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Stand der
Technik
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Die
Erfindung geht von einem Verfahren und von einer Vorrichtung zum
Betreiben einer Brennkraftmaschine nach der Gattung der unabhängigen Ansprüche aus.
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Ottomotoren
verfügen über ein
Kurbelgehäuseentlüftungssystem.
Die mit Motoröl
vermischten "blow
by"-Gase, die am
Kolben eines Zylinders vorbei vom Brennraum in das Kurbelgehäuse strömen, werden
zunächst über einen Ölabscheider
geführt und
danach an einer geeigneten Stelle, an der Idealerweise in nahezu
allen Betriebszuständen
des Motors Unterdruck anliegt, dem Ansaugsystem des Motors wieder
zur Verbrennung zugeführt.
Zur Begrenzung des Unterdrucks im Kurbelgehäuse wird ein kalibriertes Drosselventil
im Entlüftungskanal
integriert. Bei einem Turbomotor wird in einer Teillast- und Volllastentlüftung unterschieden.
Die Volllastentlüftung wird
hinter einem Luftfilter eingeleitet. Die Teillastenlüftung wird
dem Saugrohr zugeführt.
Ein Defekt des Kurbelgehäuseentlüftungssystems
führt zum
einen zum Entweichen schädlicher
HC-Emissionen in die Umwelt und zum anderen zu einem veränderten
Betriebspunkt des Motors insbesondere im Leerlauf. Bei Verwendung
von Saugrohrdrucksensoren führt
ein solcher Defekt nicht zu einer Gemischabweichung, da der gemessene
Saugrohrdruck immer korrekt ist und es im Prinzip unerheblich ist,
wo die Verbrennungsluft herkommt. Wird für die Lasterfassung ein Luftmassenmesser
verwendet, so würde
eine bleibende Gemischabweichung entstehen und diagnostiziert werden.
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Vorteile der Erfindung
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
und die erfindungsgemäße Vorrichtung
zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche haben
demgegenüber
den Vorteil, dass wenigstens eine Druckdifferenz zwischen einerseits
einem Saugrohrdruck oder einem Umgebungsdruck und andererseits einem
Druck im Entlüftungskanal
ermittelt wird, und das in Abhängigkeit
der wenigstens einen Druckdifferenz ein Fehler der Entlüftung diagnostiziert
wird. Auf diese Weise lassen sich Fehler der Entlüftung auch
bei Brennkraftmaschinen diagnostizieren, bei denen die Last mittels Saugrohrdrucksensor
erfasst wird. Somit lassen sich beispielsweise Leckagen oder abgefallene
Schläuche
der Entlüftung
bzw. des Entlüftungskanals
sicher erkennen. Bei Brennkraftmaschinen, bei denen die Last mittels
Luftmassenmesser erfasst wird, lässt sich
ein Fehler der Entlüftung
ebenfalls eindeutig lokalisieren und beispielsweise Leckagen oder
abgefallene Schläuche
der Entlüftung
bzw. des Entlüftungskanals
sicher erkennen.
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Durch
die in den Unteransprüchen
aufgeführten
Maßnahmen
sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch
angegebenen Verfahrens möglich.
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Besonders
vorteilhaft ist es, wenn eine erste Druckdifferenz zwischen dem
Saugrohrdruck und dem Druck im Entlüftungskanal gebildet wird und wenn
ein Fehler der Entlüftung
diagnostiziert wird, wenn die erste Druckdifferenz einen ersten
vorgegebenen Wert überschreitet.
Auf diese Weise lässt
sich die Diagnose eines Fehlers der Entlüftung sehr einfach unter Verwendung
lediglich eines zusätzlichen Drucksensors
im Entlüftungskanal
realisieren.
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Dieser
Vorteil ergibt sich auch dann, wenn eine zweite Druckdifferenz zwischen
dein Umgebungsdruck und dem Druck im Entlüftungskanal gebildet wird und
wenn ein Fehler der Entlüftung
diagnostiziert wird, wenn die zweite Druckdifferenz einen zweiten
vorgegebenen Wert unterschreitet.
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Dieser
Vorteil ergibt sich auch dann, wenn die erste Druckdifferenz zwischen
dem Druck im Entlüftungskanal
und dem Saugrohrdruck gebildet wird, wenn die zweite Druckdifferenz
zwischen dem Umgebungsdruck und dem Druck im Entlüftungskanal gebildet
wird und ein Fehler der Entlüftung
diagnostiziert wird, wenn der erste Differenzdruck größer als der
zweite Differenzdruck ist.
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Werden
für die
Diagnose eines Fehlers der Entlüftung
mindestens zwei der vorgenannten Diagnoseschritte kombiniert, sodass
ein Fehler der Entlüftung
nur diagnostiziert wird, wenn sämtliche
der geprüften
Diagnoseschritte einen Fehler der Entlüftung offenbaren, so lässt sich
das Risiko einer Fehldiagnose reduzieren.
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Ein
weiterer Vorteil ergibt sich, wenn der Fehler nur diagnostiziert
wird, wenn außerdem
eine Differenz aus einem maximalen und einem minimalen Saugrohrdruck
größer als
ein dritter vorgegebener Wert ist. Auch auf diese Weise lässt sich
das Risiko einer fehlerhaften Diagnose eines Fehlers der Entlüftung auf
Grund eines oder mehrerer der obengenannten Diagnoseschritte weiter
reduzieren.
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Ein
weiterer Vorteil ergibt sich, wenn die wenigstens eine Druckdifferenz
und/oder der Saugrohrdruck tiefpassgefiltert wird. Auf diese Weise
werden gemessene Druckspitzen geglättet und die Diagnose eines
Fehlers der Entlüftung
wird weniger fehleranfällig.
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Ein
weiterer Vorteil ergibt sich, wenn von der wenigstens einen Druckdifferenz
und/oder von dem Saugrohrdruck für
die Diagnose ein Maximalwert gebildet wird. Auf diese Weise wird
eine möglichst
fehlerfreie Diagnose sichergestellt.
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Dasselbe
gilt, wenn vom Saugrohrdruck für die
Diagnose ein Minimalwert gebildet wird.
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Zeichnung
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung
näher erläutert. Es
zeigen 1 eine schematische
Ansicht einer Brennkraftmaschine, 2 ein
Funktionsdiagramm einer Diagnosevorrichtung der Brennkraftmaschine, 3 ein Funktionsdiagramm
einer Ermittlungseinheit der Diagnosevorrichtung und 4 ein Funktionsdiagramm
für eine
Diagnosefreigabeeinheit der Diagnosevorrichtung.
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Beschreibung
des Ausführungsbeispiels
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In 1 kennzeichnet 1 eine
Brennkraftmaschine, beispielsweise eines Kraftfahrzeugs. Die Brennkraftmaschine 1 umfasst
einen Verbrennungsmotor 240, der beispielsweise als Ottomotor
oder als Dieselmotor ausgebildet sein kann. Im Folgenden wird beispielhaft
angenommen, dass der Verbrennungsmotor 240 als Ottomotor
ausgebildet ist. Dabei ist in 1 einer
von gegebenenfalls mehreren Zylindern des Ottomotors 240 beispielhaft
dargestellt. Der Zylinder ist in 1 durch
das Bezugszeichen 245 gekennzeichnet. Einem Brennraum 70 des
Zylinders 245 wird über
ein Einlassventil 65 von einem Saugrohr 5 Luft
zugeführt.
Das Saugrohr 5 ist dabei Teil einer Luftzufuhr 30 und
stellt den Teil der Luftzufuhr 30 zwischen einer Drosselklappe 40 und
dem Einlassventil 65 dar. Im Saugrohr 5 ist ein
Saugrohrdrucksensor 45 angeordnet. Der Saugrohrdrucksensor 45 misst
den Saugrohrdruck ps im Saugrohr 5 und leitet das Messergebnis
an eine Motorsteuerung 15 weiter. Die Motorsteuerung 15 stellt
dabei eine erfindungsgemäße Vorrichtung
dar, die im Folgenden noch näher
beschrieben wird. Dem Saugrohr 5 sind über einen Entlüftungskanal 10 Gase,
insbesondere so genannte "blow
by"-Gase, die an
einem Kolben 75 des Zylinders 245 vorbei vom Brennraum 70 in
ein Kurbelgehäuse 80 des
Zylinders 245 strömen,
aus dein Kurbelgehäuse 80 zugeführt. Die
aus dein Kurbelgehäuse 80 austretenden
Gase werden zunächst
einem Ölabscheider 60 zugeführt und
dort von Motorölbestandteilen
getrennt. Die so gereinigten Gase gelangen über ein Kurbelgehäuseentlüftungsventil 55 und
einen zwischen dem Kurbelgehäuseentlüftungsventil 55 und
dem Eintritt des Entlüftungskanals 10 ins
Saugrohr 5 angeordneten Kurbelgehäuseentlüftungsdrucksensor 50 in
das Saugrohr 5. Man spricht in diesem Zusammenhang auch
von einer Teillastentlüftung.
Der Kurbelgehäuseentlüftungsdrucksensor 50 misst
den Druck pkgh im Entlüftungskanal 10 zwischen
dem Kurbelgehäuseentlüftungsventil 55 und
dem Saugrohr 5 und leitet das Messergebnis an die Motorsteuerung 15 weiter.
Die Strömungsrichtung
des Gases im Entlüftungskanal 10 und
der über
die Luftzufuhr 30 zugeführten
Frischluft ist in 1 jeweils
durch einen Pfeil gekennzeichnet. In Strömungsrichtung der Frischluft
ist in der Lufzufuhr 30 der Drosselklappe 40 vorausgehend
ein Luftmassenmesser 35, beispielsweise ein Heißfilm-Luftmassenmesser
angeordnet, der den dem Saugrohr 5 zugeführten Frischluftmassenstrom
misst und das Messergebnis an die Motorsteuerung 15 weiterleitet. In
Strömungsrichtung
der Frischluft ist in der Luftzufuhr 30 dein Luftmassenmesser 35 vorausgehend
ein Umgebungsdrucksensor 255 angeordnet, der den an dieser
Stelle der Luftzufuhr 30 anliegenden Umgebungsdruck pu
misst und das Messergebnis an die Motorsteuerung 15 weiterleitet.
Das Kurbelgehäuseentlüftungsventil 55 dient
zur Begrenzung des Unterdrucks im Kurbelgehäuse 80 und wird entsprechend
von der Motorsteuerung 15 angesteuert bzw. kalibriert.
Zur Einstellung eines beispielsweise zur Umsetzung eines Fahrerwunschmomentes
erforderlichen Frischluftmassenstroms steuert die Motorsteuerung 15 auch
die Drosselklappe 40 zur Einstellung eines dafür geeigneten Öffnungsgrades
in dem Fachmann bekannter Weise an. Die Einspritzung von Kraftstoff
kann über
das Saugrohr 5 oder direkt in den Brennraum 70 in
dein Fachmann bekannter Weise erfolgen und ist aus Gründen der Über sichtlichkeit
in 1 nicht dargestellt.
Das im Brennraum 70 befindliche Luft-/Kraftstoffgemisch wird von einer in 1 ebenfalls nicht dargestellten
Zündkerze
gezündet. Durch
die Verbrennung des Luft-/Kraftstoffgemisches wird der Kolben 75 bewegt,
der seinerseits eine Kurbelwelle 85 antreibt. Das bei der
Verbrennung des Luft-/Kraftstoffgemisches entstehende Abgas wird über ein
Auslassventil 90 in einen Abgasstrang 95 ausgestoßen, wobei
die Strömungsrichtung
des Abgases in 1 ebenfalls
durch einen Pfeil gekennzeichnet ist.
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In 2 ist ein Funktionsdiagramm
dargestellt, das software- und/oder hardwaremäßig in der Motorsteuerung 15 implementiert
sein kann. Durch das Funktionsdiagramm in 2 wird eine Diagnosevorrichtung 250 realisiert.
Die Diagnosevorrichtung 250 umfasst Ermittlungsmittel 20,
die im Folgenden auch als Ermittlungseinheit bezeichnet werden.
Der Ermittlungseinheit 20 ist vom Kurbelgehäuseentlüftungsdrucksensor 50 der
Druck pkgh im Entlüftungskanal 10 zugeführt. Der
Ermittlungseinheit 20 ist außerdem vom Saugrohrdrucksensor 45 der
Saugrohrdruck ps zugeführt.
Der Ermittlungseinheit 20 ist außerdem vom Umgebungsdrucksensor 255 der
Umgebungsdruck pu zugeführt.
Der Umgebungsdruck pu kann auch in dem Fachmann bekannter Weise
in der Motorsteuerung 15 modelliert werden. Ferner sind
der Ermittlungseinheit 20 von einer Diagnosefreigabeeinheit 100 ein
erstes Freigabesignal f1 und ein zweites Freigabesignal f2 zugeführt. Der
Diagnosefreigabeeinheit 100 ist der Saugrohrdruck ps und der
Umgebungsdruck pu zugeführt.
Der Diagnosefreigabeeinheit 100 sind außerdem Eingangssignale 105 zugeführ. Diese
werden im Folgenden näher
erläutert.
Die Ermittlungseinheit 20 bildet in Abhängigkeit der zugeführten Größen ein
erstes Differenzsignal d1, ein zweites Differenzsignal d2, einen
maximalen Saugrohrdruck psmax und einem minimalen Saugrohrdruck
psmin. Die gebildeten Größen werden
eine Diagnoseeinheit 25 der Diagnosenvorrichtung 250 zugeführt. Dabei
wird das erste Differenzsignal d1 einem ersten Vergleichsglied 110 zugeführt, dein
außerdem
ein erster vorgegebener Wert V1 zugeführt wird. Ist das erste Differenzsignal
d1 größer als
der erste vorgegebene Wert V1, so wird ein Ausgang des ersten Vergleichsgliedes 110 gesetzt.
Andernfalls ist der Ausgang des ersten Vergleichsgliedes 110 zurückgesetzt.
Der Ausgang des ersten Vergleichsgliedes 110 ist auf ein
erstes UND-Glied 135 geführt. Am Ausgang des ersten
UND-Gliedes 135 liegt ein Fehlerdetektionssignal an. Weiterhin
wird das zweite Differenzsignal d2 einem zweiten Vergleichsglied 115 zugeführt, dem
außerdem
ein zweiter vorgegebener Wert V2 zugeführt wird. Ist das zweite Differenzsignal
d2 größer als
der zweite vorgegebene Wert V2, so wird ein Ausgang des zweiten Vergleichsgliedes 115 gesetzt.
Andernfalls ist der Ausgang des zweiten Vergleichsgliedes 115 zurückgesetzt.
Der Ausgang des zweiten Vergleichsgliedes 115 ist ebenfalls
auf das erste UND-Glied 135 geführt. Das erste Differenz signal
d1 und das zweite Differenzsignal d2 sind außerdem einem dritten Vergleichsglied 120 zugeführt. Ist
das erste Differenzsignal d1 größer als
das zweite Differenzsignal d2, so wird der Ausgang des dritten Vergleichsgliedes 120 gesetzt.
Andernfalls ist der Ausgang des dritten Vergleichsgliedes 120 zurückgesetzt.
Der Ausgang des dritten Vergleichsgliedes 120 ist ebenfalls
dem ersten UND-Glied 135 zugeführt. Der maximale Saugrohrdruck
psmax und der minimale Saugrohrdruck psmin sind einem ersten Subtraktionsglied 130 zugeführt. Im
ersten Subtraktionsglied 130 wird der minimale Saugrohrdruck
psimin vom maximalen Saugrohrdruck psmax abgezogen. Die Differenz
wird einem vierten Vergleichsglied 125 zugeführt. Dem
vierten Vergleichsglied 125 wird außerdem ein dritter vorgegebener
Wert V3 zugeführ.
Ein Ausgang des vierten Vergleichsgliedes 125 wird gesetzt,
wenn die zugeführte
Differenz größer als
der dritte vorgegebene Wert V3 ist. Andernfalls wird der Ausgang
des vierten Vergleichsgliedes 125 zurückgesetzt. Der Ausgang der
des vierten Vergleichsgliedes 125 ist ebenfalls dem ersten
UND-Glied 135 zugeführt. Der
Ausgang des ersten UND-Gliedes 135 und damit das Fehlerdetektionssignal
ist gesetzt und zeigt damit einen diagnostizierten Fehler der Entlüftung über den
Entlüftungskanal 10,
beispielsweise in Form einer Leckage oder eines abgefallenen Schlauches,
an, wenn alle Eingangssignale des ersten UND-Gliedes 135 gesetzt
sind. Andernfalls ist das Fehlerdetektionssignal zurückgesetzt
und es wird kein Fehler der Entlüftung diagnostiziert.
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In 3 ist ein Funktionsdiagramm
für die Realisierung
der Ermittlungseinheit 20 dargestellt. Dabei wird der Saugrohrdruck
ps einem zweiten Subtraktionsglied 140 zugeführt und
dort vom Druck pkgh im Entlüftungskanal 10 subtrahiert.
Die Differenz wird einem ersten Tiefpass 150 zugeführt. Im
ersten Tiefpass 150 wird die zugeführte Differenz mit einer applizierbaren
ersten Zeitkonstanten tiefpassgefiltert. Die tiefpassgefilterte
Differenz wird einem ersten Maximumglied 165 zugeführt. Das
erste Maximumglied 165 speichert einen erstmalig empfangenen
tiefpassgefilterten Differenzwert als Maximumwert und gibt ihn an
seinem Ausgang als erstes Differenzsignal d1 ab. Dieser Maximumwert
wird auf das erste Maximumglied 165 zurück gekoppelt und dort mit nachfolgend
empfangenen tiefpassgefilterten Differenzwerten verglichen. Ist
ein nachfolgend empfangener tiefpassgefilterter Differenzwert größer als
der bislang gespeicherte und am Ausgang des ersten Maximumgliedes 165 abgegebene
Maximumwert, so wird dieser Maximumwert dem nachfolgend empfangenen tiefpassgefilterten
Differenzwert gleichgesetzt und als neues erstes Differenzsignal
d1 abgegeben. Weiterhin wird der Druck pkgh im Entlüftungskanal 10 einem
dritten Subtraktionsglied 145 zugeführt und dort vom Umgebungsdruck
pu subtrahiert. Die Differenz wird einem zweiten Tiefpass 155 zugeführt. Im
zweiten Tiefpass 155 wird die zugeführte Differenz mit einer applizierbaren
zweiten Zeitkonstanten tiefpassgefiltert. Die tiefpassgefilterte
Differenz wird einem zweiten Maximumglied 170 zugeführt. Das
zweite Maximumglied 170 speichert einen erstmalig empfangenen
tiefpassgefilterten Differenzwert als Maximumwert und gibt ihn an
seinem Ausgang als zweites Differenzsignal d2 ab. Dieser Maximummwert wird
auf das zweite Maximumglied 170 zurück gekoppelt und dort mit nachfolgend
empfangenen tiefpassgefilterten Differenzwerten verglichen. Ist
ein nachfolgend empfangener tiefpassgefilterter Differenzwert größer als
der bislang gespeicherte und am Ausgang des zweiten Maximumgliedes 170 abgegebene
Maximumwert, so wird dieser Maximumwert dem nachfolgend empfangenen
tiefpassgefilterten Differenzwert gleichgesetzt und als neues zweites
Differenzsignal d2 abgegeben. Der Saugrohrdruck ps wird einem dritten
Tiefpass 160 zugeführt
und dort mit einer applizierbaren dritten Zeitkonstanten tiefpassgefiltert. Der
tiefpassgefilterte Saugrohrdruck ps wird einem dritten Maximumglied 175 zugeführt. Das
dritte Maximumglied 175 speichert einen erstmalig empfangenen
tiefpassgefilterten Saugrohrdruckwert als Maximumwert und gibt ihn
an seinem Ausgang als maximalen Saugrohrdruck psmax ab. Dieser Maximumwert
wird auf das dritte Maximumglied 175 zurück gekoppelt
und dort mit nachfolgend empfangenen tiefpassgefilterten Saugrohrdruckwerten
verglichen. Ist ein nachfolgend empfangener tiefpassgefilterter Saugrohrdruckwert
größer als
der bislang gespeicherte und am Ausgang des dritten Maximumgliedes 175 abgegebene
Maximumwert, so wird dieser Maximumwert dem nachfolgend empfangenen
tiefpassgefilterten Saugrohrdruckwert gleichgesetzt und als neuer
maximaler Saugrohrdruck psmax abgegeben. Der tiefpassgefilterte
Saugrohrdruck ps wird außerdem
einem Minimumglied 180 zugeführt. Das Minimumglied 180 speichert
einen erstmalig empfangenen tiefpassgefilterten Saugrohrdruckwert
als Minimum wert und gibt ihn an seinem Ausgang als minimalen Saugrohrdruck
psmin ab. Dieser Minimumwert wird auf das Minimumglied 180 zurück gekoppelt
und dort mit nachfolgend empfangenen tiefpassgefilterten Saugrohrdruckwerten
verglichen. Ist ein nachfolgend empfangener tiefpassgefilterter
Saugrohrdruckwert kleiner als der bislang gespeicherte und am Ausgang
des Minimumgliedes 180 abgegebene Minimumwert, so wird
dieser Minimumwert dem nachfolgend empfangenen tiefpassgefilterten
Saugrohrdruckwert gleichgesetzt und als neuer minimaler Saugrohrdruck
psmin abgegeben. Den drei Tiefpässen 150, 155, 160 wird
außerdem
jeweils das erste Freigabesignal f1 zugeführt. Ist das erste Freigabesignal
f1 gesetzt, so wird die Tiefpassfilterung für die drei Tiefpässe 150, 150, 160 freigegeben,
andernfalls wird die Tiefpassfilterung gesperrt. Den drei Maximumgliedern 165, 170, 175 und
dein Minimumglied 180 ist jeweils das zweite Freigabesignal
f2 zugeführt.
Ist das zweite Freigabesignal f2 gesetzt, so wird die Maximumbildung
in den drei Maximumgliedern 165, 170, 175 und
die Minimumbildung im Minimumglied 180 freigegeben, andernfalls
wird die Maximumbildung und die Minimumbildung gesperrt.
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In 4 ist ein Funktionsdiagramm
für die Realisierung
der Diagnosefreigabeeinheit 100 dargestellt. Einem ersten
Inversionsglied 185 ist ein erstes Fehlersignal S1 zugeführt, das
gesetzt ist, wenn ein Fehler des Saugrohrdrucksensors 45 diagnostiziert wurde
und das andernfalls zurückgesetzt
ist. Das erste Inversionsglied 185 invertiert das erste
Fehlersignal S1. Ist das erste Fehlersignal S1 gesetzt, so ist der
Ausgang des ersten Inversionsgliedes 185 zurückgesetzt.
Ist das erste Fehlersignal S1 zurückgesetzt, so ist der Ausgang
des ersten Inversionsgliedes 185 gesetzt. Der Ausgang des
ersten Inversionsgliedes 185 ist einem zweiten UND-Glied 205 zugeführt. Einem
zweiten Inversionsglied 90 ist ein zweites Fehlersignal
S2 zugeführt,
das gesetzt ist, wenn ein Fehler des Umgebungsdrucksensors 255 diagnostiziert
wurde und das andernfalls zurückgesetzt ist.
Das zweite Inversionsglied 190 invertiert das zweite Fehlersignal
S2. Ist das zweite Fehlersignal S2 gesetzt, so ist der Ausgang des
zweiten Inversionsgliedes 190 zurückgesetzt. Ist das zweite Fehlersignal
S2 zurückgesetzt,
so ist der Ausgang des zweiten Inversionsgliedes 190 gesetzt.
Der Ausgang des zweiten Inversionsgliedes 190 ist dem zweiten UND-Glied 205 zugeführt. Einem
dritten Inversionsglied 195 ist ein drittes Fehlersignal
S3 zugeführt,
das gesetzt ist, wenn ein Fehler des Kurbelgehäuseentlüftungsdrucksensors 50 diagnostiziert
wurde und das andernfalls zurückgesetzt
ist. Das dritte Inversionsglied 195 invertiert das dritte
Fehlersignal S3. Ist das dritte Fehlersignal S3 gesetzt, so ist
der Ausgang des dritten Inversionsgliedes 195 zurückgesetzt.
Ist das dritte Fehlersignal S3 zurückgesetzt, so ist der Ausgang
des dritten Inversionsgliedes 195 gesetzt. Der Ausgang
des dritten Inversionsgliedes 195 ist dein zweiten UND-Glied 205 zugeführt. Einem
vierten Inversionsglied 200 ist ein viertes Fehlersignal
S4 zugeführt,
das gesetzt ist, wenn ein Fehler eines Motortemperatursensors, der
in 1 nicht dargestellt
ist, diagnostiziert wurde und das andernfalls zurückgesetzt
ist. Das vierte Inversionsglied 200 invertiert das vierte
Fehlersignal S4. Ist das vierte Fehlersignal S4 gesetzt, so ist
der Ausgang des vierten Inversionsgliedes 200 zurückgesetzt.
Ist das vierte Fehlersignal S4 zurückgesetzt, so ist der Ausgang des
vierten Inversionsgliedes 200 gesetzt. Der Ausgang des
vierten Inversionsgliedes 200 ist dem zweiten UND-Glied 205 zugeführt. Wenn
sämtliche
Eingänge
des zweiten UND-Gliedes 205 gesetzt sind, so ist auch der
Ausgang des zweiten UND-Gliedes 205 gesetzt.
Ist nur eine der Eingangsgrößen des
zweiten UND-Gliedes 205 zurückgesetzt, so ist auch der
Ausgang des zweiten UND-Gliedes 205 zurückgesetzt. Der Ausgang des
zweiten UND-Gliedes 205 ist auf ein drittes UND-Glied 230 geführt. Dem
dritten UND-Glied 230 ist außerdem ein fünftes Fehlersignal S5
zugeführt,
das gesetzt ist, wenn eine Diagnose des Saugrohrdrucksensors 45 abgelaufen
bzw. beendet ist und das andernfalls zurückgesetzt ist.
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Dem
dritten UND-Glied 230 ist außerdem ein sechstes Fehlersignal
S6 zugeführt,
das gesetzt ist, wenn eine Diagnose des Umgebungsdrucksensors 255 abgelaufen
bzw. beendet ist und das andernfalls zurückgesetzt ist. Dem dritten
UND-Glied 230 ist außerdem
ein siebtes Fehlersignal S7 zugeführt, das gesetzt ist, wenn
ein Start des Ottomotors 240 beendet ist und das andernfalls
zurückgesetzt
ist. Der Ausgang des dritten UND-Gliedes 230 ist das erste Freigabesignal
f1 und ist gesetzt, wenn sämtliche Eingangssignale
des dritten UND-Gliedes 230 gesetzt sind und ist andernfalls
zurückgesetzt.
Das erste Freigabesignal f1 ist einem vierten UND-Glied 235 zugeführt. Vom
Umgebungsdruck pu wird in einem vierten Subtraktionsglied 210 ein
vierter vorgegebener Wert V4 subtrahiert. Die Differenz wird einem fünften Vergleichsglied 215 zugeführt und
dort mit dein Saugrohrdruck ps verglichen. Ist der Saugrohrdruck
ps kleiner als die im vierten Subtraktionsglied 210 gebildete
Differenz, so wird ein Ausgang des fünften Vergleichsgliedes 215 gesetzt,
andernfalls wird dieser Ausgang zurückgesetzt. Der Ausgang des
fünften
Vergleichsgliedes 215 wird dem vierten UND-Glied 235 zugeführt. Einem
sechsten Vergleichsglied 220 wird der von dein Motortemperatursensor
gemessene und der Motorsteuerung 15 zugeführte Motortemperaturwert
tmot mit einem fünften vorgegebenen
Wert V5 verglichen. Ist der gemessene Motortemperaturwert tmot größer als
der fünfte vorgegebenen
Wert V5, so wird ein Ausgang des sechsten Vergleichsgliedes 220 gesetzt,
andernfalls wird dieser Ausgang zurückgesetzt. Der Ausgang des
sechsten Vergleichsgliedes 220 ist ebenfalls dem vierten
UND-Glied 235 zugeführt. Einem
siebten Vergleichsglied 225 wird ein beispielsweise aus
dem gemessenen Umgebungsdruck pu und der gemessenen Motortemperatur
tmot modellierter Höhenwert
h der Höhe
des Fahrzeugs über
dem Meeresspiegel mit einem sechsten vorgegebenen Wert V6 verglichen.
Ist der gemessene Höhenwert
h größer als
der sechste vorgegebenen Wert V6, so wird ein Ausgang des siebten
Vergleichsgliedes 225 gesetzt, andernfalls wird dieser
Ausgang zurückgesetzt.
Der Ausgang des siebten Vergleichsgliedes 225 ist ebenfalls dem
vierten UND-Glied 235 zugeführt. Der Ausgang des vierten
UND-Gliedes 235 ist das zweite Freigabesignal f2 und ist
gesetzt, wenn sämtliche
Eingangssignal des vierten UND-Gliedes 235 gesetzt sind
und ist andernfalls zurückgesetzt.
Die Fehlersignale S1 bis S7, die vorgegebenen Werte V4 bis V6, der
Motortemperaturwert tmot und der Höhenwert h bilden die Eingangssignale 105 der
Diagnosefreigabeeinheit 100.
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Das
erste Differenzsignal d1 stellt eine maximale tiefpassgefilterte
Druckdifferenz zwischen dem Druck pkgh im Entlüftungskanal 10 und
dem Saugrohrdruck ps dar. Das zweite Differenzsignal d2 stellt eine
maximale tiefpassgefilterte Druckdifferenz zwischen dem Umgebungsdruck
pu und dein Druck pkgh im Entlüftungskanal 10 dar.
Die Tiefpassbildung unter Verwendung der Tiefpässe 150, 155, 160 ermöglicht die
Glättung
von Druckspitzen. Auf diese Weise wird die Fehlerdiagnose zuverlässiger.
Die Tiefpassfilterung mit den Tiefpässen 150, 155, 160 ist jedoch
nicht unbedingt für
die Realisierung der Erfindung erforderlich. Auch die Maximumbildung
mit den drei Maximumgliedern 165, 170, 175 und
dem Minimumglied 180 ermöglicht eine sichere Erkennung und
Diagnose eines Fehlers der Entlüftung,
da die auftretenden Extremwerte der Druckdifferenzen und des Saugrohrdruckes
für die
Diagnose herangezogen werden. Aber auch die Maximumbildung mit den Maximumgliedern 165, 170, 175 und
die Minimumbildung mit dem Minimumglied 180 ist nicht unbedingt für die Realisierung
der Erfindung erforderlich. Die Tiefpassfilterung und auch die Maximumbildung muss
nicht auf jede verwendete Druckdifferenz oder den Saugrohrdruck
ps angewandt werden. Weiterhin kann die Fehlerdiagnose der Entlüftung, hier
der Kurbelgehäuseentlüftung, auch
lediglich basierend auf dem ersten Differenzsignal d1 bzw. der Druckdifferenz
zwischen dem Druck pkgh im Entlüftungskanal 10 und
dem Saugrohrdruck ps im Vergleich mit dem ersten vorgegebenen Wert
V1 (erster Diagnoseschritt) oder lediglich basierend auf dem zweiten
Differenzsignal d2 bzw. der Druckdifferenz zwischen dem Umgebungsdruck
pu und dem Druck pkgh im Entlüftungskanal 10 im
Vergleich mit dem zweiten vorgegebenen Wert V2 (zweiter Diagnoseschritt) oder
lediglich basierend auf dem Vergleich zwischen den beiden Differenzsignalen
d1, d2 bzw. Druckdifferenzen (dritter Diagnoseschritt) in entsprechender Weise
durchgeführt
werden. Dabei können
die einzelnen Diagnoseschritte auch in beliebiger Kombination zur
Fehldetektion herangezogen werden. Zusätzlich kann die Diagnose des
Fehlers davon abhängig
gemacht werden, dass die Differenz aus dein gegebenenfalls tiefpassgefilterten
und/oder maximal ermittelten Saugrohrdruck und dem gegebenenfalls tiefpassgefilterten
und/oder minimal ermittelten Saugrohrdruck mit dein dritten vorgegebenen
Wert V3 in der beschriebenen Weise verglichen wird (vierter Diagnoseschritt).
Gemäß dem Ausführungsbeispiel
nach 2 werden alle vier
Diagnoseschritte durchgeführt,
um einen Fehler der Entlüftung
zu diagnostizieren, d. h. ein Fehler wird nur dann diagnostiziert,
wenn alle abgeprüften
Diagnoseschritte am Eingang des ersten UND-Gliedes 135 zu einem gesetzten
Signal führen.
Die vorgegebenen Werte V1 bis V6 können beispielsweise auf einem
Prüfstand geeignet
appliziert werden und zwar derart, dass bezuglich der drei vorgegebenen
Werte V1 bis V3 ein Fehler der Kurbelgehäuseentlüftung einerseits sicher erkannt
und andererseits Messtoleranzen der verwendeten Drucksensoren 45,50, 255 berücksichtigt werden.
Die vorgegebenen Werte V4 bis V6 können beispielsweise ebenfalls
auf einem Prüfstand
geeignet appliziert werden und zwar derart, dass die Durchführung der
Diagnoseschritte und deren Auswertung mittels der Freigabesignale
f1, f2 nur unter definierten Betriebs- und Umweltbedingungen zugelassen wird,
um fehlerhafte Einflüsse
der Betriebs- und Umweltbedingungen zu vermeiden. Mit den Fehlersignalen
S5 bis S7 wird ermöglicht,
dass die Fehler diagnose nur dann durchgeführt wird, wenn die verwendeten
Drucksensoren 45,50, 255 und der verwendete
Motortemperatursensor fehlerfrei diagnostiziert wurden, diese Diagnose
zumindest für
den Saugrohrdrucksensor 45 und Umgebungsdrucksensor 255 abgeschlossen
wurde und der Motorstart des Ottomotors 240 beendet wurde.
Somit werden fehlerhafte Einflüsse
der verwendeten Sensoren und deren Diagnose sowie fehlerhafte Einflüsse durch
den Motorstart auf die Fehlerdiagnose der Kurbelgehäuseentlüftung vermieden.
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Ein
entsprechendes Diagnoseverfahren kann für eine Tankentlüftung mit
einem Tankentlüftungsventil
und einem Drucksensor zwischen dem Tankentlüftungsventil und der Einmündung der Tankentlüftung in
das Saugrohr 5 realisiert werden.
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Ein
diagnostizierter Fehler der Entlüftung kann
in der Motorsteuerung 15 gespeichert und einem Fahrer das
Kraftfahrzeugs beispielsweise an einem Kombinationsinstrument sichtbar
gemacht werden. Der in der Motorsteuerung 15 gespeicherte
Fehler kann bspw. durch einem Tester in einer Werkstatt ausgelesen
werden.
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Bei
fehlerfreier Entlüftung
ist der gemessene Druck pkgh im Entlüftungskanal 10 zum
gemessenen Saugrohrdruck ps proportional und durch die Drosselwirkung
des Kurbelgehäuseentlüftungsventils 55, das
als Rückschlagventil
ausgebildet sein kann, bzw. durch die Querschnittsfläche des
Entlüftungskanals 10 bestimmt.
Das Prinzip der oben beschriebenen Diagnose eines Fehlers der Entlüftung beruht
darauf, dass bei fehlerfreier Entlüftung zum einen die Druckdifferenz
zwischen dem Druck pkgh im Entlüftungskanal 10 und
dem Saugrohrdruck ps gering und von der Last des Ottomotors 240,
die hier beispielsweise durch den Saugrohrdruck ps charakterisiert
sein kann, unabhängig
ist. Dies gilt generell und insbesondere im Falle von aufgeladenen
Ottomotoren oder hier nicht weiter betrachteten aufgeladenen Dieselmotoren
nur für
Saugrohrdrücke
ps kleiner oder gleich dem Umgebungsdruck pu, da ansonsten das Kurbelgehäuseentlüftungsventil 55 und
damit die Kurbelgehäuseentlüftung abgesperrt
wird. Zum anderen ist die Druckdifferenz zwischen dein Umgebungsdruck
pu und dein Druck pkgh im Entlüftungskanal 10 bei
fehlerfreier Entlüftung
von der Last stark abhängig.
Im Fehlerfall, also beispielsweise bei einem Leck im Entlüftungskanal 10 kehren
sich diese Verhältnisse
um, d. h. die Druckdifferenz zwischen dein Druck pkgh im Entlüftungskanal 10 und
dem Saugrohrdruck ps wird größer und
lastabhängig, während die
Druckdifferenz zwischen dein Umgebungsdruck pu und dein Druck pkgh
dem Entlüftungskanal 10 je
nach Ort der Leckage im Entlüftungskanal 10 bis
gegen Null gehen kann und lastunabhängig ist. Weiterhin wird im
Fehlerfall das erste Differenzsignal d1 bzw. die Druckdifferenz
zwischen dein Druck pkgh im Entlüftungskanal 10 und
dem Saugrohrdruck ps größer als
das zweite Differenzsignal d2 bzw. die Druckdifferenz zwischen dem
Umgebungsdruck pu und dem Druck pkgh im Entlüftungskanal 10. Im
fehlerfreien Fall hingegen ist entsprechend das zweite Differenzsignal
d2 größer als das
erste Differenzsignal d1. Der Fehlerfall zeichnet sich gegenüber dem
fehlerfreien Fall auch dadurch als, dass die Differenz zwischen
dem maximalen Saugrohrdruck psmax und dem minimalen Saugrohrdruck
psmin den dritten vorgegebenen Wert V3 überschreitet, also erhebliche
Schwankungen des Saugrohrdruckes während der Diagnose vorliegen.
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Durch
das erfindungsgemäße Verfahren
und die erfindungsgemäße Vorrichtung
kann ein Defekt des Kurbelgehäuseentlüftungssystems
und/oder eines Tankentlüftungssystems
auch bei Verwendung eines Saugrohrdrucksensors 45 zur Ermittlung
der Motorlast und ohne Verwendung des Luftmassenmessers 35 erkannt
und als Leckage oder Schlauchabfall des Entlüftungskanals 10 sicher
und frühzeitig diagnostiziert
werden. Somit lassen sich gesetzliche Anforderungen im Hinblick
auf das Entweichen schädlicher
Abgase, insbesondere von HC-Emissionen, erfüllen und Fehlerzustände der
Entlüftung
bereits diagnostizieren, bevor in einem Leerlaufbetriebszustand
bleibende Abweichungen der Motoristdrehzahl von der Motorsolldrehzahl
entstehen. Durch die Diagnose ist es möglich, dem Fahrer den Fehlerzustand
anzuzeigen, sodass er die Servicewerkstatt aufsuchen kann. Die Diagnose
gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren
und mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung
kann auch bei Systemen angewandt werden, bei denen die Motorlast
nur mit dem Luftmassenmesser 35 und ohne Verwendung des Saugrohrdrucksensors 45 durchgeführt wird,
wobei auch in diesem Fall eine eindeutige Fehlererkennung und – lokalisierung
möglich
ist.