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Patent Searching and Data


Title:
METHOD FOR DETERMINING MASS FLOWS INTO THE INLET MANIFOLD OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2002/053897
Kind Code:
A1
Abstract:
A method for determining mass flows into the inlet manifold (3) of an internal combustion engine, with means (5, 6, 9), for controlling the air intake into the inlet manifold (5, 6, 9), means (4), for determining the inlet manifold pressure and means (11) for evaluating the inlet manifold pressure curve, is disclosed. Within the disclosed method, the air intake into the inlet manifold, on switching off the internal combustion engine, is reduced by a set amount and the curve for the inlet manifold pressure thus produced is evaluated for the estimation of the mass flows and a leak in the inlet manifold proven by an increased rate of pressure change.

Inventors:
Schnaibel, Eberhard (Hochstetterstrasse 1/5 Hemmingen, 71282, DE)
Tuleweit, Wilfried (Hermann-Essig-Strasse 106 Schwieberdingen, 71701, DE)
Pfitz, Manfred (Muehlwiesenweg 19 Vaihingen, 71665, DE)
Herynek, Roland (Schwalbenweg 7 Oetisheim, 75443, DE)
Bellmann, Holger (Adolf-Gesswein-Strasse 4 Ludwigsburg, 71636, DE)
Esteghlal, Gholamabas (Notterstrasse 7 Ludwigsburg, 71638, DE)
Heinrich, Detlef (Legerweg 3 Ludwigsburg, 71638, DE)
Reuschenbach, Lutz (Happoldstrasse 67 Stuttgart, 70469, DE)
Mallebrein, Georg (Neuhaldenstrasse 42/1 Korntal-Muenchingen, 70825, DE)
Application Number:
PCT/DE2001/004925
Publication Date:
July 11, 2002
Filing Date:
December 22, 2001
Export Citation:
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Assignee:
ROBERT BOSCH GMBH (Postfach 30 02 20 Stuttgart, 70442, DE)
Schnaibel, Eberhard (Hochstetterstrasse 1/5 Hemmingen, 71282, DE)
Tuleweit, Wilfried (Hermann-Essig-Strasse 106 Schwieberdingen, 71701, DE)
Pfitz, Manfred (Muehlwiesenweg 19 Vaihingen, 71665, DE)
Herynek, Roland (Schwalbenweg 7 Oetisheim, 75443, DE)
Bellmann, Holger (Adolf-Gesswein-Strasse 4 Ludwigsburg, 71636, DE)
Esteghlal, Gholamabas (Notterstrasse 7 Ludwigsburg, 71638, DE)
Heinrich, Detlef (Legerweg 3 Ludwigsburg, 71638, DE)
Reuschenbach, Lutz (Happoldstrasse 67 Stuttgart, 70469, DE)
Mallebrein, Georg (Neuhaldenstrasse 42/1 Korntal-Muenchingen, 70825, DE)
International Classes:
F02M35/10; F02D9/00; F02D9/02; F02D11/10; F02D21/08; F02D35/00; F02D41/00; F02D41/04; F02D41/22; F02D45/00; F02M25/08; (IPC1-7): F02D41/22
Foreign References:
DE3624441A1
EP0952332A2
Other References:
See also references of EP 1362175A1
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Claims:
Ansprüche
1. Verfahren zur Erfassung von Massenströmen zum Saugrohr einer Brennkraftmaschine mit Mitteln zur Steuerung der Luftzufuhr zum Saugrohr und mit Mitteln zum Erfassen des Saugrohrdruckes und mit Mitteln zum Auswerten des Saugrohrdruckverlaufs, dadurch gekennzeichnet, daß beim Abstellen der Brennkraftmaschine die Luftzufuhr zum Saugrohr gezielt verringert wird und dass der sich daraufhin einstellende Verlauf des Saugrohrdruckes zur Beurteilung ausgewertet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verringerung der Luftzufuhr durch ein gezieltes Zufahren der Drosselklappe erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselklappe gezielt auf einen definierten Öffnungswinkel ein zugefahren wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß beim Abstellen des Motors und beim gezielten Zufahren der Drosselklappe kein weiteres, dem Saugrohr zuführendes System aktiviert ist.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dann, wenn eine Druckänderungsgeschwindigkeit einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, auf eine Undichtigkeit des Systems geschlossen wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein dem Saugrohr Masse zuführendes System gezielt betätigt wird und aus einem Vergleich des erwarteten Saugrohrdruckverlaufs mit dem gemessenen Saugrohrdruckverlauf auf den Massestrom dieses Systems geschlossen wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das das dem Saugsystem Masse zuführende System eines der folgenden Systeme umfaßt : die Abgasrückführung, die Tankentlüftung, sowie die Drosselklappe bei kleinen Drosselklappenwinkeln.
8. Steuereinrichtung zur Durchführung wenigstens eines der oben genannten Verfahren.
Description:
Verfahren zur Erfassung von Massenströmen zum Saugrohr einer Brennkraftmaschine Beispiele von Systemen, die dem Saugrohr Masse zuführen, sind die Tankentlüftung und die Abgasrückführung. Bekannte Verfahren zur Diagnose dieser Systeme basieren auf einer Erkennung von Masseströmen zum Saugrohr. Die DE 36 24 441 beschreibt beispielsweise ein Diagnoseverfahren für ein Tankentlüftungsventil, bei dem zeitgleich mit dem Öffnen des Tankentlüftungsventils ein Leerlaufsteller gegenläufig geschlossen wird. Im Gutzustand soll der zusätzliche Massenstrom aus dem Tankentlüftungssystem die Verringerung des Massenstroms über den Leerlaufsteller kompensieren.

Zur Diagnose der Abgasrückführung ist es weiter bekannt, die Temperaturerhöhung im Saugrohr durch den Abgasmassenstrom zum Saugrohr bei aktiver Abgasrückführung zu messen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der weiteren Verbesserung der Eigendiagnose von Motorsteuerungssystemen über eine Erkennung von Masseströmen zum Saugrohr.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Im einzelnen erfolgt die erfindungsgemäße Erfassung von Massenströmen zum Saugrohr einer Brennkraftmaschine - mit Mitteln zur Steuerung der Luftzufuhr zum Saugrohr und mit - Mitteln zum Erfassen des Saugrohrdruckes und mit - Mitteln zum Auswerten des Saugrohrdruckverlaufs.

Dabei wird - beim Abstellen der Brennkraftmaschine - die Luftzufuhr zum Saugrohr gezielt verringert und der sich daraufhin einstellende Verlauf des Saugrohrdruckes wird zur Beurteilung ausgewertet.

Beispielsweise erfolgt ein gezieltes Zufahren der Drosselklappe beim Abstellen der Brennkraftmaschine und ein Auswerten des resultierenden Druckverlaufs im Saugrohr.

Mit anderen Worten : Gemäß diesem Beispiel erfolgt die Verringerung der Luftzufuhr durch ein gezieltes Zufahren der Drosselklappe.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Drosselklappe gezielt auf einen definierten Öffnungswinkel ein zugefahren wird.

Eine weitere Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, daß beim Abstellen des Motors und beim gezielten Zufahren der Drosselklappe kein weiteres, dem Saugrohr zuführendes System aktiviert ist.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung wird dann, wenn eine Druckänderungsgeschwindigkeit einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, auf eine Undichtigkeit des Systems geschlossen.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß ein dem Saugrohr Masse zuführendes System gezielt betätigt wird und aus einem Vergleich des erwarteten Saugrohrdruckverlaufs mit dem gemessenen Saugrohrdruckverlauf auf den Massestrom dieses Systems geschlossen wird.

Die Erfindung richtet sich auch auf eine Steuereinrichtung zu Durchführung wenigstens eines der oben genannten Verfahren und Ausgestaltungen.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung umfaßt das dem Saugsystem Masse zuführende System eines der folgenden Systeme : - die Abgasrückführung, - die Tankentlüftung, - sowie die Drosselklappe bei kleinen Drosselklappenwinkeln.

Wird der Motor abgestellt und die Drosselklappe dabei gezielt auf einen sehr kleinen Winkel gestellt und ist kein weiteres, dem Saugrohr zuführendes System aktiviert, so ergibt sich in jedem Fall ein relativ langsamer Druckanstieg auf den Umgebungsdruck, wenn dem Saugrohr keine weiteren Masseströme außer dem über die Drosselklappe zufließen.

Aus einer höheren Druckänderungsgeschwindigkeit kann auf eine Undichtigkeit des Systems geschlossen werden.

Gegebenenfalls kann ein dem Saugrohr Masse zuführendes System, beispielsweise das Abgasrückführsystem, gezielt betätigt werden. Aus dem Vergleich des erwarteten Saugrohrdruckverlaufs mit dem gemessenen Saugrohrdruckverlauf kann auf den Massestrom dieses Systems geschlossen werden.

Die Erfindung richtet sich auch auf ein Steuergerät zur Durchführung des Verfahrens sowie der weiteren offenbarten Ausgestaltungen.

Vorteile der Erfindung Die Erfindung erlaubt eine Durchflußdiagnose von Systemen, die dem Saugsystem Masse zuführen, beispielsweise der Abgasrückführung, der Tankentlüftung sowie der Drosselklappe bei kleinen Drosselklappenwinkeln und eine Erkennung von Leckluftzuflüssen zum Saugrohr. In Versuchen wurde beispielsweise ein deutlicher Meßeffekt für eine Diagnose des Abgasrückführsystems festgestellt.

Von besonderem Vorteil ist, dass Massenströme mit relativ einfachen Funktionen ermittelt werden können. Die Erfindung liefert damit eine On Board Diagnose-Möglichkeit im Rahmen des vorhandenen Systemumfangs ohne zusätzlichen Systemaufwand (beispielsweise ohne spezielle zusätzliche Sensoren).

Zeichnung Figur 1 zeigt das technische Umfeld der Erfindung. Fig. 2 stellt zeitliche Verläufe des Saugrohrdruckes zur Veranschaulichung des erfindungsgemäßen Verfahrens dar.

Figur 3 offenbart ein Flußdiagramm als Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens.

In Fig. 1 bezeichnet die 1 einen Verbrennungsmotor, die 2 ein Abgasrohr, die 3 ein Saugrohr, die 4 einen Saugrohrdrucksensor die 5 eine elektrisch verstellbare Drosselklappe, die 6 ein Tankentlüftungsventil, die 7 einen Aktivkohlebehälter, die 8 einen Kraftstofftank, die 9 ein Abgasrückführventil, die 10 ein Fahrpedalmodul und die 11 ein Steuergerät. Die Ziffer 12 stellt ein Mittel zur Anzeige und/oder Abspeicherung von Diagnoseergebnissen dar, bspw. eine Fehlerlampe oder eine Speicherzelle zur Abspeicherung eines detaillierten Fehlercodes.

Über die geöffnete Drosselklappe fließt Luftmasse zum Saugrohr. Weitere Zuflüsse sind über das Tankentlüftungs- ventil 6 und/oder das Abgasrückführventil 9 und/oder ein Leck im Saugrohr möglich.

Der Saugrohrdrucksensor mißt den Gesamtdruck p-saug des Gases im Saugrohr.

Zeitliche Verläufe des Saugrohrdrucks sind in Fig. 2 dargestellt.

In der Zeitspanne zwischen t = 0 und t0 läuft der Motor im Leerlauf. Dabei stellt sich typischerweise ein Saugrohrdruck von etwa 300 mbar ein. Zum Zeitpunkt t0 wird der Motor abgestellt. Erfindungsgemäß wird die Drosselklappe dabei gezielt geschlossen. Die Drehzahl des abgestellten Motors fällt dann schnell auf Null ab. Aufgrund der beim Abstellen noch vorhandenen Motordrehung ergibt sich unter Umständen noch kurzzeitig ein sinkender Druck im Saugrohr. In jedem Fall folgt aber ein relativ langsamer Druckanstieg bis zum Wert des Umgebungsdrucks, wenn dem Saugrohr keine weiteren Massenströme neben dem Massenstrom über die Drosselklappe mehr zufließen. Siehe die durchgezogene Linie in der Fig. 2.

In diesem Fall sank der Saugrohrdruck zunächst unter den Leerlaufdruck von ca 300 mbar und stieg dann in einem Zeitraum von mehr als zwei Sekunden auf den Umgebungsdruck (ca. 1000 mbar) an.

Die gestrichelte Linie in der Fig. 2 entspricht einem Druckverlauf, wie er bei einem geöffneten Abgasrückführventil zu erwarten ist. Der Saugrohrdruck steigt in diesem Fall erheblich schneller auf den Umgebungsdruck an.

Fig. 3 stellt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens dar. Schritt 1 wird aus einem übergeordneten Hauptprogramm zur Steuerung der Motorfunktionen erreicht, wenn der Verbrennungsmotor abgestellt werden soll. In diesem Fall erfolgt im Schritt 2 ein gezieltes Vermindern der Luftzufuhr durch ein Verkleinern des Drosselklappenöffnungswinkels. Schritt 3 dient zur Erfassung der Zeitpunkte tl und t2, zu denen der ansteigende Saugrohrdruck einen ersten Druckschwellenwert P1 und einen zweiten Druckschwellenwert P2 erreicht. Die im Schritt 4 gebildete Differenz dt beider Zeitpunkte ist proportional zur Änderungsgeschwindigkeit des Saugrohrdruckes. In einem Schritt 5 erfolgt ein Vergleich der Differenz dt mit einem vorgegebenen Schwellenwert. Ist dt kleiner als der Schwellenwert, zeigt dies einen Massenstrom zum Saugrohr an.

Dies kann als Indiz für ein defekt offenes Abgasrückführventil, ein defekt offenes Tankentlüftungsventil, eine nicht weit genug schließende Drosselklappe oder für ein Leck im Saugrohr gewertet werden (Schritt 6). Als Folge kann beispielsweise die Fehlerlampe 12 eingeschaltet werden. Ist dt nicht kleiner als die Schwelle, kann dies als Zeichen für Leckfreiheit (in Ordnung) gewertet werden (Schritt 7).

Als weiteres Ausführungsbeispiel kann ein System, das dem Saugrohr Masse zuführt, gezielt aktiviert werden.

Beispielsweise kann ein Abgasrückführventil oder ein Tankentlüftungsventil gezielt geöffnet werden, so dass aus dem Vergleich des erwarteten Saugrohrdruckverlaufs mit dem gemessenen Saugrohrdruckverlauf auf den Massenstrom dieses Systems geschlossen werden kann.