DE4005973A1 - Diagnoseverfahren zur ueberpruefung von stellgliedern zur steuerung von brennkraftmaschinen - Google Patents

Diagnoseverfahren zur ueberpruefung von stellgliedern zur steuerung von brennkraftmaschinen

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Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Diagnoseverfahren nach der Gattung des Hauptanspruchs.
Beim Betrieb von Brennkraftmaschinen ist es bekannt, daß durch Variationen der Ein-/Auslaßventilsteuerung und/oder durch Variationen der Saugrohr- bzw. Ansaugtraktgeometrie das Arbeits­ verhalten der Brennkraftmaschine beeinflußt wird. Hierbei findet die Ein-/Auslaßventilsteuerung entweder zwischen zwei Stellermöglich­ keiten, z. B. bei der Nockenwellenumschaltung, statt oder die Ein-/Auslaßventilsteuerung erfolgt stetig wie z. B. bei elektro­ mechanischen oder elektrohydraulischen Stelleinrichtungen der Ein-/Auslaßventilsteuerung. Beispielhaft ist hier DE 32 47 916 (Vorrichtung zur Steuerung der Ventile einer Brennkraftmaschine über eine Nockenwelle) und DE-PS 21 01 761 zu nennen. Durch Variationen der Saugrohr- bzw. Ansaugtraktgeometrie wird die Resonanzaufladung der Brennräume im jeweiligen Betriebszustand der Brennkraftmaschine optimiert, wodurch bei ansonsten unveränderter Stellung anderer Stellglieder, insbesondere der Drosselklappe, eine erhöhte Luft­ zufuhr in die Verbrennungsräume der Brennkraftmaschine ermöglicht wird. Hierzu sei beispielhaft auf DE 36 08 310 A1 und DE 39 08 475 A1 verwiesen. Auch in diesem Falle geschehen die Variationen entweder diskontinuierlich, z. B. durch Betätigung von Resonanzklappen im Saugrohr bzw. Ansaugtrakt, oder die Variationen geschehen kontinuierlich durch Ansteuerung mehrerer Stellmöglich­ keiten eines oder mehrerer Stellglieder.
Weiterhin ist aus der Europäischen Patentanmeldung EP-A 1 70 018 ein Verfahren zur Eigendiagnose eines Stellers einer Leerlauffüllungs­ regelung bei Brennkraftmaschinen bekannt. Dort wird zur Diagnose des Stellgliedes eine willkürliche Stellgliedansteuerung zur Diagnose benutzt, d. h. daß statt der die sonstigen Betriebsabläufe opti­ mierenden Ansteuerungen der zu diagnostizierenden Stellglieder ein oder mehrere definierte Stellgliedansteuerungen stattfinden und deren Auswirkungen auf andere Betriebsdaten der Brennkraftmaschine analysiert werden. Die Diagnose kann somit nur während bestimmter, insbesondere stationärer Betriebszustände geschehen, da ansonsten die programmgemäße, d. h. durch weitere Stellglieder optimierte, Arbeitsweise der Brennkraftmaschine in ihrem Ablauf gestört würde.
Vorteil der Erfindung
Das erfindungsgemäße Diagnoseverfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruches ermöglicht demgegenüber eine Diagnose der Stellglieder zur Variation von Ein-/Auslaßventilsteuerung und/oder zur Variation der Saugrohr- bzw. Ansaugtraktgeometrie bei Stellgliedansteuerungen, die im Rahmen der programmgemäßen, d. h. den Betriebsablauf optimierenden Steuerungen der Brennkraftmaschine stattfinden, ohne einen zusätzlichen Hardware-Aufwand, z. B. in Form von Stellungsrückmeldern, zu erfordern. Es können für das hier vorgestellte Diagnoseverfahren, je nach Ausbildung und Integration der beteiligten Systeme, die ohnehin im normalen Betrieb der Brenn­ kraftmaschine vorliegenden Daten zur Diagnose herangezogen werden. Besonders vorteilhaft ist es, daß der einer Diagnose zugängliche Bereich nicht nur auf das Steuergerät der Stelleinrichtung und das Stellglied selbst beschränkt ist. Vielmehr wird der diagnostizierte Bereich durch dieses erfindungsgemäße Verfahren auf alle Elemente der Wirkungskette mit der variablen Saugrohr- bzw. Ansaugtrakt­ geometrie und/oder der Ein-/Auslaßventilsteuerung erweitert.
Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge­ stellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
In diesem Ausführungsbeispiel soll anhand eines Blockschaltbildes das Diagnoseverfahren zur Überprüfung von Stellgliedern zur Steuerung einer Brennkraftmaschine gezeigt werden. Hierbei handelt es sich bei den zu diagnostizierenden Stellgliedern um solche zur Variationen der Saugrohr- bzw. Ansaugtraktgeometrie und/oder zur Variationen der Ein-/Auslaßventilsteuerung.
Als Position 1 wird in dem Ausführungsbeispiel eine Brennkraft­ maschine bezeichnet, der durch ein Saugrohr 2 bzw. einen Ansaugtrakt die zur Verbrennung nötige Luft zugeführt wird. Die Position 3 faßt Stellglieder zur Variation der Saugrohr- bzw. Ansaugtraktgeometrie und die Position 4 Stellglieder zur Variation der Ein/Auslaßventil­ steuerung zusammen. Die Ansteuerung der zu diagnostizierenden Stell­ glieder erfolgt durch Steuereinheiten, die der Übersichtlichkeit wegen in Position 5 zusammengefaßt werden. Einer Diagnoseeinheit 7 werden die Steuersignale der zu diagnostizierenden Stellglieder und weitere Betriebsdaten, wie z. B. die von einem Luftmengenmesser bzw. Luftmassenmesser 6 gemessene Luftmenge bzw. Luftmasse QL, zugeführt.
Die Ansteuerung sowohl der Variationen der Saugrohr- bzw. Ansaug­ traktgeometrie 3 als auch der Variationen der Ein-/Auslaßventil­ steuerung 4 bewirken eine Veränderung des Arbeitspunktes der Brenn­ kraftmaschine 1. Hierdurch bedingt ist eine Veränderung einer oder mehrerer Betriebsdaten, die lediglich mittelbar auf diese Stell­ gliedansteuerung der Stellglieder 3 und 4 zurückzuführen sind. So verändert sich z. B. die durch das Saugrohr bzw. den Ansaugtrakt 2 angesaugte Luftmenge bzw. Luftmasse QL, die durch den Luftmengen­ messer bzw. Luftmassenmesser 6 gemessen wird. Das Steuergerät 5 steuert abhängig von Betriebskenngrößen der Brennkraftmaschine 1, inbesondere der Drehzahl n und/oder der Last L, die Stellglieder zur Variation der Saugrohr- bzw. Ansaugtraktgeometrie 3 und/oder die Stellglieder zur Variationen der Ein-/Auslaßventilsteuerung 4. Es können nun zwei Möglichkeiten der Diagnose angewendet werden.
Zum einen werden die Ansteuersignale der zu diagnostizierenden Stellglieder, die im Rahmen der programmgemäßen, d. h. den Betriebs­ ablauf der Brennkraftmaschine optimierenden Ansteuerungen statt­ finden, der Diagnoseeinheit 7 zugeführt.
Zum anderen werden bei bestimmten, z. B. stationären Betriebszu­ ständen, definierte Ansteuerungen der zu diagnostizierenden Stell­ glieder willkürlich getätigt und der Diagnoseeinheit 7 zugeführt. Willkürlich heißt hier, daß statt der die Betriebsabläufe der Brenn­ kraftmaschine optimierenden Ansteuerungen definierte Stellglieder­ ansteuerungen stattfinden.
Abhängig von diesen Ansteuersignalen werden in der Diagnoseeinheit 7 Betriebsdaten der Brennkraftmaschine, die lediglich mittelbar auf diese Stellgliedansteuerung zurückzuführen sind, z. B. die durch den Luftmengenmesser bzw. Luftmassenmesser 6 gemessene Luftmenge bzw. Luftmasse QL, als Istwerte gespeichert und mit gespeicherten Soll­ werten verglichen. Hierbei werden entweder einzelne Steller­ variationen mit entsprechenden Sollwerten verglichen, oder es werden die gesamten Stellervariationen mit gespeicherten Funktionsverläufen verglichen.

Claims (7)

1. Diagnoseverfahren zur Überprüfung von Stellgliedern zur Steuerung von Brennkraftmaschinen bei aufrechterhaltender Funktion des die Betriebsabläufe der Brennkraftmaschine optimierenden jeweiligen Steuer- und Regelsystems, dadurch gekennzeichnet, daß Stellglieder zur Variation der Saugrohr- bzw. Ansaugtraktgeometrie und/oder der Variation der Ein-/Auslaßventilsteuerung der Brennkraftmaschine diagnostiziert werden und daß die bei entsprechenden Stellgliedan­ steuerung stattfindenden Änderungen von Betriebsdaten der Brenn­ kraftmaschine als Istwerte erfaßt werden und diese Istwerte mit gespeicherten Sollwerten verglichen werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Variationen der Ein-/Auslaßventilsteuerung durch Nockenwellenum­ schaltungen herbeigeführt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Variationen der Ein-/Auslaßventilsteuerung durch elektromechanische oder elektrohydraulische Steuervorrichtungen herbeigeführt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Variationen der Saugrohr- bzw. Ansaugtraktgeometrie entweder diskontinuierlich, z. B. durch Betätigung von Resonanzklappen im Saugrohr bzw. Ansaugtrakt als Stellglieder, oder durch kontinuier­ lich durch Ansteuerung mehrerer Stellmöglichkeiten eines oder mehrerer Stellglieder geschehen.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stell­ gliedansteuerungen willkürlich getätigt wird, d. h. daß statt der die sonstigen Betriebsabläufe optimierenden Ansteuerungen der zu diagnostizierenden Stellglieder ein oder mehrere definierte Stell­ gliedansteuerungen stattfinden.
6. Verfahren nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die willkürlichen Stellgliedansteuerungen bei stationären Betriebszu­ ständen stattfinden und/oder die Einflüsse der übrigen Stellglieder während der Diagnose in ihrem Funktionsverlauf gespeichert sind und berücksichtigt werden.
7. Verfahren nach Anspruch 1, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei der willkürlichen Stellgliedansteuerung die gesamte mögliche Stellervariation in ihrem Funktionsverlauf abgefahren wird und die entsprechenden Änderungen der zugeordneten Istwerte erfaßt und mit gespeicherten Funktionsverläufen verglichen werden.
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