DE4005973C2 - - Google Patents

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DE4005973C2
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    • F02D11/10—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance of the electric type
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    • F02D41/22—Safety or indicating devices for abnormal conditions
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    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
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    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Description

Beim Betrieb von Brennkraftmaschinen ist es bekannt, daß durch Variationen der Ein-/Auslaßventilsteuerung und/oder durch Variationen der Saugrohr- und/oder 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 A1 (Vorrichtung zur Steuerung der Ventile einer Brennkraftmaschine über eine Nockenwelle) und DE 21 01 761 C3 zu nennen. Durch Variationen der Saugrohr- und/oder 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 und/oder Ansaugtrakt, oder die Variationen geschehen kontinuierlich durch Ansteuerung mehrerer Stellmöglich­ keiten eines oder mehrerer Stellglieder.
Weiterhin ist aus der Europäischen Patentanmeldung EP 1 70 018 A2 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.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zumindest für Stell­ glieder zur Variation der Saugrohr- und/oder Ansaugtraktgeometrie und/oder zur Variation der Ein-/Auslaßventilsteuerung der Brenn­ kraftmaschine ein leistungsfähiges Diagnoseverfahren zu entwickeln.
Das erfindungsgemäße Diagnoseverfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 ermöglicht dazu eine Diagnose der Stellglieder zur Variation von Ein-/Auslaßventilsteuerung und/oder zur Variation der Saugrohr- und/oder 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 Verfahren auf alle Funktionselemente der Brennkraftmaschine, die mit der variablen Saugrohr- und/oder Ansaugtrakt­ geometrie und/oder der Ein-/Auslaßventilsteuerung durch eine Wirkungskette verbunden sind, erweitert.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge­ stellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
In diesem Ausführungsbeispiel soll anhand eines Blockschaltbildes das Verfahren zur Diagnose von Stellgliedern und weiteren Funktions­ elementen einer Brennkraftmaschine gezeigt werden. Die Stellglieder sind gemäß dem Patentanspruch 1 solche zur Variation der Saugrohr- und/oder Ansaugtraktgeometrie und/oder zur Variation der Ein-/Auslaßventilsteuerung.
Als Position 1 wird in dem Ausführungsbeispiel eine Brennkraft­ maschine bezeichnet, der durch ein Saugrohr 2 und/oder einen Ansaugtrakt die zur Verbrennung nötige Luft zugeführt wird. Die Position 3 faßt Stellglieder zur Variation der Saugrohr- und/oder 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 im Steuergerät von 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- und/oder 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 und/oder 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- und/oder 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 (10)

1. Verfahren zur Diagnose von Stellgliedern zur Variation der Saug­ rohr- und/oder Ansaugtraktgeometrie und/oder zur Variation der Ein-/Auslaßventilsteuerung der Brennkraftmaschine und weiteren Funk­ tionselementen einer Brennkraftmaschine bei aufrechterhaltener Funk­ tion des die Betriebsabläufe der Brennkraftmaschine steuernden und/oder regelnden Steuer- und Regelsystems, wobei der diagnosti­ zierte Bereich die Stellglieder und zusätzlich solche Funktionsele­ mente umfaßt, die mit den Stellgliedern durch eine Wirkungskette verbunden sind, bei dem
  • - diese Stellglieder angesteuert werden und
  • - Änderungen von Betriebsdaten der Brennkraftmaschine infolge der Ansteuerungen der Stellglieder als Istwerte erfaßt werden und diese Istwerte mit gespeicherten Sollwerten verglichen werden und
  • - die Vergleichsergebnisse zur Diagnose herangezogen werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die während des normalen Betriebes der Brennkraftmaschine zur Steuerung und/oder Regelung des Betriebes der Brennkraftmaschine getätigten An­ steuerungen der Stellglieder zur Diagnose herangezogen werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß statt der die Betriebsabläufe im normalen Betrieb optimierenden Ansteuerungen der zu diagnostizierenden Stellglieder ein oder mehrere willkürliche Stellgliedansteuerungen stattfinden.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Variationen der Ein-/Auslaßventilsteuerung durch Nockenwellenumschaltungen herbeigeführt werden.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Variationen der Ein-/Auslaßventilsteuerung durch elektromechanische oder elektrohydraulische Steuervorrichtun­ gen herbeigeführt werden.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Variationen der Saugrohr- und/oder Ansaug­ traktgeometrie entweder diskontinuierlich oder kontinuierlich geschehen.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3, 4, 5 oder 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die willkürlichen Stellgliedansteuerungen bei stationären Betriebszuständen stattfinden und/oder die Einflüsse weiterer Stellglieder während der Diagnose in ihrem Funktionsverlauf gespeichert sind und berücksichtigt werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 3, 4, 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei der willkürlichen Stellgliedan­ steuerung die gesamte mögliche Stellervariation in ihrem Funktions­ verlauf abgefahren wird und die entsprechenden Änderungen der zuge­ ordneten Istwerte erfaßt und mit gespeicherten Funktionsverläufen verglichen werden.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß als Betriebsdaten der Brennkraftmaschine die Luft­ menge und/oder Luftmasse erfaßt werden.
10. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vor­ hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - Stellglieder zur Variation der Saugrohr- bzw. Ansaugtraktgeometrie und/oder zur Variation der Ein-/Auslaßventilsteuerung der Brenn­ kraftmaschine vorgesehen sind und
  • - Mittel vorgesehen sind, die Änderungen von Betriebsdaten der Brennkraftmaschine infolge der Ansteuerungen der Stellglieder als Istwerte erfassen und diese Istwerte mit gespeicherten Sollwerten vergleichen, und
  • - Mittel vorgesehen sind, durch die die Vergleichsergebnisse zur Diagnose herangezogen werden.
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