DE19963457B4 - Überwachung der Wirkungskette einer Zylinderabschaltung bei mehrzylindrigen Brennkraftmaschinen - Google Patents

Abstract

Verfahren zur Überwachung der Wirkungskette zur zeitweiligen Abschaltung einzelner Zylinder oder Zylindergruppen bei Brennkraftmaschinen, bei denen die Ein- und die Auslaßventile der zeitweilig abzuschaltenden Zylinder für die Dauer der Abschaltung im geschlossenen Zustand deaktiviert werden, die ordnungsgemäße Deaktivierung der Einlaßventile der abzuschaltenden Zylinder sowie die ordnungsgemäße Aktivierung der Auslaßventile der wieder einzuschaltenden Zylinder durch eine Analyse der Laufunruhe überprüft wird, dadurch gekennzeichnet, dass bei Brennkraftmaschinen mit mindestens zwei Einlaßventilen pro Zylinder ein einzelnes fehlerhaft nicht ordnungsgemäß deaktiviertes Einlaßventil eines Zylinders durch eine erhöhte Laufunruhe festgestellt wird, die nur bei hoher Last und Drehzahl im Betrieb mit abgeschaltetem Zylinder auftritt.

Description

• Stand der Technik
• Die Erfindung betrifft die Überwachung der Wirkungskette bei der Abschaltung einzelner Zylinder oder Zylindergruppen bei mehrzylindrigen Brennkraftmaschinen. Die Abschaltung einzelner Zylinder ist beispielsweise aus der DE 30 46 402 bekannt. Die Überwachung des ordnungsgemäßen Betriebs einer Brennkraftmaschine ist beispielsweise aus der US 5,041,980 bekannt.
• Es ist bekannt, bei mehrzylindrigen Brennkraftmaschinen im Teillastbetrieb einzelne Zylinder oder Zylindergruppen abzuschalten oder anders ausgedrückt, zwischen Vollmotorbetrieb mit Betrieb aller Zylinder und Teilmotorbetrieb mit Betrieb von nur einem Teil der Zylinder, bspw. nur einer Zylinderbank eines V-Motors, zu wechseln. Die Abschaltung hat zur Folge, daß die übrigen, im Teilmotorbetrieb noch arbeitenden Zylinder mit im Vergleich zum Vollmotorbetrieb erhöhter Füllung und damit verbessertem Wirkungsgrad betrieben werden, was Verbrauchsvorteile liefert.
• Die Abschaltung kann beispielsweise durch eine Deaktivierung der Gaswechselventile, das heißt derjenigen Ventile, mit denen der Wechsel der Zylinderfüllung gesteuert wird, erfolgen. Zur Abschaltung wird bspw. sowohl das Ein- als auch das Auslaßventil des betreffenden Zylinders für die Dauer der Deaktivierung geschlossen.
• Dabei kann insbesondere das Problem auftreten, daß einzelne Einlaßventile durch Fehler in der Betätigungsvorrichtung unerwünschtermaßen nicht dauerhaft schließen. Ebenso kann das Problem auftreten, daß einzelne Auslaßventile sich nach der Deaktivierungsphase nicht wieder aktivieren lassen und damit unerwünschtermaßen geschlossen bleiben.
• Die dem Anspruch zugrundeliegende Erfindung ermöglicht eine Überwachung, ob alle Einlaßventile der zu deaktivierenden Zylinder dauerhaft schließen und ob alle Auslaßventile der wieder zu aktivierenden Zylinder wieder öffnen.
• Erfindungsgemäß wird zur Überwachung der Wirkungskette der zeitweiligen Abschaltung einzelner Zylinder oder Zylindergruppen bei Brennkraftmaschinen, bei denen die Ein- und die Auslaßventile der zeitweilig abzuschaltenden Zylinder für die Dauer der Abschaltung im geschlossenen Zustand deaktiviert werden, die ordnungsgemäße Deaktivierung der Einlaßventile der abzuschaltenden Zylinder sowie die ordnungsgemäße Aktivierung der Auslaßventile der wieder einzuschaltenden Zylinder durch eine Analyse der Laufunruhe überprüft.
• Vorteile
• Eine Analyse der Laufunruhe wird bei modernen Kraftfahrzeugen ohnehin bereits zur Erfüllung gesetzlicher Forderungen zur On Board Diagnose abgasrelevanter Fehler wie Verbrennungsaussetzer im Betrieb der als Fahrzeugantrieb dienenden Brennkraftmaschine durchgeführt.
• Die Überwachung der Wirkungskette der Zylinderabschaltung über eine Diagnose der Laufunruhe erfordert daher keinen zusätzlichen apparativen Aufwand uns ist daher kostengünstig.
• Ausführungsbeispiele für die Überwachung der Wirkungskette der Zylinderabschaltung werden im folgenden näher beschrieben. Ausführungsbeispiel 3 ist das erfindungsgemäße.
• 1. Überwachung der ordnungsgemäßen Deaktivierung der Einlaßventile der abzuschaltenden Zylinder..
• Innerhalb einer Testphase nach dem Beginn der Zylinderabschaltung werden die von der On Board Diagnose abgasrelevanter Fehler erkannten Verbrennungsausetzer über eine bestimmte Anzahl von Umdrehungen der Kurbelwelle gezählt und mit einem vorbestimmten Schwellwert verglichen. Eine Schwellwertüberschreitung zeigt eine erhöhte Laufunruhe an. Um zu unterscheiden, ob die erhöhte Laufunruhe auf den Fehler eines Einlaßventils oder auf eine andere Ursache zurüczuführen ist, wird die Zylinderabschaltung anschließend für eine Testphase vorbestimmter Dauer verboten. Mit anderen Worten: Während dieser Testphase wird die Brennkraftmaschine mit allen Zylindern betrieben. Auch während dieser Testphase werden die von der On Board Diagnose Funktion erkannten Aussetzer gezählt. Treten in dieser Testphase keine oder zumindest signifikant weniger Aussetzer auf, kann auf einen Fehler zumindet eines Einlaßventils eines abzuschaltenden Zylinders geschlossen werden. Eine entsprechende Fehlermeldung wird zur späteren Auswertung abgespeichert und/oder dem Fahrer angezeigt.
• 2. Überwachung der ordnungsgemäßen Aktivierung aller Auslaßventile der wieder einzuschaltenden Zylinder beim Übergang vom Teil- auf den Vollmotorbetrieb.
• Nach dem Beenden des Teilmotorbetriebs wird durch eine Analyse der Laufunruhe überwacht, ob alle Auslaßventile geöffnet werden. Dazu werden nach einer Wartezeit die erkannten Aussetzer addiert. Überschreitet die Summe einen vorbestimmten Schwellwert, wird dies als erhöhte Laufunruhe gewertet, die durch ein nicht ordnungsgemäß öffnendes Auslaßventil hervorgerufen wird. Über die Analyse der Laufunruhe kann zusätzlich der betroffene Zylinder identifiziert werden. Dies deshalb, weil der Drehmomentausfall des betroffenen Zylinders sich bei erhöhter Laufunruhe periodisch im Verlauf der Kurbelwellendrehung abbildet und damit eine Identifikation ermöglicht. Wenn mehrere Zylinder durch eine gemeinsame Betätigungseinrichtung abgeschaltet und wieder eingeschaltet werden, kann noch überprüft werden, ob nur ein einzelner oder aber gemeinsam betätigte Zylinder fehlerbehaftet sind. Auf diese Weise könne gegebenfalls Fehler im gemeinsamen Teil der Betätigungsvorrichtung von Fehlern in zylinderindividuellen Teilen der Betätigungsvorrichtung unterscheiden werden.
• Ausführungsbeispiel 3 erlaubt die Detektion eines einzelnen fehlerhaft nicht ordnungsgemäß deaktivierten Einlaßventils eines Zylinders bei Brennkraftmaschinen mit mindestens zwei Einlaßventilen pro Zylindern. Dieses Ausführungsbeispiel basiert auf der Beobachtung, daß dieser Fehler sich durch eine erhöhte Laufunruhe bemerkbar macht, die nur bei hoher Last und Drehzahl im Betrieb mit abgeschaltetem Zylinder auftritt. Entsprechend wird bei erhöhter Laufunruhe, die nur unter diesen Randbedingungen auftritt eine diesen speziellen Fehler charakterisierende Fehlermeldung ausgegeben oder abgespeichert.

Claims (1)

1. Verfahren zur Überwachung der Wirkungskette zur zeitweiligen Abschaltung einzelner Zylinder oder Zylindergruppen bei Brennkraftmaschinen, bei denen die Ein- und die Auslaßventile der zeitweilig abzuschaltenden Zylinder für die Dauer der Abschaltung im geschlossenen Zustand deaktiviert werden, die ordnungsgemäße Deaktivierung der Einlaßventile der abzuschaltenden Zylinder sowie die ordnungsgemäße Aktivierung der Auslaßventile der wieder einzuschaltenden Zylinder durch eine Analyse der Laufunruhe überprüft wird, dadurch gekennzeichnet, dass bei Brennkraftmaschinen mit mindestens zwei Einlaßventilen pro Zylinder ein einzelnes fehlerhaft nicht ordnungsgemäß deaktiviertes Einlaßventil eines Zylinders durch eine erhöhte Laufunruhe festgestellt wird, die nur bei hoher Last und Drehzahl im Betrieb mit abgeschaltetem Zylinder auftritt.