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Title:
METHOD FOR CHECKING A VARIABLE VALVE LIFT CONTROL OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/179790
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for checking a variable valve lift control of an internal combustion engine. During the operation of the internal combustion engine, the following steps are carried out: - detecting the rotational speed of the internal combustion engine; - measuring the intake pressure (P) in the intake tract of the internal combustion engine, wherein during a defined stationary behavior of the internal combustion engine, the following steps are carried out at discrete times: - defining a reference frequency (fR) which depends on the rotational speed of the internal combustion engine; - defining a comparison frequency (fV) as a non-whole number multiple of the reference frequency (fR); - ascertaining amplitudes (AR) of vibrations of the intake pressure (P) in the intake tract of the internal combustion engine on the reference frequency (fR) and ascertaining amplitudes of vibrations of the intake pressure (P) in the intake tract of the internal combustion engine on the comparison frequency (fV); and - evaluating the ratio of the ascertained amplitudes (AR, AV) to the absolute values thereof in a defined manner.

Inventors:
BUHL, Stefan (Lotte-Branz-Straße 44, Regensburg, 93055, DE)
Application Number:
EP2019/055857
Publication Date:
September 26, 2019
Filing Date:
March 08, 2019
Export Citation:
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Assignee:
CPT GROUP GMBH (Vahrenwalder Straße 9, Hannover, 30165, DE)
International Classes:
F01L13/00
Foreign References:
US20110137509A12011-06-09
US20170198649A12017-07-13
EP1460254A12004-09-22
JPH07238822A1995-09-12
US6213068B12001-04-10
DE102008001099A12009-10-15
EP1754867A12007-02-21
EP1460254A12004-09-22
EP1580407A12005-09-28
EP2386742A12011-11-16
Attorney, Agent or Firm:
WALDMANN, Alexander (Continental Automotive GmbH, Postfach 22 16 39, München, 80506, DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Verfahren zum Prüfen einer variablen Ventilhubsteuerung eines Verbrennungsmotors, wobei während des Betreibens des Verbrennungsmotors folgende Schritte durchgeführt werden:

- Erfassen einer Drehzahl des Verbrennungsmotors;

- Messen eines Ansaugdrucks (P) im Ansaugtrakt des Ver

brennungsmotors; wobei in einem definiert stationären Verhalten des Verbrennungsmotors folgende Schritte zu diskreten Zeitpunkten durchgeführt werden:

- Definieren einer von der Drehzahl des Verbrennungsmotors abhängigen Referenzfreguenz (fp);

- Definieren einer Vergleichs freguenz (fv) als ein

nicht-ganzzahliges Vielfaches der Referenz freguenz (fiO;

- Ermitteln von Amplituden (AR) von Schwingungen des An saugdrucks (P) im Ansaugtrakt des Verbrennungsmotors auf der Referenz freguenz (fR) und von Amplituden von

Schwingungen des Ansaugdrucks (P) im Ansaugtrakt des Verbrennungsmotors auf der Vergleichs freguenz (fv); und

- definiertes Bewerten eines Verhältnisses der ermittelten Amplituden (AR, Av) sowie deren Absolutwerte.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Ermitteln der

Amplituden (AR, AV) mittels eines Görtzel-Algorithmus durch geführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Bewerten des Verhältnisses der ermittelten Amplituden (AR, AV) aufgrund von Verbrennungsmotorspezifischen Kriterien durchgeführt wird.

4. Verfahren nach einem der hervor vorhergehenden Ansprüche, wobei das nicht-ganzzahlige Vielfache in einem Bereich zwischen 1,3 und 1,7, vorzugsweise 1,5 beträgt.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei im Falle, dass die beiden Amplituden (AR, AV) ein definiertes Verhältnis zueinander aufweisen und ein Absolutwert der Re- ferenzamplitude definiert deutlich größer Null ist, ein Fehler der variablen Ventilhubsteuerung detektiert wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei im Falle, dass die beiden Amplituden (AR, Av) dieselbe Größenordnung aufweisen und beide Werte nahe Null sind, die variable Ven tilhubsteuerung als fehlerfrei detektiert wird.

7. Vorrichtung (200) zum Prüfen einer variablen Ventilhub steuerung eines Verbrennungsmotors, mittels derer während des Betreibens des Verbrennungsmotors folgende Schritte durchführbar sind:

- eine Erfassungseinrichtung (210) zum Erfassen einer

Drehzahl des Verbrennungsmotors;

- eine Messeinrichtung (220) zum Messen eines Ansaugdrucks (P) im Ansaugtrakt des Verbrennungsmotors; und

- eine Recheneinrichtung (230) , die ausgebildet ist, in einem definiert stationären Verhalten des Verbrennungsmotors folgende Schritte zu diskreten Zeitpunkten durchzuführen:

- Definieren einer von der Drehzahl des Verbrennungsmotors abhängigen Referenzfreguenz (fR);

- Definieren einer Vergleichs freguenz (fv) als ein

nicht-ganzzahliges Vielfaches der Referenz freguenz (fR);

- Ermitteln von Amplituden (AR) von Schwingungen des An saugdrucks (P) im Ansaugtrakt des Verbrennungsmotors auf der Referenz freguenz (fR) und von Amplituden von

Schwingungen des Ansaugdrucks (P) im Ansaugtrakt des Verbrennungsmotors auf der Vergleichs freguenz (fv); und

- definiertes Bewerten eines Verhältnisses der ermittelten Amplituden (AR, AV) .

8. Computerprogrammprodukt mit Programmcodemittel zum Aus führen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wenn es auf einer Vorrichtung (200) zum Prüfen einer variablen Ventilhubsteuerung eines Verbrennungsmotors abläuft oder auf einem Speichermedium gespeichert ist.

Description:
Beschreibung

Verfahren zum Prüfen einer variablen Ventilhubsteuerung eines Verbrennungsmotors

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Prüfen einer variablen Ventilhubsteuerung eines Verbrennungsmotors. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zum Prüfen einer variablen Ventilhubsteuerung eines Verbrennungsmotors. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Computerprogrammprodukt.

Moderne Verbrennungsmotoren sind häufig mit variablen Ventil hubsteuerungen ausgestattet, welche sich günstig auf ver schiedene Kenndaten (z.B. Verbrauch, Leistungsentfaltung, Emissionen, usw.) der Verbrennungsmotoren auswirken. Um

Nachteile bei den Abgasemissionen zu vermeiden, hat die mittels der Ventilhubsteuerung bewirkte Ventilhubänderung präzise und zuverlässig zu erfolgen. Hierbei kommen unter anderem Systeme zum Einsatz, die indirekt angesteuert werden (z.B. mittels hyd raulischer Stellglieder) und/oder deren elektrische Stell glieder keine Rückschlüsse auf eine korrekt ausgeführte Ven tilhubänderung erlauben.

Eine logische Ansteuerung der Ventilhubsteuerung erfolgt mittels elektronischen Motorsteuergeräten (ECU, engl. Engine Control Unit) . Üblicherweise werden alle Zylinder zumindest einer Zylinderbank gleich angesteuert, wobei Ventile während des Ansaugens und Ausschiebens geöffnet sind. Eine Umsetzung von Signalen in Stellaktionen erfolgt über Aktoren, z.B. über elektrische, hydraulische Systeme, usw.

Ein Problem beim Betreiben der variablen Ventilhubsteuerung kann sein, dass wenn die Ventilhubumschaltung nicht sauber funk tioniert, im Ergebnis der Kraftstoffverbrauch und/oder die Schadstoffemission des Verbrennungsmotors verschlechtert sind.

Eine Möglichkeit, um eventuell auftretende Fehler ohne den Einsatz zusätzlicher Sensorik zu diagnostizieren, ist die Bewertung des ansaug- bzw. abgasseitigen Systemverhaltens anhand physikalischer Größen (z.B. dem Druckverlauf im Ansaugtrakt) . Für den Fall einer lediglich partiell erfolgreichen Ventil hubänderung (d.h. ungleiche Ventilhübe auf einer Zylinderbank) unterscheidet sich die von den einzelnen Zylindern angesaugte Luftmasse beträchtlich. Dieser starke Unterschied in den einzelnen Ansaugtakten führt zu einer charakteristischen An regung der Ansaugstrecke, welche sich anhand des Drucksignals identifizieren lässt.

Fig. 1 zeigt eine prinzipielle Darstellung eines zeitlichen Verlaufs des Ansaugdrucksignals P in einem Sammlerkanal des Ansaugtrakts eines Verbrennungsmotors . In einem ersten Abschnitt von t=0 bis ti ist der Ventilhub aller Zylinder des Verbrenn ungsmotors im Wesentlichen identisch (fehlerfreies System) . Erkennbar ist, dass das Ansaugdrucksignal P in diesem Fall einen zeitlich relativ konstanten Verlauf zeigt. Ab dem Zeitpunkt ti finden aufgrund einer fehlerbehafteten Ventilhubsteuerung unterschiedliche Ventilhübe für einzelne Zylinder statt (fehler haftes System) .

Dies resultiert in Schwingungen des Ansaugdrucksignals P im Ansaugtrakt. Der im rechten Abschnitt von Fig. 1 dargestellte Verlauf des Ansaugdrucksignals P wird beispielsweise erreicht, wenn die Ansteuerung für einen Aktuator der variablen Ven tilhubsteuerung unterbrochen wurde. Dadurch bleibt einer von vier Zylindern „im alten Hub hängen", woraus die Druck schwingungen im Sammlerkanal des Ansaugtrakts resultieren.

Durch die Transformation des Drucksignals P in den Fourierraum, die häufig mittels einer DFT (Diskrete Fourier-Transformation) oder einer FFT (Fast-Fourier-Transformation) durchgeführt wird, bietet sich die Möglichkeit, einen Fehler bei der Ventilhub- umschaltung zu identifizieren.

Fig. 2 zeigt einen zeitlichen Verlauf des Ansaugdrucksignals P bei einem Fehler in einem einzelnen Zylinder eines Vier zylinder-Verbrennungsmotors . Der Drucksensor ist an den Sammler- kanal des Ansaugtrakts angeschlossen und misst das Ansaug drucksignal P .

In einem unteren Abschnitt von Fig. 2 ist erkennbar, dass bei einer Referenzfreguenz von 15 Hz eine Anregung des Ansaugdruck signals P auftritt (hervorgehoben durch eine ovale Umrandung) . Der untere Abschnitt von Fig. 2 zeigt das in den Fourier-Raum transformierte Ansaugdrucksignal P. Jeder Zylinder führt alle zwei Kurbelwellenumdrehungen einen Ansaugtakt durch. Dabei benötigen die vier Takte des Vierzylindermotors zwei Kurbel wellenumdrehungen, was 15 Kurbelwellenumdrehungen pro Sekunde ergibt. Die 15 Hz des Ansaugdrucksignals P korrelieren somit mit der Motordrehzahl von 1.800 Umin -1 .

Ferner erkennbar ist im unteren Abschnitt von Fig. 2 auch, dass bei einem Fehler bei einem Zylinder auch eine Anregung des Ansaugdrucksignals P bei 30 Hz stattfindet, die jedoch weniger signifikant ausgeprägt ist.

Fig. 3 zeigt ein Szenario eines zeitlichen Verlaufs des An saugdrucksignals P bei einem fehlerhaften Ansteuern der va riablen Ventilhubsteuerung von zwei Zylindern eines Vierzy lindermotors. Man erkennt im oberen Abschnitt von Fig. 3, dass der Mittelwert des Drucksignals P im Fehlerfall nicht stationär ist . Auch in diesem Fall tritt im Freguenzraum bei der Refe- renzfreguenz von 15 Hz eine definierte Anregung des Drucksignals P auf (hervorgehoben durch ovale Umrandung) .

Dies lässt sich dadurch begründen, dass sich eine Vervielfachung von Fehlern in mehreren Zylindern in einem Zusammenhang zwischen der Drehzahl des Motors und einer spezifischen Art der

Druckamplitude des Ansaugdrucksignals P widerspiegelt , weil ein Zusammenhang zwischen der Drehzahl des Verbrennungsmotors und der Anzahl der durchgeführten Ansaugtakte besteht. Das An saugdrucksignal P im Sammlerkanal des Ansaugtrakts führt dabei hochfreguente , mit der Motordrehzahl korrelierende Schwingungen aus Im unteren Abschnitt von Fig. 3 ist erkennbar, dass auch im Fehlerfall mit zwei Zylindern des Vierzylindermotors bei 15 Hz eine Anregung des Ansaugdrucksignals P stattfindet. Erkennbar ist ferner, dass im Fourierraum alle höheren Freguenzen größer als 15 Hz des Ansaugdrucksignals P kleine Amplituden aufweisen. Die hohen Werte des Ansaugdrucksignals P zwischen Null und 10Hz im unteren Abschnitt von Fig. 3 lassen sich dadurch begründen, dass es sich um ein nicht stationäres Ansaugdrucksignal P handelt .

Zur Lösung des genannten Problems kommen verschiedene Konzepte zum Einsatz. Dabei kann vorgesehen sein, dass ein direkter Vergleich physikalischer Größen durchgeführt wird, basierend auf einem zum Betriebspunkt gehörenden Erwartungswert und einem Messwert. Dazu kann, wie in US 6 213 068 Bl offenbart, die im Zylinder gefangene Luftmasse oder, wie in DE 10 2008 001 099 Al offenbart, der Druckverlauf im Ansaugsystem herangezogen werden . EP 1 754 867 Al zeigt eine ähnliche Vorgehensweise basierend auf dem Zylinderinnendruck bzw. dem vom Zylinder/Motor abgegebenen Drehmoment .

Bei den genannten Ansätzen wird ein sehr gutes mathematisches Modell vorausgesetzt, wobei kleine Fehler nur eine kleine Abweichung zum Modell bewirken. Problematisch ist dabei, wann eine Schwelle gesetzt wird, ab der ein Fehler detektiert wird. Üblicherweise werden auf einer Bank alle n (z.B. vier) Zylinder umgeschaltet, wobei eine Abweichung zwischen Modell und Messung kann sehr klein sein kann. Auf diese Weise ist nicht sicher gestellt, dass ein Fehler sicher detektiert werden kann.

Ein weiteres bekanntes Konzept sieht vor, wie zum Beispiel in EP 1 460 254 Al und in EP 1 580 407 Al offenbart, dass Druck schwingungen in zwei voneinander unabhängigen Ansaugsystemen bewertet werden, um einen eventuell auftretenden Fehler im Einlasssystem zu diagnostizieren. Dazu wird jeweils die Am plitude in voneinander unabhängigen Ansaugsystemen durch Detek tion lokaler Maxima und Minima abgeschätzt und über eine de finierte Anzahl von Arbeitsspielen gemittelt. Es folgt ein Vergleich der gemittelten Amplituden und eine Bewertung des Systemzustands in Ordnung/nicht in Ordnung.

Bei einem herkömmlichen Reihenmotor funktioniert dieses Prinzip allerdings höchstwahrscheinlich nicht, weil dieser in der Regel nur ein einzelnes Ansaugsystem aufweist .

Ein weiteres bekanntes, in EP 2 386 742 Al offenbartes Konzept bewertet /überwacht den Zeitpunkt, an dem das Ein- und Aus lassventil schließen. Das Auftreffen der Ventile auf den Ventil sitz ist mit einem akustischen Signal verbunden, welches mit Hilfe eines Klopfsensors aufgenommen und in den Fourierraum transformiert wird. Anschließend werden charakteristische Freguenzen des KlopfSignals bewertet. Dazu wird eine voll ständige Fourier-Transformation durchgeführt, die nachteilig sehr rechenintensiv ist .

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine effiziente Überwachung für eine variable Ventilhubsteuerung eines Ver brennungsmotors bereit zu stellen.

Gemäß einem ersten Aspekt schafft die Erfindung ein Verfahren zum Prüfen einer variablen Ventilhubsteuerung eines Verbren nungsmotors, wobei währenddes Betreibens des Verbrennungsmotors folgende Schritte durchgeführt werden:

- Erfassen einer Drehzahl des Verbrennungsmotors;

- Messen eines Ansaugdrucks im Ansaugtrakt des Verbren nungsmotors; wobei in einem definiert stationären Verhalten des Verbrennungsmotors folgende Schritte zu diskreten Zeitpunkten durchgeführt werden:

- Definieren einer von der Drehzahl des Verbrennungsmotors abhängigen Referenzfreguenz ;

- Definieren einer Vergleichs freguenz ;

- Ermitteln von Amplituden von Schwingungen des Ansaugdrucks im Ansaugtrakt des Verbrennungsmotors auf der Referenz frequenz und von Amplituden von Schwingungen des An saugdrucks im Ansaugtrakt des Verbrennungsmotors auf der Vergleichsfreguenz ; und - definiertes Bewerten eines Verhältnisses der ermittelten Amplituden sowie deren Absolutwerte.

Auf diese Weise wird eine vorteilhafte Überwachung der variablen Ventilhubsteuerung bereitgestellt, die überprüft, ob die Um schaltung der Ventile korrekt funktioniert hat. Vorteilhaft wird bereits im Vorfeld festgelegt, welche Freguenzen man betrachten möchte. Bewertet werden dabei die Amplituden des Ansaug drucksignals bei lediglich zwei Freguenzen. Dies bedeutet im Ergebnis einen begrenzten, niedrigen Rechenaufwand, sodass das Verfahren gut in bestehende elektronische Fahrzeugsteue rungseinrichtungen implementiert werden kann. Weiterhin ist das vorgestellte System hinreichend sensitiv, um auch Fehler auf nur einem Zylinder festzustellen, was bei den bekannten, oben genannten Verfahren nicht sichergestellt werden kann.

Gemäß einem zweiten Aspekt schafft die Erfindung eine Vorrichtung zum Prüfen einer variablen Ventilhubsteuerung eines Verbren nungsmotors, mittels derer während des Betreibens des Ver brennungsmotors folgende Schritte durchführbar sind:

- eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer Drehzahl des Verbrennungsmotors ;

- eine Messeinrichtung zum Messen eines Ansaugdrucks im Ansaugtrakt des Verbrennungsmotors; und

- eine Recheneinrichtung, die ausgebildet ist, in einem definiert stationären Verhalten des Verbrennungsmotors folgende Schritte zu diskreten Zeitpunkten durchzuführen:

- Definieren einer von der Drehzahl des Verbrennungsmotors abhängigen Referenzfreguenz ;

- Definieren einer Vergleichs freguenz als ein nicht-ganz zahliges Vielfaches der Referenz freguenz ;

- Ermitteln von Amplituden von Schwingungen des Ansaugdrucks im Ansaugtrakt des Verbrennungsmotors auf der Referenz frequenz und von Amplituden von Schwingungen des An saugdrucks im Ansaugtrakt des Verbrennungsmotors auf der Vergleichsfreguenz ; und

- definiertes Bewerten eines Verhältnisses der ermittelten Amplituden sowie deren Absolutwerte. Bevorzugte Ausführungsformen des Verfahrens sind Gegenstand von jeweils abhängigen Ansprüchen.

Eine bevorzugte Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass das Ermitteln der Amplituden mittels eines Gört zel-Algorithmus durchgeführt wird. Vorteilhaft bedeutet dies lediglich einen geringen Berechnungsaufwand gegenüber einer herkömmlichen klassischen Fourier-Transformation .

Eine weitere bevorzugte Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass das Bewerten des Verhältnisses der ermittelten Amplituden aufgrund von Verbrennungsmotorspezifischen Kriterien durch geführt wird. Auf diese Weise kann das Verfahren sehr genau an den jeweils geprüften Verbrennungsmotor angepasst werden und erlaubt dadurch genaue Aussagen über die variable Ventil hubsteuerung des konkreten Verbrennungsmotors.

Eine weitere bevorzugte Weiterbildung des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass das nicht-ganzzahlige Vielfache in einem Bereich zwischen 1,3 und 1,7, vorzugsweise 1,5 beträgt. Dadurch wird ein geeigneter Bereich des Verhältnisses zwischen Refe- renzfreguenz und Vergleichsfreguenz verwendet, bei dem eine gute Aussage über einen Zustand der variablen Ventilhubsteuerung des Verbrennungsmotors getroffen werden kann.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass im Falle, dass die beiden Amplituden ein definiertes Verhältnis zueinander aufweisen und ein Absolutwert der Re ferenzamplitude definiert deutlich größer Null ist, ein Fehler der variablen Ventilhubsteuerung detektiert wird.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass im Falle, dass die beiden Amplituden dieselbe Größen ordnung aufweisen und beide Werte nahe Null sind, die variable Ventilhubsteuerung als fehlerfrei detektiert wird. Dadurch werden Kriterien definiert, mit denen eine eindeutige Unter- Scheidung einer fehlerbehafteten von einer fehlerfreien Ven tilhubsteuerung getroffen wird.

Die Erfindung wird im Folgenden mit weiteren Merkmalen und Vorteilen anhand von mehreren Figuren im Detail beschrieben. Dabei sind in den Figuren vor allem die erfindungswesentlichen Prinzipien dargestellt, wobei an sich bekannte Elemente gemäß Stand der Technik nicht näher erläutert werden.

Offenbarte Vorteile der Vorrichtung ergeben sich in analoger Weise aus offenbarten Vorteilen des Verfahrens.

In den Figuren zeigt:

Fig . 1 einen zeitlichen Verlauf eines Ansaugdruck

signals einer variablen Ventilhubsteuerung eines Verbrennungsmotors ;

Fig . 2 einen zeitlichen Verlauf eines Ansaugdruck

signals einer variablen Ventilhubsteuerung mit einem Fehler bei einem Zylinder des Verbren nungsmotors ;

Fig . 3 einen zeitlichen Verlauf eines Ansaugdruck

signals einer variablen Ventilhubsteuerung mit einem Fehler bei zwei Zylindern des Verbrenn ungsmotors ;

Fig . 4 ein prinzipielles Ablaufdiagramm einer Aus führungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens;

Fig . 5 einen zeitlichen Verlauf eines Ansaugdruck

signals einer variablen Ventilhubsteuerung eines Verbrennungsmotors mit den beiden erfindungs gemäß ausgewerteten Ansaugdrucksignalen;

Fig . 6 ein prinzipielles Blockschaltbild einer Vor richtung zur Ausführung des Verfahrens; und Fig. 7 einen prinzipiellen Ablauf eines Verfahrens zum

Prüfen einer variablen Ventilhubsteuerung eines Verbrennungsmotors .

Fig. 4 zeigt einen prinzipiellen Ablauf des vorgeschlagenen Verfahrens. In einem Schritt 100 wird eine Referenz freguenz fp des Verbrennungsmotors in Abhängigkeit der Drehzahl des Ver brennungsmotors ermittelt. Zugleich wird das Ansaugdrucksignal P im Sammler-Ansaugtrakt des Verbrennungsmotors mittels eines Drucksensors gemessen. In einem Schritt 110 wird mit der er mittelten Referenzfreguenz f R und dem Ansaugdrucksignal P eine Referenzamplitude Af R des Ansaugdrucksignals P mittels des an sich bekannten Görtzel-Algorithmus berechnet.

In einem Schritt 120 wird eine Vergleichsfreguenz f v ermittelt, die ein nicht ganzzahliges Vielfachen der Referenzfreguenz f R darstellt. Das Ansaugdrucksignal P wird zusammen mit der Vergleichsfreguenz fv benutzt, um in einem Schritt 130 die Vergleichsamplitude A v der Schwingungen des Ansaugdrucksignals P bei der Vergleichsfreguenz fv zu berechnen.

In einem Schritt 140 erfolgt ein Vergleichen der ermittelten Referenzamplitude AR mit der Vergleichsamplitude A v und ein Bewerten des Vergleichs, wobei definierte Kriterien des Ver brennungsmotors herangezogen werden.

Fig. 5 zeigt einen zeitlichen Verlauf des Ansaugdrucksignals P zusammen mit zeitlichen Verläufen der Referenzamplitude AR und der Vergleichsamplitude A v des Ansaugdrucksignals P auf der Referenz freguenz f R bzw. auf der Vergleichsfreguenz fv.

Man erkennt im linken Abschnitt, dass das Ansaugdrucksignal P im linken Abschnitt, welches ein fehlerfreies System repräsentiert und in einem rechten Abschnitt, welches ein fehlerbehaftetes System repräsentiert, unterschiedlich ausgebildet ist. Man erkennt, dass die OberSchwingungen auf dem Ansaugdrucksignal P im Fehlerfall wesentlich höher sind als im fehlerfreien Fall. Der genannte Görtzel-Algorithmus wird während des Betriebs des Verbrennungsmotors fortlaufend durchgeführt.

Die Vergleichsfreguenz fv ist die mit einem nicht-ganzzahligen Faktor multiplizierte Referenzfreguenz f R , wobei der Faktor vorzugsweise in einem Bereich zwischen 1,3 und 1,7, mehr be vorzugt 1,5 beträgt.

Ein nicht-ganzzahliges Verhältnis der Vergleichsfreguenz f v zur Referenz freguenz f R lässt sich dadurch begründen, dass beim Ausfall von einem oder mehreren Zylindern des Verbrennungsmotors (z.B. Vierzylindermotor) jeweils ein ganzzahliger Faktor in die Anregung des Ansaugdrucksignals P einfließt. Dadurch schlägt sich ein Fehler der variablen Ventilhubsteuerung im Freguenzraum nicht in einem nicht-ganzzahligen Vielfachen von Schwingungen des Ansaugdrucks P nieder, sodass auf einfache Weise ein Fehlerfall von einem ordnungsgemäßen Zustand der variablen Ventilhubsteuerung unterschieden werden kann. Dabei ist der gewählte nicht-ganzzahlige Faktor auf den jeweiligen zu prü fenden Verbrennungsmotor abzustimmen, was einen spezifischen Kalibriervorgang für den jeweils zu prüfenden Verbrennungsmotor erfordert .

Zu berücksichtigen ist dabei, dass je näher der Faktor an einem ganzzahligen Vielfachen liegt, sich die Abweichungen der Re ferenzfreguenz f R von der Vergleichsfreguenz fv verringern. Angestrebt wird somit ein nicht-ganzzahliger Faktor, bei dem die Abweichungen der Referenz- und der Vergleichsfreguenz im Fehlerfall geringstmöglich sind.

Erkennbar ist im Falle im fehlerfreien Fall (linker Abschnitt von Fig. 5), dass die Amplituden A R , A V der Referenz- und der Vergleichsfreguenz f R , f v sehr ähnlich sind, wobei Spitzen auf der Vergleichsamplitude Av jeweils einen Beginn einer Durch führung des Görtzel-Algorithmus darstellen. Eine zulässige Größenordnung einer Relation der Amplituden A R , Av liegt in einem Bereich von ca. 2 bis ca. 3. Erkennbar ist ferner, dass im ersten Raster nach der gestri chelten Mittellinie des rechten Abschnitts von Fig. 5 (Feh lerfall) die Werte der Referenzamplitude A R und der Ver gleichsamplitude Av nicht stationär sind bzw. stark überhöhte Oszillationen aufweisen, wodurch diese Werte verworfen werden und der Görtzel-Algorithmus nicht durchgeführt wird.

Im fehlerhaften Bereich geht die Referenzamplitude A R jeweils nach oben und die Vergleichsamplitude A v jeweils nach unten, sodass im Ergebnis die beiden Amplituden A R , AV stark unterschied lich sind.

Erforderlich für eine ordnungsgemäße Funktion des Verfahrens ist, dass der Verbrennungsmotor eine gewisse gleichmäßige Dreh zahl aufweist, wobei eine gewisse Abweichung in einem transienten Bereich zwar zulässig ist, falls dieser Bereich jedoch über schritten wird, (z.B. während eines starken Be

schleunigungsvorgangs), ist das Verfahren nicht funktionsfähig, weil in diesem Fall zu starke Änderungen der Motordrehzahl und des Ansaugdrucks P im Ansaugtrakt generiert werden (nicht in Figuren dargestellt) .

Das Ausmaß der jeweiligen Transienz, in welchem das Verfahren nicht funktionsfähig ist, lässt sich nicht allgemein spezi fizieren, sondern muss jeweils von Verbrennungsmotor zu Ver brennungsmotor spezifiziert werden. Vorteilhaft wird durch die Echtzeit-Durchführung des vorgeschlagenen Verfahrens eine Auswertung jeweils wieder von neuem gestartet, wenn die genannten erforderlichen Bedingungen des stationären Zustands wieder vorliegen .

Im Ergebnis bedeutet dies, dass ein mittels des vorgeschlagenen Verfahrens detektierter Fehler mehrfach bestätigt bzw. re produziert werden muss, um als echter Fehler identifiziert zu werden .

Ein mathematischer Formelapparat zur Durchführung des Gört zel-Algorithmus stellt sich wie folgt dar: ( 2 x P / n) x f n ... Sample- bzw. Abtastrate des Verfahrens

P ... Pi

Qt = 2 x cos w x Q t-i - Qt 2 + Pt + Patt

Qt ... temporärer Wert des Ansaugdrucks P

Pt aktueller Wert des Ansaugdrucks P

t ... aktueller Zeitschritt

A = SQR ( Qt i 2 + Qt 2 2 - Qt i X Qt 2 x 2 x cos w)

A Amplitude der überlagerten Druckschwingungen in Pa

SQR Quadratwurzel

Die genannte Prozedur des Görtzel-Algorithmus ist dabei jeweils für die Referenzfreguenz fp als auch für die zugehörige Ver gleichsfrequenz fv durchzuführen.

Im Ergebnis wird mit dem vorgeschlagenen Verfahren somit ein eine reduzierte-Fourier Transformation in Form des Gört

zel-Algorithmus durchgeführt, mit welcher bereits im Vorfeld spezifizierte Freguenzen von Schwingungen des Ansaugdrucks P analysiert werden.

Vorteilhaft lassen sich mit dem vorgeschlagenen Verfahren eine zuverlässige Erkennung und eine hohe Sensitivität realisieren. Ferner ist kein Vergleich mit modellierten Größen erforderlich, da es sich um reale Werte aus dem realen Betrieb des Ver brennungsmotors handelt. Ferner ist auch eine Prüfung von Verbrennungsmotoren mit voneinander nicht unabhängigen Zy linderbänken möglich. Zudem ist für das Verfahren im Vergleich zu klassischen Verfahren mit DFT/FFT-Verfahren lediglich eine geringe Rechenleistung ausreichend. Fig. 6 zeigt ein prinzipielles Blockschaltbild einer Vorrichtung 200 zum Ausführen des Erfinders gemäßen Verfahrens zum Prüfen einer variablen Ventilhubsteuerung.

Man erkennt eine Erfassungseinrichtung 200 zum Erfassen einer Drehzahl des Verbrennungsmotors, die funktional mit einer Messeinrichtung 210 (z.B. Drucksensor) zum Messen eines An saugdrucks P im Ansaugtrakt des Verbrennungsmotors verbunden ist. Funktional mit der Messeinrichtung 210 ist

eine Recheneinrichtung 220 verbunden, die ausgebildet ist, in einem definiert stationären Verhalten des Verbrennungsmotors folgende Schritte zu diskreten Zeitpunkten durchzuführen:

- Definieren einer von der Drehzahl des Verbrennungsmotors abhängigen Referenzfreguenz f R ;

- Definieren einer Vergleichs freguenz f v als ein

nicht-ganzzahliges Vielfaches der Referenz freguenz f R ;

- Ermitteln von Amplituden A R von Schwingungen des Ansaug drucks P im Ansaugtrakt des Verbrennungsmotors auf der Referenzfreguenz f R und von Amplituden von Schwingungen des Ansaugdrucks P im Ansaugtrakt des Verbrennungsmotors auf der Vergleichsfreguenz f v ; und

- definiertes Bewerten eines Verhältnisses der ermittelten Amplituden A R , A v .

Vorteilhaft kann die Vorrichtung 200 als ein elektronisches Motorsteuergerät ausgebildet sein, auf welcher das Verfahren als eine Software abläuft. Eine einfache Adaptierbarkeit des Verfahrens ist auf diese Weise unterstützt.

Fig. 7 zeigt einen prinzipiellen Ablauf eines Verfahrens zum Prüfen einer variablen Ventilhubsteuerung eines Verbren nungsmotors .

In einem Schritt 300 wird ein Erfassen einer Drehzahl des Verbrennungsmotors durchgeführt .

In einem Schritt 310 wird Messen eines Ansaugdrucks P im An saugtrakt des Verbrennungsmotors durchgeführt. In einem Schritt 320 wird ein Definieren einer von der Drehzahl des Verbrennungsmotors abhängigen Referenzfreguenz f R und ein Definieren einer Vergleichsfreguenz fv als ein

nicht-ganzzahliges Vielfaches der Referenzfreguenz f R durch geführt .

In einem Schritt 330 wird ein Ermitteln von Amplituden AR von Schwingungen des Ansaugdrucks P im Ansaugtrakt des Verbren nungsmotors auf der Referenzfreguenz f R und von Amplituden von Schwingungen des Ansaugdrucks P im Ansaugtrakt des Verbren nungsmotors auf der Vergleichsfreguenz fv durchgeführt .

In einem definiert stationären Verhalten des Verbrennungsmotors folgende Schritte zu diskreten Zeitpunkten durchgeführt:

In einem Schritt 340 wird ein definiertes Bewerten eines Verhältnisses der ermittelten Amplituden A R , Av sowie deren Absolutwerte durchgeführt.

Der Fachmann wird auch vorgehend nicht oder nur teilweise offenbarte Ausführungsformen realisieren, ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen.