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Title:
DIAGNOSTIC PROCESS FOR CHECKING REGULATION ELEMENTS FOR THE CONTROL OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1991/013246
Kind Code:
A1
Abstract:
Proposed is a diagnostic process for checking regulation elements used in the control of internal-combustion engines, in particular a process for the diagnosis of the operation and the effect of variations in induction-tube or induction-assembly geometry and/or variations in inlet/outlet-valve control. The process is designed to permit diagnosis to be carried out in any operating condition of the internal-combustion engine and/or when the engine is not running. The only operational parameters measured for diagnostic purposes are those changes occurring during control of the regulation elements which are a direct result thereof, and these measured values are compared with stored reference values.

Inventors:
Becker, R�diger (Tannenweg 9, Murr, D-7141, DE)
Application Number:
PCT/DE1990/000960
Publication Date:
September 05, 1991
Filing Date:
December 13, 1990
Export Citation:
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Assignee:
ROBERT BOSCH GMBH (Postfach 30 02 20, Stuttgart, D-70442, DE)
Becker, R�diger (Tannenweg 9, Murr, D-7141, DE)
International Classes:
F02D11/10; F02D41/22; G01M15/04; (IPC1-7): F02D11/10; F02D41/22
Foreign References:
DE3247916A1
EP0170018A2
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Claims:
Ansprüche
1. Verfahren zur Diagnose von Funktionselementen einer Brennkraft¬ maschine bei aufrechterhaltender Funktion des die Betriebsabläufe der Brennkraftmaschine steuernden bzw. regelnden Steuer und Regel¬ systems, dadurch gekennzeichnet, daß während des Normalbetriebes der Brennkraftmaschine zur Steuerung bzw. Regelung des Betriebes der Brennkraftmaschine Stellglieder zur Variation der Saugrohr bzw. Ansaugtraktgeometrie und/oder zur Variation der Ein/Auslaßventilsteuerung der Brennkraftmaschine angesteuert werden und bei beliebig wählbaren Betriebszuständen die Änderungen von Betriebsdaten der Brennkraftmaschine während dieser Ansteuerungen als Istwerte erfaßt werden und diese Istwerte mit gespeicherten Sollwerten verglichen werden und die Vergleichsergebnisse zur Diagnose der Funktionselemente der Brennkraftmaschine herangezogen werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Variationen der Ein/Auslaßventilsteuerung durch Nockenwellenum schaltungen herbeigeführt werden.
3. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Variationen der Ein/Auslaßventil steuerung durch elektromechanische oder elektrohydraulische Steuer¬ vorrichtungen herbeigeführt werden.
4. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Variationen der Saugrohr bzw. An¬ saugtraktgeometrie entweder diskontinuierlich, z. B. durch Betäti¬ gung von Resonanzklappen im Saugrohr bzw. Ansaugtrakt als Stellglie¬ der, oder durch kontinuierlich durch Ansteuerung mehrerer Stell¬ möglichkeiten eines oder mehrerer Stellglieder geschehen.
5. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellgliedansteuerungen willkürlich getätigt wird, d. h. daß statt der die sonstigen Betriebsabläufe optimierenden Ansteuerungen der zu diagnostizierenden Stellglieder ein oder mehrere definierte Stellgliedansteuerungen stattfinden.
6. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die willkürlichen Stellgliedansteuerun¬ gen bei stationären Betriebszuständen stattfinden und/oder die Ein¬ flüsse der übrigen Stellglieder während der Diagnose in ihrem Funktionsverlauf gespeichert sind und berücksichtigt werden.
7. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei der willkürlichen Stellgliedansteu¬ erung die gesamte mögliche Stellervariation in ihrem Funktionsver¬ lauf abgefahren wird und die entsprechenden Änderungen der zuge¬ ordneten Istwerte erfaßt und mit gespeicherten Funktionsverläufen verglichen werden.
8. Verf.ihren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Betriebsdaten der Brennkraftmaschine beispielsweise die Drehzahl und/oder die Luftmenge bzw. Luftmasse erfaßt werden.
9. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Funktionselemente die Stellglieder zur Variation der Saugrohr bzw. Ansaugtraktgeometrie und/oder zur Variation der Ein/Auslaßventilsteuerung der Brennkraftmaschine diagnostiziert werden.
10. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Funktionselemente beliebige Elemente der Brennkraftmaschine und des Steuer bzw. Regelsystems der Brenn¬ kraftmaschine, die in einer Wirkungsverbindung mit den Stellgliedern zur Variation der Saugrohr bzw. Ansaugtraktgeometrie und/oder zur Variation der Ein/Auslaßventilsteuerung der Brennkraftmaschine stehen, auf Fehlfunktionen hin diagnostiziert werden.
Description:
Diaσnoseverfahren zur Überprüfung von Stellgliedern zur Steuerung von Brennkraftmaschinen

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Diagnoseverfahren nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Beim Betrieb von Brennkraftmaschinen ist es bekannt, daß durch Variationen der Ein-/Auslaßventilsteuerung und/oder durch Variationen der Saugrohr- bzw. Ansaugtraktgeometrie das Arbeits¬ verhalten der Brennkraftmaschine beeinflußt wird. Hierbei findet die Ein-/Auslaßventilsteuerung entweder zwischen zwei Stellermöglich¬ keiten, z. B. bei der Nockenwellenumschaltung, statt oder die Ein-/Auslaßventilsteuerung erfolgt stetig wie z. B. bei elektro- mechanischen oder elektrohydraulischen Stelleinrichtungen der Ein-/Auslaßventilsteuerung. Beispielhaft ist hier DE 32 47 916 (Vorrichtung zur Steuerung der Ventile einer Brennkraftmaschine über eine Nockenwelle) und DE-PS 21 01 761 zu nennen. Durch Variationen der Saugrohr- bzw. Ansaugtraktgeometrie wird die Resonanzaufladung der Brennräume im jeweiligen Betriebszustand der Brennkraftmaschine optimiert, wodurch bei ansonsten unveränderter Stellung anderer Stellglieder, insbesondere der Drosselklappe, eine erhöhte Luft¬ zufuhr in die Verbrennungsräume der Brennkraftmaschine ermöglicht wird. Hierzu sei beispielhaft auf DE 36 08 310 AI und

DE 39 08 475 AI verwiesen. Auch in diesem Falle geschehen die Variationen entweder diskontinuierlich, z. B. durch Betätigung von Resonanzklappen im Saugrohr bzw. Ansaugtrakt, oder die Variationen geschehen kontinuierlich durch Ansteuerung mehrerer Stellmöglich¬ keiten eines oder mehrerer Stellglieder.

Weiterhin ist aus der Europäischen Patentanmeldung EP-A 170 018 ein Verfahren zur Eigendiagnose eines Stellers einer Leerlauffüllungs¬ regelung bei Brennkraftmaschinen bekannt. Dort wird zur Diagnose des Stellgliedes eine willkürliche Stellgliedansteuerung zur Diagnose benutzt, d. h. daß statt der die sonstigen Betriebsabläufe opti¬ mierenden Ansteuerungen der zu diagnostizierenden Stellglieder ein oder mehrere definierte Stellgliedansteuerungen stattfinden und deren Auswirkungen auf andere Betriebsdaten der Brennkraftmaschine analysiert werden. Die Diagnose kann somit nur während bestimmter, insbesondere stationärer Betriebszustände geschehen, da ansonsten die programmgemäße, d. h. durch weitere Stellglieder optimierte, Arbeitsweise der Brennkraftmaschine in ihrem Ablauf gestört würde.

Vorteil der Erfindung

Das erfindungsgemäße Diagnoseverfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruches ermöglicht demgegenüber eine Diagnose der Stellglieder zur Variation von Ein-/Auslaßventilsteuerung und/oder zur Variation der Saugrohr- bzw. Ansaugtraktgeometrie bei Stellgliedansteuerungen, die im Rahmen der programmgemäßen, d. h. den Betriebsablauf optimierenden Steuerungen der Brennkraftmaschine stattfinden, ohne einen zusätzlichen Hardware-Aufwand, z. B. in Form von Stellungsrückmeldern, zu erfordern. Es können für das hier vorgestellte Diagnoseverfahren, je nach Ausbildung und Integration der beteiligten Systeme, die ohnehin im normalen Betrieb der Brenn¬ kraftmaschine vorliegenden Daten zur Diagnose herangezogen werden. Besonders vorteilhaft ist es, daß der einer Diagnose zugängliche Bereich nicht nur auf das Steuergerät der Stelleinrichtung und das Stellglied selbst beschränkt ist. Vielmehr wird der diagnostizierte

Bereich durch dieses erfindungsgemäße Verfahren auf alle Elemente der Wirkungskette mit der variablen Saugrohr- bzw. Ansaugtrakt¬ geometrie und/oder der Ein-/Auslaßventilsteuerung erweitert.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge¬ stellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

In diesem Ausführungsbeispiel soll anhand eines Blockschaltbildes das Diagnoseverfahren zur Überprüfung von Stellgliedern zur Steuerung einer Brennkraftmaschine gezeigt werden. Hierbei handelt es sich bei den zu diagnostizierenden Stellgliedern um solche zur Variationen der Saugrohr- bzw. Ansaugtraktgeometrie und/oder zur Variationen der Ein-/Auslaßventilsteuerung.

Als Position 1 wird in dem Ausführungsbeispiel eine Brennkraft¬ maschine bezeichnet, der durch ein Saugrohr 2 bzw. einen Ansaugtrakt die zur Verbrennung nötige Luft zugeführt wird. Die Position 3 faßt Stellglieder zur Variation der Saugrohr- bzw. Ansaugtraktgeometrie und die Position 4 Stellglieder zur Variation der Ein/Auslaßventil¬ steuerung zusammen. Die Ansteuerung der zu diagnostizierenden Stell¬ glieder erfolgt durch Steuereinheiten, die der Übersichtlichkeit wegen in Position 5 zusammengefaßt werden. Einer Diagnoseeinheit 7 werden die Steuersignale der zu diagnostizierenden Stellglieder und weitere Betriebsdaten, wie z. B. die von einem Luftmengenmesser bzw. Luftmassenmesser 6 gemessene Luftmenge bzw. Luftmasse QL, zugeführt.

Die Ansteuerung sowohl der Variationen der Saugrohr- bzw. Ansaug¬ traktgeometrie 3 als auch der Variationen der Ein-/Auslaßventil- steuerung 4 bewirken eine Veränderung des Arbeitspunktes der Brenn¬ kraftmaschine 1. Hierdurch bedingt ist eine Veränderung einer oder

mehrerer Betriebsdaten, die lediglich mittelbar auf diese Stell¬ gliedansteuerung der Stellglieder 3 und 4 zurückzuführen sind. So verändert sich z. B. die durch das Saugrohr bzw. den Ansaugtrakt 2 angesaugte Luftmenge bzw. Luftmasse QL, die durch den Luftmengen¬ messer bzw. Luftmassenmesser 6 gemessen wird. Das Steuergerät 5 steuert abhängig von Betriebskenngrößen der Brennkraftmaschine 1, inbesondere der Drehzahl n und/oder der Last L, die Stellglieder zur Variation der Saugrohr- bzw. Ansaugtraktgeometrie 3 und/oder die Stellglieder zur Variationen der Ein-/Auslaßventilsteuerung 4. Es können nun zwei Möglichkeiten der Diagnose angewendet werden:

Zum einen werden die Ansteuersignale der zu diagnostizierenden Stellglieder, die im Rahmen der programmgemäßen, d. h. den Betriebs¬ ablauf der Brennkraftmaschine optimierenden Ansteuerungen statt¬ finden, der Diagnoseeinheit 7 zugeführt.

Zum anderen werden bei bestimmten, z. B. stationären Betriebszu- ständen, definierte Ansteuerungen der zu diagnostizierenden Stell¬ glieder willkürlich getätigt und der Diagnoseeinheit 7 zugeführt. Willkürlich heißt hier, daß statt der die Betriebsabläufe der Brenn¬ kraftmaschine optimierenden Ansteuerungen definierte Stellglieder- ansteuerungen stattfinden.

Abhängig von diesen Ansteuersignalen werden in der Diagnoseeinheit 7 Betriebsdaten der Brennkraftmaschine, die lediglich mittelbar auf diese Stellgliedansteuerung zurückzuführen sind, z. B. die durch den Luftmengenmesser bzw. Luftmassenmesser 6 gemessene Luftmenge bzw. Luftmasse QL, als Istwerte gespeichert und mit gespeicherten Soll¬ werten verglichen. Hierbei werden entweder einzelne Steller¬ variationen mit entsprechenden Sollwerten verglichen, oder es werden die gesamten Stellervariationen mit gespeicherten Funktionsverläufen verglichen.