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Title:
FUNCTIONAL TESTING OF A TEMPERATURE SENSOR OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2008/128805
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for the functional testing of a temperature sensor for an internal combustion engine (1) comprising an intake section (3), a compressor (7) that is disposed inside the intake section (3) and by means of which the internal combustion engine (1) can be operated in a charging mode, or in a non-charging mode. The temperature sensor (15) is disposed inside the intake section (3). According to the method the temperature (TMess) is measured at the position of the temperature sensor (14), a reference temperature (TRef) is determined at a reference position inside the intake section (3), it is checked whether the internal combustion engine (1) is in the charging mode or in the non-charging mode, and the functional testing of the temperature sensor (15) is carried out based on a comparison of the measured value (TMess) of the temperature sensor with the reference temperature (TRef) as a function of the charging mode and the non-charging mode.

Inventors:
BURKHARDT THOMAS (DE)
ESER GERHARD (DE)
JAYARAMAN BALAJI (DE)
PRINZ OLIVER (DE)
Application Number:
PCT/EP2008/052059
Publication Date:
October 30, 2008
Filing Date:
February 20, 2008
Export Citation:
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Assignee:
CONTINENTAL AUTOMOTIVE GMBH (DE)
BURKHARDT THOMAS (DE)
ESER GERHARD (DE)
JAYARAMAN BALAJI (DE)
PRINZ OLIVER (DE)
International Classes:
G01K15/00; F02D41/22
Foreign References:
DE102005023382A12006-11-23
DE102004008893A12005-09-08
US20070047616A12007-03-01
Attorney, Agent or Firm:
CONTINENTAL AUTOMOTIVE GMBH (München, DE)
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Claims:

Patentansprüche :

1. Verfahren zur Funktionsuberprufung eines Temperatursensors einer Brennkraftmaschine (1) mit - einem Ansaugtrakt (3)

- einem Verdichter (7), welcher innerhalb des Ansaugtrakts (3) angeordnet ist und mittels dem die Brennkraftmaschine (1) in einem Ladebetrieb oder einem Nichtladebetrieb betrieben werden kann, wobei der Temperatursensor (15) innerhalb des Ansaugtrakts (3) angeordnet ist und gemäß dem Verfahren

- die Temperatur (T Mess ) an der Position des Temperatursensors (14) gemessen wird,

- eine Referenztemperatur (T Ref ) an einer Referenzposition innerhalb des Ansaugtrakts (3) ermittelt wird,

- ermittelt wird, ob sich die Brennkraftmaschine (1) im Ladebetrieb oder im Nichtladebetrieb befindet,

- die Funktionsuberprufung des Temperatursensors (15) basierend auf einem Vergleich des Messwerts (T Mess ) des Temperatursensors und der Referenztemperatur (T Ref ) in Abhängigkeit von dem Ladebetrieb und dem Nichtladebetrieb durchgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei - der Temperatursensor (15) stromabwärts des Verdichters (7) angeordnet ist,

- sich die Referenzposition stromaufwärts des Verdichters (7) befindet, und

- und der Temperatursensor (15) als funktionstüchtig beur- teilt wird, falls sich die Brennkraftmaschine (1) im

Nichtladebetrieb befindet und der Messwert (T Mess ) des Temperatursensors (15) um weniger als einen vorgegebenen ersten Grenzbetrag (GWl) von der Referenztemperatur (T Ref ) abweicht.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei

- der Temperatursensor (15) stromabwärts des Verdichters (7) angeordnet ist,

sich die Referenzposition stromaufwärts des Verdichters (7) befindet, und

- der Temperatursensor (15) als funktionstüchtig beurteilt wird, falls sich die Brennkraftmaschine (1) im Ladebe- trieb befindet und der Messwert (T Mess ) des Temperatursensors (15) um mehr als einen vorgegebenen zweiten Grenzbetrag (GW2) großer ist als die Referenztemperatur (T Ref ) .

4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei

- die Brennkraftmaschine (1) einen Ladeluftkuhler (18) aufweist, welcher in dem Ansaugtrakt (3) stromabwärts des Verdichters (7) angeordnet ist,

- der Temperatursensor (15) stromabwärts des Ladeluftkuh- lers (18) angeordnet ist,

- sich die Referenzposition zwischen dem Verdichter (7) und dem Ladeluftkuhler (18) befindet,

- der Temperatursensor (15) als funktionstüchtig beurteilt wird, falls sich die Brennkraftmaschine (1) im Nichtla- debetrieb befindet und der Messwert (T Mess ) des Temperatursensors (15) um weniger als einen vorgegebenen dritten Grenzbetrag (GW3) von der Referenztemperatur (T Ref ) abweicht .

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 4, wobei

- die Brennkraftmaschine (1) einen Ladeluftkuhler (18) aufweist, welcher in dem Ansaugtrakt (3) stromabwärts des Verdichters (7) angeordnet ist,

- der Temperatursensor (15) stromabwärts des Ladeluftkuh- lers (18) angeordnet ist,

- sich die Referenzposition zwischen dem Verdichter (7) und dem Ladeluftkuhler (18) befindet,

- der Temperatursensor (15) als funktionstüchtig beurteilt wird, falls sich die Brennkraftmaschine (1) im Ladebe- trieb befindet und der Messwert (T Mess ) des Temperatursensors (15) um mehr als einen vorgegebenen vierten Grenzbetrag (GW4) geringer ist als die Referenztemperatur (T Ref ) .

6. Verfahren nach Anspruch 1, wobei

- die Brennkraftmaschine (1) einen Ladeluftkuhler (18) aufweist, welcher in dem Ansaugtrakt (3) stromabwärts des Verdichters (7) angeordnet ist und wahlweise in einem Kuhlbetrieb und einem Nichtkuhlbetrieb betrieben werden kann,

- der Temperatursensor (15) stromabwärts des Ladeluftkuh- lers (18) angeordnet ist, - sich die Referenzposition zwischen dem Verdichter (7) und dem Ladeluftkuhler (18) befindet, und gemäß dem Verfahren

- die Brennkraftmaschine (1) im Ladebetrieb und der Ladeluftkuhler (18) im Nichtkuhlbetrieb betrieben werden, - der Temperatursensor (15) als funktionstüchtig beurteilt wird, falls der Messwert (T Mess ) des Temperatursensors (15) um weniger als einen vorgegebenen fünften Grenzbetrag (GW5) von der Referenztemperatur (T REF ) abweicht,

- der Ladeluftkuhler (18) in den Kuhlbetrieb versetzt wird,

- der Ladeluftkuhler (18) als funktionstüchtig beurteilt wird, falls der Temperatursensor (15) als funktionstüchtig beurteilt wurde und der Messwert (T Mess ) des Temperatursensors (15) aufgrund des Kuhlbetriebs des Ladeluft- kuhlers (18) absinkt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Ladeluftkuhler 18 nur dann als funktionstüchtig beurteilt wird, falls der Messwert um mehr als einen vorgegebenen sechsten Grenzbetrag (GW6) absinkt.

8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei der Ladeluftkuhler (18) nur dann als funktionstüchtig beurteilt wird, falls der Messwert (T Mess ) innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne ab Beginn des Kuhlbetriebs um den sechsten Grenzbetrag (GW6) absinkt .

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 2, 3, 4, 5 und 7, wobei die jeweiligen Grenzbetrage (GWl, GW2 , GW3, GW4 , GW5, GW6) in Abhängigkeit von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine (1) kalibrierbar sind.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Referenztemperatur (T REF ) durch einen an der Referenzposition angeordneten weiteren Temperatursensor (16) gemessen oder mittels eines Temperaturmodells berechnet wird.

11. Brennkraftmaschine (1) mit

- einem Ansaugtrakt (3),

- einem Temperatursensor (15), welcher innerhalb des Ansaugtrakt (3) angeordnet ist, - einem Verdichter (7), welcher innerhalb des Ansaugtrakts (3) angeordnet ist und mittels dem die Brennkraftmaschine (1) in einem Ladebetrieb oder einem Nichtladebetrieb betrieben werden kann,

- einer Steuervorrichtung (17), welcher derart ausgebildet ist, dass sie

- die Temperatur (T Mess ) an der Position des Temperatursensors (15) erfasst,

- die Temperatur (T REF ) an einer Referenzposition innerhalb des Ansaugtrakts (3) mittels ermittelt, - ermittelt, ob sich die Brennkraftmaschine (1) im Ladebetrieb oder im Nichtladebetrieb befindet,

- eine Funktionsuberprufung des Temperatursensors (15) basierend auf einem Vergleich des Messwerts (T Mess ) des Temperatursensors (15) und der Referenztemperatur (T REF ) in Abhängigkeit von dem Ladebetrieb und dem Nichtladebetrieb durchfuhrt.

Description:

Beschreibung

FUNKTIONSUBERPRUFUWG EINES TEMPERATURSENSORS EINER BRENNKRAFTMASCHINE

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Funktionsuberprufung eines Temperatursensors einer Brennkraftmaschine und eine Brennkraftmaschine mit einer Steuervorrichtung, welche derart ausgebildet ist, dass sie das Verfahren zur Funktionsuberprufung ausfuhren kann.

Moderne Brennkraftmaschinen verfugen in der Regel über eine Steuervorrichtung zur Steuerung der in der Brennkraftmaschine ablaufenden Prozesse. Dazu sind in der Steuervorrichtung meist kennfeldbasierte Steuerungsfunktionen abgelegt. Zur Erfassung des aktuellen Betriebszustandes der Brennkraftmaschine verfugt diese über Sensoren, mittels denen verschiedene Betriebsgroßen der Brennkraftmaschine gemessen und der Steuervorrichtung zugeleitet werden. So verfugt die Brennkraftmaschine in der Regel über zumindest einen Temperatursensor zur Erfassung der Temperatur im Ansaugtrakt. Daneben können Temperaturen an anderen Positionen innerhalb des Ansaugtrakts basierend auf einem physikalischen Temperaturmodell modelliert werden. Zur Gewahrleistung einer exakten Steuerung der Brennkraftmaschine ist es jedoch notwendig, die Funktionsfa- higkeit und Genauigkeit der Temperatursensoren von Zeit zu Zeit überprüfen.

Aus DE 10 2005 009 103 Al ist ein Verfahren zur Diagnose eines in einem Ansaugtrakt einer Brennkraftmaschine angeordneten Temperatursensors bekannt geworden, bei dem die Diagnose durch einen Vergleich zwischen einem errechneten Schatzwert für eine Temperaturanderung im Ansaugtrakt und der von dem Temperatursensor gemessenen Temperaturanderung erfolgt.

Bei aufgeladenen Brennkraftmaschinen ergeben sich aufgrund der speziellen Systemkonfiguration neue Randbedingungen, wel-

che sich auch auf die Funktionsuberprufung eines im Ansaugtrakt angeordneten Temperatursensors auswirken.

Es ist deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren für eine aufgeladene Brennkraftmaschine sowie eine entsprechende Brennkraftmaschine bereitzustellen, mittels denen die Funktionsuberprufung eines Temperatursensors im Ansaugtrakt einfach und zuverlässig durchfuhrbar ist.

Diese Aufgabe wird durch das Verfahren und die Brennkraftmaschine gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelost. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhangigen Ansprüche.

Das Verfahren zur Funktionsuberprufung eines Temperatursen- sors bezieht sich auf eine Brennkraftmaschine mit einem Ansaugtrakt, einem Verdichter, welcher innerhalb des Ansaugtrakts angeordnet ist, und mittels dem die Brennkraftmaschine sowohl in einem Ladebetrieb als auch in einem Nichtladebetrieb betrieben werden kann. Der Temperatursensor ist inner- halb des Ansaugtrakts angeordnet. Gemäß dem Verfahren wird die Temperatur an der Position des Temperatursensors gemessen und eine Referenztemperatur an einer Referenzposition innerhalb des Ansaugtrakts ermittelt. Ferner wird ermittelt, ob sich die Brennkraftmaschine im Ladebetrieb oder im Nichtlade- betrieb befindet. Die Funktionsuberprufung des Temperatursensors wird basierend auf einem Vergleich des Messwerts des Temperatursensors und der Referenztemperatur in Abhängigkeit von dem Ladebetrieb oder dem Nichtladebetrieb durchgeführt.

Gegenüber dem aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren werden bei dem erfindungsgemaßen Verfahren die speziellen Bedingungen, welche sich bei aufgeladenen Brennkraftmaschinen ergeben, bei der Funktionsuberprufung des Temperatursensors berücksichtigt. Da die Temperaturbedingungen an verschiedenen Positionen innerhalb des Ansaugtrakts erheblich davon abhangen, ob die Brennkraftmaschine im Ladebetrieb oder im Nichtladebetrieb betrieben wird, gelten bei Ladebetrieb andere Kriterien für die Funktionsuberprufung als im Nichtladebe-

trieb. Durch die Unterscheidung des Ladebetriebs und des Nichtladebetriebs bei der Funktionsuberprufung des Temperatursensors kann eine Aussage über die Funktionstuchtigkeit des Temperatursensors mit höherer Genauigkeit getroffen wer- den. Ferner kann die Funktionsuberprufung sowohl im Ladebetrieb als auch im Nichtladebetrieb und dadurch mit größerer Häufigkeit durchgeführt werden.

In einer Ausgestaltung des Verfahrens nach Anspruch 2 ist der Temperatursensor stromabwärts des Verdichters angeordnet. In diesem Fall befindet sich die Referenzposition stromaufwärts des Verdichters . Der Temperatursensor gilt dann als funktionstüchtig, falls sich die Brennkraftmaschine im Nichtladebetrieb befindet und der Messwert des Temperatursensors um we- niger als einen vorgegebenen ersten Grenzbetrag von der Referenztemperatur abweicht.

Im Nichtladebetrieb der Brennkraftmaschine wird diese praktisch als Saugmotor betrieben. Eine Erwärmung der Ansaugluft im Ansaugtrakt ist im Wesentlichen ausschließlich durch die Verbrennungswarme bedingt. Das Maß der Erwärmung hangt daher hauptsachlich von der Nahe zu den Brennraumen ab. Der Temperaturunterschied an Positionen stromaufwärts des Verdichters und stromabwärts des Verdichters ist daher gering. Daher kann in dem Fall, dass die Brennkraftmaschine im Nichtladebetrieb betrieben wird, der Temperatursensor als funktionstüchtig angesehen werden, wenn sich die Temperatur an der Referenzposition und der Messwert des Temperatursensors um maximal den ersten Grenzbetrag unterscheiden, d.h., wenn der Messwert des Temperatursensors innerhalb eines durch den ersten Grenzbetrag festgelegten Toleranzbandes um die Referenztemperatur liegt .

Gemäß einer Ausgestaltung des Verfahrens nach Anspruch 3 be- finden sich der Temperatursensor stromabwärts des Verdichters und die Referenzposition stromaufwärts des Verdichters . Der Temperatursensor wird als funktionstüchtig beurteilt, falls sich die Brennkraftmaschine im Ladebetrieb befindet und der

Messwert des Temperatursensors um mehr als einen vorgegebenen zweiten Grenzbetrag großer ist als die Referenztemperatur.

Beim Ladebetrieb der Brennkraftmaschine wird die Ansaugluft durch den Verdichter komprimiert, wodurch es zu einer Erwärmung der Luft kommt. Ferner weist der Verdichter eine mechanische Verlustleistung auf, welche von der Ansaugluft beim Durchströmen des Verdichters zumindest teilweise aufgenommen wird. Insofern ist ein Temperaturanstieg der Ansaugluft über den Verdichter zu erwarten. Dieser Temperaturanstieg eignet sich als Kriterium zur Beurteilung der Funktionstuchtigkeit des Temperatursensors im Ladebetrieb.

In einer Ausgestaltung des Verfahrens nach Anspruch 4 weist die Brennkraftmaschine einen Ladeluftkuhler auf, welcher in dem Ansaugtrakt stromabwärts des Verdichters angeordnet ist. Der Temperatursensor befindet sich stromabwärts des Ladeluft- kuhlers und die Referenzposition zwischen dem Verdichter und dem Ladeluftkuhler. Bei dieser Konfiguration wird der Tempe- ratursensor dann als funktionstüchtig beurteilt, falls sich die Brennkraftmaschine im Nichtladebetrieb befindet und der Messwert des Temperatursensors um weniger als einen vorgegebenen dritten Grenzbetrag von der Referenztemperatur abweicht .

Wie in den Ausfuhrungen zu Anspruch 2 schon erwähnt wurde, kommt es im Nichtladebetrieb der Brennkraftmaschine zu keiner nennenswerten Erwärmung der Ansaugluft beim Durchströmen des Verdichters. Daher ist der Kuhleffekt des Ladeluftkuhlers e- her gering.

In einer Ausgestaltung des Verfahrens nach Anspruch 5 weist auch hier die Brennkraftmaschine einen Ladeluftkuhler auf, welcher in dem Ansaugtrakt stromabwärts des Verdichters ange- ordnet ist. Der Temperatursensor befindet sich stromabwärts des Ladeluftkuhlers und die Referenzposition zwischen dem Verdichter und dem Ladeluftkuhler. Der Temperatursensor wird in diesem Fall als funktionstüchtig beurteilt, falls sich die

Brennkraftmaschine im Ladebetrieb befindet und der Messwert des Temperatursensors um mehr als einen vorgegebenen vierten Grenzbetrag geringer ist als die Referenztemperatur.

Wie in den Ausfuhrungen zu Anspruch 3 schon erwähnt wurde, findet im Ladebetrieb der Brennkraftmaschine eine Erwärmung der Ansaugluft über den Verdichter statt. Bei aktivem Lade- luftkuhler wird die Ansaugluft zum Zwecke der Leistungssteigerung der Brennkraftmaschine jedoch wieder abgekühlt. Beide Effekte können dazu genutzt werden, um den Temperatursensor unter diesen Bedingungen auf dessen Funktionstuchtigkeit zu überprüfen. Unter der Voraussetzung, dass der Ladeluftkuhler voll funktionsfähig ist, kann der Temperatursensor dann als funktionstüchtig angesehen werden, falls im Ladebetrieb die Temperatur der Ansaugluft nach dem Ladeluftkuhler geringer ist als die Referenztemperatur zwischen dem Verdichter und dem Ladeluftkuhler.

Eine Ausgestaltung des Verfahrens nach Anspruch 6 bezieht sich auf eine Brennkraftmaschine mit einem Ladeluftkuhler, welcher in einem Ansaugtrakt stromabwärts des Verdichters angeordnet ist und wahlweise in einem Kuhlbetrieb und in einem Nichtkuhlbetrieb betrieben werden kann. Der Temperatursensor ist stromabwärts des Ladeluftkuhlers angeordnet, wogegen sich die Referenzposition zwischen dem Verdichter und dem Ladeluftkuhler befindet. Gemäß dem Verfahren werden die Brennkraftmaschine im Ladebetrieb und der Ladeluftkuhler im Nichtkuhlbetrieb betrieben. Der Temperatursensor wird dann als funktionstüchtig beurteilt, falls der Messwert des Tempera- tursensors um mehr als einen vorgegebenen fünften Grenzbetrag großer ist als die Referenztemperatur. Anschließend wird der Ladeluftkuhler in den Kuhlbetrieb versetzt und eine Funkti- onsuberprufung des Ladeluftkuhlers durchgeführt. Dabei wird der Ladeluftkuhler dann als funktionstüchtig beurteilt, falls der Temperatursensor als funktionstüchtig beurteilt wurde und der Messwert des Temperatursensors aufgrund des Kuhlbetriebs des Ladeluftkuhlers absinkt.

Diese Ausgestaltung des Verfahrens vereint die Funktionsuber- prufung des Temperatursensors mit einer Funktionsuberprufung des Ladeluftkuhlers . Wie schon in den Ausfuhrungen zu Anspruch 3 erläutert wurde, kommt es beim Ladebetrieb der Brennkraftmaschine zu einer Erwärmung der Ansaugtemperatur über den Verdichter. Im Nichtkuhlbetrieb des Ladeluftkuhlers findet keine Abkühlung der Ansaugluft im Ladeluftkuhler statt. Unter diesen Bedingungen kann daher der Temperatursensor dann als funktionstüchtig angesehen werden, wenn sein Messwert um weniger als den vorgegebenen fünften Grenzbetrag von der Referenztemperatur abweicht. Wird anschließend der Ladeluftkuhler in den Kuhlbetrieb geschaltet, so muss es bei einem funktionstüchtigen Ladeluftkuhler zu einer messbaren Abkühlung der Ansaugluft über den Ladeluftkuhler kommen. Sinkt daher der Messwert des Temperatursensors nach dem Umschalten des Ladeluftkuhlers in den Kuhlbetrieb ab, so kann der Ladeluftkuhler als funktionstüchtig beurteilt werden.

In einer Ausgestaltung des Verfahrens nach Anspruch 7 wird der Ladeluftkuhler dann als funktionstüchtig beurteilt, falls der Messwert des Temperatursensors aufgrund des Kuhlbetriebs des Ladeluftkuhlers um mehr als einen vorgegebenen sechsten Grenzbetrag absinkt.

In einer Ausgestaltung des Verfahrens nach Anspruch 8 wird der Ladeluftkuhler nur dann als funktionstüchtig beurteilt, falls der Messwert des Temperatursensors innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne ab Beginn des Kuhlbetriebs des Ladeluftkuhlers um den sechsten Grenzbetrag absinkt.

Die Ausgestaltungen gemäß der Ansprüche 7 und 8 erlauben neben der Beurteilung der grundsatzlichen Funktionsfahigkeit auch noch eine Beurteilung der Leistung des Ladeluftkuhlers, insbesondere, wenn es sich beispielsweise um einen wasserge- kühlten Ladeluftkuhler handelt. Sinkt die Temperatur der Ansaugluft nach Einschalten des Ladeluftkuhlers um den sechsten Grenzbetrag ab oder geschieht es nicht innerhalb einer bestimmten vorgegebenen Zeitspanne, so weist sich der Ladekuh-

ler eine verminderte Leistung auf und wird als defekt deklariert .

In einer Ausgestaltung des Verfahrens nach Anspruch 9 sind die jeweiligen Grenzbetrage in Abhängigkeit von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine kalibrierbar.

Dies ermöglicht eine bessere, individuelle Abstimmung der Grenzbetrage auf unterschiedliche Lastbereiche der Brenn- kraftmaschine .

Gemäß einer Ausgestaltung nach Anspruch 10 wird die Referenztemperatur durch einen an der Referenzposition angeordneten weiteren Temperatursensor gemessen oder mittels eines Tempe- raturmodells berechnet.

Eine Brennkraftmaschine gemäß dem Anspruch 11 umfasst einen Ansaugtrakt, einen Temperatursensor, welcher innerhalb des Ansaugtrakts angeordnet ist, sowie einen Verdichter, welcher innerhalb des Ansaugtrakts angeordnet ist und mittels dem die Brennkraftmaschine in einen Ladebetrieb oder in einen Nichtladebetrieb betrieben werden kann. Die Brennkraftmaschine weist ferner eine Steuervorrichtung auf, welche derart ausgebildet ist, dass sie die Temperatur an der Position des Tem- peratursensors erfasst, die Temperatur an einer Referenzposition innerhalb des Ansaugtrakts ermittelt, ferner ermittelt, ob sich die Brennkraftmaschine im Ladebetrieb oder im Nichtladebetrieb befindet, und eine Funktionsuberprufung des Temperatursensors basierend auf einen Vergleich des Messwerts des Temperatursensors und der Referenztemperatur in Abhängigkeit von dem Ladebetrieb und dem Nichtladebetrieb durchfuhrt.

Bezuglich der Vorteile dieser Brennkraftmaschine wird auf die Ausfuhrungen zum Anspruch 1 verwiesen, welche analog gelten.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausfuhrungsbeispiels mit Bezug auf die beigefugten Figuren naher erläutert.

In den Figuren sind:

Figuren IA und IB schematische Darstellungen einer Brennkraftmaschine;

Figuren 2 bis 4 Ausfuhrungsbeispiele eines Verfahrens in

Form von Ablaufdiagrammen .

In Figur IA ist eine aufgeladene Brennkraftmaschine 1 schema- tisch dargestellt. Die Brennkraftmaschine 1 verfugt über vier Brennkammern 2, denen über einen Ansaugtrakt 3 Verbrennungsluft zugeführt wird. In dem Ansaugtrakt 3 sind stromabwärts einer Ansaugoffnung 4 ein Luftmassensensor 5, eine steuerbare Drosselklappe 6 zur Steuerung des Luftmassendurchsatzes im Ansaugtrakt 3 und ein Verdichter 7 angeordnet. Bei dem Verdichter 7 kann es sich sowohl um einen mechanischen oder e- lektrischen Kompressor oder um einen Verdichter 7 eines Abgasturboladers handeln. Die Ansaugluft wird den einzelnen Brennkammern 2 über einen schematisch dargestellten Ansaug- krummer 8 zugeführt. Die Verbrennungsabgase werden aus den Brennkammern 2 über einen Abgastrakt 9 abgeführt. Innerhalb des Abgastrakts 9 kann sich ein Abgaskatalysator 10 befinden.

Mittels des Verdichters 7 kann die Brennkraftmaschine 1 in einem Ladebetrieb oder einem Nichtladebetrieb betrieben werden. Unter dem Nichtladebetrieb ist ein Betriebszustand zu verstehen, bei dem das Druckverhaltnis PQ über den Verdichter 7 kleiner oder ungefähr gleich Eins ist:

PQ =^-≤\

Dabei ist P2 der Druck stromabwärts des Verdichters 7 und Pi der Druck stromaufwärts des Verdichters 7.

Dagegen ist unter dem Ladebetrieb der Brennkraftmaschine 1 der Betriebszustand zu verstehen, bei dem das Druckverhaltnis PQ über den Verdichter 7 großer 1 ist:

p ρ = 4 P >i

Je nach Ausgestaltung des Verdichters 7 kann das Druckver- haltnis PQ und damit der Ladebetrieb oder der Nichtladebetrieb auf verschiedene Art und Weise eingestellt werden. Bei einem mechanischen Kompressor, wie hier im Ausfuhrungsbeispiel dargestellt, ist die bezuglich des Verdichters 7 stro- mabwartige Seite des Ansaugtrakts 3 mit der stromaufwartigen Seite des Ansaugtrakts 3 über eine Schubumluftleitung 11 pneumatisch verbunden. In der Schubumluftleitung 11 befindet sich ein steuerbares Schubumluftventil 12, mittels dem die Durchflussmenge durch die Schubumluftleitung 11 einstellbar ist. Je nach Offnungsgrad des Schubumluftventils kann das Druckverhaltnis PQ über dem Verdichter 7 eingestellt und somit der Aufladezustand der Brennkraftmaschine 1 beeinflusst werden .

Bei einem mechanischen Kompressor, welcher über eine trennba- re Kupplung mit einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine 1 (nicht dargestellt) wahlweise verbunden oder von dieser getrennt werden kann, konnte der Ladebetrieb und der Nichtladebetrieb durch entsprechende Betätigung der Kupplung eingestellt werden.

Bei einem elektrisch angetriebenen Verdichter 7 bzw. Kompressor wurde dies durch entsprechende Ansteuerung des Elektroan- triebs geschehen.

Bei einem Abgasturbolader kann das Druckverhaltnis PQ über den Verdichter 7 anhand eines steuerbaren Bypasses an der Turbine im Abgasstrang (Wastegate) verändert werden.

Im Ausfuhrungsbeispiel der Figur IA sind ein erster Drucksen- sor 13 zwischen der Drosselklappe 6 und dem Verdichter 7 und ein zweiter Drucksensor 14 stromabwärts des Verdichters 7 im Ansaugtrakt 3 angeordnet. Ferner ist ein Temperatursensor 15

stromabwärts des Verdichters 7 und ein weiterer Temperatursensor 16 stromaufwärts des Verdichters 7 im Ansaugtrakt 3 angeordnet .

Der Brennkraftmaschine 1 ist eine Steuervorrichtung 17 zugeordnet, in welcher kennfeidbasierte Steuerungsfunktionen in Form von Software implementiert sind. Die Steuervorrichtung 17 ist mit allen Aktuatoren und Sensoren der Brennkraftmaschine 1 über Signal- und Datenleitungen verbunden. Insbeson- dere ist die Steuervorrichtung 17 mit den Luftmassensensor 5, der steuerbaren Drosselklappe 6, den Schubumluftventil 12, den Drucksensoren 13, 14 und den Temperatursensoren 15, 16 verbunden .

In Figur IB ist ein weiteres Ausfuhrungsbeispiel der Brennkraftmaschine 1 dargestellt. Die Brennkraftmaschine 1 ist ahnlich aufgebaut, wie die im Ausfuhrungsbeispiel der Figur IA. Im Folgenden werden nur die Unterschiede beschrieben. Der restliche Aufbau ist identisch.

Im Unterschied zu dem in Figur IA dargestellten Ausfuhrungsbeispiel weist die Brennkraftmaschine 1 der Figur IB einen Ladeluftkuhler 18 auf, welcher im Ansaugtrakt 3 stromabwärts des Verdichters 7 angeordnet ist. Bei dem Ladeluftkuhler 18 kann es sich um einen luft- oder wassergekühlten Ladeluftkuhler 18 handeln. Im Falle eines wassergekühlten Ladeluftkuh- lers 18 umfasst dieser einen Kuhlwasserkreislauf mit einer darin angeordneten Pumpe (nicht dargestellt) . Die Pumpe ist in diesem Fall mit der Steuervorrichtung 17 verbunden und kann von dieser ein- und ausgeschaltet werden, sowie bezuglich ihrer Pumpleistung gesteuert werden. Im Falle eines luftgekühlten Ladeluftkuhlers 18 kann dieser derart ausgestaltet sein, dass die Ansaugluft entweder permanent gekühlt wird oder die Kuhlluftzufuhr mittels eines geeigneten steuer- baren Mechanismus einstellbar ist.

Ein weiterer Unterschied zu dem Ausfuhrungsbeispiel der Figur IA besteht in der Anordnung der Temperatursensoren. Hier ist

der Temperatursensor 15 stromabwärts des Ladeluftkuhlers 18 und der weitere Temperatursensor 16 im Ansaugtrakt 3 zwischen dem Verdichter 7 und dem Ladeluftkuhler 18 angeordnet.

Im Folgenden werden anhand der Figuren 2 bis 4 Ausfuhrungsbeispiele für ein Verfahren zur überprüfung des Temperatursensors erläutert.

Das Ausfuhrungsbeispiel für das Verfahren gemäß der Figur 2 bezieht sich auf eine Brennkraftmaschine 1 mit einem Aufbau, wie er schematisch in Figur IA dargestellt ist. Der zu überprüfende Temperatursensor 15 ist dabei derjenige, welcher stromabwärts des Verdichters 7 angeordnet ist. Der weitere Temperatursensor 16, welcher zwischen der Drosselklappe 6 und dem Verdichter 7, im Folgenden als Referenzposition bezeichnet, angeordnet ist, dient der Messung einer Referenztemperatur T REF , welche für die Funktionsuberprufung verwendet wird. Die Drucksensoren 13, 14, welche stromaufwärts und stromabwärts des Verdichters 7 angeordnet sind, dienen insbesondere der Ermittlung, ob sich die Brennkraftmaschine 1 im Ladebetrieb oder im Nichtladebetrieb befindet.

Das Verfahren gemäß der Figur 2 wird mit Schritt 200 gestartet, beispielsweise beim Anlassen der Brennkraftmaschine 1. Im Schritt 201 wird die Referenztemperatur T REF an der Referenzposition durch den weiteren Temperatursensor 16 ermittelt. Vorzugsweise wird dies erst nach Erreichen der Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine 1 durchgeführt. Anschließend oder gleichzeitig wird im Schritt 202 der Messwert T Mess des Temperatursensors stromabwärts des Verdichters 7 er- fasst .

Im Schritt 203 wird von der Steuervorrichtung 17 geprüft, ob sich die Brennkraftmaschine 1 im Ladebetrieb oder im Nichtla- debetrieb befindet. Wie weiter oben schon erläutert wurde, geschieht dies durch Auswertung des Druckverhaltnisses PQ u- ber dem Verdichter 7. Dazu werden die Messwerte der stromaufwärts und stromabwärts des Verdichters 7 angeordneten Druck-

Sensoren 13, 14 miteinander verglichen. Ist das Druckverhalt- nis PQ großer als Eins, so befindet sich die Brennkraftmaschine 1 im Ladebetrieb. Ist dieses Druckverhaltnis PQ jedoch kleiner oder gleich Eins, so befindet sich die Brennkraftma- schine 1 im Nichtladebetrieb.

Wird im Schritt 203 festgestellt, dass sich die Brennkraftmaschine 1 im Nichtladebetrieb befindet, so wird in Schritt 204 ermittelt, ob der Messwert T Mess des Temperatursensors 15 um weniger als einen vorgegebenen ersten Grenzbetrag GWl von der Referenztemperatur T Ref abweicht, bzw, ob der Messwert T Mess des Temperatursensors 15 innerhalb eines durch den ersten Grenzbetrag GWl festgelegten Toleranzbandes um die Referenztemperatur T Ref liegt. Ist dies der Fall, so wird der Tempera- tursensor 15 im Schritt 205 als funktionstüchtig beurteilt.

Dies ist dadurch zu begründen, dass es im Nichtladebetrieb zu keiner Verdichtung der Ansaugluft im Verdichter 7 und dadurch auch zu keiner nennenswerten Erwärmung der Luft kommt. Jedoch ist eine geringfügige Erwärmung der Ansaugluft beim Durch- strömen des erwärmten Verdichters 7 aufgrund der Wärmeübertragung von den mechanischen Bauteilen des Verdichters 7 auf die Ansaugluft möglich. Dies wird durch geeignete Wahl des ersten Grenzbetrages GWl berücksichtigt.

Wird im Schritt 203 festgestellt, dass sich die Brennkraftmaschine 1 im Ladebetrieb befindet, so wird im Schritt 206 ermittelt, ob der Messwert T Mess des Temperatursensors 15 großer ist als die Summe aus der Referenztemperatur T Ref und einem vorgegebenen zweiten Grenzbetrag GW2. Ist dies der Fall, so wird der Temperatursensor 15 im Schritt 207 als funktionstüchtig beurteilt. Dies ist dadurch zu begründen, dass es aufgrund des Verdichtungsvorgangs und der Aufheizung des Verdichters 7 durch die mechanische Verlustleistung zu einer deutlichen Erwärmung der Ansaugluft kommt.

Wird im Schritt 204 festgestellt, dass die Differenz zwischen der Referenztemperatur T Ref und des Messwerts T Mess des Temperatursensors großer oder gleich dem vorgegebenen ersten

Grenzbetrag GWl ist, so wird der Temperatursensor 15 im Schritt 208 als defekt beurteilt. Gleiches gilt, falls die Differenz des Messwerts T Mess des Temperatursensors und der Referenztemperatur T Ref kleiner oder gleich dem vorgegebenen zweiten Grenzbetrag GW2 ist.

Nach der Beurteilung der Funktionsfahigkeit des Temperatursensors gemäß den Schritten 205, 207 oder 208 kann das Verfahren wieder mit Schritt 200 von neuem begonnen werden.

In Figur 3 ist ein weiteres Ausfuhrungsbeispiel des Verfahrens dargestellt, wobei dieses Verfahren auf eine aufgeladene Brennkraftmaschine 1 mit Ladeluftkuhler 18 anzuwenden ist, wie sie beispielhaft in Figur IB dargestellt ist. Der Lade- luftkuhler 18 ist in diesem Fall derart ausgestaltet, dass er nicht abschaltbar ist, sondern bei laufender Brennkraftmaschine 1 permanent Kuhlleistung an die Ansaugluft abgibt. Beispielsweise kann es sich um einen luftgekühlten ladeluftkuhler oder um einen wassergekühlten Ladeluftkuhler 18 han- dein, bei dem die Wasserpumpe bei laufender Brennkraftmaschine 1 permanent in Betrieb ist.

Im Unterschied zu der Brennkraftmaschine 1 gemäß der Figur IA befindet sich der zu überprüfende Temperatursensor 15 beim Ausfuhrungsbeispiel gemäß der Figur IB im Ansaugtrakt 3 stromabwärts des Ladeluftkuhlers 18. Der weitere Temperatursensor 16 welcher die Referenztemperatur T Ref zum Zwecke der überprüfung des Temperatursensors liefert, befindet sich zwischen dem Verdichter 7 und dem Ladeluftkuhler 18. Die Anord- nung der Drucksensoren 13, 14 im Ansaugtrakt 3 ist identisch mit dem Ausfuhrungsbeispiel der Figur IA.

Die Verfahrensschritte 300 bis 303 stimmen mit den Verfahrensschritten 200 bis 203 des Ausfuhrungsbeispiels der Figur 2 uberein. Für nähere Erläuterungen wird deshalb auf die Ausfuhrungen zu den Schritten 200 bis 203 verwiesen.

Wird im Schritt 303 festgestellt, dass sich die Brennkraftmaschine 1 im Nichtladebetrieb befindet, so wird im Schritt 304 überprüft, ob der Messwert T Mess des Temperatursensors 15 um weniger als einen vorgegebenen dritten Grenzbetrag GW3 von der Referenztemperatur T Ref abweicht, bzw, ob der Messwert

T Mess des Temperatursensors 15 innerhalb eines durch den dritten Grenzbetrag GW3 festgelegten Toleranzbandes um die Referenztemperatur T Ref liegt. Ist dies der Fall, so wird der Temperatursensor 15 im Schritt 305 als funktionstüchtig beur- teilt. Dies ist deshalb gerechtfertigt, da es im Nichtladebetrieb zu keiner nennenswerten Erwärmung der Ansaugluft beim Durchströmen des Verdichters 7 kommt und somit nur eine sehr geringe oder gar keine Kuhlwirkung am Ladeluftkuhler auftritt. In diesem Fall ist daher der Temperaturunterschied an der Referenzposition und der Position des Temperatursensors sehr gering oder Null. Dies kann daher als Kriterium für die Beurteilung des Temperatursensors herangezogen werden.

Wird im Schritt 303 festegestellt, dass die Brennkraftmaschi- ne 1 im Ladebetrieb ist, wird im Schritt 306 überprüft, ob der Messwert T MES s des Temperatursensors 15 geringer ist als die Differenz aus der Referenztemperatur T REF und einem vorgegebenen vierten Grenzbetrag GW4. Ist dies der Fall, so wird der Temperatursensor 15 im Schritt 307 als funktionstüchtig beurteilt. Im Ladebetrieb kommt es, wie weiter oben schon naher erläutert, durch die Verdichtung und durch die Verlustleistung des Verdichters 7 zu einer erheblichen Erwärmung der Ansaugluft. Diese erhöhte Temperatur der Ansaugluft wird durch den weiteren Temperatursensor 16 gemessen. Jedoch er- fahrt die Ansaugluft beim Durchströmen des Ladeluftkuhlers 18 wieder eine deutliche Abkühlung, wodurch der Messwert T MES s des Temperatursensors 15 deutlich geringer sein muss als die Referenztemperatur. Wird dies durch den Vergleich der beiden Temperaturen bestätigt, so kann der Temperatursensor 15 als funktionstüchtig eingestuft werden.

In dem Fall, dass die Bedingungen den Schritten 304 oder 306 nicht erfüllt sind, wird der Temperatursensor 15 im Schritt 308 als defekt deklariert.

Nach der Beurteilung des Temperatursensors in den Schritten 305, 307 oder 308 kann das Verfahren mit Schritt 300 von neuem begonnen werden .

Ein weiteres Ausfuhrungsbeispiel des Verfahrens gemäß der Fi- gur 4 bezieht sich ebenfalls auf eine Brennkraftmaschine 1 gemäß der Figur IB. Im Unterscheid zum Ausfuhrungsbeispiel der Figur 3 ist die Kuhlleistung des Ladeluftkuhlers 18 hier einstellbar, sodass der Ladeluftkuhler 18 wahlweise in einem Kuhlbetrieb oder einem Nichtkuhlbetrieb betrieben werden kann. Bei einem luftgekühlten Ladeluftkuhler 18 kann dies beispielsweise durch Regulierung der Kuhlluft und bei einem wassergekühlten Ladeluftkuhler 18 durch Einstellung der Leistung der Kuhlpumpe realisiert werden.

Das Verfahren wird mit Schritt 400 gestartet, beispielsweise beim Anlassen der Brennkraftmaschine 1. Im Schritt 401 wird der Ladeluftkuhler 18 in den Nichtkuhlbetrieb versetzt. Bei einem luftgekühlten Ladeluftkuhler 18 kann dies beispielsweise derart realisiert werden, dass die Luftzufuhr in den War- metauscher unterbrochen wird. Bei einem flussigkeitsgekuhlten Ladeluftkuhler 18 ist dies durch Abschalten der Kuhlmittelpumpe möglich.

Im Schritt 402 wird überprüft, ob sich die Brennkraftmaschine 1 im Ladebetrieb befindet. Ist dies nicht der Fall, wird die Abfrage wiederholt. Befindet sich die Brennkraftmaschine 1 jedoch im Ladebetrieb so wird im Schritt 403 die Referenztemperatur T Ref ermittelt. Weiterhin wird im Schritt 404 ein erster Messwert T Mess i des Temperatursensors 15 erfasst.

Im Schritt 405 wird überprüft, ob der Messwert T Mess des Temperatursensors 15 um weniger als einen vorgegebenen fünften Grenzbetrag GW5 von der Referenztemperatur T Ref abweicht, bzw,

ob der Messwert T Mess des Temperatursensors 15 innerhalb eines durch den fünften Grenzbetrag GW5 festgelegten Toleranzbandes um die Referenztemperatur T Ref liegt. Ist dies nicht der Fall, so wird der Temperatursensor 15 im Schritt 406 als defekt de- klariert. Bei einem positiven Ergebnis der Abfrage wird der Temperatursensor 15 im Schritt 407 als funktionstüchtig beurteilt. Diese Beurteilung der Funktionsfahigkeit des Temperatursensors beruht wiederum auf der Idee, dass in dem Fall, dass sich die Brennkraftmaschine 1 im Ladebetrieb befindet, der Ladeluftkuhler 18 jedoch im Nichtkuhlbetrieb betrieben werden, die Ansaugluft bei Durchströmen des Ladeluftkuhlers 18 keine oder nur eine geringe Temperaturanderung erfahrt. Dies wird durch den vorgegebenen fünften Grenzbetrag GW5 berücksichtigt .

Im Schritt 408 wird der Ladeluftkuhler 18 nun in den Kuhlbetrieb versetzt. Bei einem luftgekühlten Ladeluftkuhler 18 wird die Luftzufuhr in den Wärmetauscher ermöglicht und bei einem flussigkeitsgekuhlten Ladeluftkuhler 18 die Kuhlmittel- pumpe aktiviert.

Im Schritt 409 wird ein Timer gestartet und im Schritt 410 solange abgewartet, bis der Wert t des Timers eine vorgegebene Zeitspanne tl überschritten hat. Ist dies der Fall so wird in Schritt 411 ein zweiter Messwert T MesS2 des Temperatursensors erfasst.

In Schritt 412 wird nun überprüft, ob aufgrund der Zuschal- tung bzw. Aktivierung des Ladeluftkuhlers 18 eine Kuhlwirkung auf die Ansaugluft erkennbar ist. Dazu wird geprüft, ob der erste Messwert T Mess i großer ist als die Summe aus dem zweiten Messwert T MesS2 und einem vorgegebenen sechsten Grenzbetrag GW6. Ist dies der Fall, so wird der Ladeluftkuhler 18 im Schritt 413 als funktionstüchtig deklariert. Ist dies jedoch nicht der Fall, so wird der Ladeluftkuhler 18 im Schritt 414 als defekt erkannt, da keine ausreichende Kuhlwirkung durch Zuschalten des Ladeluftkuhlers 18 erfolgt ist. Das Verfahren wird mit Schritt 415 beendet.

Es ist anzumerken, dass in den Ausfuhrungsbeispielen die Referenztemperatur T REF durch den weiteren Temperatursensor 16 gemessen wird. Jedoch kann die Referenztemperatur T REF alternativ auch durch ein geeignetes Temperaturmodell modelliert werden .