DIETZEL, Kay (Klostersstrasse 4, Wendlingen, 73240, DE)
KAISER, Thomas (Käthe-Kollwitz Strasse 12, Denkendorf, 73770, DE)
HOHNER, Peter (Höhenringweg 22, Stuttgart, 70619, DE)
DEUBLER, Patrick (Eugenstrasse 9, Stuttgart, 70182, DE)
DIETZEL, Kay (Klostersstrasse 4, Wendlingen, 73240, DE)
KAISER, Thomas (Käthe-Kollwitz Strasse 12, Denkendorf, 73770, DE)
HOHNER, Peter (Höhenringweg 22, Stuttgart, 70619, DE)
| Patentansprüche Verfahren zur Bestimmung einer Art eines Luft-Kraftstoff-Gemisch-Fehlers (45, 57) eines Zylinders (1 ) eines Verbrennungsmotors (5) eines Kraftfahrzeuges, wobei - eine Momentengröße (M1 K, M1 L) des Zylinders (1 ) ermittelt wird, - eine Lambdagröße (λ1 Κ, λ1 ί) des Zylinders (1 ) ermittelt wird, - eine Momenten-Referenzgröße (MrefK, MrefL) sowie eine Lambda- Referenzgröße (λΓβίΚ, refL) ermittelt werden, und - in Abhängigkeit von einem Vergleich der Momentengröße (M1 K, M1 L) mit der Momenten-Referenzgröße (MrefK, MrefL) und in Abhängigkeit von einem Vergleich der Lambdagröße (λ1 Κ, X L) mit der Lambda-Referenzgröße ( refK, refL) die Art des Luft-Kraftstoff-Gemisch-Fehlers (45) gleich einem Kraftstoffpfad-Fehler des Zylinders (1 ) oder gleich einem Luftpfad-Fehler des Zylinders (1 ) gesetzt wird. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Momentengröße (M1 K, M1 L) des Zylinders (1 ) von einem Laufruhewert des Zylinders (1 ) abhängt. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Momentengröße (M1 K, M1 L) des Zylinders (1 ) von einer auf den Zylinder (1 ) bezogenen Segmentzeit an einer Kurbelwelle (6) des Verbrennungsmotors (5) abhängt. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Momenten-Referenzgröße (MrefK, MrefL) des Zylinders (1 ) von den Momentengrößen der anderen Zylinder (2, 3, 4) des Verbrennungsmotors (5) abhängt und/oder die Lambda-Referenzgröße (λΓβίΚ, XrefL) von den Lambdagrößen der anderen Zylinder (2, 3, 4) des Verbrennungsmotors (5) abhängt. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass - bei einer Lambdagröße (λ1 L) des Zylinders (1 ), die im Vergleich zu der Lambda-Referenzgröße ( refL) des Zylinders (1 ) in Richtung fett verschoben ist, sowie einer Momentengröße (M1 L) des Zylinders (1 ), die im Vergleich zu der Momenten-Referenzgröße (MrefL) des Zylinders (1 ) in Richtung niedrigerer Momentenbeitrag verschoben ist, ein Luftfehler, insbesondere ein Minderluftfehler, gesetzt wird, - bei einer Lambdagröße (λ1 ) des Zylinders (1 ), die im Vergleich zu der Lambda-Referenzgröße (λΓβί) des Zylinders (1 ) in Richtung mager verschoben ist sowie einer Momentengröße (M1 ) des Zylinders (1 ), die im Vergleich zu der Momenten-Referenzgröße (Mref) des Zylinders (1 ) in Richtung höherer Momentenbeitrag verschoben ist, ein Luftfehler, insbesondere ein Mehrluftfehler, gesetzt wird, - bei einer Lambdagröße (λ1 ) des Zylinders (1 ), die im Vergleich zu der Lambda-Referenzgröße ( ref) des Zylinders (1 ) in Richtung mager verschoben ist sowie einer Momentengröße (M1 ) des Zylinders (1 ), die im Vergleich zu der Momenten-Referenzgröße (Mref) des Zylinders (1 ) in Richtung niedrigerer Momentenbeitrag verschoben ist, ein Kraftstofffehler, insbesondere ein Minder-Kraftstofffehler, gesetzt wird, - bei einer Lambdagröße (λ1 K) des Zylinders (1 ), die im Vergleich zu der Lambda-Referenzgröße (kref) des Zylinders (1 ) in Richtung fett verschoben ist sowie einer Momentengröße (M1 K) des Zylinders, die im Vergleich zu der Momenten-Referenzgröße (MrefK) des Zylinders (1 ) im Wesentlichen gleich ist, ein Kraftstofffehler, insbesondere ein Mehr-Kraftstofffehler, gesetzt wird. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass - in Abhängigkeit von einem Vergleich der Momentengröße mit der Momenten- Referenzgröße gemäß einem Momentengleichstellungsverfahren (53) eine erste Einspritzmengen-Korrektur (ftiM1 ) ermittelt wird und - in Abhängigkeit von einem Vergleich der Lambdagröße mit der Lambda- Referenzgröße gemäß einem Lambdagleichstellungsverfahren (54) eine zweite Einspritzmengen-Korrektur (Λϊλ1 ) ermittelt wird und - in Abhängigkeit von einem Vergleich (55) der ersten Einspritzmengen-Korrektur (ftiM1) mit der zweiten Einspritzmengen-Korrektur (fti 1) die Art des Luft- Kraftstoff-Gemisch-Fehlers (57) gleich einem Kraftstoffpfad-Fehler des Zylinders (1 ) oder gleich einem Luftpfad-Fehler des Zylinders (1 ) gesetzt wird, wobei - wenn die erste Einspritzmengen-Korrektur (fti 1 ) im Wesentlichen gleich der zweiten Einspritzmengen-Korrektur (fti 1 ) ist, die Art des Luft-Kraftstoff- Gemisch-Fehlers (57) gleich einem Kraftstoffpfad-Fehler gesetzt wird, - wenn die erste Einspritzmengen-Korrektur (ftiM1 ) ungleich der zweiten Einspritzmengen-Korrektur (fti 1 ) ist, die Art des Luft-Kraftstoff-Gemisch-Fehlers (57) gleich einem Luftpfad-Fehler gesetzt wird. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass - wenn die erste Einspritzmengen-Korrektur (ftiM1 ) größer als die zweite Einspritzmengen-Korrektur (fti 1 ) ist, die Art des Luft-Kraftstoff-Gemisch (57) gleich einem Minderluft-Fehler gesetzt wird, - wenn die erste Einspritzmengen-Korrektur (ftiM1 ) kleiner als die zweite Einspritzmengen-Korrektur (Λϊλ1 ) ist, die Art des Luft-Kraftstoff-Gemisch (57) gleich einem Mehrluft-Fehler gesetzt wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Vorliegen eines Luftpfad-Fehlers des Zylinders (1 ) die Einspritzmenge des Zylinders (1 ) nach zwei Arten korrigiert wird, wobei - bei einem Luftpfad-Fehler mit einer geringen Abweichung der Lambdagröße des Zylinders von der Lambda-Referenzgröße bis zu einer Grenzabweichung der Lambdagröße die Einspritzmenge des Zylinders im Sinne eines Momentengleichstellungsverfahrens unter Erhöhung der Abweichung der Lambdagröße verändert wird, - bei einem Luftpfad-Fehler mit der Grenzabweichung der Lambdagröße des Zylinders von der Lambda-Referenzgröße die Einspritzmenge des Zylinders im Sinne eines Lambdagleichstellungsverfahrens unter Konstanthaltung der Lambdagröße verändert wird. 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass - bei Vorliegen des Luftpfad-Fehlers und der Grenzabweichung der Lambdagröße eine Fehlerinformation gespeichert wird, welche einen Komfortrelevanten Fehler des Luftpfades des betroffenen Zylinders anzeigt, - bei Vorliegen eines Luftpfad-Fehlers und einer Überschreitung der Grenzabweichung der Lambdagröße eine Fehlerinformation gespeichert wird, welche einen gesetzesrelevanten Abgasfehler des Luftpfades anzeigt. |
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung einer Art eines Luft- Kraftstoff- Gemisch-Fehlers eines Zylinders eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs sowie zur Korrektur des Luft-Kraftstoff-Gemisch-Fehlers.
Die DE 19828279 A1 beschreibt ein Verfahren zur Gleichstellung von zylinderindividuellen Drehmomentbeiträgen bei einem Verbrennungsmotor mit mehreren Zylindern. Dabei wird eine Abweichung eines Drehmomentbeitrages eines Zylinders eines Verbrennungsmotors von Drehmomentbeiträgen anderer Zylinder des Verbrennungsmotors erkannt und anschließend durch eine Anpassung einer Einspritzzeit des Zylinders eine Angleichung der Drehmomentbeiträge aller Zylinder bewirkt.
Die DE 102007043734 A1 beschreibt ein Verfahren zur Gleichstellung von
zylinderindividuellen Lambdawerten eines Verbrennungsmotors. Dabei wird, ausgehend von einem bestimmten Gesamt-Lambdawert des Verbrennungsmotors, der
Gesamtlambdawert in Richtung fett verschoben. In Abhängigkeit von einem Maß der Verschiebung des Gesamtlambdawertes wird für jeden Zylinder des Verbrennungsmotors ein Momentenbeitrag gemessen. Aus den Verläufen der Momentenbeiträge der Zylinder in Abhängigkeit von dem Gesamtlambdawert wird rückgeschlossen, welcher Zylinder im Vergleich zu den anderen Zylindern zu fett oder zu mager betrieben wird. Durch eine Anpassung einer Einspritzzeit eines vergleichsweise fett oder mager laufenden Zylinders erfolgt eine Gleichstellung der Lambdawerte aller Zylinder, und damit eine Verbesserung einer Abgasqualität des Verbrennungsmotors.
Die DE 102004044808 A1 beschreibt ein Verfahren zum Erkennen von
zylinderindividuellen Luft- und Kraftstofffehlern eines Verbrennungsmotors, wobei Reglereingriffe und Messungen sowohl in einem Homogenbetrieb als auch in einem Schichtbetrieb des Verbrennungsmotors durchgeführt werden. Die drei genannten Verfahren sind in der Lage, Abweichungen eines Luft- Kraftstoffverhältnisses von einem Idealwert zylinderspezifisch zu erkennen. Ob eine Abweichung des Luft-Kraftstoffverhältnisses eines bestimmten Zylinders von einem Defekt in einem Luftpfad des Zylinders oder von einem Defekt in einem Kraftstoffpfad des Zylinders herrührt, kann allerdings entweder gar nicht oder nur mit größerem Aufwand festgestellt werden.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Ursache einer Abweichung eines Luft-Kraftstoffverhältnisses eines Zylinders eines Verbrennungsmotors auf einfache und damit kostengünstige Weise genau zu bestimmen, so dass zum einen eine in Folge der Abweichung nötige Werkstatt-Reparatur effizient durchgeführt werden kann und zum anderen eine Korrektur zur Verbesserung der Laufruhe und des Abgases des
Verbrennungsmotors optimiert werden kann.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Erfindungsgemäß bestimmt das Verfahren eine Art eines Luft-Kraftstoff-Gemisch-Fehlers eines Zylinders eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeuges. Dabei wird sowohl eine Momentengröße des Zylinders als auch eine Lambdagröße des Zylinders ermittelt. Die Momentengröße bedeutet dabei einen Momentenbeitrag des Zylinders oder eine dem Momentenbeitrag des Zylinders proportionale Größe wie zum Beispiel eine auf den Zylinder bezogene Segmentzeit an einer Kurbelwelle des Verbrennungsmotors. Die Lambdagröße bedeutet dabei einen Lambdawert des Zylinders, welcher zum Beispiel aus einer zylinderspezifischen Messung eines Sauerstoffgehaltes mittels einer Breitband- Lambdasonde ermittelt oder mittels einem durch die oben genannte DE 102007043734 A1 beschriebenen Verfahren abgeschätzt werden kann.
Die Momentengröße und die Lambdagröße werden unter definierten
Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors ermittelt.
Außerdem wird eine Momenten-Referenzgröße ermittelt. Die Momenten-Referenzgröße bedeutet dabei zum Beispiel einen Momentenbeitrag des Zylinders in einem Neuzustand, beziehungsweise in einem nicht defekten Zustand, unter definierten Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors. Die Momenten-Referenzgröße kann alternativ zum Beispiel auch einen durchschnittlichen Momentenbeitrag aller Zylinder des Verbrennungsmotors oder einen durchschnittlichen Momentenbeitrag einer Auswahl an Zylindern des
Verbrennungsmotors bedeuten.
Außerdem wird eine Lambda-Referenzgröße ermittelt. Die Lambda-Referenzgröße bedeutet dabei zum Beispiel einen Lambdawert des Zylinders in einem Neuzustand beziehungsweise in einem nicht defekten Zustand, unter definierten Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors. Die Lambda-Referenzgröße kann alternativ zum Beispiel auch einen durchschnittlichen Lambdawert aller Zylinder des Verbrennungsmotors oder einen durchschnittlichen Lambdawert einer Auswahl an Zylindern des Verbrennungsmotors bedeuten.
Erfindungsgemäß wird sowohl die ermittelte Momentengröße des Zylinders mit der Momenten-Referenzgröße verglichen als auch die ermittelte Lambdagröße mit der Lambda-Referenzgröße verglichen.
Die Momenten-Referenzgröße und die Lambda-Referenzgröße sind jeweils Größen, die einen nicht defekten Zustand eines Zylinders zumindest näherungsweise
charakterisieren. Wenn bekannt ist, ob sich die Lambdagröße eines Zylinders, unter definierten Betriebsbedingungen, ausgehend von einem nicht defekten Zustand des Verbrennungsmotors in Richtung fett oder in Richtung mager verschoben hat, und wenn gleichzeitig bekannt ist, ob sich die Momentengröße eines Zylinders, unter definierten Betriebsbedingungen, ausgehend von dem nicht defekten Zustand des
Verbrennungsmotors in Richtung eines höheren Momentenbeitrags oder eines geringeren Momentenbeitrags verschoben hat, so kann innerhalb gewisser Grenzen zwischen einem Luftpfadfehler und einem Kraftstoffpfad-Fehler des Zylinders
unterschieden und jeweils ein entsprechender Fehlereintrag in einem Speicher eines dem Verbrennungsmotor zugeordneten Steuergerätes abgelegt werden.
In einer ersten Weiterbildung des Verfahrens wird die Momentengröße des Zylinders aus einer Messung einer Laufruhe des Zylinders abgeleitet. Besonders einfach und damit vorteilhaft ist es dabei, die Momentengröße des Zylinders aus einer Messung einer Segmentzeit an einer Kurbelwelle des Verbrennungsmotors abzuleiten.
Die Momenten-Referenzgröße des Zylinders und die Lambda-Referenzgröße des Zylinders werden auf besonders einfache Weise jeweils von einem Durchschnittswert aller Zylinder des Verbrennungsmotors oder von einer Auswahl der Zylinder des
Verbrennungsmotors abgeleitet. Eine sinnvolle Auswahl der Zylinder des Verbrennungsmotors ist diejenige Auswahl, die aus Zylindern mit ähnlichen Werten zur Durchschnittswert-Bildung besteht.
Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass
- bei einer Lambdagröße des Zylinders, die im Vergleich zu der Lambda- Referenzgröße des Zylinders in Richtung fett verschoben ist und zugleich einer Momentengröße des Zylinders, die im Vergleich zu der Momenten-Referenzgröße des Zylinders in Richtung niedrigerer Momentenbeitrag verschoben ist, ein
Luftfehler, insbesondere ein Minderluftfehler, gesetzt wird,
- bei einer Lambdagröße des Zylinders, die im Vergleich zu der Lambda- Referenzgröße des Zylinders in Richtung mager verschoben ist und zugleich einer Momentengröße des Zylinders, die im Vergleich zu der Momenten-Referenzgröße des Zylinders in Richtung höherem Momentenbeitrag verschoben ist, ein Luftfehler, insbesondere ein Mehrluftfehler, gesetzt wird,
- bei einer Lambdagröße des Zylinders, die im Vergleich zu der Lambda- Referenzgröße des Zylinders in Richtung mager verschoben ist und zugleich einer Momentengröße des Zylinders, die im Vergleich zu der Momenten-Referenzgröße des Zylinders in Richtung niedrigerem oder gleichem Momentenbeitrag verschoben ist, ein Kraftstofffehler, insbesondere ein Minder-Kraftstofffehler, gesetzt wird,
- bei einer Lambdagröße des Zylinders, die im Vergleich zu der Lambda- Referenzgröße des Zylinders in Richtung fett verschoben ist und zugleich einer Momentengröße des Zylinders, die im Vergleich zu der Momenten-Referenzgröße des Zylinders in Richtung höherem oder gleichem Momentenbeitrag verschoben ist, ein Kraftstofffehler, insbesondere ein Mehr-Kraftstofffehler, gesetzt wird.
Die oben verwendeten Begriffe„gleichzeitig" und„zugleich" bedeuten dabei, dass die betreffenden Informationen im gleichen Messzyklus ermittelt wurden. Ein Messzyklus kann sich dabei über einen oder mehrere Fahrzyklen erstrecken, je nachdem, ob die für die Messung notwendige Abfolge von Betriebsbedingungen in einem oder mehreren Fahrzyklen erfolgt ist. Ein Fahrzyklus bedeutet dabei einen Fahrzeugbetrieb zwischen einem Einschalten des Verbrennungsmotors und einem Ausschalten des
Verbrennungsmotors.
Die genannten Größen und Referenzgrößen können bei variablen Betriebsbedingungen ermittelt werden, wobei Vergleiche nur über solche Größen und Referenz-Größen durchgeführt werden, die bei gleichen Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors ermittelt wurden. Vorteilhafter Weise liegen dem Verfahren Grenzwerte zugrunde, die systemspezifisch ermittelt werden, wobei die Grenzwerte für unterschiedliche Betriebsbedingungen in Form von Kennfeldern in dem Speicher des Steuergerätes abgelegt sein können. So wird zum Beispiel eine Fett-Abweichung der Lambdagröße des Zylinders erst dann festgelegt, wenn ein Fett-Grenzwert für die Lambdagröße des Zylinders bei zugeordneten
Betriebsbedingungen überschritten wird. Das gleiche Prinzip gilt vorteilhafter Weise auch für eine Mager-Abweichung der Lambdagröße sowie für die Abweichungen der
Momentengröße.
Eine alternative Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass
in Abhängigkeit von einem Vergleich der Momentengröße mit der Momenten- Referenzgröße gemäß einem Momentengleichstellungsverfahren eine erste Einspritzmengen-Korrektur ermittelt wird und
in Abhängigkeit von einem Vergleich der Lambdagröße mit der Lambda- Referenzgröße gemäß einem Lambdagleichstellungsverfahren eine zweite Einspritzmengen-Korrektur ermittelt wird und
in Abhängigkeit von einem Vergleich der ersten Einspritzmengen-Korrektur mit der zweiten Einspritzmengen-Korrektur die Art des Luft-Kraftstoff-Gemisch- Fehlers gleich einem Kraftstoffpfad-Fehler des Zylinders oder gleich einem Luftpfad-Fehler des Zylinders gesetzt wird.
Auf diese Art und Weise können zwei an sich bekannte Gleichstellungsverfahren in vorteilhafter Weise kombiniert werden. Die erfindungsgemäße Kombination erlaubt bei Vorliegen einer Gemischabweichung in einem Zylinder des Verbrennungsmotors die Unterscheidung zwischen dem Kraftstoffpfad-Fehler des Zylinders und dem Luftpfad- Fehler des Zylinders. Die Unterscheidung ist möglich, wenn bei den zugrundeliegenden Momenten- und Lambda-Gleichstellungsverfahren jeweils eine Gemisch-Korrektur eines zu korrigierenden Zylinders ausschließlich bezogen auf dessen Kraftstoffpfad ermittelt wird, nämlich bezogen auf eine Korrektur der Einspritzmenge des Zylinders
beziehungsweise eine Korrektur der Einspritzzeit des Zylinders.
Bei einem Kraftstoffpfad-Fehler des Zylinders führt eine auf den Kraftstoffpfad bezogene Korrektur dazu, dass der Zylinder nach der Korrektur nicht nur wieder das gleiche Lambda, das heißt das gleiche Luft/Kraftstoff -Verhältnis, wie die restlichen Zylinder aufweist, sondern auch die gleiche Kraftstoffmenge und die gleiche Luftmenge. Daher führt bei einem Kraftstoffpfad-Fehler eine Kraftstoffpfad-Korrektur gleichzeitig zu einer Lambdagleichstellung und einer Momentengleichstellung, da bei der Korrektur sowohl das Kraftstoff-Luft/Verhältnis als auch die Absolutmenge des Kraftstoffes korrigiert wird.
Bei einem Luftpfad-Fehler des Zylinders kann eine auf den Kraftstoffpfad des Zylinders bezogene Korrektur nicht gleichzeitig eine Lambdagleichstellung und eine
Momentengleichstellung bewirken. Es zeigt sich, dass zum Beispiel bei einem Mehr- Luftfehler, d.h. bei einem Fehler des Luftpfades des Zylinders bei dem der Zylinder zu viel Luft erhält, ein Lambdagleichstellungsverfahren eine Kraftstoffpfad-Korrektur in Richtung einer Mehrlieferung an Kraftstoff bewirkt, um den ursprünglichen Lambdawert des
Zylinders wieder herzustellen. Dem gegenüber wird in diesem Fall ein
Momentengleichstellungsverfahren eine Kraftstoff pfad-Korrektur im Sinne einer
Minderlieferung an Kraftstoff bewirken um den Momentenbeitrag, welcher durch den Luftüberschuss erhöht wurde, wieder auf den ursprünglichen Wert zu reduzieren.
Somit kann durch Ermittlung einer ersten Einspritzmengen-Korrektur des Zylinders zu einer Momentenannäherung und/oder Momentengleichstellung und einer zweiten
Einspritzmengen-Korrektur des Zylinders zu einer Lambdaannäherung und/oder einer Lambdagleichstellung und durch einen Vergleich von der ersten Einspritzmengen- Korrektur mit der zweiten Einspritzmengen-Korrektur eine Entscheidung zwischen einem Luftpfad- und einem Kraftstoffpfad-Fehler getroffen werden. Wenn die durch das
Momentengleichstellungsverfahren ermittelte Einspritzmengen-Korrektur des Zylinders im Wesentlichen gleich der durch das Lambdagleichstellungsverfahren ermittelte
Einspritzmengen-Korrektur ist, so liegt ein Kraftstoffpfad-Fehler vor. Wenn die durch das Momentengleichstellungsverfahren ermittelte Einspritzmengen-Korrektur des Zylinders im Wesentlichen ungleich der durch das Lambdagleichstellungsverfahren ermittelte
Einspritzmengen-Korrektur ist, so liegt ein Luftpfad-Fehler vor.
Eine Weiterbildung des Verfahrens ermöglicht eine weitere Differenzierung hinsichtlich einer Fehlerursache. Dabei wird, wenn die erste Einspritzmengen-Korrektur im
Wesentlichen größer als die zweite Einspritzmengen-Korrektur ist, die Art des Luft- Kraftstoff-Gemisch-Fehlers gleich einem Minderluft-Fehler gesetzt. Hingegen wenn die erste Einspritzmengen-Korrektur im Wesentlichen kleiner als die zweite Einspritzmengen- Korrektur ist, wird die Art des Luft-Kraftstoff-Gemisch-Fehlers gleich einem Mehrluft- Fehler gesetzt. Bei einem Minderluft-Fehler bewirkt eine Kraftstoffmengen-Korrektur im Sinne einer Momentengleichstellung eine Erhöhung der Kraftstoffmenge und eine Kraftstoffmengen-Korrektur im Sinne einer Lambdagleichstellung eine Erniedrigung der Kraftstoffmenge. Bei einem Mehrluft-Fehler resultieren Korrekturmengen mit jeweils umgekehrten Vorzeichen.
Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens sieht eine bestimmte
Korrekturstrategie im Falle eines Luftpfad-Fehlers vor.
Geringe Luftpfad-Fehler eines Zylinders wirken sich bereits spürbar auf die Laufruhe des Verbrennungsmotors und damit auf ein Komfortempfinden eines Fahrers aus. Die geringen Luftpfad-Fehler bewirken zwar auch eine geringe Abgasverschlechterung, jedoch nicht über einen gesetzlich vorgeschriebenen Grenzwert. Deshalb ist es besonders vorteilhaft, wenn, im Falle von geringen Luftpfad-Fehlern, eine Korrektur der Einspritzmenge im Sinne einer Momentengleichstellung erfolgt. Diese Korrektur bewirkt im Falle des Luftpfadfehlers eine weitere Verschlechterung des Abgases, da sich der Lambdawert des betroffenen Zylinders durch diese Korrektur weiter verschlechtert. Es ist jedoch sinnvoll, so lange eine Korrektur im Sinne einer Komfortverbesserung
durchzuführen, bis der Lambdawert des Zylinders nach der Korrektur im Wesentlichen gleich einem Grenz-Lambdawert ist, welcher einem gesetzlich noch erlaubten
Abgasgrenzwert entspricht. Wenn der Grenzlambdawert, oder ein Lambdawert mit bestimmtem Sicherheitsabstand vom Grenzlambdawert, erreicht ist, so muss aus
Gründen der Gesetzgebung das Ziel der Erreichung eines bestmöglichen Komforts gegenüber dem Ziel der Einhaltung von Abgasgrenzwerten zurückstehen. Das heißt, dass bei einer weiteren Vergrößerung des Luftpfad-Fehlers ab Erreichung des Grenz- Lambdawertes eine Einspritzmengen-Korrektur im Sinne einer Lambdaverbesserung durchgeführt wird. Die Einspritzmenge des Zylinders wird dabei so korrigiert, dass bei allmählich sich steigerndem Luftpfadfehler des Zylinders sich der Lambdawert des Zylinders nicht weiter verschlechtert. Bei Erreichung des Grenz-Lambdawertes wird sinnvoller Weise eine Fehlerinformation abgespeichert, welche anzeigt, dass ein Komfortrelevanter Fehler des Luftpfades des betroffenen Zylinders vorliegt. Wird der
Luftpfadfehler darüber hinaus so groß, dass eine Konstanthaltung des Grenz- Lambdawertes durch die Korrektur der Einspritzmengen nicht mehr möglich ist, so wird sinnvoller Weise eine Fehlerinformation abgespeichert, welche anzeigt, dass ein gesetzesrelevanter Abgasfehler des Luftpfades vorliegt.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich anhand der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen, in denen gleiche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen sind. Dabei zeigen
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Verbrennungsmotors,
Fig. 2 eine Beschreibung von Auswirkungen eines Kraftstoffpfad-Fehlers anhand eines
Diagramms zur Darstellung einer Abhängigkeit eines Momentenbeitrages eines
Zylinders von einem Lambdawert des Zylinders,
Fig. 3 eine Beschreibung von Auswirkungen eines Luftpfad-Fehlers anhand eines
Diagramms zur Darstellung einer Abhängigkeit eines Momentenbeitrages eines
Zylinders von einem Lambdawert des Zylinders,
Fig. 4 ein Ablaufdiagramm zur Beschreibung des erfindungsgemäßen Verfahrens, Fig. 5 eine Beschreibung von Auswirkungen eines Kraftstoffpfad-Fehlers unter
Anwendung einer alternativen Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand eines Diagramms zur Darstellung einer Abhängigkeit eines
Momentenbeitrages eines Zylinders von einem Lambdawert des Zylinders, Fig. 6 eine Beschreibung von Auswirkungen eines Luftpfad-Fehlers unter Anwendung der alternativen Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand eines
Diagramms zur Darstellung einer Abhängigkeit eines Momentenbeitrages eines
Zylinders von einem Lambdawert des Zylinders,
Fig. 7 ein Ablaufdiagramm zur Beschreibung der alternativen Ausführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens,
Fig. 8 Diagramme zur Beschreibung von Auswirkungen einer Korrekturregelung bei einem Luftpfad-Fehler.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Verbrennungsmotors 5, welcher vier Zylinder 1 bis 4 aufweist, wobei mit den Zylindern 1 , 2, 3, 4 jeweils ein Einspritzventil 1 1 , 13, 15, 17 zur Einspritzung von Kraftstoff in den jeweiligen Zylinder 1 , 2, 3, 4 sowie jeweils ein Luftpfad 12, 14, 16, 18 zur Zufuhr von Luft in den jeweiligen Zylinder verbunden ist. Die Einspritzventile 11 , 13, 15, 17 sind mit einem Kraftstofffördersystem 19 verbunden. Eine Gesamtheit aus Kraftstofffördersystem 19 und einem Einspritzventil 1 1 oder 13 oder 15 oder 17 eines Zylinders 1 oder 2 oder 3 oder 4, wird als Kraftstoffpfad des jeweiligen Zylinders 1 oder 2 oder 3 oder 4 bezeichnet. Eine den Zylindern 1 , 2, 3, 4 zugeführte Kraftstoffmenge ist jeweils über eine Steuerung einer Öffnungszeit des jeweiligen Einspritzventils 11 , 13, 15, 17 beeinflussbar. Die Öffnungszeit eines
Einspritzventils wird auch als Einspritzzeit bezeichnet. Die Steuerung der Einspritzzeiten der Einspritzventile 11 , 13, 15, 17 erfolgt über ein Motorsteuergerät 10, welches über Steuerleitungen 20 mit den Einspritzventilen 11 , 13, 15, 17 verbunden ist. Der Verbrennungsmotor 5 weist ferner eine Kurbelwelle 6 auf, welche einen Geber 7 zur Messung von Segmentzeiten aufweist. Der Geber 7 ist über eine Signalleitung 21 mit dem Motorsteuergerät 10 verbunden. Die Messung von Segmentzeiten dient einer Auswertung eines zeitlichen Verlaufs der Drehbewegung der Kurbelwelle 6 des
Verbrennungsmotors 5. Segmentzeiten sind die Zeiten, in denen die Kurbel- oder Nockenwelle einen vorbestimmten Winkelbereich überstreicht, der einem bestimmten Zylinder zugeordnet ist. Aus der Messung der Segmentzeiten werden im
Motorsteuergerät 10 zylinderspezifische Laufruhewerte und zylinderspezifische
Momentenbeitragswerte ermittelt.
Der Verbrennungsmotor 5 weist ferner eine Abgasleitung 8 auf, welche mit jedem der Zylinder 1 , 2, 3, 4 zur Aufnahme und Ableitung eines Verbrennungsabgases verbunden ist. Die Abgasleitung 8 weist eine Breitband-Lambdasonde 9 auf, welche über eine weitere Signalleitung 22 mit dem Motorsteuergerät 10 verbunden ist. Mittels der
Breitband-Lambdasonde 9 kann sowohl ein über die Zylinder 1 , 2, 3, 4 gemittelter Lambdawert des Verbrennungsabgases als auch für jeden Zylinder 1 , 2, 3, 4 ein zylinderspezifischer Lambdawert ermittelt werden.
Fig. 2 zeigt ein Diagramm zur Beschreibung einer Abhängigkeit eines
Momentenbeitrages M eines Zylinders 1 , 2, 3, 4 von einem Lambdawert λ eines Zylinders 1 , 2, 3, 4. Eine Verlaufskurve 33 beschreibt die Abhängigkeit des Momentenbeitrages M des exemplarisch gewählten Zylinders 1 vom Lambdawert λ des Zylinders 1 bei einer konstanten Luftzufuhr und einer Veränderung des Lambdawertes über eine Veränderung der Kraftstoffmenge. Die Verlaufskurve 33 hat die Form einer nach unten offenen Parabel, deren Maximum bei einem Lambdawert λ von circa 0.92 liegt. Der
Momentenbeitrag M des Zylinders 1 ändert sich im Bereich von Lambdawerten λ zwischen circa 0,75 und 1 ,05 kaum und bei Lambdawerten λ, die größer als 1 ,1 und kleiner als 0,7 sind, immer stärker.
Weiterhin beschreibt die Fig. 2 wie sich ein Kraftstoffpfad-Fehler auf die
Momentenbeiträge M und auf die Lambdawerte λ des Zylinders 1 auswirkt. Solange kein Gemischfehler, das heißt weder ein Kraftstoffpad- noch ein Luftpfadfehler in einem der Zylinder 1 , 2, 3, 4 vorliegt, besitzen alle Zylinder 1 , 2, 3, 4 im Wesentlichen den gleichen Lambdawert λ, unter bestimmten Betriebsbedingungen zum Beispiel den Lambdawert λ von 1. Außerdem liefern in diesem fehlerfreien Fall alle Zylinder 1 , 2, 3, 4 bei gleichen Betrierbsbedingungen den gleichen Momentenbeitrag M. Momentenbeitrag M und Lambdawert λ im fehlerfreien Fall unter den bestimmten Betriebsbedingungen werden im Diagramm durch den ausgefüllten Kreis 31 wiedergegeben. Der leere Kreis 30 repräsentiert den Lambdawert λ1 Κ und den Momentenbeitrag M1 K des Zylinders 1 für den Fall eines Fehlers in dem Kraftstoffpfad des Zylinders 1 , wobei bei jeder Eispritzung eine Übermenge an Kraftstoff eingespritzt wird. Ausgehend von den Koordinaten des ausgefüllten Kreises 31 verschieben sich, unter ansonsten gleichen
Betriebsbedingungen, die Koordinaten des leeren Kreises 30 entlang der Verlaufskurve 33 nach links, das heißt in Richtung des niedrigeren Lambdawertes λ1 Κ beziehungsweise in Richtung eines fetteren Gemisches des Zylinders 1 . Gemäß den oben beschriebenen Gesetzmäßigkeiten der Verlaufskurve 33 ändert sich dabei der Momentenbeitrag M nur unwesentlich in Richtung des Momentenbeitrags M1 K. Aufgrund einer Lambdaregelung welche nach Messung des gemittelten Lambdawertes an der Lambdasonde 9 nach wie vor einen gemittelten Lambdawert von 1 einstellt, werden zum Ausgleich des
Kraftstoffpfad-Fehlers des Zylinders 1 alle Zylinder 1 , 2, 3, 4 leicht abgemagert indem die Einspritzzeiten aller Einspritzventile verkürzt werden. Dies führt dazu, dass schließlich der Zylinder 1 einen Lambdawert λ1 Κ und einen Momentenbeitrag M1 K aufweist. Die Zylinder 2, 3, 4 weisen dann jeweils einen Lambdawert refK und einen Momentenbeitrag MrefK auf, was durch das leere Dreieck 32 dargestellt ist.
Fig. 3 zeigt ein Diagramm mit der Auftragung der gleichen Parameter wie in Fig. 2, allerdings für den Fall eines Luftpfad-Fehlers des Zylinders 1 . Die fehlerfreie
Ausgangssituation ist wieder durch den ausgefüllten Kreis 31 dargestellt. Es erfolgt nun eine durch einen Minderluftfehler verursachte Anfettung des Zylinders 1 . Anders als bei der Anfettung durch einen Überschuss an Kraftstoff erfolgt bei der Anfettung durch einen Unterschuss an Luft eine deutlichen Reduzierung des Momentenbeitrages M des
Zylinders 1 . Momentenbeitrag M und Lambdawert λ des Zylinders 1 bewegen sich im Diagramm der Fig. 3 hin zu einem leeren Kreis 36, d. h. in Richtung eines
Momentenbeitrags M1 L und eines Lambdawertes " L. Über die oben beschriebene Lambdaregelung werden, zur Erreichung eines mittleren Lambdawertes λ von 1 , die Zylinder 1 , 2, 3, 4 über eine Verkürzung von deren Einspritzzeit abgemagert.
Momentenbeiträge M und Lambdawerte λ der Zylinder 2, 3, 4 bewegen sich, da nur deren Kraftstoffmenge geändert wird, entlang der Verlaufskurve 33 hin zu dem leeren Dreieck 34.
In beiden Fehlerfällen, nämlich dem Kraftstoffpfadfehler, gezeigt in Fig. 2, und dem Luftpfadfehler, gezeigt in Fig. 3, resultiert
ein einem Lambdasollwert entsprechender mittlerer Lambdawert λ, gemittelt über alle Zylinder 1 , 2, 3, 4, - jeweils von dem Lambdasollwert verschiedene zylinderspezifische Lambdawerte in allen Zylindern 1 , 2, 3, 4, woraus sich eine Verschlechterung der Abgaswerte des Verbrennungsmotors 5 ergibt,
- ein unterschiedlicher Momentenbeitrag M1 des Zylinders 1 im Vergleich zu den Momentenbeiträgen Mref der Zylinder 2, 3, 4, woraus sich eine Verschlechterung der Laufruhe des Verbrennungsmotors 5 ergibt.
Die Fig. 2 und 3 zeigen die beiden Fälle (Kraftstoff pfadfehler bzw. Luftpfadfehler) für eine fehlerhafte Fettverschiebung des Kraftstoff-Luftgemisches in einem einzelnen Zylinder und deren Folgen.
Bei einem nicht dargestellten Fall eines Kraftstoff pfadf eh lers mit einem
Kraftstoffunterschuss im Zylinder 1 verschieben sich die Punkte für die
Momentenbeiträge M und die Lambdawerte λ der Zylinder 1 , 2, 3, 4 aus den oben genannten Gründen auf der Verlaufskurve 33, allerdings, verglichen mit der Fig. 2, jeweils in entgegengesetzter Richtung.
Bei einem nicht dargestellten Fall eines Luftpfadfehlers mit einem Luftüberschuss im Zylinder 1 ergeben sich die Punkte für die Momentenbeiträge M und die Lambdawerte λ der Zylinder 1 , 2, 3 ,4 im Prinzip dadurch, dass man die Punkte 36 und 34 der Fig. 3 an dem Punkt 31 punktspiegelt.
Die in den Fig. 2 und 3 gezeigten unterschiedlichen Auswirkungen eines
Kraftstoff pfadf eh lers und eines Luftpfadfehlers auf die Momentenbeiträge M und die Lambdawerte λ der Zylinder 1 bis 4 können erfindungsgemäß zur Unterscheidung eines Luftpfadfehlers und eines Kraftstoff pfadfehlers ausgewertet werden.
Fig. 4 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Dabei wird in einem Start-Schritt 41 geprüft, ob Betriebsbedingungen des
Verbrennungsmotors 5 vorliegen, welche eine repräsentative Messung der
Momentenbeiträge M1 , M2, M3, M4 und der Lambdawerte λ1 , λ2, λ3, λ4 der Zylinder 1 bis 4 erlauben. Unter anderem wird im Start-Schritt geprüft ob der Verbrennungsmotor 5 bei einem geeigneten Lambdasollwert betrieben wird.
Bei Vorliegen der entsprechenden Betriebsbedingungen erfolgt ein Ermittlungsschritt 42 zur Ermittlung der Momentenbeiträge M1 , M2, M3, M4 und der Lambdawerte λ1 , λ2, λ3, λ4 der Zylinder 1 bis 4. Anschließend erfolgt ein Bestimmungsschritt 43. Bei dem Bestimmungsschritt 43 wird auf zuvor festgelegte Weise jeder zylinderspezifische Wert der Momentenbeiträge M1 , M2, M3, M4 und der Lambdawerte λ1 , λ2, λ3, λ4 mit jeweils einem geeigneten Referenzwert Mref bzw. λΓβί verglichen. Besonders einfach und daher vorteilhaft ist es, als
Referenzwert den Mittelwert derjenigen Zylinder zu verwenden, deren jeweilige Werte besonders eng beieinander liegen. Im Falle von dem Verbrennungsmotor 5 mit dem fehlerhaften Zylinder 1 werden die Lambdawerte λ2, λ3, λ4 der übrigen Zylinder nahe beieinander liegen und die Momentenbeiträge M2, M3, M4 der übrigen Zylinder nahe beieinander liegen. Die relative Verschiebung der Werte M1 , M2, M3, M4 gegenüber Mref und der Werte λ1 , λ2, λ3, λ4 gegenüber λΓβί kann für die nachfolgend aufgeführten Fehlerfälle experimentell am jeweiligen konkreten Verbrennungsmotor 5 ermittelt werden. Es ergibt sich im Wesentlichen das folgende Bild:
- Fehlerfall 1 (das ist der Fall der Fig. 3): es liegt ein niedrigerer Lambdawert λ1 (fetter) sowie ein niedrigerer Momentenbeitrag M1 des fehlerhaften Zylinders 1 im Vergleich zu den Lambdawerten λ2, λ3, λ4 und den Momentenbeiträgen M2, M3, M4 der übrigen Zylinder 2 bis 4 vor; dem Fehlerfall 1 wird aus den oben beschriebenen Gründen die Ursache„Minderluftfehler des Zylinders 1 "
zugeordnet;
- Fehlerfall 2: es liegt ein höherer Lambdawert λ1 (magerer) sowie ein höherer Momentenbeitrag M1 des fehlerhaften Zylinders 1 im Vergleich zu den
Lambdawerten λ2, λ3, λ4 und den Momentenbeiträgen M2, M3, M4 der übrigen Zylinder 2 bis 4 vor; dem Fehlerfall 2 wird aus den oben beschriebenen Gründen die Ursache„Mehrluftfehler des Zylinders 1" zugeordnet;
Fehlerfall 3: es liegt ein höherer Lambdawert λ1 (magerer) sowie ein niedrigerer oder näherungsweise gleicher Momentenbeitrag M1 des fehlerhaften Zylinders 1 im Vergleich zu den Lambdawerten λ2, λ3, λ4 und den Momentenbeiträgen M2, M3, M4 der übrigen Zylinder 2 bis 4 vor; dem Fehlerfall 3 wird aus den oben beschriebenen Gründen die Ursache„Minderkraftstofffehler des Zylinders 1 " zugeordnet;
Fehlerfall 4 (das ist der Fall der Fig. 2): es liegt ein niedrigerer Lambdawert λ1 (fetter) sowie ein näherungsweise gleicher oder etwas höherer Momentenbeitrag M1 des fehlerhaften Zylinders 1 im Vergleich zu den Lambdawerten X2, λ3, λ4 und den Momentenbeiträgen M2, M3, M4 der übrigen Zylinder 2 bis 4 vor; dem Fehlerfall 4 wird aus den oben beschriebenen Gründen die Ursache
„Mehrkraftstofffehler des Zylinders 1 " zugeordnet. Anstelle der oben genannten Mittelwerte können als Referenzwerte auch Lambdawerte und Momentenbeitragswerte verwendet werden, welche einem fehlerfreien Zustand des Verbrennungsmotors 5 entsprechen. Derartige Werte können näherungsweise im
Neuzustand des Verbrennungsmotors 5 unter den gleichen Betriebsbedingungen wie denjenigen des Ermittlungsschrittes 42 ermittelt und im Motorsteuergerät 10
abgespeichert werden.
Nach dem Bestimmungsschritt 43 erfolgt ein Maßnahmenschritt 44. In dem
Maßnahmenschritt 44 werden die im Bestimmungsschritt 43 gewonnenen Festlegungen einerseits zu einer Ausgabe einer Art des Luft-Kraftstoff-Gemisch-Fehlers 45 verarbeitet, wobei die Ausgabe jeweils die Ursache der oben genannten Fehlerfälle angibt, soweit es eine Bestimmungsgenauigkeit des jeweiligen konkreten Systems erlaubt. Andererseits erfolgt durch den Maßnahmenschritt 44 die Einleitung eines Korrekturschrittes 46, bei welchem die Einspritzzeit und/oder eine Luftmasse und/oder ein Zündwinkel für die Zylinder 1 bis 4 so korrigiert wird, dass im Wesentlichen eine Gleichstellung der
Lambdawerte und/oder der Momentenbeitragswerte der Zylinder 1 bis 4 resultiert.
Die Figuren 5, 6 und 7 beschreiben eine alternative Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Verfahrens. Bei der alternativen Ausführungsform wird die Tatsache genutzt, dass im Falle eines Luftpfadfehlers eines Zylinders 1 , durch eine Korrektur der Kraftstoffmenge allein entweder eine Gleichstellung der Momentenbeiträge M1 , M2, M3, M4 aller Zylinder 1 bis 4 erzielt werden kann oder eine Gleichstellung der Lambdabeiträge λ1 , λ2, λ3, λ4 aller Zylinder 1 bis 4. Es ist im Falle eines Luftpfadfehlers nicht möglich durch eine Korrektur der Kraftstoffmenge allein sowohl die Momentenbeiträge M1 , M2, M3, M4 als auch die Lambdawerte λ1 , λ2, λ3, λ4 gleichzustellen.
Fig. 5 zeigt das gleiche Diagramm wie die Fig. 2, das heißt, es ist ein Kraftstoffpfadfehler des Zylinders 1 gezeigt. Dabei beschreiben die Pfeile 61 die Bewegung der
Diagrammpunkte im Zuge einer Einspritzzeit-Änderung zur Lambdagleichstellung und die Pfeile 62 die Bewegung der Diagrammpunkte im Zuge einer Einspritzzeit-Änderung zur Momentengleichstellung. Lambdagleichstellung und Momentengleichstellung haben, sofern als Korrekturgröße die Einspritzzeit der Zylinder 1 bis 4 verwendet wird, das gleiche Ergebnis. Das heißt: sowohl bei der Lambdagleichstellung (Pfeile 61 ) als auch bei der Momentengleichstellung (Pfeile 62) resultiert bei dem Zylinder 1 (leerer Kreis 30) eine Einspritzzeit-Erniedrigung zur Abmagerung des Gemisches und bei den Zylindern 2 bis 4 (leeres Dreieck 32) eine Einspritzzeit-Erhöhung zur Anfettung des Gemisches. Nach der Durchführung der Korrektur haben alle Zylinder 1 bis 4 im Wesentlichen wieder die durch den gefüllten Kreis 31 repräsentierten Momentenbeitrags- und Lambdawerte.
Fig. 6 zeigt ein Diagramm gleicher Art, jedoch ist ein Luftpfadfehler bei dem Zylinder 1 dargestellt. Der leere Kreis 64 gibt den Momentenbeitrag M und den Lambdawert λ des fehlerhaften Zylinders 1 an. Verglichen mit dem fehlerfreien Zustand, charakterisiert durch den geschlossenen Kreis 31 , weist der Zylinder 1 aufgrund einer erhöhten
Luftmasse in dem Zylinder 1 einen höheren Lambdawert λ und einen erhöhten
Momentenbeitrag M auf. Die übrigen Zylinder 2 bis 4, charakterisiert durch das leere Dreieck 63, weisen aufgrund des oben beschriebenen Effektes der Lambdaregelung ein leicht fettes Gemisch auf. Die Verlaufskurven 33 und 67 zeigen die Abhängigkeit des Momentenbeitrages M von dem Lambdawert λ bei konstanter Luftmasse. Die
Verlaufskurve 67 des Zylinders 1 liegt höher als die Verlaufskurve 33 der Zylinder 2 bis 4, da der Zylinder 1 durch seine erhöhte Luftmasse einen höheren Momentenbeitrag M aufweist. Eine Änderung des Momentenbeitrages M und des Lambdawertes λ des Zylinders 1 , d.h. eine Verschiebung des leeren Kreises 64, durch eine Korrektur der Einspritzzeit des Zylinders 1 , kann nur entlang der Verlaufskurve 67 erfolgen. Ebenso kann eine Änderung des Momentenbeitrages M und des Lambdawertes λ der Zylinder 2 bis 4, d.h. eine Verschiebung des leeren Dreiecks 63, durch eine Korrektur der
Einspritzzeit der Zylinder 2 bis 4, nur entlang der Verlaufskurve 33 erfolgen. Daraus folgt, dass durch eine Änderung der Einspritzzeiten der Zylinder 1 und 2 bis 4 entweder eine Momentengleichstellung oder eine Lambdagleichstellung erzielt werden kann, jedoch nicht sowohl eine Momentengleichstellung als auch eine Lambdagleichstellung.
Eine Lambdagleichstellung, angedeutet durch die Pfeile 66, wird durch eine Anfettung des Zylinders 1 , d.h. durch eine Erhöhung der Einspritzzeit des Zylinders 1 und gleichzeitig eine Abmagerung der Zylinder 2 bis 4, d.h. durch eine Erniedrigung der Einspritzzeit der Zylinder 2 bis 4 erreicht.
Eine Momentengleichstellung, angedeutet durch die Pfeile 65, wird durch eine
Abmagerung des Zylinders 1 , d.h. durch eine Erniedrigung der Einspritzzeit des Zylinders 1 und gleichzeitig eine Anfettung der Zylinder 2 bis 4, d.h. durch eine Erhöhung der Einspritzzeit der Zylinder 2 bis 4 erreicht.
Die mit den Figuren 5 und 6 beschriebenen Sachverhalte lassen sich bei Vorliegen eines Luft-Kraftstoff-Gemisch-Fehlers erfindungsgemäß, zu dem alternativen Verfahren zur Bestimmung der Art des Luft-Kraftstoff-Gemisch-Fehlers verarbeiten. Das alternative Verfahren wird in Fig. 7 beschrieben.
Bei dem erfindungsgemäßen alternativen Verfahren wird ein Ermittlungsschritt 52 eingeleitet nach dem in einem Start-Schritt 51 unter anderem geprüft wurde, ob geeignete Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors 5 für die Durchführung des Ermittlungsschrittes 52 bestehen. Der Ermittlungsschritt 52 weist einen ersten Unterschritt 53 und einen zweiten Unterschritt 54 auf. Der erste Unterschritt 53 weist eine
Bestimmung einer ersten Einspritzzeitkorrektur ftiM1 für den Zylinder 1 auf, welche Bestimmung auf eine an sich bekannte Weise nach einem
Momentengleichstellungsverfahren erfolgt. Der zweite Unterschritt 54 weist eine
Bestimmung einer zweiten Einspritzzeitkorrektur Λίλ1 für den Zylinder 1 auf, welche Bestimmung auf eine an sich bekannte Weise nach einem
Lambdagleichstellungsverfahren erfolgt.
In einem Vergleichsschritt 55 werden die erste Einspritzzeitkorrektur fti 1 und die zweite Einspritzzeitkorrektur Λίλ1 auf nachfolgend beschriebene Weise verglichen und weiterverarbeitet:
- wenn die erste Einspritzzeitkorrektur ftiM1 und die zweite Einspritzzeitkorrektur Λίλ1 gleich sind, so wird ein Vorliegen eines Kraftstofffehlers festgelegt,
- wenn die erste Einspritzzeitkorrektur ftiM1 größer als die zweite
Einspritzzeitkorrektur ίίίλΐ ist, so wird ein Vorliegen eines Minderluftfehlers festgelegt,
- wenn die erste Einspritzzeitkorrektur ftiM1 kleiner als die zweite
Einspritzzeitkorrektur fti 1 ist, so wird ein Vorliegen eines Mehrluftfehlers festgelegt
In dem Maßnahmenschritt 56 werden die im Vergleichsschritt 55 gewonnenen
Festlegungen einerseits zu einer Ausgabe der Art des Luft-Kraftstoff-Gemischfehlers 57 verarbeitet, wobei die Fehlerausgabe jeweils die Ursache der oben genannten Fehlerfälle angibt, soweit es eine Bestimmungsgenauigkeit des jeweiligen konkreten Systems erlaubt. Andererseits erfolgt durch den Maßnahmenschritt 56 die Einleitung eines
Korrekturschrittes 58, bei welchem die Einspritzzeit und/oder die Luftmasse und/oder der Zündwinkel der Zylinder 1 bis 4 so korrigiert wird, dass im Wesentlichen eine
Gleichstellung der Lambdawerte und/oder der Momentenbeitragswerte der Zylinder 1 bis 4 resultiert. Fig. 8 beschreibt eine besonders vorteilhafte Ausführungsform des Maßnahmenschrittes 44 der Fig. 4 und des Maßnahmenschrittes 56 der Fig. 7 für den Fall eines
Luftpfadfehlers.
Bei einem ersten Diagramm 70 ist eine Abweichung ΔΙ_1 einer Luftmasse des ersten Zylinders über der Zeit t aufgetragen. Eine Kurve 74 beschreibt einen Minderluftfehler des Zylinders 1 , welcher mit der Zeit langsam zunimmt. Der Minderluftfehler des Zylinders 1 wird auf erfindungsgemäße Weise bestimmt. Aufgrund der Tatsache, dass bei noch geringem Minderluftfehler, das heißt vor dem Zeitpunkt t1 , ein Abgaswert noch innerhalb eines gesetzlich erlaubten Bereiches ist, erfolgt anfangs, d.h. vor dem Zeitpunkt t1 , eine Einspritzzeitkorrektur im Sinne einer Momentengleichstellung. In einem zweiten
Diagramm 71 ist ein Verlauf einer Einspritzzeitänderung Ati1 des ersten Zylinders über der Zeit t dargestellt. Die Einspritzzeitänderung Ati1 des ersten Zylinders ist anfänglich positiv um eine Konstanz eines Momentenbeitrages M1 des ersten Zylinders zu erzielen. In einem dritten Diagramm 72 ist ein Verlauf einer Momentenbeitragsänderung ΔΜ1 des ersten Zylinders über der Zeit aufgetragen. Aufgrund der Einspritzzeitkorrektur ändert sich der Momentenbeitrag M1 des ersten Zylinders nicht obwohl ein Minderluftfehler vorliegt. Andererseits wirkt sich die Einspritzzeitkorrektur zur Beibehaltung des
Momentenbeitrages M1 des ersten Zylinders nachteilig auf den Lambdawert λ1 des ersten Zylinders aus. In einem vierten Diagramm 73 ist ein Verlauf einer
Lambdawertänderung Δλ1 des ersten Zylinders über der Zeit aufgetragen. Vor dem Zeitpunkt t1 erfolgt eine stark zunehmende Anfettung des ersten Zylinders, da sich der Minderluftfehler und die Anfettung zur Aufrechterhaltung des Momentenbeitrages verstärkend anfettend auswirken. Zum Zeitpunkt t1 ist die Anfettung des ersten Zylinders soweit fortgeschritten, dass ein Abgaswert einen gesetzlich festgelegten Grenzwert erreicht hat. Ab dem Zeitpunkt t1 erfolgt eine Änderung der Korrekturstrategie in der Weise, dass ab dem Zeitpunkt t1 , bei dem weiter sich verstärkenden Minderluftfehler des Zylinders 1 , die Einspritzzeit des Zylinders 1 so korrigiert wird, dass sich der Lambdawert λ1 des ersten Zylinders nicht mehr weiter verschlechtert. Somit erfolgt vor dem Zeitpunkt t1 eine komfortorientierte Korrektur der Einspritzzeit und nach dem Zeitpunkt t1 eine abgasorientierte Korrektur der Einspritzzeit. Nach dem Zeitpunkt t1 wird mit
zunehmendem Minderluftfehler die Einspritzzeit reduziert, woraus ein sich mit der Zeit verringernder Momentenbeitrag des Zylinders 1 und ein im Wesentlichen konstanter Lambdawert λ1 des Zylinders 1 resultiert. Der in den Diagrammen 70 bis 73
beschriebene Verlauf von Parametern bezieht sich auf gleiche Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors 5 und beschreibt einen mit der Zeit t schleichend zunehmenden Minderluftfehler. Bei einem Zeitpunkt t2 ist systembedingt ein Grenzwert der Änderung der Einspritzzeit erreicht. Daher ist ab dem Zeitpunkt t2 keine weitere Korrektur möglich, so dass nachdem Zeitpunkt t2 mindestens ein Abgaswert seinen gesetzlichen Grenzwert übersteigt.
Erfindungsgemäß wird zum Zeitpunkt t1 eine erste Fehlerinformation in dem
Fehlerspeicher des Motorsteuergerätes 10 abgespeichert, wobei die erste
Fehlerinformation einen komfortrelevanten Minderluftfehler anzeigt. Zum Zeitpunkt t2 wird eine zweite Fehlerinformation im Motorsteuergerät 10 abgespeichert, wobei die zweite Fehlerinformation einen abgasrelevanten Minderluftfehler anzeigt.
Bei Vorliegen eines schleichend sich erhöhenden Mehrluftfehlers wird erfindungsgemäß das gleiche Korrekturprinzip angewandt: bis zur Erreichung einer Grenzabweichung des Lambdawertes des betroffenen Zylinders wird eine Einspritzzeitänderung im Sinne einer Momentengleichstellung des Verbrennungsmotors 5 durchgeführt und ab Erreichung der Grenzabweichung des Lambdawertes des betroffenen Zylinders wird eine
Einspritzzeitänderung im Sinne einer Lambdagleichstellung durchgeführt. Die
Fehlereinträge erfolgen entsprechend zu Zeiten t1 und t2 für einen komfortrelevanten Mehrluftfehler bzw. einen abgasrelevanten Mehrluftfehler.