DE4344633B4

DE4344633B4 - Load detection with diagnosis in an internal combustion engine

Info

Publication number: DE4344633B4
Application number: DE19934344633
Authority: DE
Inventors: Helmut Dipl.-Ing. Denz; Klaus Dr. Boettcher
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1993-12-24
Filing date: 1993-12-24
Publication date: 2007-07-26
Anticipated expiration: 2013-12-25
Also published as: GB2285145B; GB9425025D0; DE4344633A1; GB2285145A

Abstract

Verfahren zur Lasterfassung mit Diagnose bei einer Brennkraftmaschine, bei der durch Messung der angesaugten Luftmasse von einem Massenflusssensor ein Hauptlastsignal gebildet wird und weiterhin ein Nebenlastsignal gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Hauptlastsignal mit einem Maximalwert begrenzt wird, dass zur Fehlererkennung eine Plausibilisierung durchgeführt wird, bei der das Hauptlastsignal mit Grenzwerten verglichen wird, wobei die Grenzwerte aus dem Nebenlastsignal gebildet werden, und dass die Begrenzung des Hauptlastsignales auf einen Maximalwert im gesamten Betriebsbereich erfolgt und die Fehlererkennung nur in einem Betriebsbereich erfolgt, in dem keine Rückströmung der Luftmasse auftritt.method for load detection with diagnosis in an internal combustion engine, at by measuring the intake air mass of a mass flow sensor a main load signal is formed and further a sub-load signal is formed, characterized in that the main load signal is limited with a maximum value that for error detection a Plausibility check carried out in which the main load signal is compared with limits, wherein the limit values are formed from the sub-load signal, and that the limitation of the main load signal to a maximum value throughout the operating range and error detection only takes place in an operating range in which no backflow of the air mass occurs.

Description

Stand der TechnikState of technology

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren und einer Vorrichtung mit den oberbegrifflichen Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche.The The invention is based on a method and a device the preamble features of the independent claims.

Die Erfassung der Last einer Brennkraftmaschine wird beispielsweise durch Messung der angesaugten Luftmasse mit Hilfe eines Hitzdrahtluftmassenmessers durchgeführt. Ein solcher Hitzdrahtluftmassenmesser weist ein beheiztes Element auf, das in dem zu messenden Luftstrom liegt und durch diesen gekühlt wird. Der Heizstrom, der benötigt wird, um das beheizte Element auf einer konstanten Übertemperatur zu halten, ist ein Maß für die vom Motor angesaugte Luftmasse.The Detecting the load of an internal combustion engine, for example by measuring the intake air mass with the help of a hot wire air mass meter carried out. Such a hot wire air mass meter has a heated element on, which is located in the air flow to be measured and is cooled by this. The heating current needed is going to keep the heated element at a constant over-temperature to hold on is a measure of that of the Engine sucked air mass.

Da in gewissen Betriebsbereichen bei einer Brennkraftmaschine Pulsationen der Ansaugluft auftreten, können in diesen Betriebsbereichen Verfälschungen der Meßergebnisse auftreten. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn es zu einer Rückströmung kommt.There in certain operating ranges in an internal combustion engine pulsations the intake air can occur falsifications in these operating areas the measurement results occur. This is especially the case when it comes to a Return flow comes.

In wird der DE 39 25 377 A1 offenbart, dass ein Hauptlastsignal aus dem Signal eines Luftmassensensors und ein Nebenlastsignal beispielsweise aus der Stellung einer Drosselklappe gebildet werden. In Bereichen, in denen eine Rückströmung der Luftmasse auftreten kann, wird zur Steuerung der Brennkraftmaschine statt des Hauptlastsignals ein Nebenlastsignal verwendet. Durch einen Vergleich von Hauptlast- und Nebenlastsignal in Bereichen, in denen keine Rückströmung auftritt, wird ein Korrekturwert gebildet, der zur Korrektur des Nebenlastsignals herangezogen wird.In will the DE 39 25 377 A1 discloses that a main load signal from the signal of an air mass sensor and a secondary load signal, for example, from the position of a throttle valve are formed. In areas in which a backflow of the air mass may occur, a secondary load signal is used to control the internal combustion engine instead of the main load signal. By comparing the main load and the auxiliary load signal in areas where no backflow occurs, a correction value is formed, which is used to correct the secondary load signal.

Aus der DE 41 12 540 A1 ist ein Verfahren zur Ermittlung der Luftmasse einer Brennkraftmaschine bekannt, bei der das Signal eines Luftmassensensors einer variablen Filterung unterworfen wird. Die Filterkoeffizienten werden dabei durch die Anstiegsgeschwindigkeit des Luftmassensignals beeinflusst. Es wird so erreicht, dass im dynamischen Betrieb Überschwinger gering gehalten werden.From the DE 41 12 540 A1 a method for determining the air mass of an internal combustion engine is known, in which the signal of an air mass sensor is subjected to a variable filtering. The filter coefficients are influenced by the rate of increase of the air mass signal. It is achieved in such a way that overshoots are kept low during dynamic operation.

Die efindungsgemäße Lasterfassung hat die Aufgabe, dass im gesamten Lastbereich eine schnelle Fehlererkennung möglich ist, dass bei erkanntem Fehler eine schnelle Umschaltung auf das Nebenlastsignal erfolgt und daß eine Extremwertbegrenzung für das Lastsignal erfolgt, ohne daß dadurch der Dynamikbetrieb begrenzt wird.The according to the invention load detection has the task that in the entire load range rapid error detection possible is that when detected error fast switching to the Nebenlastsignal takes place and that a Extreme limit for the load signal occurs without thereby the dynamic operation is limited.

Gelöst wird diese Aufgabe mit dem Verfahren und der Vorrichtung zur Lasterfassung der unabhängigen Patentansprüche. Dabei wird der gemessene Luftmassenstrom im gesamten Kennfeldbereich außer dem Rückströmbereich des Luftmassenmessers auf Plausibilität geprüft. Ferner wird im gesamten Kennfeldbereich inklusive Rückströmbereich das Hauptlastsignal auf einen im Normalfall nicht überschreitbaren Maximalwert und eventuell zusätzlich auf einen nicht unterschreitbaren Minimalwert begrenzt. Dies erfolgt vorzugsweise mittels Korrekturfaktoren, die an sich ändernde Bedingungen anpaßbar sind. Der Maximalwert ergibt sich also aus den später noch näher erläuterten Größen: tLw·F1 und gegebenenfalls der Minimalwert aus tLw·F11.Is solved this object with the method and apparatus for load detection the independent one Claims. The measured air mass flow in the entire map area except the return flow area the air mass meter checked for plausibility. Further, throughout Map area including Rückströmbereich the Main load signal to a maximum value that can not normally be exceeded and possibly additionally limited to a minimum value that can not be undershot. this happens preferably by means of correction factors which change in themselves Conditions adaptable are. The maximum value thus results from the later explained in more detail Sizes: tLw · F1 and if necessary, the minimum value from tLw · F11.

Im Teillastbetrieb, wenn also der Drosselklappenwinkel Wdl unter einem Schwellwert liegt, erfolgt ein Plausibilitätsvergleich und eine Begrenzung des maximalen Lastsignales (tLmax-Signal), im Vollastbetrieb wird nur eine tLmax-Begrenzung durchgeführt. Zusätzlich kann zur Erkennung, daß in Sonderfällen nicht das Hauptlastsignal sondern das Nebenlastsignal fehlerhaft ist, noch das Signal eines Abgassensors zur Plausibilitätsbetrachtung verwendet werden.in the Part load operation, so if the throttle angle Wdl under a Threshold value, there is a plausibility comparison and a limitation of the maximum load signal (tLmax signal), in full load operation is only a tLmax limitation performed. additionally can be used to detect that in special cases not the main load signal but the auxiliary load signal faulty is still the signal of an exhaust gas sensor for plausibility consideration be used.

Im nicht rückströmenden Bereich wird das Hauptlastsignal mit oberen Maximal- und Minimalwerten verglichen, wobei diese Maximal- bzw. Minimalwerte aus dem Nebenlastsignal gebildet werden und an sich ändernde Bedingungen angepaßt sind, bzw. die erforderlichen Korrekturen enthalten. Damit die vorteilhafte Plausibilitätsuntersuchung schnell und zuverläßiq ablaufen kann, wird sowohl das Hauptlast- als auch das Nebenlastsignal gefiltert, vorzugsweise über je einen Tiefpaß. Es steht daher ständig ein gefiltertes Haupt- und Nebenlastsignal zur verfügung. Des weiteren wird das Nebenlastsignal dichtekorrigiert bzw. temperatur- und höhenkorrigiert, zusätzlich erfolgt im Falle eines Leerlaufbypass-Stellers eine Bypasskorrektur.in the non-backflowing area the main load signal is compared to upper maximum and minimum values, wherein these maximum and minimum values are formed from the sub-load signal become and changing Conditions adapted are, or the necessary corrections included. So that the advantageous plausibility check expire quickly and reliably can, both the main load and the auxiliary load signal is filtered, preferably via one each Low-pass filter. It is therefore constantly a filtered main and auxiliary load signal available. Of Furthermore, the secondary load signal is density-corrected or temperature- and height-corrected, additionally In the case of an idling bypass actuator, a bypass correction takes place.

Weitere Vorteile der Erfindung werden durch die in den Unteransprüchen angegebenen Maßnahmen erzielt.Further Advantages of the invention are given by the in the subclaims activities achieved.

Zeichnungdrawing

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen im einzelnen 1 ein Blockdiagramm, das die einzelnen Berechnungen oder Auswertungen verdeutlichen soll, in 1a sind erfindungswesentliche Elemente schematisch dargestellt, in 2 ist der Lastsignalverlauf über der Drehzahl bei Vollastbetrieb dargestellt, in 3 sind verschiedene Lastsignalverläufe sowie Maximalwertbegrenzungen für das Lastsignal über der Zeit dargestellt und in 4 sind zwei Verläufe für das Lastsignal über der Drehzahl sowie die zugehörigen Maximalwertbegrenzungen dargestellt, wobei 4 für den Teillastbetrieb oder Leerlauf gilt. Die 5 und 6 beschreiben eine zusätzliche Plausibilitätsprüfung mit Lambdasondensignal.The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment shown in the drawing. It show in detail 1 a block diagram, which should clarify the individual calculations or evaluations, in 1a Elements essential to the invention are shown schematically in FIG 2 is the load waveform over the speed at full load shown, in 3 are different load waveforms and maximum value limits for the load signal over time and shown in 4 are two curves for the load signal on the speed and the associated maximum value limits shown, where 4 for partial load operation or idling. The 5 and 6 describe an additional plausibility check with lambda probe signal.

Beschreibung der Ausführungsbeispieledescription the embodiments

In 1 ist ein Blockdiagramm dargestellt, bei dem das Hauptlastrohsignal tLr, das von einem Sensor 10, beispielsweise einem Luftmassenmesser abgegeben wird, zunächst in einem Filter 11, beispielsweise einem Tiefpaß mit einer Zeitkonstanten Z1, gefiltert wird, zur Bildung des gefilterten Lastsignales tLf.In 1 a block diagram is shown, in which the main load raw signal tLr, that of a sensor 10 For example, an air mass meter is discharged, first in a filter 11 , For example, a low-pass filter with a time constant Z1, is filtered to form the filtered load signal tLf.

Das gefilterte Lastsignal tLf wird in einer Maximalwertbegrenzungsstufe 12 auf einen Maximalwert tLmax begrenzt. Dabei wird dieser Maximalwert tLmax durch Multiplikation des nachfolgend beschriebenen tLwf mit einem Faktor F1 in einer Multiplikationsstufe 13 gebildet.The filtered load signal tLf is in a maximum value limiting stage 12 limited to a maximum value tLmax. In this case, this maximum value tLmax is multiplied by multiplying tLwf described below by a factor F1 in a multiplication step 13 educated.

Eine Minimalwertbegrenzung könnte in entsprechender Weise erfolgen, ist hier jedoch nicht dargestellt.A Minimum limit could done in a similar manner is not shown here.

Das Nebenlastsignal tLw, das in Abhängigkeit vom gemessenen Drosselklappenwinkel, der Drehzahl n und gegebenenfalls weiterer Größen zur Dichtekorrektur FD gebildet wird, wobei der Drosselklappenwinkel mit Hilfe eines entsprechenden Sensors 14 bestimmt wird, wird in einem Filter 15, beispielsweise einem Tiefpaß mit der Zeitkonstanten Z2 in geeigneter Weise gefiltert, so daß am Ausgang des Tiefpasses das geeignet gefilterte Nebenlastsignal tLwf entsteht. Ist im System ein Bypass-Leerlaufsteller vorhanden, wird das Signal tLw vorzugsweise wie bei bekannten Systemen bypasskorrigiert.The secondary load signal tLw, which is formed as a function of the measured throttle flap angle, the rotational speed n and possibly other variables for density correction FD, wherein the throttle angle by means of a corresponding sensor 14 is determined, is in a filter 15 , For example, a low-pass filter with the time constant Z2 filtered in a suitable manner, so that at the output of the low-pass filter the appropriately filtered auxiliary load signal tLwf arises. If there is a bypass idler in the system, the signal tLw is preferably bypass corrected as in known systems.

Aus dem auf einen Maximalwert begrenzten Hauptlastsignal tLf oder dem gefilterten Nebenlastsignal tLwf wird das zur Regelung der Brennkraftmaschine benötigte Lastsignal tL gebildet, wobei die Entscheidung, welches der beiden Signale als Lastsignal tL Verwendung findet, anhand einer noch zu erläuternden Umschaltbedingung B1 getroffen wird.Out the maximum load limited main load signal tLf or filtered auxiliary load signal tLwf is the for controlling the internal combustion engine needed Load signal tL formed, the decision being which of the two Signals as load signal tL is used, with reference to a yet to be explained Switching condition B1 is taken.

Die Bildung der verschiedenen Korrekturwerte, die für die Lasterfassung und Diagnose erforderlich sind, wird mit den in 1 mit den Blöcken 16 bis 20 abgelegten Faktoren durchgeführt. Die zugehörigen Faktoren sind mit F1 bis F5 bezeichnet, aus diesen Faktoren werden in Abhängigkeit von der Umschaltbedingung B2 weitere Faktoren F6 und F7 gebildet. Die Umschaltbedingung B2 ist dabei die Umschaltbedingung zwischen Stationär- und Dynamikbetrieb der Brennkraftmaschine. Die Umschaltung kann in Abhängigkeit vom auf den Leerlauf bezogenen Drosselklappenwinkel Wdl oder des Nebenlastsignales tLw erfolgen, weitere mögliche Umschaltbedingungen werden noch angegeben.The formation of the various correction values required for load detection and diagnostics is done with the in 1 with the blocks 16 to 20 stored factors. The associated factors are designated F1 to F5, from these factors, depending on the switching condition B2, further factors F6 and F7 are formed. The switching condition B2 is the switching condition between stationary and dynamic operation of the internal combustion engine. The changeover can be effected as a function of the idling throttle valve angle Wdl or the auxiliary load signal tLw, further possible switching conditions are still indicated.

Die Bedeutung der einzelnen Faktoren F1 bis F7 ist:

F1: Faktor bzw. Korrekturwert für die Maximalwertbegrenzung tLmax für das Hauptlastsignal,
F2: Faktor für die tLmax-Überprüfung,
F3: Faktor für die tLmax-Überprüfung im Dynamikbetrieb,
F4: Faktor für die tLmin-Uberprüfung,
F5: Faktor für die tLmin-Überprüfung im Dynamikbetrieb,
F6: Korrekturwert für Maximalwert im Nicht-Rückströmbereich,
F7: Korrekturwert für Minimalwert im Nicht-Rückströmbereich.

The meaning of the individual factors F1 to F7 is:

F1: factor or correction value for the maximum value limitation tLmax for the main load signal,
F2: Factor for the tLmax check,
F3: factor for the tLmax check in dynamic mode,
F4: Factor for the tLmin check,
F5: Factor for the tLmin check in dynamic operation,
F6: correction value for maximum value in the non-return flow region,
F7: Correction value for minimum value in non-return flow range.

Aus den abgelegten Faktoren F2 und F3 wird der Faktor F6 in Abhängigkeit von der Bedingung B2 abgeleitet, wobei B2 die Bedingung für das Vorliegen von Dynamikbetrieb ist. Bei Erkannter Dynamik wird der Faktor F3 als Faktor F6 verwendet, sonst wird F2 als Faktor F6 übernommen. Aus den Faktoren F4 und F5 wird auf gleichermaßen der Faktor F7 gebildet.Out the stored factors F2 and F3 the factor F6 in dependence derived from condition B2, where B2 is the condition for the existence of Dynamic operation is. For detected dynamics, the factor F3 is called F6 factor is used, otherwise F2 will be adopted as factor F6. From the factors F4 and F5 the factor F7 is equally formed.

Aus den Faktoren F6 bzw. F7 werden in den Blöcken 21 bzw. 22 die Maximalwerte tlmxf bzw. Minimalwerte tLmnf für den Nicht-Rückströmfall gebildet, wobei zur Bildung des Maximalwertes tLmxf das gefilterte Nebenlastsignal tLwf verwendet wird. Der Wert tLwf wird auch dem Block 13 zur tLmax-Begrenzung zugeführt.The factors F6 and F7 are used in the blocks 21 respectively. 22 the maximum values tlmxf and minimum values tLmnf are formed for the non-return case, wherein the filtered auxiliary load signal tLwf is used to form the maximum value tLmxf. The value tLwf is also the block 13 supplied to the tLmax limitation.

In den Blöcken 23 und 24 wird das zugeführte gefilterte Hauptlastsignal tLf mit dem Maximalwert tLmxf bzw. dem Minimalwert tLmnf, jeweils bezogen auf den Teillast- oder Leerlauffall verglichen, beide Vergleichsergebnisse werden einem ODER-Block 26 zugeführt.In the blocks 23 and 24 the supplied filtered main load signal tLf is compared with the maximum value tLmxf and the minimum value tLmnf respectively with respect to the partial load or idle case, both comparison results become an OR block 26 fed.

Im Block 25 wird der auf Leerlauf bezogene Drosselklappenwinkel Wdl mit dem Drosselklappenwinkel für den Rückströmbereich verglichen, das Ergebnis dieses Vergleiches wird ebenso wie das Ausgangssignal des ODER-Blockes 26 einem UND-Block zugeführt, dessen Ausgang auf einen weiteren ODER-Block 28 führt, dem noch eine Information bzw. eine Fehlermeldung des Luftmassenmessers 10 zugeführt wird. Am Ausgang der ODER-Stufe 28 entsteht die Umschaltbedingung B1, die letztendlich entscheidend ist, ob das Hauptlastsignal oder das Nebenlastsignal als Lastsignal tL zur Steuerung der Brennkraftmaschine verwendet wird.In the block 25 For example, the idle throttle angle Wdl is compared with the throttle angle for the return flow region, the result of this comparison becomes as well as the output of the OR block 26 fed to an AND block whose output to another OR block 28 leads, the still an information or an error message of the mass air flow sensor 10 is supplied. At the output of the OR stage 28 arises the switching condition B1, which is ultimately decisive whether the main load signal or the auxiliary load signal is used as a load signal tL for controlling the internal combustion engine.

Die gesamte Ausertung läuft im Steuergerät 29 der Brennkraftmaschine ab. In 1a sind das Steuergerät 29 mit einer zentralen Prozessor-Einheit CPU sowie Speichern RAM, ROM sowie die erfindungswesentlichen Sensoren 10, 14, 30, 32 schematisch dargestellt. Dabei sind als Sensoren ein Lauftmassenmesser 10, ein Drosselklappensensor 14, ein Drehzahlsensor 30 sowie eine Lambda-Sonde 31 angegeben. Das Steuergerät 29 stellt an Ausgängen 31, 32 unter anderem Signale zur Steuerung der Zündung und Einspritzung bereit.The entire issue is in the control unit 29 of the internal combustion engine. In 1a are the control unit 29 with a central processor unit CPU and memory RAM, ROM and the sensors essential to the invention 10 . 14 . 30 . 32 shown schematically. Here are sensors as a mass flow meter 10 , a throttle position sensor 14 , a speed sensor 30 and a lambda probe 31 at given. The control unit 29 puts on outputs 31 . 32 Among other signals ready to control the ignition and injection.

Funktionsweise der Anordnung nach 1 How the arrangement works 1

Im gesamten Bereich wird das Hauptlastsignal auf plausible Werte tLmax begrenzt. Im nicht rückströmenden Bereich wird das Hauptlastsignal tL mit einem Maximalwert tLmaxf und einem Minimalwert tLmnf verglichen. Diese Vergleichswerte werden aus dem Nebenlastsignal gebildet, wobei der Korrekturwert F1 im Vollastfall und zwei Korrekturwerte F6 bzw. F7 im Teillast- oder Leerlauffall berücksichtigt werden. Damit eine zuverlässige Auswertung möglich ist, wird das Hauptlastsignal in einem als Tiefpaß wirkenden Filter 11 und das Nebenlastsignal in einem als Tiefpaß wirkenden Filter 15 gefiltert. Es stehen dann sowoh ein gefiltertes Hauptlastsignal tLf als auch ein gefiltertes Nebenlastsignal tLwf zur Verfügung.Throughout the area, the main load signal is limited to plausible values tLmax. In the non-backflow region, the main load signal tL is compared with a maximum value tLmaxf and a minimum value tLmnf. These comparison values are formed from the auxiliary load signal, wherein the correction value F1 in the full load case and two correction values F6 or F7 in the partial load or idling case are taken into account. For a reliable evaluation is possible, the main load signal is in a filter acting as a low-pass filter 11 and the sub-load signal in a low-pass filter 15 filtered. There is then a filtered main load signal tLf as well as a filtered auxiliary load signal tLwf available.

Für die Maximalwertbegrenzung des Lastsignales gilt die Bedingung: tLmax = tLwf × F1 For the maximum value limitation of the load signal, the condition applies: tLmax = tLwf × F1

Zusätzlich kann noch ein Term AtLmax dazu addiert werden, wobei sowohl F1 als AtLmax in Abhängigkeit von Betriebsparametern wie beispielsweise der Motordrehzahl n und dem Drosselklappenwinkel abgelegt sein können.In addition, can Another term AtLmax be added to it, where both F1 and AtLmax dependent on of operating parameters such as the engine speed n and The throttle angle can be stored.

Bei erkannter Schwellwertüberschreitung im Rückströmbereich oder im Fehlerfall durch überhöhtes Signal des Luftmassenmessers (HFM-Signal) wird das zur Regelung der Brennkraftmaschine verwendete Lastsignal auf den Maximalwert tLmax begrenzt. Eine entsprechende Minimalwertbegrenzung tLmin ist ebenfalls möglich, indem tLwf mit einem geeigneten Faktor F11 multipliziert wird.at detected threshold exceeded in the return flow area or in case of error due to excessive signal of the air mass meter (HFM signal) is the control of the internal combustion engine used load signal limited to the maximum value tLmax. A corresponding Minimum limit tLmin is also possible by tLwf with a multiplied by a suitable factor F11.

Die Maximalwertabfrage tLmxf bzw. Minimalwertabfrage tLmnf im nicht rückströmenden Bereich dient zur Plausibilitätsüberprüfung des Lastsignales. Im einzelnen berechnet sich der Maximalwert bzw. der Minimalwert nach folgenden Gleichungen, wobei die additiven Glieder auch entfallen können: tLmxf = tLwf × F6 (+ AtLmxf) tLmnf = tLwf × F7 (+ AtLmnf) The maximum value interrogation tLmxf or minimum value interrogation tLmnf in the non-backflowing area is used to check the plausibility of the load signal. In detail, the maximum value or the minimum value is calculated according to the following equations, wherein the additive elements can also be omitted: tLmxf = tLwf × F6 (+ AtLmxf) tLmnf = tLwf × F7 (+ AtLmnf)

Eine Unterscheidung der multiplikativen und additiven Anpassungsgrößen F6 und F7 sowie AtLmx und AtLmnf für bestimmte Betriebsbereiche beispielsweise Teillast oder Leerlauf ist ebenso vorgesehen wie eine Abhängigkeit von Betriebsparametern.A Differentiation of multiplicative and additive adaptation variables F6 and F7 and AtLmx and AtLmnf for certain operating ranges, for example, partial load or idle is provided as well as a dependency on operating parameters.

Wird eine geeignete Lastsignalfilterung eingesetzt, wird beispielsweise eine Anpassung an den Saugrohrdruckverlauf vorgenommen, kann die Minimal- bzw. Maximalwertbegrenzung auch im Dynamikbetrieb bei positiven oder negativen Laständerungen verwendet werden, es tritt dann kein Überschwingen des Lastsignalverlaufes auf.Becomes a suitable load signal filtering is used, for example made an adaptation to the Saugrohrdruckverlauf, the Minimum or maximum value limitation also in dynamic mode with positive or negative load changes can be used, then there is no overshoot of the load waveform on.

Um bei einer anderen Anpassungsstrategie des Lastsignalfilters im Dynamikbetrieb, bei gegenüber dem Saugrohrdruck überschwingendem tL-Verhalten bei positiven Laständerungen oder unterschwingendes tL-Verhalten bei negativen Laständerungen, eine irrtümliche Fehlererkennung zu vermeiden, sollten folgende Bedingungen erfüllt werden, wobei entweder mit einem separaten tLmxf bzw. tLmnf gearbeitet wird oder im Dynamikfall mit: tLmxf = tLwf × F3 (+ Adynmx) tLmnf = tLwf × F5 (+ Adynmn)gearbeitet wird oder die tLmxf- bzw. tLmnf-Abfrage ganz umgangen wird. Ein geänderter Anpassungsfaktor ist auch für die Vollast möglich, um ein Abschneiden des Lastsignales tL im Dynamikfall zu vermeiden.In order to avoid an erroneous error detection in another adaptation strategy of the load signal filter in dynamic operation, with respect to the intake manifold pressure overflowing tL behavior with positive load changes or undershot tL behavior with negative load changes, the following conditions should be met, either with a separate tLmxf or tLmnf is working or in the dynamic case with: tLmxf = tLwf × F3 (+ Adynmx) tLmnf = tLwf × F5 (+ Adynmn) is working or the tLmxf or tLmnf query is completely bypassed. A modified adjustment factor is also possible for the full load in order to avoid clipping of the load signal tL in the dynamic case.

Die Umschaltung zwischen Stationär- und Dynamikbetrieb die in 1 mit B2 bezeichnet ist, kann in Abhängigkeit vom auf den Leerlauf bezogenen Drosselklappenwinkel wdl oder vom Nebenlastsignal tLw erfolgen, folgende Möglichkeiten sind gegeben:
Eine Umschaltung auf Dynamik bei positiver Laständerung ist möglich, wenn die Differenz zwischen dem neuen und dem alten Nebenlastwert einen oberen Schwellwert überschreitet oder wenn die Differenz zwischen dem neuen und dem alten Drosselklappenwinkel einen anderen vorgebbaren Drosselklappenwinkel-Schwellwert überschreitet. Die Rückumschaltung auf Stationärbetrieb erfolgt dann, wenn das Lastsignal tL größer ist als das Hauptlastrohsignal tLr.Switching between stationary and dynamic mode the in 1 B2, depending on the idling throttle angle wdl or the auxiliary load signal tLw, the following possibilities are given:
Switching to positive load change dynamics is possible when the difference between the new and old sub-load values exceeds an upper threshold, or when the difference between the new and old throttle angles exceeds a different predetermined throttle angle threshold. The return to stationary operation takes place when the load signal tL is greater than the main load raw signal tLr.

Die Umschaltung auf Dynamik bei negativer Laständerung erfolgt, wenn die Differenz aus dem alten und dem neuen Lastwert größer als ein negativer Schwellwert oder die Differenz aus dem alten und dem neuen Drosselklappenwinkel größer als ein negativer Drosselklappenwinkel-Schwellwert ist. Die Rückumschaltung auf Stationärbetrieb erfolgt, wenn das Hauptlastsignal tL kleiner als das Hauptlastrohsignal tLr ist.The Switching to dynamic with negative load change occurs when the difference from the old and the new load value greater than a negative threshold value or the difference between the old and the new throttle angle greater than is a negative throttle angle threshold. The return switch on stationary operation occurs when the main load signal tL is smaller than the Hauptlastrohsignal tLr is.

Bei Überschreiten des oberen Grenzwertes tLmxf oder Unterschreiten des unteren Grenzwertes tLmnf wird im Nicht-Rückströmbereich auf das Nebenlastsignal tLw umgeschaltet, es ist dann ein Fehlerfall des Luftmassenmessers erkannt.When crossing of the upper limit tLmxf or below the lower limit tLmnf will be in non-return flow area switched to the auxiliary load signal tLw, it is then an error detected by the mass air flow sensor.

Da die Funktionen gemäß 1 sehr schnell ablaufen, kann im Fehlerfall auch sehr schnell auf das Nebenlastsignal umgeschaltet werden, so daß ein Ausfall des Motors vermieden werden kann.Since the functions according to 1 Run very fast, can be switched very quickly to the secondary load signal in case of failure, so that a failure of the engine can be avoided.

Bei den in den 2 bis 4 dargestellten Verläufen des Lastsignales über der Drehzahl n bzw. der Zeit t ist zu erkennen, daß gemäß 2, die für den Vollastfall gilt, bei bestimmten Drehzahlen im Rückströmbereich ein sehr hohes Lastsignal auftritt. Kurve A zeigt das gemessene Lastsignal. Durch die tLmax-Begrenzung, die für alle Drehzahlen etwas höher liegt als das Vollast-Lastsignal wird sichergestellt, daß das überhöhte Lastsignal im Rückströmbereich nicht zur Brennkraftmaschinenregelung verwendet wird. Kurve B zeigt tLmax-Begrenzung im Vollastfall, Kurve C das Vollast-Lastsignal, tL, das zur Regelung der Brennkraftmaschine verwendet wird.In the in the 2 to 4 shown curves of the load signal on the speed n or the time t can be seen that according to 2 , which applies to the full load case, at certain speeds in the return flow a very high load signal occurs. Curve A shows the measured load signal. The tLmax limitation, which is slightly higher than the full load load signal for all speeds, ensures that the excessive load signal in the return flow area is not used for engine control. Curve B shows tLmax limitation at full load, curve C the full load signal, tL, which is used to control the internal combustion engine.

In 3a ist ein Lastsignal über der Zeit t dargestellt. Dabei stellt Kurve D das auf Vollast einschwingende Hauptlastsignal dar, Kurve E eine tLmax-Begrenzung, deren Höhe unabhängig von der Zeit t ist. Eine solche tLmax-Begrenzung ist bereits bekannt und wird in einigen Fahrzeugen eingesetzt. Die Kurve F stellt das gefilterte Nebenlastsignal tLwf dar.In 3a a load signal over time t is shown. In this case, curve D represents the main load signal oscillating at full load, curve E a tLmax limitation, the magnitude of which is independent of time t. Such a tLmax limitation is already known and is used in some vehicles. The curve F represents the filtered auxiliary load signal tLwf.

In den 3b und c sind die entsprechenden Verläufe mit erfindungsgemäßen tLmax-Begrenzungen dargestellt, wobei die einzelnen tLmax-Begrenzungen gemäß den vorstehend angegebenen Gleichungen unter Verwendung von Korrekturfaktoren gebildet werden. Dabei ist gemäß 3b tLmax eine Funktion des gefilterten Nebenlastsignales tLwf. Wie zu erkennen ist, paßt sich daher die tLmax-Begrenzung (Kurve E) an das gefilterte Nebenlastsignal tLwf (Kurve F) ideal an.In the 3b and c show the corresponding courses with tLmax limitations according to the invention, the individual tLmax limitations being formed according to the equations given above using correction factors. It is according to 3b tLmax a function of the filtered auxiliary load signal tLwf. As can be seen, therefore, the tLmax limitation (curve E) ideally adapts to the filtered auxiliary load signal tLwf (curve F).

In 3c ist die tLmax-Begrenzung ebenfalls eine Funktion des gefilterten Nebenlastsignales tLwf, jedoch findet im Dynamikbereich eine Faktorumschaltung statt, es wird also zur Bildung der tLmax-Begrenzung im stationären Bereich ein anderer Korrekturfaktor verwendet als im Dynamikbereich.In 3c If the tLmax limitation is also a function of the filtered auxiliary load signal tLwf, however, a factor changeover takes place in the dynamic range, ie a different correction factor is used to form the tLmax limitation in the stationary range than in the dynamic range.

In 4a und 4b sind Lastsignalverläufe und Maximalwertbegrenzungen über der Zeit t n für den Fall Übergang von Leerlauf in Teillast und umgekehrt dargestellt. Der Maximalwert tLmxf des Lastsignales ist in Kurve G als Funktion des gefilterten Teillastsignales tLwf (Kurve H) dargestellt, ebenso der Minimalwert tLmnf als Kurve K. Das zugehörige gefilterte Lastsignal ist tLf (Kurve I). Gemäß 4b erfolgt eine Faktorumschaltung im Dynamikbetrieb, so daß bei Signaldivergenz zwischen tLf und tLwf im Dynamikfall keine fälschliche Fehlermeldung und Signalumschaltung erfolgt.In 4a and 4b are load waveforms and maximum value limits over the time tn for the case transition from idle to part load and shown vice versa. The maximum value tLmxf of the load signal is shown in curve G as a function of the filtered partial load signal tLwf (curve H), as well as the minimum value tLmnf as curve K. The associated filtered load signal is tLf (curve I). According to 4b A factor changeover takes place in dynamic mode, so that in case of signal divergence between tLf and tLwf in the dynamic case no erroneous error message and signal switching takes place.

Bei den bisherigen Betrachtungen wurde vorausgesetzt, daß der Drosselklappengeber 14 ein zuverlässiges Signal als Referenz liefert, mit dem das Signal des Hauptlastgebers verglichen werden kann. Sollen nun zusätzlich auch Fehler des Drosselklappengebers 14 erkannt werden, kann das Signal der Lambda-Sonde 31 verwendet werden.In the previous considerations, it was assumed that the throttle valve encoder 14 provides a reliable signal as reference to which the main loader signal can be compared. Should now additionally also errors of the throttle valve encoder 14 can be detected, the signal of the lambda probe 31 be used.

Die 5 und 6 veranschaulichen dies, es sind dazu wieder Lastsignale, die bei entsprechenden Betriebsbedingungen bzw. Fehlersituationen auftreten, über der Zeit t aufgetragen. In 5 sind dabei die wesentlichen Signale tLr, tLf (ohne Begrenzung), tLfb (mit Begrenzung), tLwf sowie tLwf·F2 und tLwf·F4 aufgezeichnet. Mit o, u und b sind obere, untere und begrenzte Signalverläufe gekennzeichnet. Entsprechend heißen die zugehörigen Faktoren F1o, F1u, F2o, F2u. Weiterhin ist die Regelgröße für die Lambdasonde fr und die Differenz ΔfrdtL aufgetragen. In 6 sind zusätzlich eingetragen: tLwf und tlf(soll).The 5 and 6 illustrate this, it again load signals that occur under corresponding operating conditions or fault situations, plotted against the time t. In 5 the essential signals tLr, tLf (without limitation), tLfb (with limitation), tLwf and tLwf * F2 and tLwf * F4 are recorded. With o, u and b upper, lower and limited waveforms are marked. Accordingly, the associated factors F1o, F1u, F2o, F2u. Furthermore, the controlled variable for the lambda probe fr and the difference ΔfrdtL is plotted. In 6 are also entered: tLwf and tlf (soll).

In 5 wird bei einem HFM-Fehler bzw. einem tL-Fehler das Hauptlastsignal nach oben auf tLwf·F2 bzw. nach unten auf den Wert tLwf·F4 begrenzt und zunächst noch keine Signalumschaltung vorgenommen. Nun wird das Abweichen des Lambda-Reglers von der vorhergehenden mittleren Lage beobachtet. Bei Anfetten des Gemischs durch HFM-Fehler ergibt sich der Verlauf tLfb mit tWfb = tLwf·F2 es muß dann der Regler abmagern, und umgekehrt. Daraus kann eindeutig erkannt werden, daß es sich um einen HFM-Fehler handelt und auf tLw umgeschaltet werden muß.In 5 In the case of an HFM error or a tL error, the main load signal is limited to the upper limit of tLwf * F2 or down to the value tLwf * F4 and initially no signal changeover is made. Now the deviation of the lambda controller from the previous middle position is observed. When the mixture is enriched by HFM errors, the curve tLfb with tWfb = tLwf * F2 results. The controller then has to lean, and vice versa. From this it can be clearly recognized that it is an HFM error and must be switched to tLw.

In 6 wird bei einem Drosselklappengeber-Fehler bzw. einem tLw-Fehler durch Begrenzung von tLf auf tLwf·F4 das Hauptlastsignal zunächst ebenfalls verfälscht. Diesmal muß der Regler jedoch abmagern wenn tLf an der unteren Grenze liegt (tLfb = tLwf·F4) und umgekehrt, so daß eindeutig auf einen Drosselklappengeber-Fehler geschlossen werden kann. In diesem Fall bleibt das Hauptlastsignal wirksam und die Begrenzung wird aufgehoben. Statt dem Signal des Lambda-Reglers kann bei einem System mit linearem Lambda-Sensor (UEGO) direkt die Differenz delta Lambda abgefragt werden, wodurch die Fehlerdifferenzierung sehr viel schneller erfolgen kann.In 6 If a throttle valve error or a tLw error is limited by tLf tLwf · F4, the main load signal initially also falsified. This time, however, the controller must lean if tLf is at the lower limit (tLfb = tLwf * F4) and vice versa, so that a throttle-valve error can be clearly deduced. In this case, the main load signal remains effective and the limitation is canceled. Instead of the signal of the lambda controller, in a system with a linear lambda sensor (UEGO), the difference delta lambda can be directly interrogated, whereby the error differentiation can take place much faster.

In den 5 und 6 sind die Bereiche, in denen bzw. Bedingungen, bei denen Fehler erkannt wurden, mit (F-HFM)₁, (F-HFM)₂, (F-DKG)₁ und (F-DKG)₂ bezeichnet. Für diese Bereiche gelten folgende Bedingungen, aus denen eine Fehlererkennung und die Einleitung von geeigneten Maßnahmen ableitbar ist: (F-HFM)1: (tLf ≥ tLwf·F1o) und (fr < fr – ΔfrdtL) (F-HFM)2: (tLf ≤ tLwf·F1u) und (fr > fr + ΔfrdtL) (F-DKG)1: (tLfb ≤ tLwf·F1u) und (fr < fr – ΔfrdtL) (F-DKG)2: (tLfb ≥ tLwf·F1o) und (fr > fr – ΔfrdtL) In the 5 and 6 are the areas in which or conditions in which errors were detected with (F-HFM) ₁ , (F-HFM) ₂ , (F-DKG) ₁ and (F-DKG) ₂ designated. The following conditions apply to these areas, from which an error detection and the initiation of suitable measures can be derived: (F-HFM) 1 : (tLf ≥ tLwf · F1o) and (fr < Fri. - ΔfrdtL) (F-HFM) 2 : (tLf ≤ tLwf · F1u) and (fr> Fri. + ΔfrdtL) (F-DKG) 1 : (tLfb ≤ tLwf · F1u) and (fr < Fri. - ΔfrdtL) (F-DKG) 2 : (tLfb ≥ tLwf · F1o) and (fr> Fri. - ΔfrdtL)

In den beiden ersten Bereichen ist der Luftmassenmesser defekt, es muß also eine Umschaltung auf das Lastsignal tLwf erfolgen. In den beiden anderen Bereichen ist der Drosselklappensensor defekt, es erfolgt dann ein Betrieb der Brennkraftmaschine mit dem tLf-Lastsignal und die Begrenzung wird aufgehoben.In the first two areas of the air mass meter is defective, it so must a switchover to the load signal tLwf done. In the other two Areas of the throttle valve sensor is defective, it is then a Operation of the internal combustion engine with the tLf load signal and the limitation becomes canceled.

Claims

Method for load detection with diagnosis in an internal combustion engine, in which by measuring the intake air mass from a mass flow sensor, a main load signal is formed and further a secondary load signal is formed, characterized in that the main load signal is limited by a maximum value, that a plausibility check is performed for fault detection, in which the main load signal is compared with limit values, wherein the limit values are formed from the auxiliary load signal, and that the limitation of the main load signal to a maximum value in the entire operating range and the fault detection takes place only in an operating range in which no backflow of the air mass occurs.

Method according to claim 1, characterized in that that when detected error of the mass flow sensor switching (B1) takes place and the signal used to control the internal combustion engine is formed from the auxiliary load signal.

Method according to claim 1 or 2, characterized that the main and the auxiliary load signal, each with a low-pass or filtered with a low pass with two different time constants becomes.

Method according to one of the preceding claims, characterized marked that for the error detection in the operating range in which no backflow of the Air mass occurs, maximum values (tLmxf) and minimum values (tLmnf) and the main load signal compared to these values becomes.

Method according to claim 4, characterized in that that factors are formed that contribute to the formation of the limits multiplied by the auxiliary load signal (tLwf) and / or added to this become.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the auxiliary load signal to form the limit values subjected to a bypass and / or density correction.

Method according to claim 5, characterized in that that distinguishes between dynamic and dynamic operation and the limit values are detected when dynamic operation is detected be formed on another correction factor.

Method according to claim 7, characterized in that that switching from static to dynamic and dynamic depending on static operation from the difference between a first and a second auxiliary load signal or dependent on from the difference between a first and a second throttle angle.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the limits depending on other operating parameters the internal combustion engine such as the speed and the throttle angle be formed.

Method according to one of the preceding claims, characterized marked that for the error detection is the signal of a lambda probe used and from the deviation of the Lambda controller from its middle position is concluded on a fault of the mass flow sensor.

Method according to claim 10, characterized in that a signal indicating too rich or too lean a mixture the lambda probe is detected and starting from this detection a Distinction is made as to which of the load sensors (throttle position sensor or mass flow sensor) has an error.

Method according to claim 12, characterized in that that conditions are dependent be set up by the load signals and the lambda probe signal, which allow unambiguous error detection and detected errors appropriate measures are initiated and a switchover to a replacement signal.

Method according to claim 12 or 13, characterized if the fault of a throttle valve sensor is detected, the limitation of the main load signal is canceled.

Apparatus for detecting load with diagnosis in an internal combustion engine, comprising means to form a main load signal by measuring the intake air mass from a mass flow sensor and further comprising means for forming a sub-load signal, characterized in that means are provided for the main load signal to a maximum value to limit that means are provided for error detection, which compare the main load signal with limits, wherein the Limit values are formed from the auxiliary load signal, and that the limitation of the main load signal to a maximum value in the entire operating range and the fault detection is carried out only in an operating range in which no backflow of the air mass occurs.