DE10248627B4

DE10248627B4 - Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, Brennkraftmaschine sowie Steuergerät hierfür

Info

Publication number: DE10248627B4
Application number: DE10248627.1A
Authority: DE
Inventors: Jens Wolber; Thomas Frenz; Karsten Hinn; Timm Hollmann
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2002-10-18
Filing date: 2002-10-18
Publication date: 2014-05-22
Anticipated expiration: 2022-10-19
Also published as: DE10248627A1; US6871135B2; US20040083048A1

Abstract

Verfahren zum Betreiben eher Brennkraftmaschine (1), bei dem von einem ersten Diagnosesystem (14') der Brennkraftmaschine (1) ein Fehler eines Drucksystems mit einem Drucksensor (14), insbesondere eines Hochdruck-Kraftstoffsystems, der Brennkraftmaschine (1) festgestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass infolge eines durch das erste Diagnosesystem (14') festgestellten Drucksystemfehlers mittels mindestens eines weiteren Diagnosesystems (18') ein Gemischregler der Brennkraftmaschine (1) auf einen zweiten Fehler überprüft (110) wird, und dass der zweite Fehler ein Gemischreglerfehler ist.

Description

Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft ein verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, bei dem von einem ersten Diagnosesystem der Brennkraftmaschine ein Fehler eines Drucksystems mit einem Drucksensor, insbesondere eines Hochdruck-Kraftstoffsystems, der Brennkraftmaschine festgestellt wird.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine Brennkraftmaschine, bei der von einem ersten Diagnosesystem der Brennkraftmaschine ein Fehler eines Drucksystems mit einem Drucksensor, insbesondere eines Hochdruck-Kraftstoffsystems, der Brennkraftmaschine festgestellt wird, sowie ein Steuergerät hierfür. Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Computerprogramm für ein Steuergerät einer Brennkraftmaschine.
Derartige Betriebsverfahren sind aus dem Stand der Technik, beispielsweise aus der DE 199 57 732 A1 , der DE 196 22 757 A1 , der DE 197 42 083 A1 oder der US 2001/0 025 626 A1 bekannt und liefern unzureichende Informationen über einen Fehler innerhalb des Drucksystems und erlauben darüber hinaus nur ein geringes Maß an Plausibilitätsbetrachtungen.
Demgemäß ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Betriebsverfahren der eingangs genannten Art sowie eine Bremskraftmaschine und ein Steuergerät hierfür dahingehend zu verbessern, dass eine aussagekräftigere und zuverlässigere Diagnose des Drucksystems möglich ist.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach dem Anspruch 1 gelöst. Infolge eines durch das erste Diagnosesystem festgestellten Drucksystemfehlers wird mittels mindestens eines weiteren Diagnosesystems ein Gemischregler der Brennkraftmaschine auf einen zweiten Fehler überprüft wird, wobei der zweite Fehler ein Gemischreglerfehler ist. Durch die Betrachtung eines möglicherweise eintretenden zweiten Fehlers kann eine genauere Analyse eines Fehlerzustands durchgeführt werden. Darüber hinaus ist auch eine Plausibilisierung aufgetretener Fehler möglich, wenn z. B. vom zweiten Diagnosesystem überwachte Größen der Brennkraftmaschine mit Größen des Drucksystems korreliert sind, die durch das erste Diagnosesystem überwacht werden.
Gemäß der vorlegenden Erfindung ist das weitere Diagnosesystem ein Diagnosesystem für einen Gemischregler der Brennkraftmaschine und der zweite Fehler ein Gemischreglerfehler. Der Gemischregler kontrolliert die Bildung eines Luft-Kraftstoff-Gemisches für die Brennkraftmaschine und erfasst beispielsweise auch einen Lambda-Wert, d. h. das Luft-Kraftstoff-Massenverhältnis, das im Abgastrakt der Brennkraftmaschine herrscht. Mithilfe des Lambda-Wertes bzw. durch die Auswertung eines Fehler bei dem Gemischregler wie z. B. bei einem stark von einem Lambda-Sollwert abweichenden Lambda-Istwert, kann ein in dem Drucksystem der Brennkraftmaschine festgestellter Fehler eingegrenzt oder auch plausibilisiert werden.
Bei einer weiteren Verfahrensvariante der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass bei einem Drucksystemfehler und gleichzeitiger Abwesenheit des zweiten Fehlers nicht auf einen Drucksensorfehler geschlossen wird. Ein Fehler des Drucksensors ruft üblicherweise falsche Druckmesswerte hervor, die im Gemischregler verarbeitet werden und dort zu einem Fehler bei der Gemischbildung führen, wodurch der zweite Fehler, nämlich ein Gemischreglerfehler, entsteht. Bleibt ein solcher Gemischreglerfehler bzw. zweiter Fehler trotz vorliegendem Drucksystemfehler aus, ist die Wahrscheinlichkeit für einen Drucksensorfehler sehr gering.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird bei einem Drucksystemfehler und gleichzeitiger Anwesenheit des zweiten Fehlers, also des Gemischreglerfehlers, auf einen Drucksensorfehler geschlossen.
Ganz besonders vorteilhaft ist eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei dem eine mit dem zweiten Fehler korrespondierende Größe dazu verwendet wird, den Drucksystemfehler näher zu bestimmen. Beispielsweise kann aus einem Gemischreglerfehler eine Information darüber erhalten werden, ob die Gemischzusammensetzung zu fett (Luftmangel) bzw. zu mager (Luftüberschuss) ist, woraus bei einem Drucksensorfehler ermittelt werden kann, oh der Drucksensor zu große oder zu kleine Druckwerte anzeigt.
Als eine weitere Lösung der Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist ein Steuergerät für eine Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 5 sowie eine Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 6 vorgeschlagen.
Von besonderer Bedeutung ist die Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens in der Form eines Computerprogramms, das für ein Steuergerät einer Brennkraftmaschine vorgesehen ist. Dabei ist des Computerprogramm insbesondere auf einem Mikroprozessor ablauffahig und zur Ausfuhrung des erfindungsgemaßen Verfahrens geeignet. In diesem Fall wird also die Erfindung durch des Computerprogramm realisiert, so dass dieses Computerprogramm in gleicher Weise die Erfindung darstellt wie das Verfahren, zu dessen Ausfuhrung des Computerprogramm geeignet ist. Das Computerprogramm kann auf einem elektrischen Speichermedium abgespeichert sein, beispielsweise auf einem Flash-Memory oder einem Read-Only-Memory.
Als noch eine weitere Losung der Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung des erfindungsgemaßen Verfahrens bei einer Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung vorgeschlagen. Hierbei erfasst der Drucksensor den Kraftstoffdruck in einem Hochdruck-Kraftstoffspeicher, aus dem Kraftstoff von Einspritzventilen direkt in Brennraume der Brennkraftmaschine eingespritzt wird.
Alternativ hierzu ist die Verwendung des erfindungsgemaßen Verfahrens auch bei Saugrohreinspritzung mit einem bedarfsgeregelten Kraftstoffsystem denkbar, wobei Fehler eines Niederdrucksensors mithilfe einer Niederruckkreisdiagnose und z. B. einer Gemischreglerdiagnose analysiert und/oder plausibilisiert werden.
Weitere Merkmale, Anwendungsmoglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausfuhrungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren der Zeichnung dargestellt sind. Dabei bilden alle beschriebenen oder dargestellten Merkmale fur sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhangig von ihrer Zusammenfassung in den Patentanspruchen oder deren Ruckbeziehung sowie unabhangig von ihrer Formulierung bzw. Darstellung in der Beschreibung bzw. in der Zeichnung.
Ausfuhrungsbeispiele der Erfindung
1 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines Ausfuhrungsbeispiels einer erfindungsgemaßen Brennkraftmaschine, und
2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemaßen Verfahrens.
In der 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 Zundkerze 10 in den Brennraum 4. Uber das Einspritzventil 9 kann Kraftstoff in den Brennraum 4 eingespritzt werden. Mit der Zundkerze 10 kann der Kraftstoff in dem Brennraum 4 entzundet werden.
In dem Ansaugrohr 7 ist eine drehbare Drosselklappe 11 untergebracht, uber die dem Ansaugrohr 7 Luft zufuhrbar ist. Die Menge der zugefuhrten Luft ist abhangig 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. Zwischen dem Auslassventil 6 und dem Katalysator 12 befindet sich ferner eine Lambdasonde 18 in dem Abgasrohr 8, deren Meßsignal einen Ruckschluss auf ein auch als Luftzahl Lambda bezeichnetes Verhaltnis aus Luftmasse und Kraftstoffmasse in dem Abgasrohr 8 ermoglicht.
Das Einspritzventil 9 ist uber 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 uber eine Zufuhrleitung mit Kraftstoff versorgt. Hierzu ist eine Kraftstoffpumpe vorgesehen, die dazu geeignet ist, den erwunschten 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 ausgeubt wird, und mit dem deshalb der Kraftstoff uber das Einspritzventil 9 in den Brennraum 3 der Brennkraftmaschine 1 eingespritzt wird.
Im Betrieb der Brennkraftmaschine 1 wird Kraftstoff in den Kraftstoffspeicher 13 gefordert. Dieser Kraftstoff wird uber die Einspritzventile 9 der einzelnen Zylinder 3 in die zugehorigen Brennraume 4 eingespritzt. Mit Hilfe der Zundkerzen 10 werden Verbrennungen in den Brennraumen 3 erzeugt, durch die die Kolben 2 in eine Hin- und Herbewegung versetzt werden. Diese Bewegungen werden auf eine nicht-dargestellte Kurbelwelle ubertragen und uben auf diese ein Drehmoment aus.
Ein Steuergerat 15 ist von Eingangssignalen 16 beaufschlagt, die mittels Sensoren gemessene Betriebsgroßen der Brennkraftmaschine 1 darstellen. Beispielsweise ist das Steuergerat 15 mit dem Drucksensor 14, einem Luftmassensensor, der Lambda-Sonde 18, einem Drehzahlsensor und dergleichen verbunden.
Das Steuergerat 15 erzeugt Ausgangssignale 17, mit denen uber Aktoren bzw. Steller das Verhalten der Brennkraftmaschine 1 beeinflusst werden kann. Beispielsweise ist das Steuergerat 15 mit dem Einspritzventil 9 und der Zundkerze 10 und dergleichen verbunden und erzeugt die zu deren Ansteuerung erforderlichen Signale.
Unter anderem ist das Steuergerat 15 dazu vorgesehen, die Betriebsgroßen der Brennkraftmaschine 1 zu steuern und/oder zu regeln. Beispielsweise wird die von dem Einspritzventil 9 in den Brennraum 4 eingespritzte Kraftstoffmasse von dem Steuergerat 15 insbesondere im Hinblick auf einen geringen Kraftstoffverbrauch und/oder eine geringe Schadstoffentwicklung gesteuert und/oder geregelt. Zu diesem Zweck ist das Steuergerat 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 durchzufuhren.
In dem Steuergerat 15 ist ferner ein erstes Diagnosesystem 14' enthalten, das dazu vorgesehen ist, Fehler des im wesentlichen aus Kraftstoffspeicher 13 und Drucksensor 14 bestehenden Hochdruck-Kraftstoffsystems festzustellen. Solche auch als Drucksystemfehler bezeichneten Fehler bestehen beispielsweise darin, dass der vom Drucksensor 14 gemessene Kraftstoffdruck im Kraftstoffspeicher 13 oder auch bereits eine z. B. zur Ansteuerung der Kraftstoffpumpe oder eines vergleichbaren Druckstellglieds verwendete Ansteuergroße, zu stark von einem Vorsteuerwert des Kraftstoffdrucks abweicht, oder dass ein Druckregler der Brennkraftmaschine 1 einen bestimmten Solldruck gar nicht mehr einstellen kann.
Daruber hinaus ist ein zweites Diagnosesystem 18' der Brennkraftmaschine 1 vorhanden, das einem Gemischregler (nicht gezeigt) zugeordnet ist und beispielsweise einen Gemischreglerfehler feststellt. Der Gemischreglerfehler gibt im vorliegenden Fall an, dass und wie weit eine vom Gemischregler ausgegebene Ansteuergroße von einer entsprechenden Vorsteuergroße abweicht oder dass und wie weit ein mithilfe der Lambdasonde 18 ermittelter Lambda-Istwert von einem Lambda-Sollwert abweicht, der durch den Gemischregler vorgegeben ist.
Anhand von 2 wird nachfolgend beschrieben, wie ein bei der Brennkraftmaschine 1 aus 1 auftretender Fehler im Drucksystem analysiert bzw. ein Fehler des Drucksensors 14 selbst plausibilisiert wird.
In Schritt 100 wird zunachst getestet, ob von dem ersten Diagnosesystem 14' ein Fehler im Drucksystem festgestellt wird. Wenn dies nicht der Fall ist, wird direkt zum Ende verzweigt und das Verfahren ggf. erneut ausgefuhrt.
Andernfalls, d. h. bei einem Fehler im Drucksystem, erfolgt in Schritt 110 aus 2 eine Uberprufung, ob das Diagnosesystem 18' des Gemischreglers einen Gemischreglerfehler feststellt. Wenn ein Gemischreglerfehler festgestellt ist, wird hieraus in Schritt 120 auf einen Fehler des Drucksensors 14 geschlossen.
Daraufhin wird in Schritt 130 der Drucksensorfehler naher bestimmt. Hierzu wird die Abweichung des Lambda-Sollwerts vom Lambda-Istwert oder die Abweichung der vom Gemischregler ausgegebenen Ansteuergroße von der entsprechenden Vorsteuergroße aus dem Gemischreglerfehler herangezogen.
Wenn der Drucksensor 14 beispielsweise einen Kraftstoffdruck anzeigt, der geringer ist als der tatsachliche Kraftstoffdruck im Kraftstoffspeicher 13, wird auf der Basis dieses falschen Druckwertes z. B. eine zu lange Einspritzzeit ermittelt, sodass zuviel Kraftstoff in die Brennraume 4 der Brennkraftmaschine eingespritzt wird und – verglichen mit der Vorgabe des Gemischreglers – ein zu fettes Gemisch entsteht, d. h. der Lambda-Istwert ist kleiner als der Lambda-Sollwert.
Aus dieser Abweichung zwischen dem Lambda-Istwert und dem Lambda-Sollwert wird darauf geschlossen, dass der Drucksensor zu kleine Druckwerte anzeigt. Dementsprechend wird im Schritt 140 ein Drucksensorfehler in einen Fehlerspeicher (nicht gezeigt) des Steuergerats 15 eingetragen, wobei der Drucksensorfehler auch die Information daruber enthalt, dass der Drucksensor 14 zu kleine Werte anzeigt.
Auch aus der Abweichung der vom Gemischregler ausgegebenen Ansteuergroße von der entsprechenden Vorsteuergroße kann auf den vorstehend genannten Drucksensorfehler geschlossen werden, wenn z. B. der Gemischregler das Luft-/Kraftstoff-Gemisch dauernd abmagern muss, d. h. wenn der gemaß der entsprechenden Vorsteuergroße vorgegebene Kraftstoffanteil reduziert werden muss, um den Lambda-Sollwert zu erreichen.
Der Mechanismus aus Schritt 130 ist auch dann anwendbar, wenn der Drucksensor 14 zu große Druckwerte anzeigt. In diesem Fall wird bei einem Fehlereintrag in den Fehlerspeicher analog auch die Information abgelegt, dass der Drucksensor zu große Druckwerte anzeigt.
Des weiteren kann die im Schritt 130 ermittelte Abweichung zwischen dem Lambda-Istwert und dem Lambda-Sollwert zur Korrektur der Gemischbildung fur den weiteren Betrieb der Brennkraftmaschine 1 verwendet werden.
Wenn das Diagnosesystem 14' einen Fehler im Drucksystem feststellt und die Abfrage in Schritt 110 gleichzeitig ergibt, dass das Diagnosesystem 18' des Gemischreglers keinen Gemischreglerfehler feststellt, wird in Schritt 150 darauf geschlossen, dass kein Fehler des Drucksensors 14 vorliegt. In diesem Fall wird kein Drucksensorfehler in den Fehlerspeicher eingetragen.
Eine andere Ausfuhrungsform des erfindungsgemaßen Verfahrens kommt bei einer Brennkraftmaschine mit Saugrohreinspritzung (nicht gezeigt) zum Einsatz, die eine bedarfsgeregelte Kraftstoffpumpe und einen Niederdrucksensor zur Erfassung des Kraftstoffdrucks aufweist. Analog zu dem anhand von 2 beschriebenen Verfahren wird beim Auftreten eines Fehlers in dem Niederdruck-Kraftstoffsystem ebenfalls ein Gemischreglerfehler betrachtet, um einen Fehler des Niederdrucksensors zu plausibilisieren.

Claims

Verfahren zum Betreiben eher Brennkraftmaschine (1), bei dem von einem ersten Diagnosesystem (14') der Brennkraftmaschine (1) ein Fehler eines Drucksystems mit einem Drucksensor (14), insbesondere eines Hochdruck-Kraftstoffsystems, der Brennkraftmaschine (1) festgestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass infolge eines durch das erste Diagnosesystem (14') festgestellten Drucksystemfehlers mittels mindestens eines weiteren Diagnosesystems (18') ein Gemischregler der Brennkraftmaschine (1) auf einen zweiten Fehler überprüft (110) wird, und dass der zweite Fehler ein Gemischreglerfehler ist.
verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Drucksystemfehler und gleichzeitiger Abwesenheit des zweiten Fehlers nicht auf einen Drucksensorfehler geschlossen (150) wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Drucksystemfehler und gleichzeitiger Anwesenheit des zweiten Fehlers auf einen Drucksensorfehler geschlossen (120) wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine mit dem zweiten Fehler korrespondierende Größe dazu verwendet wird, den Drucksystemfehler näher zu bestimmen (130).
Steuergerät (15) für eine Brennkraftmaschine (1), bei der von einem ersten Diagnosesystem (14') der Brennkraftmaschine (1) ein Fehler eines Drucksystems mit einem Drucksensor (14), insbesondere eines Hochdruck-Kraftstoffsystems, der Brennkraftmaschine (1) festgestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem durch das erste Diagnosesystem (14') festgestellten Drucksystemfehler mittels mindestens eines weiteren Diagnosesystems (18') ein Gemischregler der Brennkraftmaschine (1) auf einen zweiten Fehler überprüfbar ist, und dass der zweite Fehler ein Gemischreglerfehler ist.
Brennkraftmaschine (1), bei der von einem ersten Diagnosesystem (14') der Brennkraftmaschine (1) ein Fehler eines Drucksystems mit einem Drucksensor (14), insbesondere eines Hochdruck-Kraftstoffsystems, der Brennkraftmaschine (1) festgestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem durch das erste Diagnosesystem (14') festgestellten Drucksystemfehler mittels mindestens eines weiteren Diagnosesystems (18') ein Gemischregler der Brennkraftmaschine (1) auf einen zweiten Fehler überprüfbar ist, und dass der zweite Fehler ein Gemischreglerfehler ist.
Computerprogramm für ein Steuergerät (15) einer Brennkraftmaschine (1), bei der von einem ersten Diagnosesystem (14') der Brennkraftmaschine (1) ein Fehler eines Drucksystems mit einem Drucksensor (14), insbesondere eines Hochdruck-Kraftstoffsystems, der Brennkraftmaschine (1) festgestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Computerprogramm zur Ausführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4 geeignet ist.
Computerprogramm nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Computerprogramm auf einem elektrischen Speichermedium, insbesondere auf einem Flash-Memory oder einem Reed-Only-Memory abgespeichert ist.
Verwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4 bei einer Brennkraftmaschine (1) mit Direkteinspritzung.