Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, Brennkraftmaschine und Steuergerät für eine Brennkraftmaschine
Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, bei dem eine Motortemperatur und eine Ansauglufttemperatur ermittelt werden.
Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine Brennkraftmaschine und ein Steuergerät für eine
Brennkraftmaschine, sowie ein Computerprogramm für ein Steuergerät einer Brennkraftmaschine.
Die Ermittlung der Motortemperatur dient zur Überwachung eines ordnungsgemäßen Betriebs der Brennkraftmaschine, wobei vorzugsweise solche Motortemperaturen bevorzugt eingehalten werden, bei denen möglichst geringe Schadstoffemissionen erfolgen. Ein Betrieb außerhalb dieser bevorzugten Motortemperaturen kann u.a. zur Überschreitung gesetzlich geforderter Grenzwerte für die Schadstoffemissionen der Brennkraftmaschine führen.
Bekannte Betriebsverfahren bieten üblicherweise zwar die
Möglichkeit einer Funktionsüberwachung von
Temperatursensoren, aber z.B. eine Erkennung, ob ein Signal eines Temperatursensors mit einem fehlerhaften positiven Offsetwert behaftet ist, ist mit derzeitigen Betriebsverfahren ohne Verwendung zusätzlicher
Temperatursensoren nicht möglich. Solch ein fehlerhafter Offsetwert des Signals kann beispielsweise durch einen parasitären Parallelwiderstand in einer Signalleitung des betroffenen Temperatursensors verursacht werden.
Darüber hinaus können bei den herkömmlichen
Betriebsverfahren fehlerhaft bei einem bestimmten Temperaturbereich „festhängende" Signale nicht in einem gesamten Temperaturbereich der Brennkraftmaschine erkannt werden, so dass unabhängig von einer tatsächlichen Motortemperatur stets die annähernd gleiche, falsche Temperatur ermittelt wird.
Demgemäß ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Betriebsverfahren für eine Brennkraftmaschine, eine Brennkraftmaschine und ein Steuergerät für eine Brennkraftmaschine anzugeben, bei dem eine zuverlässigere
Erkennung von Fehlern betreffend Temperatursensoren möglich ist.
Bei einem Betriebsverfahren der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass eine Plausibilisierung der Motortemperatur mittels der
Ansauglufttemperatur und/oder eine Plausibilisierung der Ansauglufttemperatur mittels der Motortemperatur erfolgt.
Vorteile der Erfindung
Hierbei wird vorteilhaft die Tatsache ausgenutzt, dass bei einer Brennkraftmaschine üblicherweise zwei separate
Temperatursensoren vorgesehen sind, wobei einer dieser Temperatursensoren zur Ermittlung der Motortemperatur dient und der zweite Temperatursensor zur Ermittlung der Ansauglufttemperatur vorgesehen ist.
Erfindungsgemäß werden die jeweilig ermittelten
Temperaturwerte einer Plausibilitätskontrolle unterzogen, wobei ebenfalls sehr vorteilhaft der Effekt ausgenutzt wird, dass unter bestimmten Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine eine Angleichung der Ansauglufttemperatur an die Motortemperatur oder umgekehrt eine Angleichung der Motortemperatur an die Ansauglufttemperatur stattfindet .
Das erfindungsgemäße Betriebsverfahren hat den Vorteil, dass keine zusätzlichen Sensoren oder sonstige Bauelemente an der Brennkraftmaschine angebracht werden müssen, weswegen auch eine Aufrüstung bereits im Feld befindlicher Brennkraftmaschinen durch eine Änderung z.B. einer Steuergerätesoftware möglich ist. Eine Änderung der jeweiligen Steuergerätehardware dagegen ist ebenfalls nicht erforderlich.
Insbesondere die nach dem Stand der Technik nicht erkennbaren, vorstehend aufgeführten Fehler eines Offsetwertes bzw. eines „festhängenden Signals können durch das erfindungsgemäße Betriebsverfahren erkannt werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Motortemperatur mit der Ansauglufttemperatur verglichen. Aufgrund einer zu großen Abweichung zwischen der Ansauglufttemperatur und der Motortemperatur kann auf eine Fehlfunktion mindestens eines der beiden Temperatursensoren geschlossen werden.
Ganz besonders vorteilhaft wird ein Vergleich zwischen der Motortemperatur und der Ansauglufttemperatur in einem vorgebbaren Zeitintervall, vorzugsweise nach einem Abstellen der Brennkraftmaschine, durchgeführt. Damit ist gewährleistet, dass die erfindungsgemäße Plausibilisierung erst dann abläuft, wenn eine Plausibilisierung überhaupt sinnvoll möglich ist. Dies ist beispielsweise nicht der Fall im Betrieb der Brennkraftmaschine, während stets Frischluft in einen Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine strömt, weil diese Frischluft üblicherweise eine deutlich geringere Temperatur aufweist als die Brennkraftmaschine selbst. Erst nach einem Abstellen der Brennkraftmaschine strömt nicht dauernd Frischluft in den Ansaugtrakt, und es kann ein Temperaturausgleich zwischen der Brennkraftmaschine und der Ansaugluft stattfinden. D.h. nach dem Abstellen der Brennkraftmaschine nähern sich die Ansauglufttemperatur und die Motortemperatur einander an.
Ganz besonders vorteilhaft wird der Vergleich zwischen der Motortemperatur und der Ansauglufttemperatur bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Betriebsverfahrens nach einem Temperaturausgleich zwischen der Motortemperatur und der Ansauglufttemperatur durchgeführt .
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens sind in den Patentansprüchen 5 bis 11 angegeben.
Von besonderer Bedeutung ist die Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens in der Form eines Computerprogramms, das für ein Steuergerät einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, vorgesehen ist. Dabei ist das Computerprogramm insbesondere auf einem Mikroprozessor ablauffähig und zur Ausführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet. In diesem Fall wird also die Erfindung durch das Computerprogramm realisiert, so dass dieses Computerprogramm in gleicher Weise die Erfindung darstellt wie das Verfahren, zu dessen Ausführung das Computerprogramm geeignet ist. Das Computerprogramm kann auf einem elektrischen Speichermedium abgespeichert sein, beispielsweise auf einem Flash-Memory oder einem Read-Only-Memory.
Als eine weitere Lösung der Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist ein Steuergerät nach Anspruch 12 und eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 16 angegeben.
Zeichnungen
Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren der Zeichnung dargestellt sind. Dabei bilden alle beschriebenen oder dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen oder deren Rückbeziehung sowie unabhängig von ihrer Formulierung bzw. Darstellung in der Beschreibung bzw. in der Zeichnung.
■ Figur 1 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine,
Figur 2 zeigt eine Logikschaltung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
Figur 3 zeigt eine weitere Logikschaltung, und
Figur 4 zeigt eine Abkühlkurve einer Brennkraftmaschine.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
In der Figur 1 ist eine Brennkraftmaschine 1 eines Kraftfahrzeugs dargestellt, bei der ein Kolben 2 in einem Zylinder 3 hin- und herbewegbar ist. Der Zylinder 3 ist mit einem Brennraum 4 versehen, der unter anderem durch den Kolben 2, ein Einlassventil 5 und ein Auslassventil 6 begrenzt ist. Mit dem Einlassventil 5 ist ein Ansaugrohr 7 und mit dem Auslassventil 6 ist ein Abgasrohr 8 gekoppelt.
Im Bereich des Einlassventils 5 und des Auslassventils 6 ragen ein Einspritzventil 9 und eine Zündkerze 10 in den Brennraum . Über das Einspritzventil 9 kann Kraftstoff in den Brennraum, 4 eingespritzt werden. Mit der Zündkerze 10 kann der Kraftstoff in dem Brennraum 4 entzündet werden.
In dem Ansaugrohr 7 ist eine drehbare Drosselklappe 11 untergebracht, über die dem Ansaugrohr 7 Luft zuführbar ist. Die Menge der zugeführten Luft ist abhängig von der Winkelstellung der Drosselklappe 11. In dem Abgasrohr 8 ist ein Katalysator 12 untergebracht, der der Reinigung der durch die Verbrennung des Kraftstoffs entstehenden Abgase dient .
Das Einspritzventil 9 ist über eine Druckleitung mit einem KraftstoffSpeicher 13 verbunden. In entsprechender Weise sind auch die Einspritzventile der anderen Zylinder der Brennkraftmaschine 1 mit dem KraftstoffSpeicher 13 verbunden. Der KraftstoffSpeicher 13 wird über eine Zuführleitung mit Kraftstoff versorgt. Hierzu ist eine elektrische und/oder mechanische Kraftstoffpunpe vorgesehen, die dazu geeignet ist, den erwünschten Druck in dem KraftstoffSpeicher 13 aufzubauen.
Weiterhin ist an dem Kraftstoffspeicher 13 ein Drucksensor
14 angeordnet, mit dem der Druck in dem KraftstoffSpeicher 13 messbar ist. Bei diesem Druck handelt es sich um denjenigen Druck, der auf den Kraftstoff ausgeübt wird, und mit dem deshalb der Kraftstoff über das Einspritzventil 9 in den Brennraum 3 der Brennkraftmaschine 1 eingespritzt wird.
Im Betrieb der Brennkraftmaschine 1 wird Kraftstoff in den KraftstoffSpeicher 13 gefördert. Dieser Kraftstoff wird über die Einspritzventile 9 der einzelnen Zylinder 3 in die zugehörigen Brennräume 4 eingespritzt. Mit Hilfe der Zündkerzen 10 werden Verbrennungen in den Brennräumen 3 erzeugt, durch die die Kolben 2 in eine Hin- und Herbewegung versetzt werden. Diese Bewegungen werden auf eine nicht-dargestellte Kurbelwelle übertragen und üben auf diese ein Drehmoment aus.
Ein Steuergerät 15 ist von Eingangssignalen 16 beaufschlagt, die mittels Sensoren^gemessene Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine 1 darstellen. Beispielsweise ist das Steuergerät 15 mit dem Drucksensor 14, einem
Luftmassensensor, einem Lambda-Sensor, einem Drehzahlsensor und dergleichen verbunden. Des Weiteren ist das Steuergerät
15 mit einem Temperatursensor 18 verbunden, der eine Erfassung der Ansauglufttemperatur im Ansaugrohr 7 ermöglicht, und mit einem Temperatursensor 19 zur Erfassung der Motortemperatur bzw. der Temperatur eines Kühlmittels der Brennkraftmaschine. Der Temperatursensor 18 kann auch vor der Drosselklappe 11, d.h. in Figur 1 links von dieser, angeordnet sein.
Das Steuergerät 15 erzeugt AusgangsSignale 17, mit denen über Aktoren bzw. Steller das Verhalten der Brennkraftmaschine 1 beeinflusst werden kann.
Beispielsweise ist das Steuergerät 15 mit dem Einspritzventil 9, der Zündkerze 10 und der Drosselklappe 11 und dergleichen verbunden und erzeugt die zu deren Ansteuerung erforderlichen Signale.
Unter anderem ist das Steuergerät 15 dazu vorgesehen, die Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine 1 zu steuern und/oder zu regeln. Beispielsweise wird die von dem Einspritzventil 9 in den Brennraum 4 eingespritzte Kraftstoffmasse von dem Steuergerät 15 insbesondere im Hinblick auf einen geringen Kraftstoffverbrauch und/oder eine geringe
Schadstoffentwicklung gesteuert und/oder geregelt. Zu diesem Zweck ist das Steuergerät 15 mit einem Mikroprozessor versehen, der in einem Speichermedium, insbesondere in einem Flash-Memory ein Computerprogramm abgespeichert hat, das dazu geeignet ist, die genannte Steuerung und/oder Regelung durchzuführen.
Figur 2 zeigt einen Ausschnitt aus einer Logikschaltung, wie sie in dem Steuergerät ..15 realisiert ist. Der abgebildete Ausschnitt beschreibt die wesentlichen Schritte des erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens zur gegenseitigen Plausibilisierung einer mittels dem Temperatursensor 19 erfassten Motortemperatur T__mot und einer mittels dem Temperatursensor 18 erfassten Ansauglufttemperatur T_ans . Hierbei können die AusgangsSignale der in Fig. 2 und Fig. 3 gezeigten Logikschaltelemente nur die beiden Werte null (false) und eins (true) annehmen.
Falls die Plausibilisierung ein negatives Ergebnis ergibt, d.h. wenn ein Plausibilisierungsfehler erkannt wird, wird dies durch ein am Ausgang des Gatters G_6 anliegendes Fehlersignal E_tmta angezeigt; der Ausgang des Gatters G_6 nimmt also den Wert eins an. Andernfalls, d.h. ohne Plausibilisierungsfehler, weist der Ausgang des Gatters G_6
den Wert null auf .
Wie aus Fig. 2 ersichtlich, wird der Ausgangswert des als UND-Glied ausgebildeten Gatters G_6 durch die Signale Q und S_BHE bestimmt.
Das Signal Q wird in dem RS-Flip Flop FF basierend auf den EingangsSignalen S, R gemäß der folgenden Funktionstabelle gebildet, wobei die Ziffer „lw logisch eins und die Ziffer „0" logisch null bedeutet:
R S Q 0 1 1 1 0 0
D.h., das Signal Q weist dann einen Wert von eins auf, wenn das an dem auch als Reset-Eingang des Flip-Flops FF bezeichneten Eingang anliegende Signal R null ist und wenn das an dem auch als Set-Eingang des Flip-Flops FF bezeichneten Eingang anliegende Signal S eins ist. Bei hierzu komplementären Signalen R, S ist das Signal Q gleich null. Im folgenden wird sowohl der Reset- bzw. Set- Eingang des Flip-Flops FF mit den Bezugszeichen R, S bezeichnet als auch die an diesen Eingängen anliegenden entsprechenden Signale R, S.
Nachfolgend wird zunächst das als UND-Glied ausgebildete
Gatter G_3 beschrieben, dessen Ausgang mit dem Set-Eingang des Flip-Flops FF verbunden ist und daher das Signal S liefert.
Das Gatter G_3 weist zwei EingangsSignale auf, wobei das
erste Eingangssignal B_diag angibt, ob überhaupt die Betriebsbedingungen für die erfindungsgemäße Plausibilisierung gegeben sind. Das Signal B_diag ist nur dann eins, wenn die erfindungsgemäße Plausibilisierung von Motortemperatur T_mot und Ansauglufttemperatur T_ans sinnvoll durchführbar ist. Die Bedingungen hierfür sind weiter unten mit Bezug auf Fig. 3 beschrieben.
Das zweite Eingangssignal des Gatters G_3 ist gleichzeitig das AusgangsSignal des als ODER-Glied ausgebildeten Gatters G_2, welches seinerseits Eingangssignale von dem
Vergleicher V_l und dem als UND-Glied ausgebildeten Gatter G_l erhält .
Der Vergleicher V_l führt eine Überprüfung durch, ob eine Temperaturdifferenz delta_T_l zwischen der momentanen Motortemperatur T_mot und der momentanen
Ansauglufttemperatur T_ans um mehr als einen ebenfalls dem Vergleicher V_l zugeführten Schwellwert delta_T_2 von einer Temperaturdifferenz delta_T_3 zwischen der Motortemperatur T__mot_ab und der Ansauglufttemperatur T_ans_ab zum Zeitpunkt des Absteilens der Brennkraftmaschine 1 (Figur 1) abweicht. Da eine Temperaturdifferenz zwischen der Motortemperatur T_mot und der Ansauglufttemperatur T_ans gemäß der in Figur 4 dargestellten Abkühlkurve der Brennkraftmaschine 1 sich nach dem Abstellen der Brennkraftmaschine 1 (entspricht Zeitpunkt t=0 in Figur 4) durch einen Wärmeaustausch zwischen der Brennkraftmaschine 1 und der im Ansaugrohr 7 befindlichen Luft fortlaufend verringert, erwartet man bei funktionierenden Temperatursensoren 18, 19, dass die Temperaturdifferenz delta_T_l - delta_T_3 eine vorgebbare Schwelle delta_T_2 nicht überschreitet.
Wie aus Fig. 4 ersichtlich weist die Temperaturdifferenz
delta_T3 = T_mot_ab - T_ans_ab
einen Wert von etwa 50°C auf, wobei, wie bereits angedeutet
T_mot_ab = T_mot(t=0) und
T_ans_ab = T_ans (t=0) gemäß Fig. 4.
Nach einer 7Abkühlzeit von beispielsweise etwa 20000 Sekunden, d.h. t = 20000, ist die Temperaturdifferenz delta_T_l zwischen der momentanen Motortemperatur T_mot und der momentanen Ansauglufttemperatur T_ans auf wenige °C zurückgegangen .
Die Schwelle delta_T_2 hängt von mehreren Parametern ab, wie zum Beispiel von einer Anordnung der Temperatursensoren 18, 19 an beziehungsweise in der Brennkraftmaschine 1 und von weiteren das Abkühlverhalten der Brennkraftmaschine 1 beeinflussenden Komponenten, so dass es zweckmäßig ist, die Schwelle delta_T_2 applizierbar zu machen und an die jeweilige Brennkraftmaschine anzupassen.
Im Fehlerfall wird die vorstehend beschriebene Temperaturdifferenz delta_T_l - delta_T_3 die vorgegebene Schwelle delta_T_2 überschreiten, so dass am Ausgang des Vergleichers V_l ein Signal mit einem Wert eins anliegt, das dem Gatter G_2 zugeführt wird und aufgrund der Ausbildung des Gatters G_2 als ODER-Glied unabhängig von einem Ausgangssignal des Gatters G_l dazu führt, dass das Ausgangssignal des Gatters G_2 ebenfalls einen Wert von eins annimmt.
Bei korrekter Funktion der Temperatursensoren 18, 19 wird die Schwelle delta_T_2 aufgrund des beschriebenen Abkühlverhaltens der Brennkraftmaschine 1 nicht
überschritten werden, so dass am Ausgang des Vergleichers V_l ein Signal mit einem Wert null anliegt.
Eine andere Möglichkeit, dass das Gatter G_2 einen Ausgangswert von eins annimmt, besteht darin, dass das Ausgangssignal des Gatters G_l zu eins wird. Da das Gatter G_l, wie aus Figur 2 ersichtlich, als UND-Glied ausgebildet ist, müssen hierzu beide der folgenden Bedingungen erfüllt sein:
Erstens muss ein Betrag der Temperaturdifferenz delta_T_l ' = T__mot - T_ans größer als ein vorgebbarer Schwellwert delta_T_5 sein; und zweitens muss die momentan vorherrschende Ansauglufttemperatur T_ans um mehr als einen vorgebbaren Schwellwert delta_T_4 kleiner sein als eine Ansauglufttemperatur T_ans_ab zum Zeitpunkt des Absteilens der Brennkraftmaschine 1 (t=0 in Figur 4) . Die Diagnose erfolgt also nur, wenn die Ansauglufttemperatur T_ans unter die Ansauglufttemperatur T_ans_ab zum Zeitpunkt des Abstellens der Brennkraftmaschine-».sinkt . Dadurch wird eine ausreichend lange Abstellzeit für den Abgleich von Motor- und Ansauglufttemperatur gewährleistet.
Gegebenenfalls kann auch die kleinste während des vorherigen Fahrzyklus ermittelte Ansauglufttemperatur als Vergleichswert für die momentan vorherrschende Ansauglufttemperatur T_ans verwendet werden.
Die Vergleicher V_2, V_3 überprüfen dementsprechend, ob der jeweilige Schwellwert über- beziehungsweise unterschritten wird und geben das entsprechende Signal an ihren Ausgängen an die Eingänge des Gatters G_l weiter. Die Abfrage des Vergleichers V_3 gibt wie bereits angesprochen den sinnvollen Zeitpunkt für den Vergleich der Motortemperatur und der Ansauglufttemperatur vor.
Falls beide Eingangssignale des Gatters G_l einen Wert von eins aufweisen, d.h., falls eine zu große Temperaturdifferenz delta_T_l ' vorliegt und falls die momentane Ansauglufttemperatur T_ans um einen vorzugsweise applizierbaren Schwellwert delta_T_4 kleiner ist als die Ansauglufttemperatur T_l_ab beim Abstellen der Brennkraftmaschine gibt das Gatter G_l an seinem Ausgang einen Wert von eins aus. Hierdurch ist die zweite Bedingung definiert, die dazu führen kann, dass das ODER-Glied G_2 an seinem Ausgang den Wert eins ausgibt.
Unter den vorstehend genannten Bedingungen kann somit das Flip-Flop FF mittels des Signals S gesetzt werden, so dass bei gleichzeitiger Abwesenheit eines Reset-Signals R das Signal Q am Ausgang des Flip-Flops FF einen Wert von eins annehmen kann und damit die Anzeige eines Fehlers E_tmta ermöglicht. Hierbei wird eine auch als Block-Heater- Erkennung BHE bezeichnete und in Fig. 2 gestrichelt dargestellte Funktion vorerst nicht betrachtet .
Prinzipiell ist die erfindungsgemäße Plausibilisierung bereits allein mittels des Vergleichers V_l oder des
Gatters G_l und deren jeweiligen Eingangsgrößen möglich. In diesem Fall kann bereits das jeweilige AusgangsSignal herangezogen werden, um einen Plausibilisierungsfehler anzuzeigen.
Da die vom Vergleicher V_l und vom Gatter G_l verarbeiteten Fehlerbedingungen jeweils einzeln oder auch gleichzeitig auftreten können, sind sie gemäß Fig. 2 vorteilhaft durch das Gatter G_2 in einer ODER-Verknüpfung zusammengefasst .
Zusammen mit den weiter unten erklärten Rahmenbedingungen für die erfindungsgemäße Plausibilisierung, angegeben durch das Signal B_diag, ist eine noch zuverlässigere
Plausibilisierung möglich. Dementsprechend kann auch das Ausgangssignal des Gatters G_3 als Indikator für einen Plausibilisierungsfehler herangezogen werden.
Allerdings kann es vorkommen, dass die Brennkraftmaschine 1 (Fig. 1) mit einer auch als Block-Heater bezeichneten Standheizung (nicht gezeigt) ausgerüstet ist, der zur Vorwärmung der Brennkraftmaschine 1 dient und einen Kaltstart der Brennkraftmaschine z.B. in sehr kalten Umgebungen hinsichtlich Zuverlässigkeit und Schadstoffausstoß beim Start der Brennkraftmaschine verbessert. Der Block-Heater kann hierzu beispielsweise als elektrische Heizvorrichtung ausgebildet sein, die das Kühlwasser der Brennkraftmaschine aufheizt.
Bei Vorhandensein eines derartigen Block-Heaters ist eine erfindungsgemäße Plausibilisierung möglicherweise nicht mehr zuverlässig durchführbar, weil ein durch den Block- Heater bewirktes Aufheizen der Brennkraftmaschine 1 u.a. den aus • der Abkühlkurve nach Fig. 4 ersichtlichen Zusammenhang zwischen der Motortemperatur T_mot und der Ansauglufttemperatur T_ans stört.
Daher wirkt das von der Block-Heater-Erkennung BHE (Fig. 2) ausgegebene Signal S_BHE ebenfalls auf das Gatter G_6, wobei das Signal S_BHE null ist, wenn ein Block-Heater bzw. eine Block-Heater-Betrieb erkannt worden ist und die erfindungsgemäße Plausibilisierung demnach nicht möglich ist. Wenn dagegen kein Block-Heater bzw. kein Block-Heater- Betrieb erkannt worden ist, ist das Signal S_BHE eins und das Ausgangssignal Q des Flip-Flops FF kann wie bereits beschrieben auf das Fehlersignal E_tmta wirken.
Ferner hat die Block-Heater-Erkennung BHE auch über das
Gatter G 5 Einfluss auf das Flip-Flop FF, was zusammen mit
der generellen Funktion der Block-Heater-Erkennung BHE im folgenden näher beschrieben wird.
Die Block-Heater-Erkennung basiert auf zwei EingangsSignalen B_BH, B_EBHE. Das Signal B_BH ist eins, falls ein Block-Heater erkannt worden ist, und das Signal B_EBHE ist eins, falls eine Erkennung des Block-Heaters beendet ist. Daraus ist ersichtlich, dass das Ausgangssignal Q des Flip-Flops FF wie oben beschrieben nur dann auf das Fehlersignal E_tmta wirken kann, wenn der Vorgang der Block-Heater-Erkennung abgeschlossen ist, d.h. wenn B_EBHE eins ist und gleichzeitig kein Block-Heater erkannt worden ist, d.h. wenn das Signal B_BH null ist. Andernfalls, d.h. wenn ein Block-Heater erkannt worden ist bzw. wenn die Block-Heater_Erkennung noch nicht abgeschlossen ist, ist das Signal S_BHE null.
Wenn ein Block-Heater erkannt worden ist und die Block- Heater-Erkennung abgeschlossen ist, wirkt das von der Block-Heater-Erkennung BHE ausgehende Signal S_BHE' auf das als ODER-Glied ausgebildete Gatter G_5, so dass der Reset- Eingang R des Flip-Flops FF auf eins gesetzt wird. In Ergänzung zur o.g. Funktionstabelle des Flip-Flops FF bewirkt ein Signal mit dem Wert eins am Reset-Eingang R des Flip-Flops FF ein Ausgangssignal Q von null unabhängig von einem an dem Set-Eingang S anliegen Signal . In diesem Fall verhindert die Block-Heater-Erkennung BHE wiederum das Setzen des FehlerSignals E_tmta.
Ein weiteres Eingangssignal des Gatters G_5 ist durch das Ausgangssignal des als UND-Glied ausgebildeten Gatters G_4 gebildet, das gemäß Fig. 2 unter den folgenden Bedingungen den Wert eins annimmt: das Ausgangssignal des Gatters G_2 muss null sein, das Signal B_diag muss eins sein, und drittens muss die momentan vorherrschende
Ansauglufttemperatur T_ans um mehr als den vorgebbaren Schwellwert delta_T_4 kleiner sein als die
Ansauglufttemperatur T_ans_ab zum Zeitpunkt des Abstellens der Brennkraftmaschine 1. Wenn diese Bedingungen erfüllt sind, wird das Ausgangssignal des Gatters G_5 und damit das am Reset-Eingang R des Flip-FLops FF anliegende Signal zu eins .
Anstelle des Flip-Flops FF könnte prinzipiell auch ein UND- Glied verwendet werden. Allerdings kann es vorkommen, dass die Block-Heater-Erkennung und die durch das Ausgangssignal des Gatters G_3 repräsentierte Plausibilitätsprüfung zeitlich auseinanderfallen, weswegen ein Zwischenspeichern des jeweiligen Zustands mit dem Flip-Flop FF vorteilhaft ist.
Ergänzend ist in Fig. 2 noch ein weiteres Gatter G_7 angegeben, das ein sog. Zyklusflag Z_tmta ausgibt, welches anzeigt, ob eine erfindungsgemäße Plausibilisierung im aktuellen Zyklus der Brennkraftmaschine 1 stattgefunden hat. Das Zyklusflag ist dann eins, wenn entweder das Fehlersignal E_tmta gesetzt worden ist oder wenn gleichzeitig ein vom Vergleicher V_3 ausgegebenes Signal und das Signal B_EBHE und ein Signal, welches angibt, ob das Signal B_diag im aktuellen Betriebszyklus der Brennkraftmaschine 1 gesetzt ist, den Wert eins aufweisen. Da die Block-Heater-Erkennung erst zeitlich verzögert nach der Plausibilitätsprüfung beendet werden kann, müssen die Größen B_diag und die Ausgangsgrößen des Vergleichers V_3 und des Gatters G_7 zwischengespeichert werden.
Nachfolgend ist mit Bezug auf Fig. 3 beschrieben, unter welchen Bedingungen die erfindungsgemäße Plausibilisierung der Motortemperatur T_mot und der Ansauglufttemperatur T_ans durchführbar ist und wann das Signal B_diag
entsprechend auf eins gesetzt wird.
Wie aus Fig. 3 ersichtlich, wird das Signal B_diag nur dann auf eins gesetzt, wenn alle Eingangssignale des als UND- Glied ausgebildeten Gatters G_8 eins sind.
Hierzu muss das Signal B_err einen Wert von eins aufweisen, was dann der Fall ist, wenn nicht bereits ein Fehler im Zusammenhang mit der Motortemperatur T_mot und der Ansauglufttemperatur T_ans festgestellt worden ist, wenn also die beiden Fehlersignale E_tm, E_ta jeweils null sind. Die erfindungsgemäße Plausibilisierung ist nicht erforderlich, wenn bereits eines oder beide Fehlersignale E_tm, E_ta eins sind, also schon ein Temperatursignalfehler anderweitig erkannt wurde.
Weiterhin wird das Signal B_diag nur dann auf eins gesetzt, wenn sich das Steuergerät 15 (Fig. 1) nicht in oder direkt nach einem Reset-Zustand befindet, der beispielsweise durch einen vorübergehenden Ausfall einer Batteriespannung eintritt oder auch gezielt softwaregesteuert herbeigeführt werden kann. Dieser Reset-Zustand des Steuergeräts 15 wird durch das Signal B_pwf angezeigt.
Darüber hinaus muss der Betrag einer Temperaturdifferenz aus der momentanen Ansauglufttemperatur T_ans und einer minimalen Ansauglufttemperatur T_ans_min aus dem vorhergehenden Betriebszyklus der Brennkraftmaschine 1 kleiner sein als ein in Fig. 3 nicht näher dargestellter
Schwellwert, was durch den Vergleicher V_4 überprüft wird. Hiermit soll die erfindungsgemäße Plausibilisierung verhindert werden, wenn erhebliche Änderungen der Umgebungstemperatur während einer Abstellzeit, d.h. nach dem Ausschalten der Brennkraftmaschine 1, auftreten.
Ferner wird B_diag nur auf eins gesetzt, wenn die Zündung der Brennkraftmaschine 1 eingeschaltet ist, was durch das Signal B_kll5 angezeigt wird, das einem Zustand der Klemme 15 (vgl. DIN 72 552) entspricht. Besonders vorteilhaft wird das Signal B_kll5 um eine Wartezeit verzögert. Diese
Wartezeit erlaubt, spezifisch für jede Brennkraftmaschine, bezüglich der zeitlichen Erfassung der TemperaturSignale und der Konstanz der Temperatursignale den optimalen Zeitpunkt für die Durchführung der erfindungsgemäßen Plausibilisierung festzulegen. Die jeweiligen Temperaturen müssen dafür z.B. zwingend bereits erfasst sein, jedoch noch nicht durch in der Brennkraftmaschine stattfindende Verbrennungen verändert worden sein.
Zusätzlich zu den vorstehend genannten Bedingungen muss noch das von dem als ODER-Glied ausgebildeten Gatter G_9 ausgegebene Signal eins sein, damit auch das Signal B_diag auf eins gesetzt wird.
Das ist einerseits der Fall, wenn die Motortemperatur T_mot_ab zum Zeitpunkt des Abstellens der Brennkraftmaschine 1 einen nicht dargestellten Schwellwert überschreitet, d.h. wenn die Brennkraftmaschine 1 in einem vorhergehenden Betriebszyklus ihre normale Motortemperatur erreicht hat. Diese normale Motortemperatur liegt beispielsweise etwa oberhalb 80 °C bis 85°C.
Andererseits kann das Gatter G_9 ein Ausgangssignal von eins ausgeben, wenn ein die Betriebszeit der Brennkraftmaschine 1 ab deren Start angebender Zeitzähler t_nse ab einem Anschaltzeitpunkt in dem vorhergehenden Betriebszyklus der Brennkraftmaschine 1 eine nicht dargestellte Schwelle überschreitet und wenn ein integrierter Luftmassenfluss imlatm ab einem AnschaltZeitpunkt in dem vorhergehenden Betriebszyklus der
Brennkraftmaschine 1 eine nicht dargestellte Schwelle überschreitet .
Ferner müssen für ein Signal B_diag von eins auch noch die in dem als UND-Glied ausgebildeten Gatter G_10 zusammengefassten Signale B__nach und B_wind den Wert eins aufweisen, wobei das Signal B_nach angibt, dass ein Nachlauf des Steuergeräts 15 beendet ist, und wobei das Signal B_wind angibt, dass kein starker Wind und/oder ein externes Gebläse erkannt worden sind, die die Abkühlkurve gem. Fig. 4 beeinflussen und eine korrekte Plausibilisierung damit verhindern können.
Die Winderkennung mittels dem Signal B_wind erfolgt im Nachlauf des Steuergeräts 15 der Brennkraftmaschine 1, der nach einem Abstellen der Brennkraftmaschine 1 für eine vorgebbare Zeit aktiviert ist. Während des gesamten
Nachlaufs wird zur Winderkennung ein Gesamtanstieg der Ansauglufttemperatur T_ans überwacht .
Weiterhin wird in dem Block B_grad geprüft, ob ein Gradient der Ansauglufttemperatur T_ans in einem vorgebbaren Zeitfenster nach dem Abstellen der Brennkraftmaschine 1 einen vorgebbaren Schwellwert überschreitet. Der Schwellwert hängt von der Ansauglufttemperatur T_ans_ab zum Zeitpunkt des Abstellens der Brennkraftmaschine 1 ab und ist applizierbar .
Die anderen in Bezug auf Fig. 2 und Fig. 3 beschriebenen Schwellwerte sind vorteilhaft ebenfalls applizierbar, um eine einfache Anpassung an verschiedene Brennkraftmaschinen bzw. Umgebungsbedingungen usw. zu erreichen.
Noch eine weitere Variante sieht vor, einen Vergleich einer Temperaturdifferenz T_ans - T_ans_ab aus der momentanen
Ansauglufttemperatur T_ans und der Ansauglufttemperatur T_ans_ab zum Zeitpunkt des Abstellens der
Brennkraftmaschine 1 mit einem Schwellwert durchzuführen, der vorzugsweise von der Ansauglufttemperatur T_ans_ab zum Zeitpunkt des Abstellens der Brennkraftmaschine 1 abhängt.
Ganz besonders vorteilhaft ist eine Anbringung des zur Erfassung der Ansauglufttemperatur T_ans vorgesehenen Temperatursensors 18 im oberen Bereich der Brennkraftmaschine 1, weil in diesem Fall ein besonders guter Temperaturausgleich (Fig. 4) gewährleistet ist.
Insgesamt ermöglicht die erfindungsgemäße Plausibilisierung die Einhaltung zukünftiger gesetzlicher Forderungen hinsichtlich der Überwachung z.B. des Temperatursensors 19 ohne zusätzlichen Hardwareaufwand wie z.B. weitere Temperatursensoren oder zusätzliche Signaleingänge an dem
Steuergerät 15. Vorhandene - auch schon im Feld befindliche - Steuergeräte können z.B. durch einen einfachen Austausch des sie bisher steuernden Computerprogramms oder auch nur von Teilen hiervon durch das erfindungsgemäße Computerprogramm mit der Funktionalität der erfindungsgemäßen Plausibilisierung versehen werden.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass die Erkennung eines Fehlers bzw. eines Fehlerverdachts bereits vor einem Start der Brennkraftmaschine möglich ist, wenn die physikalischen Freigabebedingungen für die Diagnose erfüllt sind. In Abhängigkeit des für die Erkennung eines Block-Heater- Betriebs verwendeten Verfahrens kann eine endgültige Fehlererkennung schon einige Sekunden nach dem Start den Brennkraftmaschine erfolgen.