DE102015010254A1

DE102015010254A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Überprüfen einer Funktion eines Motorsteuergerätes

Info

Publication number: DE102015010254A1
Application number: DE102015010254.0A
Authority: DE
Inventors: Bernd Eder; Tanasije Rajic
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2014-12-18
Filing date: 2015-08-06
Publication date: 2016-03-03
Also published as: DE102015010321A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überprüfen einer Funktion eines zur Ansteuerung eines Motors (2) eines Fahrzeugs vorgesehen Motorsteuergerätes (1), wobei ein Soll-Zündwinkel mit einem Ist-Zündwinkel verglichen wird. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Ist-Zündwinkel anhand eines in einer Ansteuerleitung einer Zündspule (2.1) des Motors (2) angeordneten Messwiderstands (1.4) erfasst wird. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung (V') zur Durchführung des Verfahrens.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überprüfen einer Funktion eines Motorsteuergerätes gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens.
Kraftfahrzeuge sind seit geraumer Zeit mit so genannten On-Board-Diagnose-Systemen (OBD) ausgerüstet, mit denen Fehler, insbesondere in der Motorsteuerung, erkannt werden können. Die Erkennung dieser Fehler muss nachweisbar sein. Ein solcher Nachweis der Funktion wird auch als OBD-Demo bezeichnet.
Bei einem bekannten Verfahren zum Überprüfen einer Funktion eines Motorsteuergeräts wird beispielsweise überprüft, ob ein vorgegebener Zündwinkel einem berechneten Zündwinkel entspricht. Die tatsächliche Umsetzung des berechneten Zündwinkels kann dabei allerdings nicht ermittelt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren zum Überprüfen einer Funktion eines Motorsteuergerätes und eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens anzugeben.
Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe erfindungsgemäß mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Hinsichtlich der Vorrichtung wird die Aufgabe erfindungsgemäß mit den in Anspruch 5 angegebenen Merkmalen gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Bei einem Verfahren zum Überprüfen einer Funktion eines zur Ansteuerung eines Motors eines Fahrzeugs vorgesehen Motorsteuergerätes wird ein Soll-Zündwinkel mit einem Ist-Zündwinkel verglichen. Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass der Ist-Zündwinkel anhand eines in einer Ansteuerleitung einer Zündspule des Motors angeordneten Messwiderstands erfasst wird.
Mittels des Verfahrens ist eine Überprüfung möglich, ob ein dem Motorsteuergerät vorgegebener Zündwinkel einem tatsächlich umgesetzten Zündwinkel entspricht, wobei ein über die Ansteuerleitung der Zündspüle übermitteltes Zündsignal über einen kostengünstigen Messwiderstand erfasst wird. Somit ist die Überprüfung einer Funktionalität des Motorsteuersteuergeräts hinsichtlich des Zündwinkels zuverlässig und auf einfache Art und Weise möglich, wobei im Motorsteuergerät nur softwareseitig Änderungen erforderlich sind. Zudem ermöglicht das Verfahren eine Überwachung einer Zündung des Motors zum geforderten Zündzeitpunkt sowie die Generierung eines Fehlers und dessen Demonstration auf einer entsprechenden Plattform.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Dabei zeigen:
1 ein Verfahrensablaufdiagramm eines aus dem Stand der Technik bekannten Verfahrens zum Überprüfen einer Zündfunktion eines Motorsteuergerätes,
2 eine schematische Darstellung einer beispielhaften Ausführungsform einer bekannten Vorrichtung zum Überprüfen einer Zündfunktion eines Motorsteuergerätes und
3 eine schematische Darstellung einer beispielhaften Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Überprüfen einer Zündfunktion eines Motorsteuergerätes.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt ein Verfahrensablaufdiagramm eines aus dem Stand der Technik bekannten Verfahrens zum Überprüfen einer Zündfunktion eines Motorsteuergerätes 1. 2 zeigt eine zur Durchführung des Verfahrens vorgesehene Vorrichtung V, die ebenfalls aus dem Stand der Technik bekannt ist.
Das Verfahren wird dabei insbesondere im Rahmen einer von einer Behörde vorgeschriebenen Überwachung eines Zündzeitpunkts im Kaltstart eines vom Motorsteuergerät 1 angesteuerten Motors 2 mit sogenanntem Katheizen durchgeführt.
Als ein Verfahrensschritt S1 wird eine Zündung des Motors 2 gestartet, wobei der Start des Motors 2 insbesondere als ein Kaltstart durchgeführt wird. Dabei wird mittels eines im Motorsteuergerät 1 integrierten Mikrocontrollers 1.1 ein elektrisches Steuersignal erzeugt und an einen Spulentreiber 1.2 übermittelt. Der Spulentreiber 1.2 umfasst dazu beispielsweise einen Leistungstransistor, welcher in Abhängigkeit des Steuersignals ein elektrisches Zündsignal, z. B. ein TTL-Signal, an eine im Motor 2 angeordnete Zündspule 2.1 übermittelt, die wiederum mit einer Zündkerze 2.2 zur Erzeugung von Funken für die Entzündung eines Kraftstoff/Luft-Gemischs in einem nicht näher dargestellten Zylinders des Motors 2 verbunden ist.
Zur Funkenerzeugung wird eine Primärwicklung der Zündspule 2.1 von Strom durchflossen, wodurch sich ein Magnetfeld um die Zündspule 2.1 bildet. Anschließend wird durch das Öffnen eines Unterbrechers im Primärkreis der Zündspule 2.1 ein Hochspannungsimpuls in einem Sekundärkreis der Zündspule 2.1 induziert, welcher zur Zündkerze 2.2 weitergeleitet wird.
In einem darauffolgenden Verfahrensschritt S2 wird überprüft, ob ein sogenanntes Katheizen aktiv ist. Beim Katheizen wird prinzipiell eine Abgastemperatur erhöht, indem ein Wirkungsgrad einer Verbrennung des Motors 2 verschlechtert wird. Eine Wirkungsgradverschlechterung der motorischen Verbrennung kann beispielsweise durch eine Abweichung des Zündwinkels von einem optimalen Zündwinkel herbeigeführt werden, wobei der optimale Zündwinkel durch den maximalen Wirkungsgrad definiert wird. Durch die Wirkungsgradeinbuße ist das Abgas heißer im Vergleich zum Betrieb ohne Wirkungsgradeinbuße. Es entfaltet daher eine verstärkte Heizwirkung im Katalysator.
Ist ein Katheizen aktiv, wird in einem weiteren Verfahrensschritt S3 mittels einer Auswerteeinheit 1.3 überprüft, ob ein Soll-Zündwinkel einem mittels des Mikrocontrollers 1.1 berechneten Ist-Zündwinkel entspricht. Der Ist-Zündwinkel wird hierbei kurbelwellensynchron und zylinderindividuell bezogen auf einen oberen Totpunkt berechnet, wobei der obere Totpunkt die höchste Stellung eines Kolbens im Zylinder des Motors 2 beschreibt. Beispielsweise kann der Ist-Zündwinkel analog zu einer bekannten Cold-Start-Emission-Reduction-Strategy(CSERS)-Diagnose einer Mehrfacheinspritzung ermittelt werden. Dazu ist die Auswerteeinheit 1.3 mit dem Mikrocontroller 1.1 verbunden, wie in 2 gezeigt. Die Auswerteeinheit 1.3 umfasst beispielsweise Transistoren und Dioden.
Ergibt die Überprüfung gemäß dem weiteren Verfahrensschritt S3, dass der Soll-Zündwinkel dem berechneten Ist-Zündwinkel entspricht, wird das Verfahren beginnend mit dem zweiten Verfahrensschritt S2 wiederholt. Ergibt die Überprüfung gemäß dem weiteren Verfahrensschritt S3, dass der Soll-Zündwinkel nicht dem berechneten Ist-Zündwinkel entspricht, wird in einem darauffolgenden Verfahrensschritt S4 eine sogenannte Entprellzeit inkrementiert und anschließend das Verfahren beginnend mit dem Verfahrensschritt S2 wiederholt. Die Entprellzeit entspricht hierbei einem vorgegebenen Zeitraum, in dem der zu erfassende Ist-Zündwinkel mindestens am Signaleingang der Auswerteeinheit 1.3 zur Erkennung und Weiterverarbeitung anliegen muss.
Wird bei der Wiederholung des Verfahrens beginnend mit dem Verfahrensschritt S2 festgestellt, dass das Katheizen nicht mehr aktiv ist, wird in einem weiteren Verfahrensschritt S5 überprüft, ob die im Verfahrensschritt S4 eingestellte Entprellzeit größer als ein vorgegebener Schwellwert ist.
Ist die eingestellte Entprellzeit größer als der Schwellwert, wurde der Soll-Zündwinkel während des Katheizens nicht erreicht. Daraus resultierend wird in einem weiteren Verfahrensschritt S6 ein entsprechender Fehler nach Katheizende eingetragen. Ist die eingestellte Entprellzeit kleiner als der Schwellwert oder gleich dem Schwellwert, wird in einem alternativen Verfahrensschritt S6' das Verfahren ohne Fehlereintrag beendet.
Das beschriebene Verfahren überprüft somit lediglich, ob der berechnete Zündwinkel dem gewünschten Soll-Zündwinkel entspricht. Ob die Zündspule 2.1 den berechneten Zündwinkel auch tatsächlich umgesetzt hat oder ob der Spulentreiber 1.2 das korrekte Zündsignal an die Zündspule 2.1 weitergegeben hat und somit eine winkelgenaue Zündung erfolgt, wird nicht überprüft. Damit ist eine korrekte Demonstration einer Fehlererkennung durch das Motorsteuergerät 1, z. B. mit Hilfe der CSERS-Diagnose in einem bestimmten Messverfahren, z. B. Federal-Test-Procedure 75, nicht möglich.
Erfindungsgemäß wird daher ein Verfahren und eine Vorrichtung V' zur Durchführung des Verfahrens vorgeschlagen, mittels welcher eine genaue Überprüfung des Ist-Zündwinkels beim Kaltstarten des Motors 2 mit Katheizen möglich ist.
3 zeigt dazu schematisch das Motorsteuergerät 1 und den Motor 2 gemäß 1 mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung V', die zusätzlich zur Auswerteeinheit 1.3 der in 1 gezeigten Vorrichtung V einen Messwiderstand 1.4 umfasst.
Der Messwiderstand 1.4 ist in der Ansteuerleitung zwischen dem Spulentreiber 1.2 und der Zündspule 2.1 angeordnet und zusätzlich mit der Auswerteeinheit 1.3 verbunden. Mittels des Messwiderstands 1.4 ist damit ein Strom oder eine Spannung in der Ansteuerleitung zwischen dem Spulentreiber 1.2 und der Zündspule 2.1 und somit das elektrische Zündsignal erfassbar. Daraus resultierend kann das Zündsignal zur Zündspule 2.1 zuverlässig überwacht und eine korrekte Funktion des Motorsteuergeräts 1 hinsichtlich des Zündwinkels überprüft werden.
Des Weiteren ist es möglich, im Rahmen einer Überprüfung einer Fehlererkennung des Motorsteuergeräts 1 ein fehlerhaftes Zündsignal zu generieren und dieses zu demonstrieren. Der Fehler kann beispielsweise mittels einer externen Steuereinheit generiert und angezeigt werden.
Bezugszeichenliste

1: Motorsteuergerät
1.1: Mikrocontroller
1.2: Spulentreiber
1.3: Auswerteeinheit
1.4: Messwiderstand
2: Motor
2.1: Zündspule
2.2: Zündkerze
S1 bis S6': Verfahrensschritt
V, V': Vorrichtung

Claims

Verfahren zum Überprüfen einer Funktion eines zur Ansteuerung eines Motors (2) eines Fahrzeugs vorgesehen Motorsteuergerätes (1), wobei ein Soll-Zündwinkel mit einem Ist-Zündwinkel verglichen wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Ist-Zündwinkel anhand eines in einer Ansteuerleitung einer Zündspule (2.1) des Motors (2) angeordneten Messwiderstands (1.4) erfasst wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass anhand des Messwiderstands (1.4) ein elektrisches Zündsignal erfasst wird, welches von einem Spulentreiber (1.2) an die Zündspüle (2.1) zur Initiierung einer Zündung zumindest einer Zündkerze (2.2) übermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ist-Zündwinkel bei einem Kaltstart des Motors (2) erfasst wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein fehlerhaftes Ansteuersignal generiert und an die Zündspule (2.1) übermittelt wird, wobei das fehlerhafte Ansteuersignal anhand des Messwiderstands (1.4) erfasst und eine Fehlererkennungsfunktion des Motorsteuergerätes (1) überprüft wird.
Vorrichtung (V') zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorgehenden Ansprüche, umfassend – einen Messwiderstand (1.4), welcher in der Ansteuerleitung der Zündspule (2.1) des Motors (2) angeordnet ist und – eine Auswerteeinheit (1.3), welche einen Vergleich zwischen dem vorgegebenen Soll-Zündwinkel und einen anhand des Messwiderstands (1.4) erfassten Ist-Zündwinkel durchführt.