DE4213173C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Überprüfen der Funktionsfähigkeit eines einen Fluidstrom führenden Leitungssystems an einem Verbrennungsmotor - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Überprüfen der Funktionsfähigkeit eines einen Fluidstrom führenden Leitungssystems an einem VerbrennungsmotorInfo
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Description
Das Folgende betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum
überprüfen der Funktionsfähigkeit eines einen Fluidstrom
führenden Leitungssystems an einem Verbrennungsmotor. Das
Fluid kann ein Gas sein, z. B. rückgeführtes Abgas oder Gas
aus einer Tankentlüftungsanlage, oder es kann eine Flüssig
keit sein, z. B. Kühlwasser oder Öl für eine Servoeinrich
tung.
Wenn im folgenden von Funktionsunfähigkeit gesprochen wird,
ist hierunter nicht notwendigerweise völliger Ausfall des
überprüften Leitungssystems zu verstehen, sondern jeder Zu
stand, in dem das Leitungssystem nicht mehr vollständig
funktionsfähig ist.
Zum überprüfen der Funktionsfähigkeit eines Abgasrückführ-
Leitungssystems ist es aus US 4,967,717 A bekannt, in einer
Rückführleitung einen Temperatursensor anzuordnen. Wenn ein
Abgasrückführventil geöffnet wird, streicht heißes Abgas am
Temperatursensor vorbei, woraufhin sich dieser erwärmt. Wird
der Abgasstrom durch Schließen des Ventils unterbrochen,
kühlt sich der Sensor wieder ab. Wird nach dem Abkühlen des
Sensors das Ventil wieder öffnend angesteuert, wird aber
keine Erwärmung am Sensor festgestellt, zeigt dies an, daß
entweder das Ventil nicht mehr öffnet oder das Leitungssy
stem verstopft ist oder es vor der Stelle, an der der Sensor
angeordnet ist, undicht ist. Da die Temperatur des Sensors
nicht nur von der Temperatur des Abgases, sondern auch von
der Umgebungstemperatur abhängt, verfügt die in US 4,967,717 A
angegebene Vorrichtung noch über einen zweiten
Temperatursensor zum Erfassen der Temperatur der Umgebungs
luft. Mit Hilfe der so gemessenen Umgebungslufttemperatur
wird eine Schwellentemperatur modifiziert, mit der die Tem
peratur des ersten Temperatursensors verglichen wird. Bleibt
die Temperatur des ersten Sensors unter der Schwellentempe
ratur, wird das Abgasrückführungs-Leitungssystem als nicht
mehr funktionsfähig beurteilt.
US 4,962,744 A beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Überprüfen der Funktionsfähigkeit des Leitungssystems
einer Tankentlüftungsanlage mit Hilfe eines Temperatursen
sors. Der Temperatursensor ist in einem Adsorptionsfilter
innerhalb des Leitungssystems angeordnet. Wenn das System
funktionsfähig ist, muß das Adsorptionsfilter bei Vorliegen
gewisser Betriebsbedingungen Kraftstoffdampf adsorbieren;
bei anderen Betriebsbedingungen muß bei Funktionsfähigkeit
Desorption auftreten. Die Adsorption ist mit Temperaturer
höhung verbunden, während die Desorption zu einem Erniedri
gen der Temperatur des Sensors führt. Es wird die Differenz
der Temperaturen gebildet, wie sie bei Vorliegen der Adsorp
tions- bzw. Desorptionsbedingungen vorliegen. Bleibt diese
Differenz unter einem Schwellenwert, wird das System als
nicht funktionsfähig beurteilt.
Ein Nachteil der zunächst genannten Vorrichtung und des zu
gehörigen Verfahrens ist es, daß zwei Temperatursensoren be
nötigt werden. Daher ist die Vorrichtung relativ aufwendig.
Ein Nachteil der zweitgenannten Vorrichtung und des zugehö
rigen Verfahrens ist es, daß eine Überprüfung nur bei ganz
besonderen Betriebsbedingungen möglich ist, deren Vorliegen
mit Hilfe besonderer Detektoren erkannt werden muß. Daher
ist auch die zweite Vorrichtung aufwendig; darüber hinaus
hat sieden Nachteil, daß sie nur selten, nämlich bei Vor
liegen der ganz besonderen Betriebsbedingungen, ausgeführt
werden kann.
Es bestand demgemäß das Problem, ein Verfahren und eine Vor
richtung zum überprüfen der Funktionsfähigkeit eines einen
Fluidstrom führenden Leitungssystems an einem Verbrennungs
motor anzugeben, die sich durch Einfachheit aber dennoch Zu
verlässigkeit auszeichnet.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist durch die Merkmale von
Anspruch 1 gegeben, die erfindungsgemäße Vorrichtung durch
die Merkmale von Anspruch 8.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vor
richtung seien zunächst durch ein Abgasrückführungs-Lei
tungssystem veranschaulicht, das mit einem Tankentlüftungs-
Leitungssystem so gekoppelt ist, daß ein Leitungsabschnitt
beiden Leitungssystemen gemeinsam ist. In diesem gemeinsamen
Leitungsabschnitt ist der Temperatursensor angeordnet. Zunächst
sei der Fall angenommen, daß das Abgasrückführ-Lei
tungssystem auf Funktionsfähigkeit zu überprüfen ist. In
diesem Fall wird der Temperatursensor mit Hilfe des Tankent
lüftungs-Gasstromes auf eine niedrige Temperatur gebracht.
Dann wird der Tankentlüftungs-Gasstrom abgeschaltet, und
rückgeführtes Abgas wird am Temperatursensor vorbeigeführt.
Dieser erfährt daraufhin eine Temperaturerhöhung, deren Gra
dient gemessen wird. Übersteigt der Gradient einen vorgege
benen Schwellenwert, wird das Abgasrückführ-Leitungssystem
als funktionsfähig beurteilt. Als zweite Variante sei ange
nommen, daß das Tankentlüftungs-Leitungssystem auf Funk
tionsfähigkeit zu überprüfen sei. In diesem Fall wird der
Temperatursensor mit Hilfe des rückgeführten Abgases auf re
lativ hohe Temperatur gebracht. Dann wird der Strom rückge
führten Abgases unterbrochen, und es wird stattdessen kühles
Gas aus der Tankentlüftungsanlage am Temperatursensor vor
beigeführt. Dieser erfährt demgemäß eine Temperaturerniedri
gung, deren Gradient gemessen wird. Bleibt der gemessene
Gradient unter einem vorgegebenen Schwellenwert, wird das
Tankentlüftungs-Leitungssystem als nicht funktionsfähig be
urteilt.
Dieses Verfahren und die zugehörige Vorrichtung mit dem zwei
Leitungssystemen gemeinsamen Temperatursensor zeichnet sich
dadurch aus, daß sehr deutliche Effekte gemessen werden kön
nen, da zwei Gasströme sehr unterschiedlicher Temperatur zur
Einwirkung auf den Temperatursensor gebracht werden. Schwan
kungen in den Absoluttemperaturen der beiden Gasströme wir
ken sich daher nicht allzu stark auf das Beurteilungsergeb
nis aus.
Sollen sehr empfindliche Beurteilungen vorgenommen werden,
oder soll sogar eine Gasflußrate quantitativ gemessen werden,
ist es von Vorteil, das Verfahren und/oder die Vorrich
tung so zu modifizieren, daß der Meßvorgang ab einer vorge
gebenen Temperatur beginnt. Beim vorstehend genannten Bei
spiel kann dies verfahrensmäßig dadurch erfolgen, daß als
Ausgangstemperatur eine solche festgelegt wird, die etwas
über der Temperatur liegt, die das Gas mit der niedrigeren
Temperatur maximal aufweisen kann, wenn das Abgasrückführ-
Leitungssystem zu beurteilen ist, bzw. eine solche, die et
was unterhalb der Temperatur liegt, die das heißere Gas min
destens aufweist, wenn das Tankentlüftungs-Leitungssystem zu
beurteilen ist. Vorrichtungsmäßig läßt sich derselbe Effekt
vorteilhafterweise dadurch erzielen, daß der Temperatursen
sor wärmemäßig an das erste Fluid im überprüfenden Leitungs
system gut und an das zweite Fluid schlecht gekoppelt wird.
In diesem Fall wird der Sensor also nicht mehr in einem ge
meinsamen Leitungsabschnitt angeordnet, sondern zwischen
zwei Leitungsabschnitten, wobei die genannten Kopplungsbe
dingungen eingehalten werden. Als zweites Fluid wird ein
solches mit ziemlich konstanter Temperatur verwendet, z. B.
Kühlwasser, das bei mittleren Motorleistungen eine Tempera
tur von ziemlich genau 100°C aufweist. Wird der Temperatur
sensor für längere Zeit in Wärmekontakt mit dem zweiten
Fluid gehalten, nimmt der trotz er schlechten Koppelung des
sen Temperatur an. Läßt man dann das erste Fluid im zu über
prüfenden Leitungssystem durch dasselbe fließen, z. B. das
deutlich kühlere Tankentlüftungsgas, kühlt der Temperatur
sensor wegen der guten Wärmekoppelung an dieses erste Fluid
schnell ab, vorausgesetzt, das Tankentlüftungs-Leitungssy
stem ist funktionsfähig. Wird statt des kühlen Tankentlüf
tungsgases heißes Abgas in einem Abgasrückführ-Leitungssy
stem verwendet, erfährt der Temperatursensor wegen der guten
Koppelung eine schnelle Erwärmung statt einer schnellen Ab
kühlung. Liegt der Gradient dieser Erwärmung über einem
Schwellenwert, wird das Abgasrückführ-Leitungssystem als
funktionsfähig beurteilt.
Die vorstehenden Prinzipbeispiele zeigen, daß für die beiden
Fluidströme unterschiedliche Fluide verwendet werden können,
z. B. zwei Gase oder ein Gas und eine Flüssigkeit, aber auch
zwei Flüssigkeiten. Die Fluide können abwechselnd durch
einen Leitungsabschnitt geführt werden, der zwei Leitungssy
stemen gemeinsam ist, oder sie können durch unterschiedliche
Leitungsabschnitte geführt werden, wobei dann der Tempera
tursensor an die beiden Leitungsabschnitte gekoppelt wird.
Im Kopplungsfall können die Fluide entweder in zeitlicher
Aufeinanderfolge durch den jeweils zugehörigen Abschnitt ge
führt werden, oder das Fluid im nicht zu überprüfenden Lei
tungssystem kann mit schlechter Wärmekopplung mit dem Sensor
verbunden sein, während das Fluid im zu überprüfenden Lei
tungssystem gut an den Sensor koppelt. Wesentlich ist beim
erfindungsgemäßen Verfahren und bei der erfindungsgemäßen
Vorrichtung allein, daß ein einziger Temperatursensor ver
wendet wird, auf den zwei Fluide unterschiedlicher Tempera
tur wirken, wobei das Fluid im zu überprüfenden Leitungssy
stem durch eine hierzu ausgebildete Steuerung zur plötzli
chen Einwirkung auf den Temperatursensor gebracht wird, um
mit Hilfe der dadurch bewirkten Temperaturänderung die Funk
tionsfähigkeit des überprüften Leitungssystem beurteilen zu
können.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung
dargestellt und weden nachfolgend näher beschrieben und er
läutert. Es zeigen Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Ver
brennungsmotors und einer Vorrichtung zum Überprüfen der
Funktionsfähigkeit eines Abgasrückführ-Leitungssystems des
Motors; Fig. 2 ein Diagramm zum Erläutern eines Verfahrens,
das mit Hilfe der Vorrichtung von Fig. 1 ausführbar ist;
Fig. 3 ein Flußdiagramm zum Erläutern des durch das Dia
gramm Fig. 2 veranschaulichten Verfahrens; Fig. 4 ein
Flußdiagramm eines Verfahrens, das ähnlich wie dasjenige von
Fig. 3 arbeitet; und die Fig. 5a bis c schematische Dar
stellungen betreffend Anordnungen eines Temperatursensors
und zweier Leitungssysteme, mit den folgenden Fällen:
- a) der Temperatursensor ist in einem beiden Leitungssystemen gemeinsamen Abschnitt angeordnet;
- b) der Temperatursensor ist mit gleich guter Wärmekopplung mit einem ersten Fluid in einem ersten Leitungssystem und einem zweiten Fluid in einem zweiten Leitungssystem verbun den; und
- c) der Temperatursensor ist mit guter Wärmekopplung mit dem Fluid im zu überprüfenden Leitungssystem und mit schlechter Wärmekopplung mit einem Fluid in einem zweiten Leitungssy stem verbunden.
Der in Fig. 1 schematisch dargestellte Verbrennungsmotor 10
weist ein Abgasrohr 11 und ein Saugrohr 12 auf, in dem eine
Drosselklappe 13 und ein Drucksensor 14 zum Messen des Saug
rohrdrucks p angeordnet sind. Die Drehzahl n des Motors wird
mit Hilfe eines Drehzahlsensors 15 erfaßt. Mit dem Verbren
nungsmotor 10 wirken ein Abgasrückführ-Leitungssystem 16 und
ein Tankentlüftungssystem 17 zusammen, die einen gemeinsamen
Leitungsabschnitt 16/17 aufweisen, der in das Saugrohr 12
mündet. In diesem gemeinsamen Abschnitt 16/17 ist ein Tempe
ratursensor 18 angeordnet. Ein zweiter Temperatursensor,
nämlich ein Abgastemperatursensor 19, ist im Abgasrohr 11
angeordnet.
Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, daß der Saug
rohrdruck p und die Abgastemperatur ϑA nicht notwendigerwei
se gemessen werden müssen, sondern daß sie auch aus Modellen
berechnet werden können, in die spezielle Parameter einge
hen, z. B. die Drosselklappenstellung und die Drehzahl für
den Saugrohrdruck oder ein Einspritzzeiten, die Drehzahl und
Zündzeitpunktdaten zum Bestimmen der Abgastemperatur.
Das Tankentlüftungs-Leitungssystem 17 verfügt in üblicher
Weise über einen Kraftstofftank 20, einen Adsorptionsfilter
21 und ein Tankentlüftungsventil TEV. Dieses Ventil wird mit
einem Tastverhältnis τTEV von einem Treiber 22 angesteuert,
der auch ein im Abgasrückführ-Leitungssystem 16 angeordnetes
Abgasrückführventil AGRV mit einem Tastverhältnis τAGRV
treibt.
Die in Fig. 1 ebenfalls dargestellte Vorrichtung zum Über
prüfen der Funktionsfähigkeit des Abgasrückführ-Leitungssy
stems verfügt neben dem eben genannten Treiber 22 noch über
eine Ablaufsteuerung 23, die zusammen mit dem Treiber eine
Steuereinrichtung bildet, und über eine Auswerteeinrichtung
24, die ein Funktionsfähigkeitssignal FFS ausgibt. Die Aus
werteeinrichtung 24 erhält Signale zur Motordrehzahl, zum
Saugrohrdruck p, zur Temperatur ϑS vom Temperatursensor 18
und zur Abgastemperatur ϑA. Wenn sie so ausgebildet ist, daß
sie das Verfahren gemäß dem Flußdiagramm von Fig. 4 aus
führt, erhält sie zusätzlich noch ein Signal zum Tastver
hältnis τAGRV, mit dem der Öffnungsgrad des Abgasrückführ
ventils AGRV eingestellt wird.
Anhand von Fig. 2 wird nun veranschaulicht, wie die Funktionsfähigkeit
des Abgasrückführ-Leitungssystems 16 über
prüft werden kann. Gemäß diesem Verfahren läßt man zunächst
Gas, das durch das Adsorptionsfilter 21 strömt, durch den
gemeinsamen Leitungssystemabschnitt 16/17 fließen. Hierzu
wird das Tankentlüftungsventil TEV entsprechend geöffnet,
während das Abgasrückführventil AGRV geschlossen ist. Es
stellt sich dann zu einem Zeitpunkt T1 eine Temperatur von
z. B. 20°C ein. Gemessen werden soll jedoch ab einer quasi
stationären Anfangstemperatur ϑB von 100°C. Zu diesem Zweck
wird zum Zeitpunkt T1 das Tankentlüftungsventil TEV ge
schlossen, und das Abgasrückführventil AGRV wird geöffent.
Dann fließt statt des kühlen Gases vom Adsorptionsfilter
heißes rückgeführtes Abgas durch den gemeinsamen Leitungsab
schnitt 16/17, weswegen die vom Temperatursensor 18 gemesse
ne Temperatur ϑS steigt. Diese Temperatur wird von der Ab
laufsteuerung 23 ausgewertet. Stellt diese zu einem Zeit
punkt T2, bei einer Temperatur von 90°C, fest, daß es ange
sichts eines zu erwartenden Nachheizeffektes zweckmäßig ist,
das Abgasrückführventil zu schließen, wenn die Anfangstem
peratur ϑB nicht überschritten werden soll, veranlaßt die
Ablaufsteuerung 23 dieses Schließen zum Zeitpunkt T2. Gemäß
Fig. 2 erreicht die Temperatur ϑS durch den genannten Nach
heizeffekt gerade die Temperatur ϑB, was zu einem Zeitpunkt
T3 der Fall ist. Würde die Temperatur ϑB innerhalb einer
vorgegebenen Zeitspanne nach dem Zeitpunkt T2 nie erreicht
werden, würde die Ablaufsteuerung 23 das Abgasrückführventil
nochmals öffnen, um die vorgegebene Anfangstemperatur ϑB zu
erreichen. Würde dagegen beim Erreichen der Anfangstempera
tur ϑB noch ein ansteigender Temperaturgradient oberhalb
eines Schwellenwertes festgestellt werden, würde mit weite
ren Maßnahmen gewartet werden, bis durch ein Abkühlen die
Temperatur ϑB wieder erreicht wäre. Weitere Maßnahmen ab
einem Zeitpunkt T3 werden nur ergriffen, wenn zu diesem
Zeitpunkt die Temperatur ϑB vorliegt und ein vorgegebener
Temperaturgradient betragsmäßig unterschritten wird. Die
Temperatur ϑB liegt dann quasistationär vor. Ist dies der
Fall, wird ab dem Zeitpunkt T3 das Abgasrückführventil er
neut geöffnet, weswegen ab dem Zeitpunkt T3 die Temperatur
ϑS erneut ansteigt. Die ansteigende Temperatur wird über
wacht, und es wird die Zeitspanne ΔT bis zum Erreichen einer
Endtemperatur ϑE von 150°C zu einem Zeitpunkt T4 gemessen.
Als Temperaturgradient G wird die Größe (ϑE - ϑB)/ΔT verwen
det. Liegt dieser Gradient über einem Schwellenwert, wird
das Abgasrückführ-Leitungssystem 16 als funktionsfähig beur
teilt; andernfalls ist es funktionsfähig. Funktionsunfähig
keit kann durch ein unzuverlässig öffnendes Abgasrückführ
ventil AGRV, durch eine Verstopfung des Abgasrückführ-Lei
tungssystems 16 oder durch ein Loch in diesem Leitungssystem
bedingt sein. In allen Fällen wird nicht mehr ausreichend
heißes Abgas am Temperatursensor 18 vorbeigesaugt, um eine
Erwärmung mit dem Mindestgradienten gemäß dem genannten
Schwellenwert herbeizuführen.
Das vorstehend anhand von Fig. 2 veranschaulichte Verfahren
sei nun durch das Flußdiagramm von Fig. 3 konkretisiert. In
einem Schritt s3.1 wird überprüft, ob geeignete Meßbedingun
gen vorliegen. Es handelt sich hier typischerweise um einen
mittleren Lastbereich des Verbrennungsmotors 10. Im hohen
Lastbereich besteht der Nachteil, daß der Saugrohrdruck re
lativ hoch ist, so daß nur wenig Gas durch den gemeinsamen
Leitungsabschnitt 16/17 gesaugt wird, was zu unzuverlässigen
Effekten führt. Bei niederer Last besteht das Problem, daß
Gasströme, die durch den gemeinsamen Leitungsabschnitt 16/17
in den Motor 10 strömen, dessen Verhalten ziemlich stark be
einflussen.
Ergibt sich in Schritt s3.1, daß geeignete Meßbedingungen
vorliegen, wird in einem Unterprogrammablauf s3.2 die An
fangstemperatur ϑB in der gestützt auf Fig. 2 erläuterten
Weise eingestellt. Dann (Schritt s3.3) werden alle Ventile
geschlossen, und es werden die aktuellen Werte der Größen p
und n gemessen (Sehritt s3.4). Mit Hilfe dieser Werte und
einem Wert für das aktuell, abhängig von Werten von Be
triebsgrößen, einzustellende Tastverhältnis τAGRV wird ein
Mindestgradient G_MIN aus einem Kennfeld bestimmt (Schritt
s3.5). Anschließend (Schritt S3.6) wird das Abgasrückführ
ventil AGRV mit dem genannten Tastverhältnis τAGRV geöffnet,
und es wird die Messung der Zeitspanne ΔT gestartet. Nun
(Schritt s3.7) wird untersucht, ob die Endtemperatur ϑE er
reicht ist. Ist sie nicht erreicht, wird untersucht (Schritt
s3.8), ob eine vorgegebene Zeitspanne abgelaufen ist. Ist
diese Zeitspanne abgelaufen, wird in einem Schritt s3.9 an
gezeigt, daß das Abgasrückführ-Leitungssystem funktionsunfä
hig ist, woraufhin das Ende des Verfahrens erreicht wird.
Ist dagegen die Zeitspanne nicht abgelaufen, wird Schritt
s3.7 erneut erreicht. Ergibt sich beim Kreislauf der Schrit
te s3.7 und s3.8 schließlich, daß die Endtemperatur vor
liegt, wird in einem Schritt s3.10 die Zeitspanne ΔT gemes
sen. Anschließend (Schritt s3.11) wird der Gradient G in der
oben genannten Weise gebildet. Liegt dieser Gradient G über
dem Minimalgradienten G_MIN, was in einem Schritt s3.12
überprüft wird, wird das Ende des Verfahrens erreicht. An
dernfalls erfolgt die Anzeige der Funktionsunfähigkeit im
bereits genannten Schritt s3.9.
An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, daß die Vorrichtung
gemäß Fig. 1 leicht so abgeändert werden kann, daß sie statt
der Funktionsfähigkeit des Abgasrückführ-Leitungssystems
diejenige des Tankentlüftungs-Leitungssystems überprüft.
Hierzu wird der von der Ablaufsteuerung 23 gesteuerte Ablauf
so verändert, daß sich die Funktionen des Tankentlüftungs
ventils und des Abgasrückführventils gerade vertauschen. Es
wird also zunächst eine relativ hohe Anfangstemperatur ϑB
mit Hilfe rückgeführten Abgases eingestellt, und dann wird
das Tankentlüftungsventil geöffnet, um kaltes Gas vom Ad
sorptionsfilter 21 am Temperatursensor vorbeistreichen zu
lassen. Statt eines ansteigenden Temperaturgradienten wird
nun ein fallender Temperaturgradient dahingehend überprüft,
ob er betragsmäßig größer ist als ein Schwellenwert. Ist
dies der Fall, ist das Tankentlüftungs-Leitungssystem funk
tionsfähig.
Die Vorrichtung kann auch so ausgebildet sein, daß sie beide
vorstehend genannten Überprüfungsverfahren nacheinander aus
führt. In allen Fällen ist es nicht erforderlich, daß von
einer genau bestimmten Anfangstemperatur ϑB ausgegangen
wird; dies erhöht jedoch die Meßgenauigkeit. Z. B. könnte
beim Überprüfen des Abgasrückführ-Leitungssystems von der
Temperatur ausgegangen werden, die im Diagramm von Fig. 2
zum Zeitpunkt T1 vorliegt. Die Gradientenmessung gemäß den
vorstehend beschriebenen Abläufen ist immer genauer als die
absolute Temperaturmessung gemäß dem bekannten Verfahren,
wie es z. B. in der eingangs genannten Schrift US-A-
4,962,744 beschrieben ist.
Das Flußdiagramm von Fig. 4 veranschaulicht ein Verfahren,
das sich in zweierlei Hinsicht von dem gemäß Fig. 3 unter
scheidet. Zum einen wird als vom Temperaturgradienten T ab
hängige Größe nicht dieser Gradient selbst verwendet, son
dern die Flußrate von rückgeführtem Abgas durch den gemein
samen Leitungsabschnitt 16/17. Zum zweiten wird die Abgas
temperatur ϑA gemessen, was zu einer außerordentlich genauen
Erfassung der eben genannten Durchflußrate führt. Wie be
reits weiter oben erläutert, kann die Abgastemperatur recht
genau aus einem Modell abgeleitet werden, statt daß sie ge
messen wird. Wird der Abgastemperatursensor ϑA zum Mitteln
der Abgastemperatur verwendet, hat dies zwar den Nachteil,
daß dieser Sensor als zweiter Temperatursensor neben dem
Temperatursensor 18 zum Erfassen der Temperatur im gemein
samen Leitungsabschnitt 16/17 erforderlich ist, jedoch be
steht der Vorteil der Messung der Durchflußrate durch den
genannten Abschnitt, was beim bekannten, absoluttemperatur
messenden System gemäß US-PS-4,962,744 nur mit völlig unzu
verlässiger Meßgenauigkeit möglich wäre.
Der Ablauf gemäß Fig. 4 beginnt mit einem Unterprogramm
schritt 4.1, dessen Inhalt den Schritten s3.1 bis s3.4 ent
spricht. In einem Schritt s4.2 wird die Abgastemperatur ϑA
gemittelt. Dann folgen Schritte s4.3 bis s4.7, die jeweils
den Schritten s3.6 bis s3.10 entsprechen. In einem Schritt
s4.8 wird aus dem in Schritt s4.1 (konkreter Schritt s3.4)
erfaßten Tastverhältnis τAGRV und des Saugrohrdruckes p eine
Solldurchflußrate FR_SOLL aus einem Kennfeld ermittelt. In
einem Schritt s4.9 wird aus einem weiteren Kennfeld eine
Istdurchflußrate FR_IST mit Hilfe der Werte zu den Größen G,
ϑA, p, n ermittelt. Dann (Schritt s4.10) wird untersucht, ob
der Istwert kleiner ist als 0,9.FR_SOLL. Ist dies der
Fall, folgt Schritt s4.6, andernfalls wird das Ende des Ver
fahrens erreicht.
Das eben anhand von Fig. 4 beschriebene Verfahren kann
leicht dadurch vereinfacht werden, daß nur noch diejenigen
Schritte beibehalten werden, die mit dem Bestimmen der
Durchflußrate FR_IST zu tun haben. Es liegt dann ein ziem
lich genaues Verfahren zum Ermitteln dieser Durchflußrate
vor.
Fig. 5a bis c veranschaulicht verschiedene Varianten, wie
zwei Fluidströme FL1 und FL2 auf einen Temperatursensor 18
wirken können.
Fig. 5a betrifft den Fall gemäß Fig. 1, wo nämlich der Tem
peratursensor 18 in einem für beide Fluide gemeinsam genutz
ten Leitungsabschnitt A (entsprechend dem Leitungsabschnitt
16/17 von Fig. 1) angeordnet ist. Bei den Fluiden handelt es
sich um ein kühleres Gas FL1 und ein wärmeres Gas FL2. Das
wärmere Gas kann rückgeführtes Abgas sein. Das kältere Gas
kann z. B. Gas aus einer Tankentlüftungsanlage oder Gas in
einem Leerlauf-Bypass-Leitungssystem sein. In einem solchen
Bypass ist ein Ventil entsprechend dem Tankentlüftungsventil
bei der Tankentlüftungsanlage gemäß Fig. 1 vorhanden, so daß
es auf einfache Weise möglich ist, die beiden Fluidströme
wechselweise über den Temperatursensor 18 zu leiten.
Bei der Variante gemäß Fig. 5b wird das Fluid FL1 durch
einen Abschnitt A1 eines ersten Leitungssystems und das
Fluid FL2 durch einen Abschnitt A2 eines zweiten Leitungs
systems geleitet. Der Temperatursensor 18 ist an einem Kopp
lungsmechanismus 25, z. B. einer Kupferplatte, angebracht,
die zu beiden Fluidströmen gleich gut koppelt. Die Kupfer
platte 25 ist, wie dargestellt, zu beiden Leitungsabschnit
ten A1 und A2 hin gleich ausgebildet, wenn durch diese Flui
de derselben Art geschickt werden, z. B. jeweils ein Gas
oder jeweils eine Flüssigkeit. Ist das eine Fluid ein Gas
und das andere eine Flüssigkeit, muß die Kupferplatte 25.1
unsymmetrisch ausgebildet werden, und zwar so, daß zum Ab
schnitt hin, durch den die Flüssigkeit strömt, der Quer
schnitt geringer ist, damit die Kopplung an beide Fluide
gleich ist. Die Vorrichtung gemäß Fig. 5b wird wie diejenige
von Fig. 5a mit wechselweisen Fluidströmen betrieben, damit
der Temperatursensor 18 einmal nur den Einfluß vom einen
Fluid und dann nur den vom anderen Fluid erfährt. Die Fluide
können die bei der Erläuterung von Fig. 5a aufgelisteten
Gase sein, oder es kann zumindest eines der Fluide eine
Flüssigkeit sein, wie z. B. Kühlwasser oder das dauernd in
einem Servoleitungssystem umgepumpte Öl, z. B. das Öl für
eine Servolenkung.
Die Variante gemäß Fig. 5c unterscheidet sich von derjenigen
gemäß Fig. 5b nur dadurch, daß die Kopplung zum einen Lei
tungsabschnitt hin, hier dem Abschnitt A2, durch den das
zweite Fluid FL2 strömt, schlechter ist als zum anderen Ab
schnitt A1 hin. Dies ist durch eine Querschnittsverringerung
einer koppelnden Kupferplatte 25.2 angedeutet. Die Vorrich
tung mit diesem Aufbau wird so betrieben, daß der Leitungs
abschnitt A1 mit dem gut zum Temperatursensor 18 koppelnden
Fluid FL1 zu demjenigen Leitungssystem gehört, dessen Funk
tionsfähigkeit zu überprüfen ist. Als Fluid FL2 wird ein
solches mit ziemlich konstanter Temperatur gewählt, z. B.
das Kühlwasser oder das Öl in einem Servosystem. Es kann
sich aber auch z. H. um Umgebungsluft handeln, wobei der
zweite Leitungsabschnitt A2 so angeordnet ist, daß er dau
ernd von Umgebungsluft durchströmt wird.
Claims (10)
1. Verfahren zum Überprüfen der Funktionsfähigkeit eines
einen Fluidstrom (FL1) führenden Leitungssystems (16)
an einem Verbrennungsmotor (10), welches Überprüfen mit
Hilfe eines die Temperatur des Fluids erfassenden Tem
peratursensors (18) erfolgt,
dadurch gekennzeichnet, dass,
ein zweiter Fluidstrom (FL2) verwendet wird, dessen Temperatur sich von der des ersten Fluidstroms unter scheidet;
die Einwirkung des zweiten Fluidstroms auf den Tempe ratursensor so eingestellt wird, dass sie dann, wenn der erste Fluidstrom zur Einwirkung auf den Tempera tursensor gebracht wird, geringer ist, als die des ersten Fluidstroms;
der Temperaturgradient bestimmt wird, wie er nach dem Einschalten des ersten Fluidstroms am Temperatursen sor auftritt;
der ermittelte Wert des Temperaturgradienten oder der ermittelte Wert einer vom Temperaturgradienten ab hängigen Größe mit einem vorgegebenen Sollwert für die jeweilige Größe verglichen wird;
das Leitungssystem als nicht mehr voll funktionsfähig beurteilt wird, wenn der ermittelte Wert und der vor gegebene Wert einer vorgegebenen Bedingung genügen.
ein zweiter Fluidstrom (FL2) verwendet wird, dessen Temperatur sich von der des ersten Fluidstroms unter scheidet;
die Einwirkung des zweiten Fluidstroms auf den Tempe ratursensor so eingestellt wird, dass sie dann, wenn der erste Fluidstrom zur Einwirkung auf den Tempera tursensor gebracht wird, geringer ist, als die des ersten Fluidstroms;
der Temperaturgradient bestimmt wird, wie er nach dem Einschalten des ersten Fluidstroms am Temperatursen sor auftritt;
der ermittelte Wert des Temperaturgradienten oder der ermittelte Wert einer vom Temperaturgradienten ab hängigen Größe mit einem vorgegebenen Sollwert für die jeweilige Größe verglichen wird;
das Leitungssystem als nicht mehr voll funktionsfähig beurteilt wird, wenn der ermittelte Wert und der vor gegebene Wert einer vorgegebenen Bedingung genügen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass
der Temperatursensor (18) in Bezug auf Wärmeüber tragung schwach an den zweiten Fluidstrom (FL2) aber stark an den ersten Fluidstrom (FL1) gekoppelt wird und
der zweite Fluidstrom dauernd betrieben wird.
der Temperatursensor (18) in Bezug auf Wärmeüber tragung schwach an den zweiten Fluidstrom (FL2) aber stark an den ersten Fluidstrom (FL1) gekoppelt wird und
der zweite Fluidstrom dauernd betrieben wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass
der Temperatursensor (18) in Bezug auf Wärmeüber tragung annähernd gleich gut an beide Fluidströme (FL1, FL2) gekoppelt wird und
der erste Fluidstrom (FL1) und der zweite Fluidstrom (FL2) wechselweise betrieben werden.
der Temperatursensor (18) in Bezug auf Wärmeüber tragung annähernd gleich gut an beide Fluidströme (FL1, FL2) gekoppelt wird und
der erste Fluidstrom (FL1) und der zweite Fluidstrom (FL2) wechselweise betrieben werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass der erste Fluidstrom (FL1) und der zweite
Fluidstrom (FL2) wechselweise am Temperatursensor
(18) vorbeiströmen.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, dass vor dem Ermitteln des Tempera
turgradienten der Temperatursensor (18) mit Hilfe der
beiden Fluidströme (FL1, FL2) auf eine Temperatur ge
bracht wird, die näher bei der des zweiten als der
des ersten Fluids liegt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, dass die vom Temperaturgradienten ab
hängige Größe die Flussrate des Fluids ist, das
während der Gradientenermittlung fließt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, dass das Leitungssystem (16) als
funktionsunfähig beurteilt wird, wenn der ermittelte
Wert unter einem vorgegebenen Wert bleibt.
8. Vorrichtung zum Überprüfen der Funktionsfähigkeit
eines einen Fluidstrom (FL1) führenden Leitungssys
tems (16) an einem Verbrennungsmotor, mit:
einem Temperatursensor (18) zum Erfassen der Tempe ratur des Fluids;
einer Steuereinrichtung (22, 23) zum Steuern des Fluidstroms durch das Leitungssystem; und
einer Auswerteeinrichtung (14) zum Auswerten der vom Temperatursensor erfassten Temperatur und zum Beurteilen der Funktionsfähigkeit des Leitungs systems mit Hilfe des Auswertungsergebnisses;
dadurch gekennzeichnet, dass
ein zweites Leitungssystem (17) so angeordnet ist, dass das durch es fließende Fluid (FL2) wärmemäßig ebenfalls auf den Temperatursensor wirkt;
die Steuereinrichtung (22, 23) so ausgebildet ist, dass sie zumindest den ersten Fluidstrom nur zeit weise betreibt; und
die Auswerteeinrichtung (24) so ausgebildet ist, dass sie
den Temperaturgradienten bestimmt, wie er nach dem Einschalten des ersten Fluidstroms am Tempe ratursensor auftritt;
den ermittelten Wert des Temperaturgradienten oder den ermittelten Wert einer vom Temperatur gradienten abhängigen Größe mit einem vorgegebe nen Sollwert für die jeweilige Größe vergleicht und
das Leitungssystem als nicht mehr voll funk tionsfähig beurteilt, wenn der ermittelte Wert und der vorgegebene Wert einer vorgegebenen Be dingung genügen.
einem Temperatursensor (18) zum Erfassen der Tempe ratur des Fluids;
einer Steuereinrichtung (22, 23) zum Steuern des Fluidstroms durch das Leitungssystem; und
einer Auswerteeinrichtung (14) zum Auswerten der vom Temperatursensor erfassten Temperatur und zum Beurteilen der Funktionsfähigkeit des Leitungs systems mit Hilfe des Auswertungsergebnisses;
dadurch gekennzeichnet, dass
ein zweites Leitungssystem (17) so angeordnet ist, dass das durch es fließende Fluid (FL2) wärmemäßig ebenfalls auf den Temperatursensor wirkt;
die Steuereinrichtung (22, 23) so ausgebildet ist, dass sie zumindest den ersten Fluidstrom nur zeit weise betreibt; und
die Auswerteeinrichtung (24) so ausgebildet ist, dass sie
den Temperaturgradienten bestimmt, wie er nach dem Einschalten des ersten Fluidstroms am Tempe ratursensor auftritt;
den ermittelten Wert des Temperaturgradienten oder den ermittelten Wert einer vom Temperatur gradienten abhängigen Größe mit einem vorgegebe nen Sollwert für die jeweilige Größe vergleicht und
das Leitungssystem als nicht mehr voll funk tionsfähig beurteilt, wenn der ermittelte Wert und der vorgegebene Wert einer vorgegebenen Be dingung genügen.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass
die beiden Leitungssysteme (16, 17) voneinander ge trennt sind;
eine Koppelungseinrichtung (25.2) vorhanden ist, die den Temperatursensor (18) in Bezug auf Wärmeübertra gung gut an das Leitungssystem, dessen Funktionsfähigkeit zu beurteilen ist, dagegen schlecht an das zweite Leitungssystem koppelt; und
die Steuereinrichtung (22, 23) so ausgebildet ist, dass sie nur den ersten Fluidstrom (FL1) zeitweilig betreibt, dagegen keinen Einfluss auf den zweiten Fluidstrom (FL2) nimmt.
die beiden Leitungssysteme (16, 17) voneinander ge trennt sind;
eine Koppelungseinrichtung (25.2) vorhanden ist, die den Temperatursensor (18) in Bezug auf Wärmeübertra gung gut an das Leitungssystem, dessen Funktionsfähigkeit zu beurteilen ist, dagegen schlecht an das zweite Leitungssystem koppelt; und
die Steuereinrichtung (22, 23) so ausgebildet ist, dass sie nur den ersten Fluidstrom (FL1) zeitweilig betreibt, dagegen keinen Einfluss auf den zweiten Fluidstrom (FL2) nimmt.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
dass
der Temperatursensor (18) in einem beiden Fluidströ men gemeinsamen Leitungsabschnitt (16/17; A) angeord net ist, und
die Steuereinrichtung (22, 23) so ausgebildet ist, dass sie die beiden Fluidströme (FL1, FL2) wechsel weise durch den gemeinsamen Leitungsabschnitt leitet.
der Temperatursensor (18) in einem beiden Fluidströ men gemeinsamen Leitungsabschnitt (16/17; A) angeord net ist, und
die Steuereinrichtung (22, 23) so ausgebildet ist, dass sie die beiden Fluidströme (FL1, FL2) wechsel weise durch den gemeinsamen Leitungsabschnitt leitet.
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JP7289011B2 (ja) | 2020-03-27 | 2023-06-08 | 株式会社ユポ・コーポレーション | 感熱ラベル及び感熱ラベルの製造方法 |
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1992
- 1992-04-22 DE DE4213173A patent/DE4213173C2/de not_active Expired - Fee Related
-
1993
- 1993-04-16 GB GB9307932A patent/GB2267152B/en not_active Expired - Fee Related
- 1993-04-19 JP JP09033193A patent/JP3262628B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1993-04-22 US US08/052,068 patent/US5388558A/en not_active Expired - Lifetime
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JPH0626994A (ja) | 1994-02-04 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8120 | Willingness to grant licences paragraph 23 | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |