DE102004054231B4 - Verfahren zur Fehlererkennung in der Motorsteuerung bei Brennkraftmaschinen mit wenigstens zwei Steuergeräten - Google Patents

Abstract

Verfahren zur Überwachung der Steuerung eines Motors einer Brennkraftmaschine, wobei zur Motorsteuerung zumindest zwei Steuergeräte verwendet werden, wobei der Motor aus wenigstens zwei Zylinderbänken oder zwei Teilmotoren besteht, wobei jede Zylinderbank oder jeder Teilmotor zumindest von einem ihr zugeordneten Steuergerät auf der Grundlage erfasster Betriebsparameter gesteuert wird, indem das Steuergerät die Funktionen der jeweils zugeordneten Zylinderbank oder Teilmotors steuert, wobei die Steuergeräte ihre Steuergrößen untereinander austauschen und wobei die erfassten Betriebsparameter und die von den Steuergeräten ausgegebenen Steuergrößen in einer gemeinsamen Bewertung auf Plausibilität überwacht werden, in der Art, dass die Betriebsgrößen der Steuergeräte erfasst und in einer Vergleichs- oder Plausibilisierungsstufe miteinander verglichen werden und je nach applizierbaren Abweichtoleranzen in den Steuergeräten bewertet werden.

Description

• Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Steuerung der Antriebsleistung eines Motors mit wenigstens zwei Steuergeräten, wie es bereits aus der DE 42 31 449 C2 bekannt ist.
• Bei dieser bekannten Lösung ist eine Vorrichtung zur Steuerung der Antriebsleitung eines Motors, welcher aus wenigstens zwei Zylinderbänken aufgebaut ist, mit wenigstens zwei Steuereinheiten zur Beeinflussung des Fahrverhaltens der einzelnen Zylinderbänke beschrieben, wobei jeder Steuereinheit wenigstens eine Messeinrichtung zugeordnet ist, so dass jede Steuereinheit getrennt von der anderen und ohne auf die der anderen Steuereinheit zugeordneten Messwerte zurückzugreifen, für sich Steuergrößen berechnen und eine Fehlerüberwachungen vornehmen kann. Hierbei ist die erste Steuereinheit einer ersten Zylinderbank und die zweite Steuereinheit einer zweiten Zylinderbank zugeordnet, wobei den Steuereinheiten die von jeder Zylinderbank erfassten Betriebsparameter als Grundlage für die Berechnung der Steuergrößen zugeführt sind.
• Die Ansteuerung eines Motors mit mindestens zwei Steuergeräten kann dabei wie in der DE 42 31 449 C2 so so angeordnet sein, dass jedes Steuergerät einer Zylinderbank zugeordnet ist. Es kann aber auch nur eine Zylinderbank vorgesehen sein, die ähnlich wie bei Flugzeugmotoren aus Teilmotoren bestehen, die von zwei redundant arbeitenden Steuergeräten angesteuert wird.
• Aus DE 43 14 118 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung bekannt, wobei zwei Steuergeräte für zwei unabhängig voneinander arbeitenden Zylinderbänken vorgesehen sind. Beide Steuergeräte arbeiten hier unabhängig voneinander.
• Gegenüber der bekannten Anordnung hat das erfindungsgemäße Verfahren den Vorteil, dass die Betriebsgrößen der mindestens zwei Steuergeräte erfasst, miteinander verglichen und je nach applizierbaren Abweichungstoleranzen bewertet werden. Ferner wird die Fehlerüberwachung jedes einzelnen Steuergerätes mit den Werten des anderen Steuergerätes verglichen. Bei Motoren mit zwei Zylinderbänken besteht so die Möglichkeit durch die Überwachung der Daten in den Steuergeräten Maßnahmen zu ergreifen, wenn eine Zylinderbank nicht korrekt arbeitet, um so eine Schädigung der noch ordnungsgemäß arbeitenden Zylinderbank durch die nicht korrekt arbeitende Zylinderbank zu vermeiden. Die Vorteile werden erreicht durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Figur dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
• Es zeigen
• 1 eine schematische Übersicht über den Aufbau eines Motors mit zwei Zylinderbänken und zwei Steuergeräten,
• 2 einen prinzipiellen Ablaufplan zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
• Im Folgenden sollen das Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. So zeigt 1 einen prinzipiellen Überblick über den Aufbau einer Brennkraftmaschine mit zwei Zylinderbänken ZB1 und ZB2. Jeder Zylinderbank oder jedem Teilmotor ist jeweils mindestens ein Steuergerät SG1 und SG2 zugeordnet ist, welches aufgrund von erfassten Betriebsparametern BP1 und BP2, die von nicht dargestellten Sensoren erfasst werden, die Steuergrößen für die jeweilige Zylinderbank berechnen. Die Berechnung der einzelnen Steuergrößen erfolgt dabei jeweils angepasst an die aktuellen Betriebsbedingungen. Ändert sich ein Parameter, wie beispielsweise die Motortemperatur, so wird das Steuergerät eine entsprechende Korrektur der zugehörigen Steuergröße veranlassen. Dabei kann es aufgrund von unterschiedlich erfassten Daten oder auch aufgrund von fehlerhaften Daten oder weil eine Zylinderbank nicht ordnungsgemäß arbeitet vorkommen, dass die Steuergeräte SG1 und SG2 unterschiedliche Steuergrößen an die ihr zugeordneten Zylinderbank ausgeben. Wie der 1 zu entnehmen, sind die Steuergeräte mit einer Vergleichsstufe 13 verbunden. In dieser Vergleichsstufe 13 werden die verschiedenen Eingangs- und Berechnungsgrößen sowie die ausgegeben Steuergrößen der jeweiligen einem Steuergerät zugeordneten Zylinderbank in der Art geprüft, dass sie miteinander verglichen werden.
• Einen Überblick über den Austausch der erfassten Daten und der berechneten Steuergrößen sowie deren Plausibilisierung gibt 2. Zunächst werden für die Steuerung der Verbrennung in den Zylindern einer Brennkraftmaschine in einem Arbeitsschritt 20 alle Betriebsparameter der ersten Zylinderbank BP-ZB1 und parallel dazu in einem Arbeitsschritt 21 alle Betriebsparameter der zweiten Zylinderbank BP-ZB2 erfasst. Diese Betriebsparameter, wobei u. a. die Motortemperatur, die Ansauglufttemperatur, die Last, die Drehzahl, der Saugrohrdruck, der Umgebungsdruck, der Lambdawert erfasst werden, sind dem zugehörigen Steuergerät SG zugeführt. Jede Zylinderbank oder jede Teilmotor hat ein eigenes Steuergerät, welches aufgrund der entsprechenden Betriebsparameter die zugehörigen Steuergrößen bestimmt und anschließend die entsprechenden Steuerbefehle an die Zylinderbank ZB1 oder ZB2 für einen entsprechenden Arbeitsbetrieb ausgibt. Die Steuergeräte SG1 und SG2 sind mit der Vergleichsstufe 13 verbunden. Dieser Vergleichsstufe liegen damit alle erfassten Betriebsparameter sowie die zugehörigen Steuergrößen vor. Beim Erfindungsgedanken wird nun davon ausgegangen, dass bei dem Betrieb eines Mehrzylinder-Motors mit separat ansteuerbaren Zylinderbänken im wesentlichen gleiche Steuergrößen errechnet und zur Ansteuerung an die jeweilige Zylinderbank ausgegeben werdem. Die Vergleichsstufe 13 bewertet nun alle erfassten Größen, Eingangsparameter und Steuergrößen unter diesem Gesichtspunkt. Verschiedene Ansätze sind hierbei möglich. Zum einen kann davon ausgegangen werden, da die unterschiedlichen zwei Motorsteuerungen sich auch adaptieren und anlernen müssen, kann der Zustand eintreten, dass eine Hälfte des Motors, also ein Steuergerät gelernt hat, die andere aber noch eine Anlernzeit benötigt. Eine weitere Variante besteht darin, verschiedene Zustände zylinderindividuell zu überwachen. Bei der Erkennung von Fehlern im Abgasstrang kann des Weiteren die Lambdaregelung geprüft werden. So kann die Lambdaregelung unterschiedliche Zustände aufweisen, was darauf hindeuten kann, dass eine Motorhälfte mit verstärkter Leckluft betätigt wird. Dieser Effekt kann einen Einfluss auf die Fahrbarkeit haben und wiederum das Abgasergebnis negativ beeinflussen. Mit einer vorgebbaren zulässigen Abweichungstoleranz können die Parameter überwacht und diagnostiziert werden. Letztendlich führen fehlerhafte Eingangsgrößen dazu, dass die Steuergeräte auf einer Zylinderbank „Kat heizen” aktiviert und auf der anderen Normalbetrieb einstellen. Diese Diskrepanzen werden in der Vergleichs- oder Plausibilisierungsstufe 13 erkannt und können über entsprechende Schritte behoben werden bzw. eine Zuordnung der fehlerhaft arbeitenden Zylinderbank erkannt werden, so dass dann diese abgeschaltet werden kann.
• Die Ergebnisse der Vergleichsstufe 13 werden über eine Verbindung 22 zurückgeführt an die jeweiligen Steuergeräte SG1 und SG2 und an eine Ausgabeeinheit 23 für eine akustische und/oder optische Information des Fahrers. In den jeweiligen Steuergeräten wird das Ergebnis der Plausiblisierung bewertet und kann bei einer fehlerhaften arbeitenden Zylinderbank dazu führen, dass der Motorbetrieb eingeschränkt wird. Gleichzeitig erfolgt ein Fehlereintrag im Fehlerspeicher des Steuergerätes. Der Fahrer der über eine entsprechende Anzeige informiert wurde, kann die Werkstatt anfahren, wo dann der Fehlerspeicher ausgelesen werden kann.

Claims (3)

1. Verfahren zur Überwachung der Steuerung eines Motors einer Brennkraftmaschine, wobei zur Motorsteuerung zumindest zwei Steuergeräte verwendet werden, wobei der Motor aus wenigstens zwei Zylinderbänken oder zwei Teilmotoren besteht, wobei jede Zylinderbank oder jeder Teilmotor zumindest von einem ihr zugeordneten Steuergerät auf der Grundlage erfasster Betriebsparameter gesteuert wird, indem das Steuergerät die Funktionen der jeweils zugeordneten Zylinderbank oder Teilmotors steuert, wobei die Steuergeräte ihre Steuergrößen untereinander austauschen und wobei die erfassten Betriebsparameter und die von den Steuergeräten ausgegebenen Steuergrößen in einer gemeinsamen Bewertung auf Plausibilität überwacht werden, in der Art, dass die Betriebsgrößen der Steuergeräte erfasst und in einer Vergleichs- oder Plausibilisierungsstufe miteinander verglichen werden und je nach applizierbaren Abweichtoleranzen in den Steuergeräten bewertet werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei Erkennen einer Abweichung und Überschreitung der vorgebbaren Abweichungstoleranzen ein Fehlereintrag erfolgt und der Fahrer optisch und/oder akustisch informiert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass nach Erkennen eines Fehlers entsprechende Maßnahmen zur Fehlerbehebung eingeleitet werden.

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