte Aussetzererzeugung bei Verbrennungsmotoren, bei dem Motoraussetzer durch Ausblendung von Zündung oder Einspritzung gezielt erzeugt werden, und bei dem die gezielt herbeigeführten Fehlfunktionen anschließend untersucht werden, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Steuergerät zur Steuerung der Zündung und/oder der Einspritzung für jeden Zylinder die den jeweiligen Zylindern zugeordneten Ausgänge nicht mehr bedient werden, wobei für jeden Zylinder im Steuergerät ein erster Wert, der den Aussetzzyklus bestimmt, und ein zweiter Wert, der die Ursache der Aussetzung festsetzt, eingestellt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für jeden Zylinder ein Zähler, insbesondere ein Rampenzähler vorgesehen ist, ein Aussetzer dann angefordert wird, wenn der Zähler den ersten Wert erreicht, und der Zähler anschließend wieder zurückgesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zähler beim Motorstart initialisiert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß von dem Steuergerät zusätzlich ein einem Aussetzsignal für jeden Zylinder entsprechendes Signal ausgegeben wird.
Vorrichtung zur kontrollierten gezielten Herbeiführung von Fehlfunktionen durch Aussetzererzeugung bei Verbrennungsmotoren mit einem Steuergerät zur Steuerung der Zündung und/oder der Einspritzung für jeden Zylinder, wobei die gezielt herbeigeführten Fehlfunktionen anschließend untersucht werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät derart ausgebildet ist, um den jeweiligen Zylindern zugeordnete Ausgänge nicht mehr zu bedienen, wobei für jeden Zylinder im Steuergerät ein erster Wert, der den Aussetzzyklus bestimmt, und ein zweiter Wert, der die Ursache der Aussetzung festsetzt, eingebbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Steuergerät für jeden Zylinder ein Zähler, insbesondere ein Rampenzähler vorgesehen ist, mittels dem ein Aussetzer dann generierbar ist, wenn der erste Wert erreicht ist, und der anschließend wieder zurücksetzbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät derart ausgebildet ist, daß der Zähler beim Motorstart initialisiert wird.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 5–7, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät derart ausgebildet ist, daß zusätzlich ein einem Aussetzsignal für jeden Zylinder entsprechendes Signal ausgegeben oder gespeichert wird.