DE19961064A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Detektieren ventilbezogener Fehlerzustände für einen Verbrennungsmotor - Google Patents
Vorrichtung und Verfahren zum Detektieren ventilbezogener Fehlerzustände für einen VerbrennungsmotorInfo
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Abstract
Eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Detektieren eines Fehlerzustandes in einem Verbrennungsmotor verwendet die Ansauglufttemperaturen an jedem einer Vielzahl von Zylinderabschnitten des Motors. Ein Mittelwert der Vielzahl von Ansauglufttemperaturen wird mit jeder einzelnen Temperatur zu diskreten Zeitinkrementen verglichen. Die Änderungsrate jeder Ansauglufttemperatur wird relativ zu dem mittleren Temperaturwert beurteilt, um zu bestimmen, ob ein ventilbezogener Fehlerzustand aufgetreten ist. Bei einem weiteren Merkmal der Vorrichtung und des Verfahrens wird eine Vielzahl von Temperaturdifferenzwerten über mehrere Zeitinkremente differenziert. Die resultierende Vielzahl differenzierter Werte wird über die Zeitperiode integriert oder summiert, wobei das Ereignis mit einem Grenzwert verglichen wird, der einen ventilbezogenen Fehler angibt.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft die Detektion von Fehlerzu
ständen oder Fehlern eines Verbrennungsmotors. Insbesondere
betrifft die Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren zum
Detektieren von Motorfehlern, die ein Ergebnis von Motorventil
fehlern und ventilbezogener Fehler sind.
Ein typischer Verbrennungsmotor verwendet eine Anordnung von
Ventilen, um das Ansaugen und Ablassen von Gasen in und aus
einem Motorzylinder zu steuern. Bei einer typischen Anordnung
sind die Ventile unter Verwendung von Federn in dem Motorblock
oder Zylinderkopf befestigt. Die Bewegung - d. h. das Öffnen und
Schließen - der Ventile wird typischerweise mittels einer
Hebelanordnung gesteuert. Die Hebelanordnung wird von der
Kurbelwelle des Motors angetrieben und verwendet eine Anordnung
von Nocken, um den zeitlichen Ablauf der Bewegung (des Hubs)
der Ventile in jedem Zylinder zu steuern.
Verbrennungsmotoren umfassen wenigstens ein Ventil pro Zylin
der. Bei einem Zylinder mit einem einzelnen Ventil wird das
Ventil einmal zum Ansaugen von Luft und ein zweites Mal zum
Ablassen von Verbrennungsgasen geöffnet. Bei einem anderen
Motortyp sind zwei derartige Ventile vorhanden, eins zum Ansau
gen und eins zum Ablassen.
Den Motorzylindern wird mittels einer Anordnung von Krümmern
Luft zugeführt. In Fig. 1 ist ein Typ eines Motors gezeigt,
der acht Zylinder in einer herkömmlichen V-Anordnung verwendet.
Somit umfaßt der Motor 10 eine linke Zylinderbank 11 und eine
rechte Zylinderbank 12. In diesem Fall kann der Motor 10 als in
vier Zylinderabschnitte oder Quadranten unterteilt betrachtet
werden, wobei jeder Quadrant von einem separaten Ansaugkrümmer
versorgt wird. Beispielsweise werden die zwei oberen linken
Zylinder in der Figur durch den linken vorderen Luftansaugkrüm
mer 15 mit Luft versorgt. In vergleichbarer Weise wird der
rechte vordere Quadrant des Motors 10 durch den rechten vorde
ren Luftansaugkrümmer 16, der linke hintere Quadrant durch den
linken hinteren Luftansaugkrümmer 17 und der rechte hintere
Quadrant von dem rechten hinteren Luftansaugkrümmer 18 ge
speist.
Wie oben erwähnt, umfaßt jeder Zylinder eine Anordnung von
einem oder mehreren Ventilen. Eine typische Ventilanordnung 30
ist in Fig. 2 abgebildet. Die Ventilanordnung 30 ist in dem
Motorkopf 31 angebracht. Für ein Ansaugventil ist die Ventil
anordnung zwischen dem Lufteinlaß 32 und der Motorzylinderkam
mer 33 angeordnet, um den Luftstrom zu steuern, der von dem
Einlaß und dem Krümmer in den Zylinder gezogen wird.
Die Ventilanordnung umfaßt einen Ventilschaft 35, der in einem
Ventilkopf 36 endet. Der Ventilkopf 36 ist so ausgeführt, daß
er gegen einen Ventilsitz 37 abdichtet, der zwischen dem
Lufteinlaß 32 und der Zylinderkammer 33 angeordnet ist. Bei
ordnungsgemäßem Betrieb wird der Ventilkopf 36 von dem Ventil
sitz 37 abgehoben, um Luft in die Zylinderkammer 33 einzufüh
ren, und dichtet dann anschließend gegen den Ventilsitz 37 ab.
Der Motorkopf 31 trägt eine Ventilführung 39, durch die sich
der Ventilschaft 35 hin- und herbewegt. Eine Anordnung von
Federn, nämlich eine äußere Feder 40 und eine innere Feder 41,
stellen dem Ventilschaft 35 eine nach oben gerichtete Kraft zur
Verfügung. Bei dieser Ausführungsform ist eine Federscheibe 42
am Ende des Ventilschaftes in Eingriff gebracht, um die Federn
40, 41 zwischen der Scheibe und der Ventilführung 39 zu fes
seln. Die Federn 40 und 41 sind so ausgelegt, daß sie eine
geeignete Rückstellkraft bereitstellen, um den Ventilkopf 36,
zu einem geeigneten Zeitpunkt während des Motorzyklus, zurück
in dichtenden Eingriff mit dem Ventilsitz 37 zu ziehen.
Die abwärts gerichtete Bewegung des Ventilschaftes 35 und somit
des Ventilkopfes 36 wird von einer Hebelanordnung 45 gesteuert.
Ein Stößel 44 an einem Ende der Hebelanordnung drückt letzteren
an dem oberen Ende des Ventilschaftes 35 nach unten, um den
Ventilkopf 36 von dem Ventilsitz 37 abzuheben. Wenn der Stößel
44 zurückgezogen wird, ziehen die Federn 40 und 41 den Ventil
kopf wieder in Eingriff mit dem Sitz 37.
Wie jede mechanische Vorrichtung ist die Ventilanordnung 30 in
der rauhen Umgebung des Motors für Fehler anfällig. Fehler der
Ventilanordnung reichen von untergeordneten bis hin zu schwer
wiegenden Fehlern. Untergeordnete Probleme können mit einer
Leckage aufgrund eines schlechten Sitzes des Ventilkopfes 36 in
dem Ventilsitz 37 beginnen. Dieser schlechte Sitz kann aus
einer Verformung des Ventils, des Ventilsitzes oder der Ventil
führung resultieren. Aus einem Anstieg der Ventilleckage können
schwerwiegende Probleme resultieren, die ein Überhitzen des
Ventils und schließlich ein komplettes Versagen umfassen.
Andere Fehlerzustände der Ventilanordnung umfassen das Verbren
nen und/oder den Bruch des Ventilschaftes oder des Ventilsit
zes. Zusätzlich können die Ventilfedern aufgrund von Material
ermüdung versagen.
Fehler einer Ventilanordnung, beispielsweise der Ventilan
ordnung 30, sind schwer zu detektieren. Nicht-detektierte
ventilbezogene Fehler können sich rapide fortsetzen und schnell
zu einer schwerwiegenden Beschädigung des Motors führen. In
Abhängigkeit der Art des Fehlers kann sich innerhalb von weni
ger als fünf Minuten eine schwerwiegende Beschädigung eines
Motors ergeben. In einigen Fällen können Kolben, Zylinderlauf
buchsen und Zylinderköpfe sowie Kraftstoffinjektoren und Ver
bindungsstangen aufgrund der Auswirkungen einer fehlerhaften
Ventilanordnung irreparabel beschädigt werden. Natürlich führen
Fehler dieses Ausmaßes zu erheblichen Ausfallzeiten des Motors.
Bei vielen Anwendungen, beispielsweise bei einem Betrieb im
Bergbau, soll ein Motor 24 Stunden am Tag und 7 Tage in der
Woche laufen. Bei diesen Anwendungen führt jede Ausfallzeit zu
zusätzlichen folgenschweren finanziellen Belastungen des Fahr
zeugbesitzers/-betreibers.
Moderne Motoren umfassen ein Motorsteuersystem, das mehrere
Motorbetriebszustände kontinuierlich überwacht, beispielsweise
Motordrehzahl, Öldruck und -temperatur, Kühlmitteldruck und
-temperatur, etc. Für einige Motorprobleme wird durch die
Überwachung dieser Zustände ein rechtzeitiger Warnhinweis für
den Fahrzeugbetreiber bereitgestellt, bevor diese Probleme
schwerwiegender werden. Für ventilbezogene Fehler jedoch,
stellt diese normalerweise durchgeführte Überwachung der Motor
betriebszustände keinen angemessen Warnhinweis bereit, bevor
schwerwiegende und sogar katastrophale Motorfehler auftreten.
Daher besteht ein Bedarf nach einer Vorrichtung und einem
Verfahren, das exakt und rechtzeitig einen ventilbezogenen
Fehler detektieren und den Fahrzeugbetreiber innerhalb eines
hinreichenden Zeitraumes informieren können, um eine wesentlich
schwerwiegendere Beschädigung des Motors zu vermeiden.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein
Verfahren zum Detektieren eines Fehlerzustandes in einem Ver
brennungsmotor und insbesondere zum Detektieren eines ventilbe
zogenen Fehlers. Das erfindungsgemäße Verfahren nutzt die
Ansauglufttemperaturen an jedem einer Vielzahl von Zylinderab
schnitten des Motors. Ein Mittelwert der Vielzahl von Ansaug
lufttemperaturen wird zu diskreten Zeitinkrementen mit jeder
der einzelnen Temperaturen verglichen. Die Änderungsrate jeder
Ansauglufttemperatur relativ zu dem Temperaturmittelwert wird
beurteilt, um festzustellen, ob ein Fehlerzustand aufgetreten
ist.
Gemäß bestimmter Aspekte der Erfindung ist in jedem Ansaugkrüm
mer ein Temperatursensor angeordnet. Die Ausgabe jedes Sensors
wird einem Motorsteuermodul zugeführt, das eine Folge von
Schritten ausführt, um die Temperaturinformationen zu evaluie
ren. Bei einer Ausführungsform umfaßt das Motorsteuermodul
einen Mikroprozessor, der eine Folge von Softwarebefehlen
ausführt. Bei dieser Ausführungsform werden Temperaturwerte an
jedem Ansaugkrümmer, der einem Zylinderabschnitt entspricht,
erfaßt, wobei ein Mittelwert erzeugt wird. Jeder Ansauglufttem
peraturwert wird dann mit dem Mittelwert verglichen, um einen
Differenzwert für jedes Zeitinkrement des Betriebs der Routine
zu erzeugen.
Diese Differenzwerte für jeden Zylinderabschnitt werden analy
siert, um die Rate der Änderung der Werte über der Zeit zu
bestimmen. Wenn die Änderungsrate für einen bestimmten Zylin
derabschnitt einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet, wird
dieser Zylinderabschnitt als fehlerhaft markiert.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Vorrichtung und des Verfahrens
werden die Temperaturdifferenzinformationen für einen betroffe
nen Zylinderabschnitt evaluiert, um festzustellen, ob der
Fehler wahrscheinlich auf einen ventilbezogenen Fehler zurück
zuführen ist. Bei einer Ausführungsform wird eine Vielzahl von
Temperaturdifferenzwerten über mehrere Zeitinkremente differen
ziert. Die resultierende Vielzahl von differenzierten Werten
wird über die Zeitperiode integriert oder summiert, wobei das
Ergebnis mit einem Grenzwert verglichen wird, der einen ventil
bezogenen Fehler angibt. Wenn das Ergebnis dieser Integration
den Grenzwert überschreitet, wird der betroffene Zylinder
zusätzlich als einen ventilbezogenen Fehler aufweisend mar
kiert. Wenn das Integrationsergebnis den Grenzwert nicht über
schreitet, wird daraus geschlossen, daß kein ventilbezogener
Fehler aufgetreten ist.
Ein Hauptziel der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung und
ein Verfahren bereitzustellen, die genau und schnell einen
Fehler identifizieren können, bevor schwerwiegendere Konsequen
zen auftreten. Ein weiteres Ziel wird durch Aspekte der Erfin
dung erreicht, die eine Detektion von Motorfehlern erlauben,
die von ventilbezogenen Fehlern verursacht werden. Ein anderes
Ziel ist es, eine Fehlerdetektionsvorrichtung zur Verfügung zu
stellen, das vorhandene Motorzustandssensoren oder bereits
erfaßte Motorbetriebszustände verwendet.
Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, daß eine Fehleranzeige
erzeugt werden kann, bevor eine schwerwiegende Beschädigung des
Motors auftreten kann. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß
die Vorrichtung und das Verfahren zwischen Fehlern unterschei
den können, die mit den Motorventilen zusammenhängen und sol
chen, die in keinem Zusammenhang mit denselben stehen.
Ein anderer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin,
daß sie den von dem ventilbezogenen Fehler betroffenen Zylin
derabschnitt oder Motorquadranten angibt, um den Motorrepara
turvorgang zuerleichtern. Andere Aufgaben und Vorteile der
Erfindung werden unter Berücksichtigung der folgenden Beschrei
bung und der beigefügten Figuren deutlich. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Draufsicht eines Verbrennungsmotors
zur Verwendung mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung und
dem erfindungsgemäßen Verfahren;
Fig. 2 eine vergrößerte Teilschnittansicht einert. Ventilanord
nung, die typischerweise mit dem in Fig. 1 gezeigten
Motor verwendet wird;
Fig. 3 eine graphische Darstellung von Ansaugkrümmertemperatu
ren über der Zeit vor, während und nach einem Ventilfe
derfehler;
Fig. 4 eine graphische Darstellung des Kurbelwellengehäuse
drucks, für den, gleichen Motor, der den in Fig. 3 gra
phisch wiedergegebenen Ventilfederfehler aufweist;
Fig. 5 eine graphische Darstellung von Ansauglufttemperaturen
über der Zeit für einen anderen Motor, der einen Ventil
sitzfehler aufweist;
Fig. 7 ein Flußdiagramm einer Subroutine, auf die durch Schrit
te der Hauptroutine
zugegriffen wird;
Fig. 8 ein Flußdiagramm einer alternativen Subroutine, auf die
durch Schritte der Hauptroutine
zugegriffen wird;
Fig. 9a und 9b graphische Darstellungen der Ansauglufttempera
turdiber der Zeit für zwei ventilbezogene Fehlerzustän
de;
Fig. 10a-10c graphische Darstellungen der Ansauglufttemperatur
über der Zeit, wenn kein ventilbezogener Fehler exi
stiert;
Fig. 11 ein Flußdiagramm von Schritten für ein Verfahren zum
Unterscheiden zwischen ventilbezogenen und nicht-
ventilbezogenen Fehlern.
Die vorliegende Erfindung stellt eine Vorrichtung und ein
Verfahren bereit, um ventilbezogene Fehler zu detektieren und
ein Alarmsignal an den Fahrzeugbetreiber auszugeben. Bei den
bevorzugten Ausführungsformen bewertet die Erfindung die An
sauglufttemperatur, detektiert Anomalitäten in dieser Tempera
tur und bewertet diese Anomalitäten, um zu bestimmen, ob sie
mit einem Ventilfehler zusammenhängen.
Bezugnehmend auf Fig. 1 umfaßt der Motor 10, der zuvor be
schrieben wurde, eine Anzahl von Ansauglufttemperatursensoren
20-23, einen für jeden Luftansaugkrümmer. Insbesondere ist ein
Sensor 20 für den linken vorderen Krümmer 15 bereitgestellt,
ein Sensor 21 in dem rechten vorderen Krümmer 16 angeordnet,
ein Sensor 22 dem linken hinteren Krümmer 17 zugeordnet und der
rechte rückwärtige Krümmer 18 hat einen Sensor 23. Die Tempera
tursensoren können verschiedene bekannte Konfigurationen auf
weisen, die dafür geeignet sind, die Temperatur der Luft, die
sich durch jeden der Krümmer bewegt, genau und schnell zu
erfassen, wie z. B. thermoelektrische Sensoren oder Thermisto
ren.
Signale von den Sensoren werden über Signalleitungen 24 zu
einem Motorsteuermodul 25 geführt. Das Motorsteuermodul 25 kann
in herkömmlicher Weise ausgeführt sein, nämlich daß es Ein
gangssignale von einer Vielzahl von Motorzustandssensoren
erhält und Ausgangssignale für verschiedene Motorkomponenten
erzeugt, um den Betrieb und die Leistung des Motors zu steuern.
Im Sinne der Erfindung kann das Motorsteuermodul Einrichtungen
zum Ausführen von Software umfassen, die die über die Signal
leitungen 24 erhaltenen Sensorausgangswerte lesen und evaluie
ren. Vorzugsweise umfaßt das Motorsteuermodul 25 einen Mikro
prozessor, der programmiert ist, eine Folge von Softwarebefeh
len auszuführen.
Die vorliegende Ausführungsform betrifft einen Motor, bei
spielsweise den Motor 10, der in Zylinderabschnitte oder
Quadranten unterteilt werden kann. Jedem Quadranten wird durch
seinen eigenen Ansaugkrümmer, beispielsweise den Ansaugkrümmern
15-18, Luft zugeführt. Demzufolge stellen die entsprechenden
Ansauglufttemperatursensoren 20-23 Ausgangssignalwerte in bezug
zur Temperatur der Luft bereit, die in das Zylinderpaar in
jedem Quadranten gezogen wird.
Mit der vorliegenden Erfindung ist es möglich, den Quadranten
der Zylinder zu identifizieren, der ein defektes oder ausgefal
lenes Ventil aufweist. Umfaßt jeder Quadrant mehr als einen
Zylinder, ist es nicht möglich, exakt zu differenzieren, wel
cher der Zylinder das fehlerhafte Ventil aufweist. Nichtsdesto
trotz ermöglicht es die vorliegende Erfindung, zumindest die
Quelle des Problems auf einen der Motorquadranten zu begrenzen.
Wenn jeder Quadrant nur einen Zylinder aufweist, kann das
Problem natürlich schnell einem einzelnen Zylinder zugewiesen
werden. Andererseits wird eine Inspektion während eines War
tungsvorgangs die fehlerhafte Ventilanordnung schnell entdec
ken, wenn jeder Quadrant zwei oder mehr Zylinder aufweist.
Bei dem Motor 10 der vorliegenden Ausführungsform werden dem
Steuermodul 25 vier Temperatursignale zugeführt. Wie in Fig. 3
dargestellt, sind die vier Temperatursignale TLF, TLR, TRF und
TRR. Diese Temperaturen entsprechen den Ausgabewerten des
linken vorderen Sensors 20, des linken hinteren Sensors 22, des
rechten vorderen Sensors 21 bzw. des rechten hinteren Sensors
23. Die graphische Darstellung in Fig. 3 veranschaulicht die
Auswirkung auf die Ansauglufttemperatur für einen Motorquadran
ten, der einen Ventilfederfehler aufweist. Wie die graphische
Darstellung zeigt, bleibt die Temperatur jedes Sensors und
folglich die Lufttemperatur in den Ansaugkrümmern jedes Qua
dranten relativ gleichförmig und konstant für den Zeitraum
eines normalen Motorbetriebs.
Bei Auftreten eines Ventilfederfehlers jedoch steigt die Tempe
ratur der Ansaugluft des entsprechenden Quadranten, in diesem
Fall des linken hinteren Quadranten, stark an. Wie aus dem
steilen Anstieg der Temperatur der Ansaugluft zu dem linken
hinteren Quadranten ersichtlich ist, kann ein katastrophaler
Motorfehler ziemlich schnell nach einem ventilbezogenen Fehler
auftreten. Folglich sind eine schnelle Detektion und ein
schnelles Eingreifen wichtig. Die vorliegende Erfindung stellt
eine Vorrichtung und ein Verfahren bereit, die innerhalb eines
kurzen Zeitraums nach dem Fehler denselben detektieren und ein
Alarmsignal erzeugen können. In einigen speziellen Fällen wird
der Fehleralarm innerhalb von 10 Sekunden nach dem ventilbezo
genen Fehler erzeugt.
Andere Motorzustandswerte reflektieren den ventilbezogenen
Fehler nicht rechtzeitig. In Fig. 4 ist beispielsweise eine
graphische Darstellung des Kurbelwellengehäusedrucks über der
Zeit abgebildet. Der Kurbelwellengehäusedruck bleibt für einen
geraumen Zeitraum nach dem Auftreten des Ventilfehlers stabil.
In diesem speziellen Fall tritt keine bedeutsame Störung des
Kurbelwellengehäusedrucks auf, bis mehr als 100 Sekunden nach
dem Fehler vergangen sind. Insbesondere zeigt der Kurbelwellen
gehäusedruck keine bedeutsame Reaktion, bis mehr als 200 Sekun
den oder über drei Minuten nach dem Fehler vergangen sind. In
einigen Fällen wurde der betroffene Zylinder in dem Zeitraum, in
dem der Kurbelwellengehäusedruck dramatisch angestiegen ist,
stark beschädigt.
Ein anderer Ventilfehlerzustand ist in Fig. 5 graphisch darge
stellt. Wiederum ist die Ansauglufttemperatur für jeden der
Zylinderabschnitte oder Quadranten über der Zeit aufgetragen.
In diesem Fall ist ein Ventilsitzfehler aufgetreten und wurde
nachfolgend weniger als 50 Sekunden später von der Vorrichtung
und dem Verfahren der vorliegenden Erfindung detektiert. In
diesem Fall stieg die Ansaugtemperatur des betroffenen Zylin
ders nicht so dramatisch an wie bei dem Ventilfederfehler in
der graphischen Darstellung von Fig. 3. Nichtsdestotrotz stieg
die Ansaugtemperatur in uncharakteristischer Weise an, fiel
leicht ab und stieg dann vor einem Temperaturanstieg mit gerin
gerer Steigung rasch an. Obwohl die in Fig. 4 abgebildete
Temperaturveränderung nicht so stark wie in Fig. 3 ist, können
die Auswirkungen dieses ventilbezogenen Fehlers für den Motor
schwerwiegend sein. In diesem Fall macht der schwächere Tempe
raturanstieg den Detektionsprozeß ein wenig schwieriger und
langwieriger.
Erfindungsgemäß arbeitet die die Temperatursensoren 20-23 und
das Motorsteuermodul 25 umfassende Vorrichtung gemäß einer
Anzahl von Schritten.
Es versteht sich, daß bei der bevorzugten Ausfüh
rungsform diese Schritte als "Hintergrund"-Routine ablaufen,
was bedeutet, daß die Folge der Schritte in vorbestimmten
Zeitintervallen wiederholt wird, während andere motorbezogene
Routinen ablaufen. Bei der Geschwindigkeit moderner Mikropro
zessoren kann diese Hintergrundroutine beispielsweise in Inter
vallen von 100 Millisekunden ablaufen, ohne andere wichtige
Funktionen des Motorsteuermoduls zu stören.
Sobald die Routine bei Schritt 50 beginnt, wird bei der bevor
zugten Ausführungsform der Wert Ti für alle Ansaugsensoren
ausgelesen, wobei der Wert "i" der Nummer des Zylinderabschnit
tes entspricht. Bei der dargestellten Ausführungsform liegen
vier Gruppen von Zylinderabschnitten oder Quadranten vor, so
daß vier derartige Werte T1, T2, T3 und T4 von dem Motorsteuer
modul 25 ausgelesen und verarbeitet werden. Natürlich umfaßt
das Modul 25 geeignete Hardware und/oder Software, um die von
den Temperatursensoren 20-23 erzeugten Signale in ein verwend
bares Format umzuwandeln.
Im nächsten Schritt 52 wird ein Mittelwert der Ansauglufttempe
ratur berechnet. Dieser Mittelwert wird als T bezeichnet.
Dieser Mittelwert der Ansauglufttemperatur kann auf verschiede
nen Wegen erhalten werden. Natürlich kann ein arithmetischer
Mittelwert berechnet werden, bei dem jeder der Temperaturwerte
Ti summiert und durch die Anzahl der Zylinderabschnitte divi
diert wird. Alternativ können die höchsten und niedrigsten
Temperaturwerte weggelassen und die verbleibenden Temperaturen
gemittelt werden, um die mittlere Ansauglufttemperatur T zu
berechnen. Bei einer weiteren Alternative werden die höchsten
und niedrigsten Temperaturwerte modifiziert oder proportional
zugeordnet, bevor sie in den Mittelwertbildungsprozeß einge
bracht werden. Bei diesen zwei letzteren Ansätzen wird der
Einfluß von Temperaturextremwerten auf den Temperaturnormalwert
minimiert. Andere Ansätze zum Berechnen des Wertes T können
verwendet werden, vorausgesetzt das Ergebnis ist ein Wert, der
einen Normalwert für die Ansaugtemperaturen aller Quadranten
repräsentiert.
Sobald die mittlere Ansauglufttemperatur T berechnet ist, wird
dieser Wert mit allen Ansauglufttemperaturen Ti im Schritt 56
verglichen. Das Ergebnis dieses Schrittes kann ein neuer Wert
Δi sein, der dem Unterschied zwischen der Temperatur des be
stimmten Quadranten und dem Mittelwert oder der Normaltempera
tur aller Quadranten entspricht.
Wird dieser Ansatz verwendet, können die Quadranten, deren
Temperatur relativ zu den anderen Quadranten stark variiert,
einfach identifiziert werden. Momentan auftretende Änderungen
oder Änderungen kurzer Dauer in Ansauglufttemperaturen eines
Quadranten geben jedoch nicht notwendigerweise einen ventilbe
zogenen Fehler an. Daher wird in Schritt 58 die Änderungsrate
des Wertes Δi für jeden der Motorquadranten bestimmt. Dieser
Wert der Änderungsrate wird mit Ri bezeichnet. Da eine Rate der
Änderung der Temperaturdifferenz berechnet wird, müssen Tempe
raturwerte zu mehreren diskreten Zeitpunkten gesammelt werden.
Daher ist es vorgesehen, daß ein Array der Werte Ti, T, Δi und
Ri in einem Speicher in dem Motorsteuermodul aufrechterhalten
wird, wobei neue Werte zu vorbestimmten Zeitintervallen gespei
chert werden. Subroutinen zum Ausführen dieser Berechnung der
Werte Ri sind in den Flußdiagrammen der Fig. 7 und 8 abge
bildet und werden im folgenden detaillierter beschrieben.
Der Wert Ri der Änderungsrate für jeden Motorquadranten wird
verwendet, um zu bestimmen, ob ein ventilbezogener Fehler in
dem Zylinderabschnitt aufgetreten ist. Daher wird in Schritt 60
der Wert Ri der Änderungsrate für jeden Zylinder mit einem
Grenzwert RLIM verglichen. Die Größe des Grenzswertes RLIM ist
vorbestimmt und wird vorzugsweise in dem Speicher des Motor
steuermoduls 25 gespeichert. Dieser Wert kann für den speziel
len Motor empirisch ermittelt werden. Gemäß diesem Merkmal der
Erfindung werden die Werte Ri der Änderungsrate, die den Grenz
wert nicht überschreiten, als nicht fehlerhaft beurteilt. In
diesem Fall können andere Motorsensoren andere Motorprobleme
aufdecken, wenn sie mittels anderer Motorfehlerdetektionsrouti
nen in dem Motorsteuermodul überwacht werden.
Wenn der Wert der Änderungsrate für einen speziellen Quadranten
den Grenzwert RLIM überschreitet, wird im Schritt 62 dieser
Zylinderabschnitt oder Quadrant als einen Fehler aufweisend
markiert. Der Programmablauf wird dann bei Schritt 64 und den
nachfolgenden, von dem Motorsteuermodul 25 implementierten
Schritten fortgesetzt. Bei der bevorzugten Ausführungsform kann
in dem Speicher eine Zylinderabschnittstabelle abgelegt sein.
Diese Tabelle kann Angaben zu dem "Gesundheitszustand" der
Zylinderabschnitte enthalten, wobei eine Fehlermarke für jeden
Quadranten gesetzt wird, der den Test in Schritt 62 nicht
erfolgreich absolviert.
Bezugnehmend auf Fig. 7 und 8 werden zwei Ansätze offenbart,
um den Wert Ri der Änderungsrate zu bestimmen. Bei der ersten
Ausführungsform von Fig. 7 beginnt eine Subroutine bei Schritt
70, sobald die Hauptroutine Schritt 58 erreicht. Im Schritt 72
der Subroutine wird für den Zylinderabschnitt oder Quadranten
ein Wert für Δi zu einem Zeitpunkt T berechnet. Im nächsten
Schritt 74 wird ein vergleichbarer Differenzwert für einen
Zeitpunkt (T+a) berechnet, wobei "a" einem vorbestimmten
Zeitintervall entspricht. Wie zuvor erläutert, können die
Schritte der Hauptroutine von dem Motor
steuermodul zu vorbestimmten Zeitintervallen ausgeführt werden,
beispielsweise alle 10 Millisekunden. So kann der jüngste Wert
für Δi zu dem Zeitpunkt (T+a) erzeugt und bei jedem Zyklus
während der Schritte 50-64 gespeichert werden.
Gemäß dieser Ausführungsform werden nur zwei Δi-Werte vergli
chen, um den Wert Ri der Änderungsrate zu erhalten. Natürlich
werden die gleichen Verfahrensschritte 72-76 für jeden Zylin
derabschnitt oder Motorquadranten, oder insbesondere für jeden
Temperaturwert Ti ausgeführt, um die Werte Ri zu erhalten. Die
Subroutine wird bei Schritt 78 zu dem nächsten Schritt in der
Hauptfolge fortgeführt, nämlich Schritt 60. Bei dieser Ausfüh
rungsform lösen starke oder im wesentlichen momentane Änderun
gen des Temperaturdifferenzwertes für einen Quadranten eine
Fehlermarke aus. Eine derartige Änderungsrate ist in den gra
phischen Darstellungen der Fig. 3 und 5 zu sehen. Die Tempe
raturgraphik von Fig. 3 zeigt eine derartige schnelle Ände
rungsrate, die voraussichtlich in zwei Zyklen der Hauptroutine
detektiert würden. In Fig. 5 ist eine schnelle Rate zu
Beginn des Ventilfehlers und zu der späteren Störung des Tempe
ratursignals aufgetreten.
Bei einer alternativen Ausführungsform beginnt die Subroutine
bei Schritt 70 und geht zu Schritt 73 über, wo ein Array von
Δi-Werten für eine Anzahl von Zeitpunkten t berechnet wird. In
Schritt 75 wird dieses Array von Δi-Werten über mehrere vorbe
stimmte Zeitintervalle "a" für eine spezielle Zeitperiode
integriert. Bei einer speziellen Ausführungsform kann dieses
Zeitintervall 1,0 Sekunden betragen, so daß, wenn die Hauptrou
tine alle 100 Millisekunden ausgeführt wird, zehn
derartige Werte für Δi zur Integration zur Verfügung stehen.
Das Ergebnis dieser Integration entspricht dann dem Wert Ri der
Änderungsrate. Erneut wird die Subroutine bei Schritt 78 zu
Schritt 60 der Hauptroutine fortgeführt, in der der neu erzeug
te Wert Ri mit dem Grenzwert verglichen wird.
Es versteht sich, daß der Grenzwert RLIM angepaßt werden muß,
um den relativen Zeitperioden Rechnung zu tragen, über die die
zwei Subroutinen der Fig. 7 und 8 ausgeführt werden. Bei
spielsweise verwendet die Subroutine von Fig. 7 eine kurze
Zeitperiode oder eine niedrige Anzahl von Routinenzyklen, über
die die Änderung in den Differenzwerten bewertet wird. Da der
Wert Ri der Änderungsrate unter Verwendung von Daten von ledig
lich zwei aufeinanderfolgenden Zyklen bestimmt wird, ist die
Größe dieses Wertes notwendigerweise kleiner, als wenn Daten
über einen längeren Zeitraum gesammelt werden. Auf der anderen
Seite tritt die Subroutine von Fig. 8 über einen längeren
Zeitraum oder eine größere Anzahl von Zyklen der Hauptroutine
auf. Es wird angenommen, daß die Werte der Änderungsrate, die
von dieser Subroutine erzeugt werden, größer als die gleichen
Werte für die Subroutine von Fig. 7 sind. Die geeignete Größe
des RLIM muß basierend auf der Art der Subroutine zum Berechnen
der Ri-Werte eingestellt werden.
Bei der bevorzugten Ausführungsform umfaßt der Motor 10 vier
Zylinderabschnitte oder Quadranten, wobei jeder Quadrant zwei
Zylinder umfaßt. Bei der bevorzugten Ausführungsform werden
auch vier Ansauglufttemperatursensoren 20-23 verwendet. Bei
einer Anwandlung der vorliegenden Erfindung wird ein Motor mit
einem einzelnen Ansauglufttemperatursensor konfiguriert, um das
erfindungsgemäße Verfahren zu implementieren. In diesem Fall
umfaßt das Motorsteuermodul 25 Software, die basierend auf
Ausgabewerten von anderen Motorzustandssensoren ein Echtzeit-
Modell der Ansauglufttemperatur erzeugt. Beispielsweise kann
das Ansauglufttemperaturmodell Motordrehzahlwerte, die Umge
bungstemperatur und/oder den Ladedruck verwenden, um eine
idealisierte Ansauglufttemperatur abzuschätzen.
Sobald dieser Wert vorliegt, wird er für die gemittelte Ansaug
lufttemperatur T substituiert, die in Schritt 54 der Hauptroutine
berechnet
wird. Dieser Referenztemperaturwert wird dann in allen verblei
benden Schritten der Routine verwendet. Beispielsweise wird in
Schritt 56 ein Vergleich der tatsächlichen Ansauglufttemperatur
mit der Referenztemperatur durchgeführt, die unter Verwendung
des Echtzeit-Modells berechnet wurde. Bei dieser modifizierten
Ausführungsform werden nur ein einzelner Temperaturdifferenz
wert, Δ, und ein einzelner Wert, R, der Änderungsrate berech
net.
In vergleichbarer Weise müssen die in Fig. 7 und 8 gezeigten
Subroutinen entsprechend dem einzelnen Ansauglufttemperatursen
sor für den Motor nur einmal ausgeführt werden. In diesem Fall
detektieren die Vorrichtung und das Verfahren der Erfindung
lediglich die Existenz eines ventilbezogenen Fehlers, sofern
der Motor nicht nur einen Zylinder aufweist. Wenn ein einzelner
Ansauglufttemperatursensor für einen Motor mit mehreren Zylin
dern verwendet wird, kann die vorliegende Vorrichtung den
betroffenen Zylinder nicht in der gleichen Weise wie für den
Motor 10 der vorherigen Ausführungsform isolieren.
Wenn bestimmt wurde, daß die Änderungsrate der Differenz einer
Temperatur Ti relativ zu der mittleren Temperatur T den Grenz
wert RLIM überschritten hat, wurde die Existenz einer Anomalie,
wahrscheinlich einem Fehler, festgestellt. Typischerweise kann
nur ein bestimmter Anteil der detektierten Fehler dem Ventil
einrichtung zugeordnet werden. Wenn ein bestimmter Quadrant
oder Zylinderabschnitt als einen Fehler aufweisend markiert
wurde, wird der Fehlersuchprozeß wahrscheinlich in der Lage
sein, die Quelle des Fehlers zu bestimmen. Es ist jedoch mög
lich, daß die von der Folge der Schritte gemäß Fig. 6 detek
tierten Fehler nicht einer speziellen Ventileinrichtung zuge
ordnet werden können. In diesem Fall wird der Fehlersuchprozeß
mehr die Form einer nachforschenden Untersuchung haben, die
notwendigerweise mehr Zeit benötigt. Daher sieht die vorliegen
de Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren zum genauen
Bestimmen von Fehlern vor, die von der Ventilanordnung verur
sacht werden oder ventilbezogen sind.
Diese zusätzliche Ausführungsform der Erfindung beruht auf
bestimmten Charakteristika der Ansauglufttemperaturen für einen
betroffenen Zylinderabschnitt. Graphische Darstellungen der
Ansauglufttemperatur über der Zeit sind in den Fig. 9a und
9b gezeigt. In der ersten graphischen Darstellung von Fig. 9a
zeigt ein spezieller Zylinder Ti einen starken Temperatursprung
relativ zu der mittleren Temperatur aller Zylinder. In diesem
Fall kann der starke Temperaturanstieg unmittelbar einem Ven
tileinrichtungsfehler zugeordnet werden. Vergleichbar ist die
in Fig. 9b gezeigte Ansauglufttemperatur Ti einer stark oszil
latorischen Störung unterworfen, der ein eher gradueller An
stieg folgt. Erneut haben empirische Daten belegt, daß dieser
Ansauglufttemperaturverlauf einem ventilbezogenen Fehler ent
spricht.
Andererseits ist es nicht notwendig, daß alle Anstiege der
Ansauglufttemperatur für einen speziellen Quadranten die Ven
tileinrichtung betreffen. So wurden, wie in Fig. 10a-10c
gezeigt, verschiedene Ansauglufttemperaturverläufe gefunden,
die anderen Fehlertypen oder auch einem normalen Motorbetrieb
entsprechen. Beispielsweise steigt die Temperatur eines spezi
ellen Zylinders Ti in der graphischen Darstellung von Fig. 10a
graduell an, aber dieser Anstieg verläuft parallel zu einem
Anstieg der mittleren Ansauglufttemperatur. In diesem Fall
unterliegen alle Zylinderabschnitte einem vergleichbaren Tempe
raturanstieg, auch wenn ein Zylinder eine proportional höhere
Gesamttemperatur haben kann. Auch hier haben empirische Daten
gezeigt, daß eine Temperaturkurve dieser Art keinen ventilbezo
genen Fehler angibt.
In vergleichbarer Weise hat ein Zylinderabschnitt, betrachtet
man die graphische Darstellung von Fig. 10b, eine graduell
ansteigende Temperatur, die mit einer Rate ansteigt, die größer
als der Anstieg der mittleren Ansaugtemperatur T ist. Erneut
weisen empirische Daten darauf hin, daß diese Temperaturände
rung keinen ventilbezogenen Fehler angibt. In Fig. 10c ist der
Temperaturverlauf für einen Motorquadranten momentanen Spitzen
unterworfen, wobei er im allgemeinen parallel zu der mittleren
Ansaugtemperatur T verläuft. Wenn die Spitze von kurzer Dauer
ist und ein normaler Temperaturverlauf folgt, kann der Fehler,
falls vorhanden, normalerweise der Ventileinrichtung nicht
genau zugeordnet werden. Dieser Signaltyp ist typisch für einen
intermittierenden Sensorschaltkreisfehler.
Demzufolge wäre das effektivste Fehlerdetektionssystem und
-verfahren in der Lage, die Ansauglufttemperaturverläufe der
Fig. 9a und 9b von den Temperaturverläufen der Fig. 10a-10c
zu unterscheiden. Das Motorsteuermodul kann eine alternati
ve Routine umfassen, wie in dem Flußdiagramm von Fig. 11
dargestellt. Der Startschritt 80 dieser Routine kann bei dem
Fortsetzungsschritt 64 der Hauptroutine
beginnen, läuft aber bevorzugt im allgemeinen gleichzeitig mit
der Primärroutine ab. Somit kann der Programmablauf zu den in
Fig. 11 gezeigten Schritten 80-96 zurückgeführt werden, sobald
ein Zylinderabschnitt als einen Fehler aufweisend markiert
wurde. In Schritt 82 wird eine Bedingung evaluiert, um zu
bestimmen, ob ein Zylinderabschnitt als fehlerhaft markiert
worden ist. Ist dies nicht der Fall, endet die Routine am
Rücksprungschritt 96.
Wenn eine Fehlermarke für einen speziellen Zylinderabschnitt
oder Quadranten gesetzt worden ist, geht die Schrittfolge zu
Schritt 84 über, in dem eine Anzahl von Werten Δi für den
betroffenen Zylinder über eine Zeitperiode N gesammelt werden.
Die Anzahl der Werte hängt von dem Zeitinkrement zum Ausführen
der Schritte des Flußdiagramms von Fig. 11 sowie von der
Zeitperiode N ab. Es wurde jedoch berücksichtigt, daß fünf oder
mehr derartige Werte Δi über die spezielle Zeitperiode gesam
melt werden.
Sobald die vorbestimmte Anzahl der Werte Δi gesammelt und in
dem Speicher gespeichert wurde, werden diese Werte in Schritt
86 jeweils differenziert. Insbesondere werden diese in bezug
auf den unmittelbar vorherigen benachbarten Wert differenziert.
Mit anderen Worten wird ein differenzierter Wert aus Δi(t)-Δi(t-1)
berechnet. Diese differenzierten Werte werden wieder in
dem Speicher des Motorsteuermoduls 25 gespeichert. Es ist
verständlich, daß dieser Differenzierschritt, außer für den
ersten Durchlauf, in jedem Zyklus der Subroutine von Fig. 11
auftreten kann, der mit der Sammlung der Differenzwerte zu
sammmenfällt. Alternativ kann Schritt 86 ausgeführt werden,
nachdem die Subroutine Δi-Werte für den betroffenen Quadranten
über die gesamte Zeitperiode N gesammelt hat.
Diese gesammelten differenzierten Werte werden in Schritt 88
integriert. Diese Integration kann auf verschiedene Arten
ausgeführt werden. Bei der bevorzugten Ausführungsform werden
die differenzierten Werte über die Zeitperiode N summiert.
Diese Differenzierung und Integration bei den Schritten 86 und
88 kann durch die folgende Gleichung wiedergegeben werden:
Eine wesentliche Veränderung der Ansauglufttemperatur für den
betroffenen Quadranten ergibt einen großen positiven Wert für
SUMi. Das Ergebnis dieser Integration, SUMi, wird in dem Kondi
tionalschritt 90 evaluiert, um zu bestimmen, ob es eine vorbe
stimmte Grenze überschreitet. Ist dies der Fall, dann geht das
Programm zu Schritt 92 über, in dem der betroffene, zuvor
markierte Zylinderabschnitt zusätzlich als einen ventilbezoge
nen Fehler aufweisend markiert wird. Wenn das Ergebnis des
Konditionalschrittes 90 falsch oder "nein" ist, geht das Pro
gramm alternativ über den Zweig 94 zu dem Fortsetzungsschritt
96 über.
Nach dem Fortsetzungsschritt 64 der Hauptroutine
oder dem Rücksprungschritt 96 in dem Flußdiagramm von Fig. 11
kann das Motorsteuermodul verschiedene fehlerbezogene Routinen
ausführen. Insbesondere wird ein Typ einer Fehlerwarnung an den
Fahrzeugbetreiber ausgegeben, um den Betreiber vor dem Bevor
stehen eines möglicherweise katastrophalen Motorfehlers zu
warnen. Bei einem Ansatz kann eine Warnung höchster Stufe
ausgegeben werden, um dem Fahrzeugbetreiber eine Chance zu
geben, den Motor abzustellen. Alternativ kann das Motorsteuer
modul die Steuerung des Motors übernehmen und den Motor gradu
ell auf einen sicheren Pegel abzuregulieren, bis der Motor
vollständig abgestellt werden kann.
Wenn der Motor von einem Diagnosetechniker evaluiert wird,
können die Zylinderabschnittsfehlermarken überprüft werden. Es
ist vorgesehen, daß das Motorsteuermodul einen Speicherbereich
in dem Speicher für die Fehlermarken umfaßt, beispielsweise die
oben diskutierte Zylinderabschnittstabelle. Nachfolgend kann
die Fehlermarkeninformation unter Verwendung eines herkömmli
chen Diagnosewerkzeugs für Motorsteuermodule mit einem Kommuni
kationsanschluß heruntergeladen werden. Der Motortechniker kann
diese Fehlermarken dann verwenden, um den betroffenen Motorqua
dranten oder Zylinderabschnitt zu bestimmen und wenigstens ein
erstes Verständnis der Ursachen des Fehlers zu entwickeln.
Es ist vorgesehen, daß die Schritte der Hauptroutine des in Fig. 11
gezeigten Verfahrens als Softwareroutine implementiert werden,
die in einem Mikroprozessor des Motorsteuermoduls gespeichert
sind. Entsprechend können auch die verschiedenen Grenz- und
Schwellwerte in dem Speicher gespeichert und zum Vergleich bei
den geeigneten Schritten ein den dargestellten Folgen ausgele
sen werden.
Obwohl die bevorzugte Ausführungsform einen softwarebasierten
Ansatz vorsieht, kann die vorliegende Erfindung auch in einer
nicht softwarebasierten Weise implementiert werden. Insbesonde
re können analoge arithmetische Einheiten verwendet werden, um
die Werte jedes Ansaugluftsensors auszulesen, einen Mittelwert
zu bestimmen und die Sensortemperaturwerte mit dem Mittelwert
zu vergleichen. Bei diesem Ansatz würde jeder dieser Werte von
einem Spannungspegel und die mögliche Ausgabe von jeder der
Routinen von einem vergleichbaren Spannungspegel wiedergegeben
werden. Wo es passend ist, kann dieser resultierende Span
nungspegel in ein digitales Signal zur Verwendung durch softwa
rebasierte Routinen umgewandelt werden.
Obwohl die Erfindung in den vorherigen Zeichnungen und der
Beschreibung detailliert veranschaulicht und beschrieben wurde,
sind diese nur als veranschaulichend und nicht als restriktiv
zu betrachten, wobei es verständlich ist, daß nur bevorzugte
Ausführungsformen derselben gezeigt und beschrieben wurden und
alle Veränderungen und Modifikationen im Rahmen des Erfindungs
gedankens geschützt werden sollen.
Beispielsweise kann die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Ver
wendung mit einem Motor modifiziert werden, der einen einzelnen
Ansaugkrümmer und einen einzelnen Temperatursensor aufweist,
ohne wie zuvor beschrieben, eine ideale Ansaugtemperatur zu
modellieren. Insbesondere kann der Differenzwert Δ(t), der im
Schritt 72 der Subroutine von Fig. 7 oder in Schritt 73 der
Subroutine von Fig. 8 berechnet wird, der Differenz zwischen
der aktuellen Temperatur zum Zeitpunkt t und der Temperatur zum
Zeitpunkt t-a entsprechen, wobei "a" das vorbestimmte, zuvor
diskutierte Zeitintervall ist. In vergleichbarer Weise ent
spricht der Differenzwert Δ(t+a) in Schritt 74 der Routine von
Fig. 7 dem Wert T(t+a)-T(t). Mit dieser Substitution können
die verbleibenden Schritte des Algorithmus in den Fig. 6-8
und Fig. 11 wie zuvor beschrieben ablaufen.
Als weitere Alternative in bezug auf die Subroutine von Fig. 7
können die Werte A(t) und Δ(t+a) einfach dem Temperaturwert
von dem Sensor zu den Zeitpunkten t bzw. t+a entsprechen. Die
verbleibenden Schritte der Routinen können ebenfalls in der
gleichen Weise ablaufen.
Claims (13)
1. Verfahren zum Detektieren eines Fehlerzustandes in einem
Verbrennungsmotor, der eine Anzahl von Luftansaugkrümmern zum
Zuführen von Luft zu einer entsprechenden Anzahl von Motorzy
linderabschnitten und einen Temperatursensor an jedem Krümmer
aufweist, wobei das Verfahren die Schritte umfaßt:
- - Auslesen des Ausgangswertes des Temperatursensors an jedem Luftansaugkrümmer,
- - Erzeugen eines Mittelwertes, der die mittlere Ansauglufttem peratur aller Luftansaugkrümmer angibt,
- - Bestimmen eines Wertes einer Änderungsrate der Ausgabe jedes Temperatursensors für jeden Luftansaugkrümmer relativ zu dem Mittelwert, und
- - Identifizieren eines Luftansaugkrümmers, bei dem der Wert der Änderungsrate einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet, wodurch die Existenz eines Fehlerzustandes in dem entsprechen den Zylinderabschnitt angegeben wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Bestim
mens eines Mittelwerts umfaßt:
- - Summieren der Ausgangswerte der Temperatursensoren für alle Luftansaugkrümmer, und
- - Teilen der Summe durch die Anzahl der Luftansaugkrümmer.
3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Bestim
mens eines Mittelwertes umfaßt:
- - Bestimmen des Mittels des Ausgangswertes für alle Temperatur sensoren außer für die Sensoren mit den höchsten und den nied rigsten Ausgangswerten.
4. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Schritt des Bestim
mens eines Mittelwertes umfaßt:
- - Bestimmen der höchsten und niedrigsten Ausgangswerte der Temperatursensoren für alle Luftansaugkrümmer,
- - Summieren des Ausgangswertes des Temperatursensors für alle Luftansaugkrümmer, außer für die Krümmer mit den höchsten und niedrigsten Ausgangswerten,
- - Addieren eines vorbestimmten Verhältnisses der höchsten und niedrigsten Ausgangswerte zu der Summe, und
- - Dividieren der resultierenden Summe durch die um das Doppelte des vorbestimmten Verhältnisses verringerte Anzahl der Luftan saugkrümmer.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem der
Schritt des Bestimmens eines Wertes einer Änderungsrate umfaßt:
- - Berechnen eines Differenzwertes basierend auf der Differenz zwischen dem Ausgangswert und dem Mittelwert, und
- - Bestimmen der Änderungsrate des Differenzwertes über der Zeit.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem der
Schritt des Bestimmens eines Wertes einer Änderungsrate umfaßt:
- - Integrieren der Differenz zwischen dem Ausgangswert des Temperatursensors für den Luftansaugkrümmer und dem Mittelwert über einer vorbestimmten Zeitperiode.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem der
Schritt des Bestimmens eines Wertes einer Änderungsrate umfaßt:
- - Vergleichen der Differenz zwischen dem Ausgangswert des Temperatursensors für den Luftansaugkrümmer und dem Mittelwert zu einem ersten Zeitpunkt mit der Differenz zu einem zweiten Zeitpunkt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, ferner den
Schritt des Unterscheidens des Fehlermodus des Fehlerzustandes
für den identifizierten Luftansaugabschnitt umfassend, wobei
der Schritt umfaßt:
- - Differenzieren des Wertes der Änderungsrate für den identifi zierten Luftansaugkrümmer, um einen abgeleiteten Wert zu erhal ten,
- - Summieren von abgeleiteten, über ein vorbestimmtes Zeitinter vall berechneten Werten, und
- - Markieren des dem identifizierten Luftansaugkrümmer entspre chenden Motorzylinderabschnitts als unter einen speziellen Fehlermodus fallend, wenn die Summe der abgeleiteten Werte eine vorbestimmte Grenze überschreitet.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem der
Motor einen Luftansaugkrümmer zum Zuführen von Luft zu einem
Motorzylinderabschnitt und zusätzlich einen Mikroprozessor
aufweist, der Signale von Motorbetriebszustandssensoren erhält,
wobei der Schritt des Bestimmens eines Mittelwertes ein Erzeu
gen eines Mittelwertes aus den Motorzustandssensorsignalen
umfaßt, die einen geschätzten Ansauglufttemperaturwert angeben.
10. Vorrichtung zum Detektieren eines Fehlerzustandes in einem
Verbrennungsmotor mit einer Anzahl von Luftansaugkrümmern, die
einer entsprechenden Anzahl von Motorzylinderabschnitten Luft
zuführen, mit:
- - einem Sensor in jedem Luftansaugkrümmer, der einen Ausgangs wert bereitstellt, der die Lufttemperatur in dem Krümmer an gibt,
- - einer Einrichtung zum Erzeugen eines Mittelwertes, der die mittlere Lufttemperatur aller Luftansaugkrümmer angibt,
- - einer Einrichtung zum Erzeugen eines Wertes einer Änderungs rate, die die Änderungsrate relativ zu dem Mittelwert des Ausgangswertes des Sensors in jedem Luftansaugkrümmer angibt, und
- - einer Einrichtung zum Vergleichen des Wertes der Änderungsra te für jeden Luftansaugkrümmer mit einem vorbestimmten Grenz wert und zum Bereitstellen eines Signales, das einen Motorzylinderabschnitt angibt, für den der Wert der Änderungs rate den Grenzwert überschreitet.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, mit:
- - einer Motorsteuereinrichtung mit einem Mikroprozessor, wobei der Mikroprozessor Signale von dem Sensor empfängt, die den Ausgangswert angeben, und
- - wobei die Einrichtung zum Erzeugen eines Mittelwertes, die Einrichtung zum Erzeugen eines Wertes einer Änderungsrate und die Einrichtung zum Vergleichen Softwarebefehle umfassen, die von dem Mikroprozessor ausgeführt werden.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, bei der der Motor einen
Luftansaugkrümmer umfaßt, wobei:
- - die Motorsteuereinrichtung andere Sensoren zum Erfassen von Motorzuständen umfaßt, und
- - die Einrichtung zum Erzeugen eines Mittelwertes eine Einrich tung zum Abschätzen einer Ansauglufttemperatur in dem einen Luftansaugkrümmer basierend auf Werten von den anderen Sensoren enthält.
13. Verfahren zum Detektieren eines Fehlerzustandes in einer
Ventileinrichtung eines Zylinders eines Verbrennungsmotors mit
einem Luftansaugkrümmer zum Zuführen von Luft in den Zylinder,
wobei das Verfahren umfaßt:
- - Bestimmen eines Temperaturwertes zu vorbestimmten Zeitinter vallen für die Temperatur der Luft in dem Ansaugkrümmer,
- - Bestimmen eines Wertes einer Änderungsrate, die die Änderung des Temperaturwertes über wenigstens zwei Zeitintervalle an gibt, und
- - Anzeigen der Existenz eines Fehlerzustandes in dem Ventilein richtung, wenn der Wert der Änderungsrate einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet.
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