DE19958385A1 - Verfahren zur Diagnose des Kühlwasserthermostaten oder/und des zugehörigen Temperatursensors - Google Patents
Verfahren zur Diagnose des Kühlwasserthermostaten oder/und des zugehörigen TemperatursensorsInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Diagnose des Kühlwasserthermostaten oder/und des Temperatursensors im Kühlmittelkreislauf einer Brennkraftmaschine, das vom elektronischen Steuergerät der Brennkraftmaschine durchgeführt wird. Zur Diagnose des Kühlwasserthermostaten oder/und des Temperatursensors wird das Verlustmoment der Brennkraftmaschine, das sich aus Reibung und Ladungswechsel zusammensetzt, herangezogen und ausgewertet.
Description
Verfahren zur Diagnose des Kühlwasserthermostaten oder/und des
zugehörigen Temperatursensors.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Diagnose des
Kühlwasserthermostaten oder/und des zugehörigen
Temperatursensors im Kühlmittelkreislauf einer
Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Der Kühlwasserthermostat im Kühlsystem einer Brennkraftmaschine
schließt in der Startphase bei ordnungsgemäßem Funktionieren
den Wärmetauscher kurz und sorgt somit dafür, daß sich die
Brennkraftmaschinentemperatur schneller auf einen Sollwert von
bspw. 90°C einstellt. Die Brennkraftmaschine arbeitet bei einer
solchen Temperatur mit einem geringen Verlustmoment. Das
Verlustmoment, dessen Hauptbestandteil Reibungsverlust ist,
wird bei höheren Temperaturen geringer.
Ein defekter Kühlwasserthermostat, der offen hängen bleibt und
nicht schließt, führt zu einer langsameren Erwärmung der
Brennkraftmaschine und die Solltemperatur kann u. U. nicht oder
verspätet erreicht werden. Dies hat zur Folge, daß die
Abgaswerte steigen und die Emission schlechter wird.
Abhilfe könnte für diagnostische Zwecke dadurch geschaffen
werden, daß zusätzlich zum bereits vorhandenen Temperatursensor
ein weiterer Temperatursensor hinter dem Kühlwasserthermostaten
oder in dessen unmittelbaren Umgebung angebracht wird. Dies
bedeutet zusätzlichen Hardwareaufwand und benötigt zusätzlich
Bauraum und es entstehen Mehrkosten.
Eine Möglichkeit, ohne zusätzlichen Temperatursensor
auszukommen und damit Kosten zu reduzieren könnte darin
bestehen, die gemessene Kühlwassertemperatur (tmot) mit einer
berechneten Modelltemperatur (tmod) zu vergleichen. Die
Modelltemperatur (tmod) ist im wesentlichen abhängig von der
vom Motor durchgesetzten Luftmasse (ml) und damit von der
aufintegrierten Luftmasse (iml). Wenn die gemessene
Kühlwassertemperatur langsamer steigt als die Modelltemperatur,
kann u. U. der Kühlwasserthermostat offen hängen geblieben sein.
Allerdings kann so nicht unterschieden werden, ob der
Temperatursensor oder der Kühlwasserthermostat defekt ist.
Aus der DE 39 90 872 C2 ist eine Failsafe-Vorrichtung für einen
Temperatursensor einer Brennkraftmaschine bekannt, mit einer
Diagnoseeinrichtung zur Erfassung der Kühlmitteltemperatur des
Motors. Dort ist eine Temperatursensor-Beurteilungseinrichtung
vorgesehen, die unzulässige Temperaturwerte erkennen soll.
Diese Temperatursensorausfall-Beurteilungseinrichtung beurteilt
den Temperatursensor als ausgefallen, wenn die Signale für eine
vorbestimmte Zeitdauer keine Änderung zeigen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein
Verfahren anzugeben, durch das ohne zusätzlichen
Hardwareaufwand ein defekter Temperatursensor oder/und ein
defekter Kühlwasserthermostat sicher diagnostiziert werden
kann. Beispielhaft ist das Verfahren für einen offenen
hängenden Thermostaten erläutert. Das Verfahren ist aber auch
entsprechend für einen geschlossenen hängenden Thermostaten
anwendbar.
Diese Aufgabe wird durch den kennzeichnenden Teil des Anspruchs
1 gelöst.
Das erfindungsgemäße Diagnoseverfahren hat den Vorteil, daß
lediglich Softwarekomponenten notwendig sind, um zu sicheren
Diagnoseaussagen zu gelangen und daß auch unterschieden werden
kann, ob der Temperatursensor oder der Kühlwasserthermostat
oder beide defekt sind.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich
aus den Unteransprüchen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Figuren
dargestellt.
Es zeigen:
Fig. 1 eine applizierte Verlustmomentkennlinie über der
Temperatur
Fig. 2 ein Berechnungsschema zur Fehlerkennung von
Temperatursensor oder/und Kühlwasserthermostat.
Erfindungsgemäß besteht das Diagnoseverfahren im Kern daraus,
aus den Änderungen des Verlustmoments auf das ordnungsgemäße
Funktionieren des Kühlwasserthermostaten zu schließen oder dies
zu verwerten. Parallel dazu läßt sich eine Aussage über das
Funktionieren oder Nichtfunktionieren des Temperatursensors
machen.
Das Verlustmoment besteht im wesentlichen aus Reibungsverlusten
der Brennkraftmaschine, sowie aus Ladungswechselverlusten, dies
sind Strömungsverluste an den Ventilen und der Drosselklappe.
Das Verlustmoment wird mittels des elektronischen Steuergeräts
während des Leerlaufs adaptiert. Dabei werden Abweichungen von
in einem Kennfeld abgelegten applizierten Verlustmomenten
(Vorsteuerwerten) erfaßt und gelernt. Das applizierte
Verlustmoment berücksichtigt bereits über die Kennlinie der
Fig. 1 den Temperatureinfluß auf das Verlustmoment. Aufgrund
eines defekten Kühlwasserthermostaten kommt es zu einer
Abweichung des Verlustmoments vom Vorsteuerwert. Diese
Abweichung (Erhöhung von der Verlustmomentadaption aufgrund der
langsameren Motorerwärmung) wird von der Verlustmomentadaption
erfaßt und gelernt. Das Berechnungsschema der Fig. 2 erläutert
die einzelnen Verfahrensschritte.
Alternativ kann das Verlustmoment auch durch Messung mittels
eines Drehmomentsensors z. B. im Leerlauf ermittelt werden.
Erfindungsgemäß wird zur Diagnose des Kühlwasserthermostaten
oder/und des Temperatursensors das Verlustmoment im
wesentlichen aus Reibung -und Ladungswechselverlusten
herangezogen und ausgewertet über ein Rechenschema. Dazu wird
während des Leerlaufs das Verlustmoment an ein appliziertes
Verlustmoment, das die Funktion eines Vorsteuerwertes hat,
adaptiert und der Differenzbetrag des aktuellen Verlustmoments
zum Vorsteuerwert wird in der Arithmetisch Logischen Einheit
des elektronischen Steuergerätes ausgewertet.
Zunächst wird auf günstige Betriebsbedingungen für eine
Diagnose geprüft. So läuft z. B. nach dem Start eine definierte
Zeit ab, bis die Verlustmomentadaption im Leerlauf
eingeschwungen ist. Nachfolgend werden zu einem ersten Zeitpunkt
oder bei einer bestimmten ersten Temperatur diese erste
Temperatur tmot1, die aus dem Luftdurchsatz berechnete
Modelltemperatur tmod1, die aufintegrierte Luftmasse iml1 und
der Unterschied zwischen aktuellem Verlustmoment und
Vorsteuerwert dmvad1 ermittelt. Nachfolgend werden zu einem
zweiten Zeitpunkt oder zu einer zweiten Temperatur diese
Temperatur tmot2 die Modelltemperatur tmod2 und der
Unterschied zwischen aktuellem Verlustmoment und Vorsteuerwert
dmvad 2 ermittelt. Nachfolgend werden die Differenzen gebildet
zwischen gemessenen Temperaturen tmot2 - tmot1, den
Modelltemperaturen tmod2 - tmod1, den integrierten Luftmassen
diml = iml2 - iml1 und den Unterschieden zwischen den
Adaptionswerten ddmvad = dmvad 2 - dmvad1.
In einem nachfolgenden Vergleichsschritt wird die Differenz der
gemessenen Temperaturen dtmot mit der Differenz der
Modelltemperaturen dtmod verglichen und aus dem Vergleich
dieses Unterschiedsbetrags mit einem Schwellwert ist erkennbar,
daß ein Defekt im System vorliegt. Ist der Unterschied zwischen
dtmot und dtmod größer als ein Schwellwert, so ist entweder der
Temperatursensor defekt oder der Thermostat hängt offen.
Nachfolgend wird die Differenz der Adaptionswerte ddmvad mit
einer Schwelle verglichen, die eine Funktion der Differenz der
Modelltemperaturen ist. Bei einem Überschreiten der Schwelle
wird erkannt, daß der Kühlwasserthermostat offen hängt. Dann
wird vermutet, daß der Temperatursensor in Ordnung ist und der
Thermostat defekt ist. Bei einem Unterschreiten des
Schwellwertes wird vermutet, daß der Temperatursensor defekt
ist.
Vorteilhaft für die Diagnose ist, wenn verschiede Einflüsse auf
den Heizkreis bzw. auf die Motorerwärmung (z. B.
Motorzündwinkel, Fahrgastheizung . . .) bei der Modelltemperatur
tmod und bei der Verlustmomentadaption berücksichtigt bzw. beim
Vorsteuerwert eingerechnet werden.
Wird im Fahrzeug eine zusätzliche Heizquelle und/oder eine
Wasserpumpe für das Kühlerwasser verwendet (z. B. elektrische
Heizung) so kann entsprechend dem beschriebenen Verfahren eine
nicht ausreichende Heizleistung dieser separaten Heizquelle
oder eine defekte Wasserpumpe erkannt werden. Ist die
Heizleistung zu gering, so kommt es wie bei einem klemmenden
Thermostaten zu einer erhöhten Verlustleistung des Motors. Ist
die Heizleistung zu groß (Ausfall Wasserpumpe) so kommt es zu
einer geringeren Verlustleistung. Zu Unterscheidung von einem
Thermostatdefekt kann z. B. die Änderung der Verlustleistung
bzw. Motortemperatur vor und nach einer elektrischen
Ansteuerung von Heizung oder/und Wasserpumpe auf Änderung
überprüft werden. Ergeben sich vor und nach einer elektrischen
Ansteuerung keine Unterschiede bei Temperatur und/oder
Verlustleistung, so ist die Zusatzheizung defekt.
Claims (9)
1. Verfahren zur Diagnose des Kühlmittelkreislaufs einer
Brennkraftmaschine mit einem Kühlersystem und einem
elektronischen Steuergerät für Einspritzung und/oder Zündung,
dadurch gekennzeichnet, daß zur Diagnose des
Kühlmittelkreislaufs das Verlustmoment des Motors
herangezogen und ausgewertet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Verlustmoment während des Leerlaufs adaptiert wird an ein
appliziertes Verlustmoment, das die Funktion eines
Vorsteuerwertes hat und der Differenzbetrag des aktuellen
Verlustmoments zum Vorsteuerwert ausgewertet wird in der
Arithmetisch Logischen Einheit des elektronischen
Steuergeräts.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß nach dem Start eine definierte Zeit abläuft, bis die
Verlustmomentadaption im Leerlauf eingeschwungen ist.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
nachfolgend zu einem 1. Zeitpunkt oder bei einer bestimmten
ersten Temperatur diese Temperatur (tmot1), die
Modelltemperatur (tmod1) die aufintegrierte Luftmasse (iml)
oder/und der Unterschied zwischen aktuellem Verlustmoment
oder/und Vorsteuerwert ermittelt werden.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet,
daß nachfolgend zu einem Zeitpunkt 2 oder bei einer
bestimmten zweiten Temperatur diese Temperatur (tmot2), die
Modelltemperatur (tmod2), die aufintegrierte Luftmasse (iml
2) oder/und der Unterschied zwischen aktuellem Verlustmoment
oder/und Vorsteuerwert ermittelt werden.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Differenzen gebildet werden zwischen den gemessenen
Temperaturen (tmot2 - tmot1), den Modelltemperaturen (dtmod
2 - dtmod1), den integrierten Luftmassen (diml = iml2 - iml
1) und den Unterschieden der Verlustmomentadaptionswerte
(ddmvad = dmvad2 - dmvad1).
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in
einem Vergleichsschritt die Differenz der gemessenen
Temperaturen (dtmot) mit der Differenz der Modelltemperaturen
(dtmod) verglichen wird und bei Vergleich mit einem
Schwellwert erkennbar ist, ob ein Defekt im System vorliegt.
8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in
einem Vergleichsschritt die Differenz der Adaptionswerte
(ddmvad) mit einer Schwelle verglichen wird, die eine
Funktion der Differenz der Modelltemperaturen ist, und daß
bei Überschreiten der Schwelle erkannt wird, daß der
Temperatursensor defekt ist.
9. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß in einem Vergleichsschritt die
elektrischen Komponenten des Kühlsystems und Aggregate
angesteuert werden und aus der Änderung der Temperatur
oder/und Verlustleistung bzw. Verlustmomentadaptionswerten
die defekte Komponente bzw. Aggregat erkannt wird.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19958385A1 true DE19958385A1 (de) | 2001-06-07 |
Family
ID=7931341
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1999158385 Withdrawn DE19958385A1 (de) | 1999-12-03 | 1999-12-03 | Verfahren zur Diagnose des Kühlwasserthermostaten oder/und des zugehörigen Temperatursensors |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19958385A1 (de) |
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- 1999-12-03 DE DE1999158385 patent/DE19958385A1/de not_active Withdrawn
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