Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erfassen von kritischen, insbesondere katalysatorge¬ fährdenden, Füllständen im Tank eines Kraftfahrzeugs nach den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche.

In Fahrzeugen, die mit Katalysatoren ausgerüstet sind, kann es durch vollständiges Leerfahren des Tanks zu Katalysator- ausfällen kommen. Wenn nämlich der Tankinhalt zur Neige geht, fördert die Kraftstoffpumpe sporadisch Gas statt Flüs¬ sigkeit. Dabei kann die notwendige Kraftstoffzufuhr zu einem oder mehreren Zylindern der Brennkraftmaschine des Kraft¬ fahrzeugs so stark absinken, daß Verbrennungsaussetzer ent- stehen. Der unverbrannte Kraftstoff wird sodann zusammen mit Sauerstoff im Katalysator nachverbrannt, wodurch die Tempe¬ ratur des Katalysators ansteiqt. Der Temperaturanstieg kann dabei so beträchtlich sein, daß es zu einer dauerhaften Schädigung des Katalysators kommt.

Gemäß dem neuesten Forderungs-Vorschlags-Katalog der kali¬ fornischen Umweltbehörde (CARB) müssen Automobilhersteller einen Ausfall des Katalysators innerhalb der ersten 100.000

Meilen ersetzen. Wenn darüber hinaus während der Garantie¬ zeit ein bestimmter Prozentsatz der Katalysatoren ausfällt, fordert die kalifornische Umweltbehorde sogar eine Rückru¬ faktion. Derartige Maßnahmen sind für Automobilhersteller äußerst nachteilig, da sie mit erheblichem Aufwand und er¬ heblichen Kosten verbunden sind. Außerdem kann das Ansehen des Herstellers auf dem Markt Schaden nehmen.

Es besteht deshalb ein sehr großes Interesse seitens der Au- tomobilhersteller, Katalysator-Ausfälle, die durch das Ver¬ halten des Fahrers, beispielsweise durch das unerlaubte vollständige Leerfahren des Tankes, entstanden sind, von den technisch bedingten Ausfällen zu unterscheiden.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren und eine

Vorrichtung zu vermitteln, welche eine solche Unterscheidung ermöglichen.

Vorteile der Erfindung

Die Aufgabe wird bei einem Verfahren und einer Vorrichtung gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Patentansprüche er¬ findungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale der unab¬ hängigen Patentansprüche gelöst.

Besonders vorteilhaft ist es, daß von dem Füllstandsmeß- mittel erfaßte kritische Füllstandswerte von einer Schal¬ tungsanordnung erkannt, von einer Stδrleuchte, die bei¬ spielsweise mit der Aufschrift "Reserve mit KatGefährdung" versehen und gut sichtbar im Sichtbereich des Fahrers ange¬ ordnet ist, angezeigt werden, und zusammen mit dem Betriebs¬ zustand der Stδrleuchte in einem Speicher als Speicherinfor-

mation abgespeichert werden, daß Verbrennungsaussetzer der Brennkraftmaschine erkannt und in dem Speicher als weitere Speicherinformation abgespeichert werden, und daß die Spei¬ cherinformationen bei gleichzeitigem Vorhandensein von Ver- brennungsaussetzern sowie durch die Stδrleuchte angezeigten kritischen Füllstandswerten verknüpft werden, so daß beim späteren Auslesen dieser verknüpften Speicherinformationen festgestellt werden kann, ob die Verbrennungsaussetzer auf einem kritischen Füllstandswert beruhten. Hierdurch läßt sich in jedem Fall ein durch den Fahrer verursachter Kataly¬ satorschaden erkennen und dokumentieren. So lassen sich bei¬ spielsweise das Weiterfahren trotz Aufleuchtens der Stör¬ leuchte, d.h. bei Unterschreiten kritischer Füllstandswerte, und dabei gleichzeitig auftretenden Verbrennungsaussetzern dokumentieren, so daß ein hierdurch verursachter Katalysa¬ torschaden aufgrund einer solchen Fehlbedienung des Kraft¬ fahrzeugs nachweisbar ist. Es läßt sich mithin eine Unter¬ scheidung treffen zwischen einem technisch bedingten Ausfall des Katalysators und einem solchen, den der Fahrer des Kraftfahrzeugs verursacht hat.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

So ist es beispielsweise von Vorteil, daß die Störleuchte selbst zusätzlich auf Defekte überwacht wird und daß eine Information über die Funktionsfähigkeit der Störleuchte zu¬ sammen mit der Füllstands- und der Aussetzerinformation ge¬ speichert wird.

Hierdurch ist es möglich, einen Stδrleuchten-Defekt festzu¬ stellen und zu dokumentieren. Wenn nämlich die Stδrleuchte

defekt ist, d.h. im Fall eines katalysatorgefährdenden Füll¬ stands nicht leuchtet kann eine möglicherweise auftretende Schädigung des Katalysators bei leergefahrenem Tank nicht ohne weiteres dem Fahrer angelastet werden. Vorteilhafter- weise wird die Stδrleuchte daher beim Start des Fahrzeuges kurz eingeschaltet. Leuchtet sie dann nicht, muß sie vom Fahrer gegen eine intakte Leuchte ausgetauscht werden. Ge¬ schieht dies nicht, so kann eine später erfolgende Schädi¬ gung des Katalysators bei leergefahrenem Tank dem Fahrer an- gelastet werden. Mit anderen Worten: Fällt eine Lampe wäh¬ rend des Betriebs des Fahrzeugs aus, so muß der Fahrer die¬ sen Lampenausfall spätestens bei einem Neustart des Fahr¬ zeugs bemerken und die defekte Störleuchte durch eine intak¬ te ersetzen.

Vorteilhafterweise werden die Verbrennungsaussetzer bei¬ spielsweise über die mittels eines Drehzahlgeberrads erfaßte Laufruhe der Brennkraftmaschine, die Verbren¬ nungslichtintensität, den Brennraumdruck, den pulsierenden Druck im Auspuff oder ein Signal einer Sauerstoffsonde im Abgas der Brennkraftmaschine erfaßt.

Die in dem Speicher abgespeicherten Daten können vor¬ teilhafterweise später zu Diagnosezwecken abgerufen werden und der Speicher im Anschluß daran gelöscht werden. So läßt sich auf einfache Weise nicht nur feststellen und nachwei¬ sen, daß eine Schädigung des Katalysators aufgrund von durch einen leergefahrenen Tank hervorgerufenen Verbrennungs- aussetzern verursacht wurde, sondern es läßt sich darüber hinaus auch dokumentieren, daß der Fahrer eine leuchtende

Störleuchte, die ihn auf eine mögliche Schädigung des Kata¬ lysators hinwies, ignoriert hat, und daher die Schädigung

des Katalysators billigend in Kauf nahm. In diesem Falle ist der Ausfall des Katalysators dem Fahrer anzulasten.

Vorzugsweise ist der Speicher ein EEPROM, das zu Diagnose- zwecken auslesbar ist.

Die Schaltungsanordnung ist vorteilhafterweise Bestandteil eines Steuergerätes der Brennkraftmaschine.

Zeichnung

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden nach¬ stehend anhand der Fig. 1 , die schematisch eine Vorrichtung zum Erfassen und Dokumentieren von Katalysatorschäden auf- grund von kritischen, insbesondere katalysatorgefährdenden, Füllständen im Tank eines Kraftfahrzeugs mit einer Brenn¬ kraftmaschine zeigt, noch näher erläutert. Die Fig. 2 offen¬ bart ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem auch die Funktionsfähigkeit der Stδrleuchte überwacht wird.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Der Grundgedanke vorliegender Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erfassen und Dokumentie- ren von Katalysatorschäden aufgrund von kritischen, insbe¬ sondere katalysatorgefährdenden Füllstandswerten im Tank ei¬ nes Kraftfahrzeugs mit einer Brennkraftmaschine zu vermit¬ teln, welche auf einfache Weise bei einer späteren Wartung des Fahrzeugs eine Unterscheidung dahingehend ermöglichen, ob ein Katalysatorschaden auf einen technischen Defekt zu¬ rückzuführen ist oder ob er durch eine Fehlbedienung des Fahrers hervorgerufen wurde. Dabei soll eine zusätzliche

Störleuchte, die beispielsweise die Aufschrift "Reserve mit Kat-Gefährdung" trägt, dem Fahrer anzeigen, daß der Füll¬ stand des Tanks eine Höhe erreicht hat, welche eine Kataly¬ satorschädigung zur Folge haben kann.

Im Ausführunsbsp. der Fig. 2 soll die dem Fahrer angezeigte Information, nämlich der Betriebszustand der Störleuchte, d.h. ob diese Störleuchte leuchtet oder nicht leuchtet, in einem Speicher als Speicherinformation abgespeichert werden. Auf diese Weise läßt sich dokumentieren, daß eine Störleuch¬ te im Blickfeld des Fahrers aufgeleuchtet hat.

Darüber hinaus soll in dem Speicher als weitere Speicher¬ information gespeichert und damit dokumentiert werden, wenn es zu Verbrennungsaussetzern kommt, die zu einer Schädigung des Katalysators führen, wobei insbesondere die Speicherin¬ formationen bei gleichzeitigem Vorhandensein von Verbren¬ nungsaussetzern sowie durch die Störleuchte angezeigten kri¬ tischen Füllstandswerten verknüpft werden, so daß beim spä- teren Auslesen dieser verknüpften Speicherinformation fest¬ gestellt werden kann, ob die Verbrennungsaussetzer auf einem kritischen Füllstandswert beruhten. Auf diese Weise läßt sich später durch Abfragen der gespeicherten Daten belegen, daß die Schädigung des Katalysators durch ein Fehlverhalten des Fahrers, nämlich durch Leerfahren des Tanks verursacht wurde.

Das Verfahren zum Erfassen und Dokumentieren von Kataly¬ satorschäden aufgrund von kritischen, insbesondere katalysa- torgefährdenden Füllstandswerten im Tank eines Kraftfahr¬ zeugs mit einer Brennkraftmaschine, läßt sich am besten an-

hand der in den Figuren dargestellten Vorrichtungen erläu¬ tern.

Wie aus der Fig. 1 umfaßt die Vorrichtung eine an der Batte- riespannung des Kraftfahrzeugs Ubat anliegende Störleuchte 1, die über einen Schalter 2 ein- und ausgeschaltet werden kann. Der Schalter schließt dabei immer dann, wenn der mit Hilfe eines an sich bekannten Füllstandsmeßmittels 9 erfaßte Füllstand in dem Tank 10 eines Kraftfahrzeugs unter ein vor- gegebenes Niveau, bei dem Schädigungen des Katalysators 11 zu befürchten sind, sinkt.

Die Störleuchte 1 ist dabei gut sichtbar im Sichtfeld des Fahrers angeordnet. Sie trägt beispielsweise die Aufschrift "Reserve mit Kat-Gefährdung" . Darüber hinaus wird der Fahrer in der Bedienungsanleitung zu dem Kraftfahrzeug darauf hin¬ gewiesen, das ein Aufleuchten der Stδrleuchte 1 eine mögli¬ che Schädigung des Katalysators anzeigt und deshalb ein Wei¬ terfahren vermieden werden sollte.

Zur Erfassung von kritischen Füllstandswerten wird eine an dem Punkt 3 liegende Spannung, d.h. die an der Störleuchte 1 liegende Spannung der Schaltungsanordnung 4 zugeführt.

In der Schaltungsanordnung 4 ist nun parallel zu der Stör¬ leuchte 1 ein Widerstand R angeordnet. Zur Erfassung der an der Störlampe 1 anliegenden Spannung wird eine Spannung Ur zwischen einem Punkt 6 und der Masse abgegriffen. Sobald der Schalter 2 geschlossen ist, d.h. die Störleuchte 1 ange- schaltet ist und leuchtet, nimmt die Spannung Ur den Wert OV an. Dieser Betriebszustand der Stδrleuchte 1, d.h. die Span¬ nung Ur wird einem Dauerspeicher, beispielsweise einem

EEPROM 8 zugeführt und in diesem als Speicherinformation ab¬ gespeichert. Auf diese Weise laßt sich das Aufleuchten der Störleuchte 1 festhalten und so dokumentieren.

Gleichzeitig werden von der Schaltungsanordnung 4 möglicher¬ weise auftretende Verbrennungsaussetzer des Antriebsmotors 12 mit einem Mittel 13 zur Aussetzererkennung erkannt und in dem EEPROM 8 als weitere Speicherinformation gespeichert. Bei gleichzeitigem Vorhandensein von Verbrennungsaussetzern sowie durch die Stδrleuchte angezeigten kritischen Füll¬ standswerten werden die Speicherinformationen verknüpft.

Verbrennungsaussetzer können dabei auf die unterschied¬ lichste Art und Weise erfaßt werden. Das Mittel 13 symboli- siert beispielsweise die an sich bekannten Verfahren der

Auswertung der Laufruhe über die mittels eines Drehzahlge¬ berrads erfaßten Drehzahlsignale der Brennkraftmaschine, bzw. des Antriebsmotors, die Verbrennungslichtintensität, den Brennraumdruck, den pulsierenden Druck im Auspuff, oder ein Signal einer Sauerstoffsonde im Abgas der Brennkraftma¬ schine oder auch durch Verknüpfung einer oder mehrerer die¬ ser Größen gewonnene Aussetzerinformationen.

Treten nun während des Aufleuchtens der Störleuchte 1 Ver- brennungsaussetzer auf, so sind diese auf einen leergefahre¬ nen Tank zurückzuführen und insoweit dem Verantwortungsbe¬ reich des Fahrers zuzuschreiben. Eine hierdurch auftretende Schädigung des Katalysators ist demnach nicht auf einen technischen Defekt, sondern auf ein Fehlverhalten des Fah- rers zurückzuführen. Dieses Fehlverhalten kann durch ein späteres Auslesen der obenerwähnten verknüpften Speicherin¬ formationen festgestellt und so eindeutig belegt werden, daß

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Verbrennungsaussetzer auf einem kritischen Füllstandswert beruhten

Vorteilhafterweise wird die Störleuchte 1 insbesondere vor dem Ingangsetzen des Kraftfahrzeugs auf ihre Funktionsfähig¬ keit überprüft. Eine Möglichkeit dazu ist in der Fig. 2 dar¬ gestellt. Im Unterschied zur Fig. 1 wird die Störleuchte nicht direkt über den mit dem Füllstandsanzeiger gekoppelten Schalter 2 ein und ausgeschaltet. Die Lampenansteuerung ge- schieht vielmehr über eine Endstufe 15, die vom Steuergerä¬ trechner 16 abhängig vom Schaltzustand des Schalters 2 ge¬ steuert wird. Auch hier wird die Lampe bei einem katalysa¬ torgefährdenden Füllstand eingeschaltet: Bei nahezu leerem Tank schließt Schalter 2 und die Spannung Ur ändert sich vom Batteriespannungsniveau Ubatt bzw. vom Niveau einer an den Rechnereingang 16a angepaßten Teilspannung UV auf den Wert Null. Daraufhin wird über den Rechnerausgang 16b und die Endstufe 15 die Lampe 1 eingeschaltet. Die Endstufe 15 be¬ sitzt eine Endstufenüberwachung 14, mit der Kurzschlüsse der Stδrlampenstromversorgung nach Masse oder zur Batteriespan¬ nung sowie ein Kabelbruch oder ein Bruch der Glühwendel der Lampe detektiert werden kann. Eine derartige Endstufenüber¬ wachung ist bspw. aus der US 5 311 138 bekannt, deren Inhalt bezüglich der Ausgestaltung der Enstufendiagnose als an die- ser Stelle mitoffenbart gelten soll. Von der Endstufenüber¬ wachung wird ein Signal über die Funktionsfähigkeit der Störlampe einem Eingang 16c des Rechners zugeleitet und ggf zusammen mit den Füllstands- und Aussetzerinformationen ver¬ knüpft. Vorteilhafterweise wird die Lampe vom Rechner auch in zeitlicher Verbindung mit einem Start des Motors einge¬ schaltet, bspw. beim Einschalten der Zündung. Der Fahrer kann deshalb bei Einschalten der Zündung die Funktionsfähig-

keit der Störleuchte 1 überprüfen. In der Bedienungsanlei¬ tung zu dem Kraftfahrzeug wird der Fahrer dabei darauf hin¬ gewiesen, daß er unbedingt eine nicht funktionsfähige Stör¬ leuchte 1 durch eine funktionsfähige ersetzen muß, da bei einer nicht funktionsfähigen Störleuchte 1 auftretende Kata¬ lysatorschädigungen durch Zündaussetzer sonst ihm zugerech¬ net werden müssen.

Gleichzeitig läßt sich die Funktionsfähigkeit der Stδrleuch- te 1 beim Einschalten der Zündung durch Abspeichern in dem EEPROM 8 dokumentieren.

Darüber hinaus wird der Betriebszustand der Störleuchte 1 auch kontinuierlich während des Betriebs des Kraftfahrzeugs erfaßt und abgespeichert.

Fällt beispielsweise die Störleuchte 1 während des Betriebs des Fahrzeugs aus, so ist dies als technischer Defekt anzu¬ sehen, der dem Fahrer nicht angelastet werden kann. Bei ei- nem Neustarten des Fahrzeugs muß der Fahrer jedoch den Aus¬ fall der Störleuchte 1 bemerken und diese durch eine funkti¬ onsfähige ersetzen. Unterläßt er dies, so ist eine eventuel¬ le Katalysatorschädigung ebenfalls auf eine Fehlbedienung zurückzuführen, und die dabei entstehenden Kosten für den Austausch des Katalysators sind vom Fahrer zu tragen.

Durch die Aufzeichnung sowohl von Verbrennungsaussetzern als auch des Betriebszustands der Stδrleuchte 1 und der Verknüp¬ fung dieser Speieherinformationen laßt sich so später immer feststellen, ob Verbrennungsaussetzer durch einen leergefah¬ renen Tank verursacht wurden und insoweit dem Fahrer anzula¬ sten sind oder ob sie durch einen technisch bedingten Defekt

verursacht wurden. Dabei ist es von besonderem Vorteil, daß aufgrund des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfin¬ dungsgemäßen Vorrichtung genau die Information gespeichert wird, die dem Fahrer auch zur Verfügung stand. Eine Schutz- behauptung des Fahrers, die Störleuchte 1 habe beispielswei¬ se nicht aufgeleuchtet, kann so auf einfache Weise überprüft werden.

Es ist daher immer möglich, vom Fahrer verursachte Schädi- gungen des Katalysators von solchen zu unterscheiden, die von technischen Defekten hervorgerufen wurden. So können überflüssige Garantieleistungen oder Rückrufaktionen vermie¬ den werden.

Abschließend sei noch darauf hingewiesen, daß die Schal¬ tungsanordnung 4 in Form von analoger, digitaler oder auch hybrider Technik aufgebaut sein kann. Es ist auch möglich, daß sie ganz oder teilweise zusammengefaßt, entsprechende Bereiche von programmgesteuerten digitalen Syste- men,beispielsweise Mikrorechnern,Mikroprozessoren, digitalen und analogen Logikschaltungen und dgl. umfassen kann

Darüber hinaus kann die Schaltungsanordnung 4 auch Teil ei¬ nes Steuergeräts (nicht dargestellt) der Brennkraftmaschine sein

Des weiteren kann das EEPROM 8 sowohl Teil der Schal- tungsanordung 4 als auch Teil des Steuergeräts der Brenn¬ kraftmaschine sein.