DE10207469A1 - Method and device for checking the function of a bypass element of a boost pressure control of a turbo engine - Google Patents
Method and device for checking the function of a bypass element of a boost pressure control of a turbo engineInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Funktionskontrolle eines Bypasselements (1) einer Ladedruckregelung (2) eines Turbomotors (3), bei dem der Ladedruck (P¶L¶) mittels eines durch eine Abgasturbine (4) angetriebenen Verdichters (5) erzeugt wird, wobei das Bypasselement (1) den Abgasstrom (6) des Turbomotors (3) ganz oder teilweise wahlweise der Abgasturbine (4) zuführt oder mittels eines Bypasses (5) an dieser vorbeileitet, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. DOLLAR A Um auch das ordnungsgemäße Schließen des Bypasselements (1) zu erfassen, wird vorgeschlagen, daß der Ladedruck (P¶L¶) erfaßt und mit dem Umgebungsdruck (P¶U¶) verglichen wird und daß eine Fehlermeldung erfolgt, wenn während eines definierten Betriebszeitraums (DELTAt), in dem ein Ladedruck (P¶L¶) auftreten muß, ein definierter Druckunterschied (DELTAP¶1¶) zum Umgebungsdruck (P¶U¶) nicht überschritten wird.The invention relates to a method for checking the function of a bypass element (1) of a boost pressure control (2) of a turbo engine (3), in which the boost pressure (P¶L¶) is generated by means of a compressor (5) driven by an exhaust gas turbine (4) the bypass element (1) feeds the exhaust gas flow (6) of the turbo engine (3) in whole or in part optionally to the exhaust gas turbine (4) or bypasses it by means of a bypass (5), and a device for carrying out the method. DOLLAR A In order to also detect the correct closing of the bypass element (1), it is proposed that the boost pressure (P¶L¶) be recorded and compared with the ambient pressure (P¶U¶) and that an error message is given if during a defined Operating period (DELTAt) in which a boost pressure (P¶L¶) must occur, a defined pressure difference (DELTAP¶1¶) to the ambient pressure (P¶U¶) is not exceeded.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Funktionskontrolle eines Bypaßelements einer Ladedruckregelung eines Turbomotors, bei dem der Ladedruck mittels eines durch eine Abgasturbine angetriebenen Verdichters erzeugt wird, wobei das Bypasselement den Abgasstrom des Turbomotors ganz oder teilweise wahlweise der Abgasturbine zuführt oder mittels eines Bypasses an dieser vorbeileitet, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. The invention relates to a method for checking the function of a bypass element Boost pressure control of a turbo engine, in which the boost pressure by means of a Exhaust gas turbine driven compressor is generated, wherein the bypass element Exhaust gas flow from the turbo engine is either wholly or partially supplied to the exhaust gas turbine or bypassed by a bypass, and a device for Execution of the procedure.
Zur Steigerung der Motorleistung von Brennkraftmaschinen werden häufig Abgasturbolader eingesetzt. Hierbei wird auf der Auslaßseite der Brennkraftmaschine der Abgasstrom über eine Abgasturbine geleitet, die einen Verdichter auf der Einlaßseite der Brennkraftmaschine antreibt. Abgasturbolader weisen in der Regel eine Bypassleitung auf, die über ein Ventil oder mit einer Klappe gesteuert wird. Derartige Bypasselemente ermöglichen den Abgasstrom zumindest teilweise an der Abgasturbine vorbeizuleiten, um dadurch den Ladedruck über eine Regelung des Abgasgegendrucks zu begrenzen. Es ist weiterhin bekannt, während der Startphase der Brennkraftmaschine die Bypassleitung freizugeben, um ein Abkühlen des Abgasstroms zu vermeiden und dadurch ein schnelleres Aufheizen des Abgaskatalysators zu gewährleisten. To increase the engine power of internal combustion engines are common Exhaust gas turbocharger used. Here, on the outlet side of the internal combustion engine Exhaust gas flow passed through an exhaust gas turbine, which has a compressor on the intake side drives the internal combustion engine. Exhaust gas turbochargers usually have one Bypass line, which is controlled via a valve or with a flap. such Bypass elements enable the exhaust gas flow at least partially at the exhaust gas turbine bypass to thereby control the boost pressure by regulating the exhaust gas back pressure to limit. It is also known during the starting phase of the internal combustion engine release the bypass line to prevent the exhaust gas flow from cooling and thereby ensuring faster heating of the catalytic converter.
Aufgrund von gesetzlichen Vorschriften ist es notwendig, abgasrelevante Bauteile in Kraftfahrzeugen auf ihre Funktionsfähigkeit hin zu überprüfen und auftretende Fehlfunktionen unmittelbar in einer Speichereinheit im Fahrzeug abzuspeichern. Diese Speichereinheit wird bei einer nachfolgenden Inspektion ausgelesen. Dadurch werden Fehlfunktionen erkannt und gegebenenfalls behoben. Due to legal regulations, it is necessary to fit exhaust-relevant components in Check motor vehicles for their functionality and occurring Store malfunctions directly in a storage unit in the vehicle. This Storage unit is read out during a subsequent inspection. This will Malfunctions identified and corrected if necessary.
Da das Bypasselement u. a. Einfluß auf das Aufwärmverhalten des Abgaskatalysators hat, stellt es somit ein abgasrelevantes Bauteil dar, dessen Funktion überprüft werden muß. Denkbar ist eine direkte Überprüfung der mechanischen Bewegung des Bypasselements mit einem Weg- oder Winkelaufnehmer. Solche Vorrichtungen sind jedoch aufwendig und erhöhen den Montageaufwand. Sie sind teuer und bedeuten eine Gewichtszunahme des Kraftfahrzeuges. Since the bypass element u. a. Influence on the warm-up behavior of the catalytic converter it therefore represents a component relevant to exhaust emissions, the function of which is checked got to. A direct check of the mechanical movement of the Bypass element with a displacement or angle sensor. However, such devices are complex and increase the assembly effort. They are expensive and mean one Weight gain of the motor vehicle.
Aus der DE 198 34 762 C2 ist ein Verfahren zur Funktionskontrolle eines Bypasselements der eingangs genannten Art bekannt. Bei diesem ist jedoch nur feststellbar, ob ein geschlossenes Bypasselement öffenbar ist. Diese Funktionsüberprüfung ist jedoch unvollständig, da auch der umgekehrte Fall eintreten kann, daß ein Bypasselement nicht oder nicht vollständig schließt. In diesem Fall kommt es zu keiner oder einer unzureichenden Funktion des Abgasturboladers, was eine Verminderung der Leistungsfähigkeit des Turbomotors zur Folge hat. DE 198 34 762 C2 describes a method for checking the function of a Bypass element of the type mentioned is known. However, this can only be determined whether a closed bypass element can be opened. However, this functional check is incomplete, since the reverse can also happen that a bypass element is not or does not close completely. In this case there is none or one inadequate function of the exhaust gas turbocharger, which leads to a reduction in performance of the turbo engine.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung verfügbar zu machen, die das ordnungsgemäße Schließen eines Bypasselements der eingangs genannten Art überwachen. The invention is therefore based on the object of a method and a device to make available the proper closing of a bypass element of the monitor the type mentioned at the beginning.
Die Aufgabe wird bezüglich des Verfahrens erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Ladedruck erfaßt und mit dem Umgebungsdruck verglichen wird und daß eine Fehlermeldung erfolgt, wenn während eines definierten Betriebszeitraums, in dem ein Ladedruck auftreten muß, ein definierter Druckunterschied zum Umgebungsdruck nicht überschritten wird. The object is achieved with respect to the method in that the Charge pressure is recorded and compared with the ambient pressure and that a Error message occurs if during a defined operating period in which a Boost pressure must occur, a defined pressure difference to the ambient pressure does not is exceeded.
Bezüglich der Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß an der Ladeluftleitung ein Ladedrucksensor zur Erfassung von Drücken angeordnet und mit einer Steuereinheit verbunden ist, die derart ausgebildet ist, daß sie Drücke in einem Betriebszeitraum erfaßt, auswertet und gegebenenfalls eine Fehlermeldung veranlaßt. With regard to the device for performing this method, the task solved in that on the charge air line a boost pressure sensor for detecting Pressing arranged and connected to a control unit, which is designed in this way is that it records pressures in an operating period, evaluates them and, if necessary, Error message caused.
Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß es, wenn das Bypasselement offen bleibt, zu keinem Aufbau eines Ladedrucks kommt bzw. daß bei einem unvollständigen Schließen nur ein unvollständiger Aufbau eines Ladedrucks erzielt werden kann. Wird nun ein Betriebszeitraum festgelegt, innerhalb dessen ein solcher Druckaufbau stattfinden muß, so ist das Ausbleiben eines Druckaufbaus als Fehler zu werten. Ein solcher Fehler kann verschiedene Ursachen haben, meist ein mechanischer Defekt des Bypasselements, des Stellantriebs, des Stellgestänges oder der Feder, gegen die der Stellantrieb das Bypasselement öffnet. Es kann die Bypassklappe klemmen oder eine Schließfeder oder ein Stellelement gebrochen sein oder klemmen. Die Fehlermöglichkeiten hängen von der konkreten Konstruktion des Bypasselements ab. Wird jedenfalls innerhalb eines bestimmten Betriebszeitraums ein bestimmter Druckunterschied zwischen dem Ladedruck und dem Umgebungsdruck nicht erreicht, so ist von einem derartigen Fehler auszugehen. Dieser muß erfaßt werden, um ihn möglichst rasch, spätestens bei der nächsten Inspektion zu beseitigen, damit die volle Leistungsfähigkeit des Turbomotors wieder erzielt werden kann. The invention is based on the finding that when the bypass element is open remains, there is no build-up of a boost pressure or that an incomplete one Close only an incomplete build-up of a boost pressure can be achieved. Becomes now set an operating period within which such a pressure build-up Failure to take place, the absence of pressure build-up is an error. Such a Errors can have various causes, usually a mechanical defect in the Bypass element, the actuator, the actuator linkage or the spring against which the actuator the bypass element opens. It can clamp the bypass flap or a closing spring or a control element is broken or jammed. The error possibilities depend on the specific construction of the bypass element. In any case, within one certain operating period a certain pressure difference between the Boost pressure and ambient pressure are not reached, so is from such an error go out. This must be recorded in order to get it as quickly as possible, at the latest at next inspection to eliminate the full performance of the turbo engine can be achieved again.
Der Betriebszeitraum und der definierte Druckunterschied sind Erfahrungswerte, die für den jeweiligen Motor ermittelt werden müssen. Spätestens wenn der Motor unter Last lauft, muß jedenfalls ein nennenswerter Ladedruck erreicht sein. Die Überprüfung kann fortlaufend erfolgen, sie kann nach Inbetriebsetzung des Fahrzeugs oder in Abhängigkeit von bestimmten Betriebsparametern erfolgen. Diese Entscheidung über die Erfassungszeiträume des Ladedrucks hängt davon ab, wann mit einem entsprechenden Ladedruck zu rechnen ist und welche Kontrollhäufigkeit gewünscht wird. The operating period and the defined pressure difference are empirical values that are important for the respective engine must be determined. At the latest when the engine is under load running, a significant boost pressure must be reached. The review can continuously, it can be done after starting the vehicle or in Dependent on certain operating parameters. This decision about the Acquisition periods of the boost pressure depend on when with a corresponding one The boost pressure is to be expected and the frequency of checks required.
Eine Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, daß die Funktionskontrolle in einem Zeitraum stattfindet, in dem die Ladedruckregelung nicht aktiv ist. Wenn die Ladedruckregelung nicht aktiv ist, wird das Bypasselement in der Regel von einer Feder zugehalten. Dadurch wird der gesamte Abgasstrom über die Abgasturbine geleitet und damit dessen gesamte Energie zum Antreiben des Verdichters eingesetzt. Wird in diesem Zustand kein nennenswerter Druckunterschied zwischen Lade- und Umgebungsdruck innerhalb einer gewissen Betriebszeit erzeugt, so liegt ein Defekt vor, durch den das Bypasselement nicht im geschlossenen Zustand ist. An embodiment of the method provides that the function control in one Period in which the boost pressure control is not active. If the Boost pressure control is not active, the bypass element is usually a spring locked. As a result, the entire exhaust gas flow is conducted via the exhaust gas turbine and so that all of its energy is used to drive the compressor. Is in this state no significant pressure difference between loading and Ambient pressure is generated within a certain operating time, there is a defect, through which the bypass element is not in the closed state.
Eine weitere entweder alternative oder vorzugsweise zusätzliche Ausgestaltung sieht vor, daß die Funktionskontrolle in einem Zeitraum stattfindet, in dem die Ladedruckregelung aktiv ist. Auch während des Betriebs muß ein gewisser Druckunterschied vorhanden sein. Ist dies nicht der Fall, so ist dies ebenfalls ein Zeichen für einen Defekt. Another either alternative or, preferably, additional configuration is provided before that the functional check takes place in a period in which the Boost pressure control is active. There must also be a certain pressure difference during operation to be available. If this is not the case, this is also a sign of a defect.
Eine Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, daß während eines längeren Betriebszeitraums zeitlich verteilt mehrere Druckunterschiede definiert sind und daß bei einem Abweichen derselben von den aufgrund der erfaßten Drücke ermittelten Druckunterschieden je nach Größe und Verlauf der Abweichungen eine Fehlermeldung und/oder eine Nachjustierung der Ladedruckregelung erfolgt. Es kann also auf diese Weise für jeden Motor ein Modell erstellt werden, das Druckunterschiede verschiedenen Betriebsparametern zuordnet und auf dieser Grundlage die zeitlich verteilten Druckunterschiede definiert, die mindestens erreicht werden müssen. A further development of the method provides that during a longer period Several pressure differences are defined over time during the operating period and that at one Deviation of the same from those determined on the basis of the detected pressures Pressure differences depending on the size and course of the deviations an error message and / or a readjustment of the boost pressure control takes place. So it can be due to this In this way, a model can be created for each engine that shows pressure differences assigned to various operating parameters and on this basis the time-distributed Defined pressure differences that must at least be achieved.
Liegen die aufgrund der erfaßten Drücke ermittelten Druckunterschiede darunter, so ist dies ein Zeichen für eine Fehlfunktion. Solche Fehlfunktionen können registriert oder angezeigt werden. Dabei kann vorgesehen sein, daß beim Nichtauftreten eines nennenswerten Druckunterschieds als Fehlerquelle ein ständiges Offenstehen des Bypasselements angezeigt wird. Beim Abweichen der ermittelten Druckunterschiede von definierten Druckunterschieden eines typischen Druckverlaufs wird eine Funktionsungenauigkeit des Bypasselements angezeigt. Eine solche Funktionsungenauigkeit kann auf eine Reibung, auf ein zeitweiliges Festhängen oder eine Schwergängigkeit mechanischer Teile zurückzuführen sein und muß dann als Fehler hinterlegt werden. Es ist jedoch auch möglich, daß ein paralleler Verlauf der ermittelten zu den definierten Druckunterschieden registriert wird, dann kann der Fehler durch eine Nachjustierung der Ladedruckregelung beseitigt werden. If the pressure differences determined on the basis of the detected pressures are below this, then this is a sign of a malfunction. Such malfunctions can be registered or are displayed. It can be provided that if a noteworthy pressure difference as a source of error a constant open the Bypass element is displayed. If the determined pressure differences deviate of defined pressure differences of a typical pressure curve is a Functional inaccuracy of the bypass element is displayed. Such inaccuracy may be due to friction, temporary sticking, or stiffness mechanical parts and must then be stored as an error. It However, it is also possible that the course of the determined to the defined Pressure differences is registered, then the error can be readjusted the boost pressure control can be eliminated.
Damit Schwankungen des Umgebungsdrucks die vorgenannten Vergleiche nicht beeinträchtigen, ist es zweckmäßig, den Umgebungsdruck beim Start des Turbomotors zu erfassen. Selbstverständlich wird eine präzisere Ermittlung der Druckunterschiede erzielt, wenn der Umgebungsdruck während des Betriebs erfaßt wird. Es kann sich dabei auch um eine laufende Erfassung und damit um eine laufende Berücksichtigung von Änderungen des Umgebungsdrucks handeln. Eine derartige Berücksichtigung kann mittels eines ständigen Abgleichs eines den Ladedruck ermittelnden Sensors erfolgen oder mittels einer Eingabe an die Steuerung, welche das Bypasselement steuert. So that fluctuations in the ambient pressure do not make the aforementioned comparisons affect, it is appropriate to increase the ambient pressure when starting the turbo engine to capture. Of course, a more precise determination of the pressure differences achieved when the ambient pressure is detected during operation. It can thereby also about an ongoing recording and thus an ongoing consideration deal with changes in ambient pressure. Such consideration can by means of a constant adjustment of a sensor that determines the boost pressure or by means of an input to the controller which controls the bypass element.
Die Fehlermeldungen sollten abrufbar abgelegt werden, damit die Fehler spätestens bei der nächsten Inspektion zur Kenntnis genommen und beseitigt werden können. Zu diesem Zweck sieht die Vorrichtung vor, daß die Fehlermeldungen in einer Speichereinheit abgelegt werden. The error messages should be stored so that they can be retrieved at the latest the next inspection can be noted and eliminated. To for this purpose, the device provides that the error messages in a Storage unit can be stored.
Eine Weiterbildung der Vorrichtung sieht vor, daß zusätzlich ein Umgebungsdrucksensor vorgesehen ist. Dadurch ist es möglich, den Umgebungsdruck zu beliebigen Zeitpunkten oder fortlaufend zu erfassen und den Ladedrucksensor abzugleichen oder die Schwankungen des Umgebungsdrucks der Steuereinheit zu übermitteln, damit diese den Abgleich vornimmt. Dabei kann der Abgleich auch in Form einer Berücksichtigung bei der Steuerung des Bypasselements stattfinden. A further development of the device provides that an additional Ambient pressure sensor is provided. This makes it possible to set the ambient pressure as required To record points in time or continuously and to adjust the boost pressure sensor or to transmit the fluctuations in the ambient pressure to the control unit so that it makes the comparison. The comparison can also take the form of a consideration take place when controlling the bypass element.
Zweckmäßigerweise ist die Vorrichtung derart ausgebildet, daß die Steuereinheit derart ausgebildet ist, daß die Fehlermeldungen in einer Speichereinheit abgelegt werden. The device is expediently designed such that the control unit is such is designed that the error messages are stored in a memory unit.
Zur Vornahme der oben genannten Nachjustierung der Ladedruckregelung sieht eine Weiterbildung der Vorrichtung vor, daß die Steuereinheit derart ausgebildet ist, daß sie diese Nachjustierung der Ladedruckregelung veranlaßt. Das ist für den Fall möglich, in dem die ermittelten zu den definierten Druckunterschieden parallel verlaufen, wenn also nur eine Funktionsungenauigkeit der Zuordnung von Druckunterschieden zu Stellwegen des Bypasselements und kein Defekt vorliegt. One sees to make the above-mentioned readjustment of the charge pressure control Further development of the device that the control unit is designed such that it this readjustment of the boost pressure control causes. That is possible in case which the determined to the defined pressure differences run parallel, if so only an inaccuracy in the assignment of pressure differences to travel ranges of the bypass element and there is no defect.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen The invention is explained below with reference to the drawing. Show it
Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung und Fig. 1 shows an embodiment of the invention and
Fig. 2 einen beispielhaften Verlauf von Drücken. Fig. 2 shows an exemplary course of pressures.
Fig. 1 zeigt einen Turbomotor 3 eines Kraftfahrzeuges mit Lagedruckregelung 2 in schematischer Darstellung. Einlaßseitig weist der Turbomotor 3 eine Ansaugleitung 11 auf, die über einen Verdichter 5 eines Abgasturboladers 13 und eine Ladeluftleitung 7 zu einem Verteiler 12 an dem Turbomotor 3 führt. Auslaßseitig weist der Turbomotor 3 einen Abgaskrümmer 15 auf, der über ein Vorrohr 16 zu einer Abgasturbine 4 des Abgasturboladers 13 führt. Die Abgasturbine 4 ist über eine Abgasleitung 17 mit einem Abgaskatalysator 18 verbunden. Der Abgaskatalysator 18 ist in bekannter Weise mit einer nicht näher dargestellten Abgasanlage verbunden. Zur direkten Verbindung zwischen dem Vorrohr 16 und der Abgasleitung 17 dient ein Bypass 6. In dem Bypass 6 ist als ansteuerbares Bypasselement 1, beispielsweise eine Bypassklappe angeordnet, die von einem Stellantrieb 19 betätigt wird. Fig. 1 shows a turbo engine 3 of a motor vehicle with position pressure control 2 in a schematic representation. On the inlet side, the turbo engine 3 has an intake line 11 , which leads via a compressor 5 of an exhaust gas turbocharger 13 and a charge air line 7 to a distributor 12 on the turbo engine 3 . On the outlet side, the turbo engine 3 has an exhaust manifold 15 , which leads via a front pipe 16 to an exhaust gas turbine 4 of the exhaust gas turbocharger 13 . The exhaust gas turbine 4 is connected to an exhaust gas catalytic converter 18 via an exhaust gas line 17 . The exhaust gas catalytic converter 18 is connected in a known manner to an exhaust system, not shown in detail. A bypass 6 serves for the direct connection between the front pipe 16 and the exhaust pipe 17 . Arranged in the bypass 6 as a controllable bypass element 1 , for example a bypass flap, which is actuated by an actuator 19 .
Der Stellantrieb 19 wird als Stellgröße über eine Druckleitung 20 mit dem Ladedruck (PL) der Ladeluftleitung 7 beaufschlagt und ist außerdem zur Einstellung der Zuordnung vom Ladedruck PL zur Stellgröße für das Bypasselement 1 mit einer Steuereinheit 9 über eine Verbindungsleitung 21 verbunden. Denkbar ist auch die Bypassleitung mit Hilfe eines Bypaßventils zu verschließen. Zwischen Verdichter 5 und Verteiler 12 ist an der Ladeluftleitung 7 ein Ladedrucksensor 8 vorgesehen, der über eine Verbindungsleitung 22 mit der Steuereinheit 9 verbunden ist. Die Steuereinheit 9 ist wiederum mit einer Speichereinheit 10 verbunden, die der Ablegung von Fehlermeldungen dient, damit diese beispielsweise angezeigt oder spätestens bei der Inspektion erfaßt werden können, um den Fehler zu beheben. The actuator 19 is acted upon as a manipulated variable via a pressure line 20 with the boost pressure (P L ) of the charge air line 7 and is also connected to a control unit 9 via a connecting line 21 to set the association of the boost pressure P L with the manipulated variable for the bypass element 1 . It is also conceivable to close the bypass line with the help of a bypass valve. A charge pressure sensor 8 is provided on the charge air line 7 between the compressor 5 and the distributor 12 and is connected to the control unit 9 via a connection line 22 . The control unit 9 is in turn connected to a storage unit 10 , which is used to store error messages so that they can be displayed, for example, or at the latest during the inspection, in order to remedy the error.
Um eine exakte Ermittlung der Druckunterschiede Δp zwischen Ladedruck PL und Umgebungsdruck PU vornehmen zu können, ist ein Umgebungsdrucksensor 24angeordnet, der mittels einer Verbindungsleitung 23 mit der Steuereinheit 9 verbunden ist. Dadurch lassen sich bei der Ladedruckregelung auch die Schwankungen des Umgebungsdrucks PU einbeziehen und/oder ein Abgleich des Ladedrucksensors 8 vornehmen, damit dieser exakt eingestellt ist. Eine Einstellung kann auch in Form einer Justage vor Betriebsbeginn erfolgen, also in einem Zeitraum, in dem an beiden Sensoren der Umgebungsdruck anliegt. In order to be able to precisely determine the pressure differences Δp between the boost pressure P L and the ambient pressure P U , an ambient pressure sensor 24 is arranged, which is connected to the control unit 9 by means of a connecting line 23 . As a result, the fluctuations in the ambient pressure P U can also be included in the charge pressure control and / or the charge pressure sensor 8 can be adjusted so that it is set exactly. An adjustment can also be made in the form of an adjustment before the start of operation, that is to say in a period in which the ambient pressure is present at both sensors.
Die Funktion des Abgasturboladers 13 ist folgende: Mit Hilfe des Verdichter 5 wird die Ladeluft 14 für den Turbomotor 3 komprimiert. Angetrieben wird der Verdichter 5 über den über die Abgasturbine 4 geleiteten Abgasstrom 26. Die Strömungsrichtung der Ladeluft 14 bzw. des Abgasstroms 26 ist jeweils mit Pfeilen gekennzeichnet. Durch Öffnen bzw. Schließen des Bypasselements 1 läßt sich der Abgasstrom, der über die Abgasturbine 4 des Abgasturboladers 13 geleitet wird, mittels des Ladedrucks PL der Ladeluftleitung 7 und der Steuereinheit 9 derart steuern, daß ein optimaler Wirkungsgrad des Turbomotors 3 erzielt wird. Dieser Steuerung dient die Ladedruckregelung 2, welche aus dem Bypasselement 1, dem Stellantrieb 19, der Druckleitung 20, der Steuereinheit 9 und der Verbindungsleitung 21 besteht. The function of the exhaust gas turbocharger 13 is as follows: With the aid of the compressor 5 , the charge air 14 for the turbo engine 3 is compressed. The compressor 5 is driven via the exhaust gas flow 26 conducted via the exhaust gas turbine 4 . The direction of flow of the charge air 14 and the exhaust gas flow 26 is indicated by arrows. By opening or closing the bypass element 1 , the exhaust gas flow, which is passed through the exhaust gas turbine 4 of the exhaust gas turbocharger 13 , can be controlled by means of the boost pressure P L of the charge air line 7 and the control unit 9 such that an optimal efficiency of the turbo engine 3 is achieved. The boost pressure control 2 , which consists of the bypass element 1 , the actuator 19 , the pressure line 20 , the control unit 9 and the connecting line 21 , serves this control.
Kommt es zu einer Fehlfunktion des Bypasselements 1, so fällt die leistungserhöhende Wirkung des Abgasturboladers 13 aus oder sie ist vermindert. Handelt es sich lediglich um eine Fehleinstellung der Stellgröße der Verstellungen des Bypasselements 1 zum Ladedruck PL, beziehungsweise dem aus Ladedruck PL und Umgebungsdruck PU ermittelten Druckunterschied Δp, so kann über die Steuereinheit 9 eine Nachjustierung der Einstellung der Stellgröße vorgenommen werden. Tritt überhaupt kein Ladedruck PL auf, so ist das Bypasselement 1 offen und läßt sich nicht mehr schließen. Dies kann schon beim Start des Motors vor Beginn der Ladedruckregelung überprüft werden. Danach kann dann eine laufende Funktionskontrolle stattfinden. Kann die Differenz Δp zwischen Umgebungsdruck PU und Ladedruck PL einen bestimmten definierten Wert Δp1 nicht überschreiten, so ist dies ein Zeichen für einen Defekt, wie zum Beispiel ein Klemmen oder eine Schwergängigkeit eines Bypasselements 1, beispielsweise einer Bypassklappe. Ein derartiger Fehler wird dann von der Steuereinheit 9 in der Speichereinheit 10 hinterlegt. If the bypass element 1 malfunctions, the performance-increasing effect of the exhaust gas turbocharger 13 fails or is reduced. If the manipulated variable of the adjustments of the bypass element 1 to the boost pressure P L , or the pressure difference Δp determined from the boost pressure P L and ambient pressure P U, is merely incorrect, the control unit 9 can be used to readjust the setting of the manipulated variable. If no boost pressure P L occurs at all, the bypass element 1 is open and can no longer be closed. This can be checked as soon as the engine starts before the charge pressure control starts. Then an ongoing functional check can take place. If the difference .DELTA.p between ambient pressure P U and boost pressure P L cannot exceed a certain defined value .DELTA.p 1 , this is a sign of a defect, such as jamming or stiffness of a bypass element 1 , for example a bypass valve. Such an error is then stored by the control unit 9 in the storage unit 10 .
Der eben erwähnte Verlauf von Drücken sowie die relevanten Zeiträume sind in Fig. 2 dargestellt. Es ist der Ladedruck PL in seinem Verlauf während der Zeit t aufgetragen. Vor und im Zeitpunkt tS des Motorstarts entspricht der Ladedruck PL dem Umgebungsdruck PU, deshalb kann er in diesem Zeitpunkt tS vom Ladedrucksensor 8 erfaßt werden. Der weitere Verlauf des Umgebungsdrucks PU (gestrichelt gezeichnet) ist eine Ungenauigkeit, die jedoch zur Einsparung eines separaten Sensors in Kauf genommen werden kann. Danach steigt der Ladedruck PL an und erreicht in einem definierten Betriebszeitraum Δt1 mindestens einen Wert Δp1, der der Steuereinheit 9 eingegeben ist. Wird von dem ermittelten Druck Δp dieser Wert Δp1 nicht erreicht, so liegt in beschriebener Weise eine Fehlfunktion vor. The course of pressures just mentioned and the relevant time periods are shown in FIG. 2. The course of the boost pressure P L is plotted during the time t. Before and at the time t S of the engine start, the boost pressure P L corresponds to the ambient pressure P U , which is why it can be detected by the boost pressure sensor 8 at this time t S. The further course of the ambient pressure P U (shown in dashed lines) is an inaccuracy, which, however, can be accepted to save a separate sensor. The boost pressure P L then increases and, in a defined operating period Δt 1, reaches at least one value Δp 1 that has been entered into the control unit 9 . If the determined pressure Δp does not reach this value Δp 1 , then there is a malfunction in the manner described.
Um Fehlfunktionen noch exakter erfassen zu können und um diese gegebenenfalls auch genau korrigieren zu können, wird der Umgebungsdruck PU ständig oder von Zeit zu Zeit erfaßt. Dann können auch die Schwankungen des Umgebungsdrucks PU berücksichtig werden. In order to be able to detect malfunctions even more precisely and to be able to correct them, if necessary, the ambient pressure P U is recorded continuously or from time to time. Then the fluctuations in the ambient pressure P U can also be taken into account.
Um außer einer Fehlfunktion auch Fehleinstellungen zu erfassen, können weitere definierte Mindestdruckunterschiede Δp2, . . . zu bestimmten Betriebsparametern festgelegt werden, auch in Form typischer Druckverläufe. Weisen die erfaßten Druckunterschiede Δp lediglich einen Versatz zu den typischen Druckverläufen Δp2, . . . auf, kann eine Nachjustierung vorgenommen werden. Gibt es sonstige Unregelmäßigkeiten der Kurve, wie Sprünge oder Nichtüberschreiten eines Wertes, so kann zum Beispiel die Mechanik in bestimmten Stellungen klemmen oder schwergängig sein und dieser Fehler muß genauso wie das Nichtauftreten eins Druckunterschieds Δp zwischen Umgebungsdruck PU und Lagedruck PL zur Behebung in der Speichereinheit 10 hinterlegt werden. In order to detect incorrect settings in addition to a malfunction, further defined minimum pressure differences Δp 2 ,. , , be specified for certain operating parameters, also in the form of typical pressure profiles. If the detected pressure differences Δp only offset the typical pressure curves Δp 2 . , , readjustment can be carried out. If there are other irregularities in the curve, such as jumps or a value not being exceeded, the mechanics can jam in certain positions or be stiff and this error must be corrected in the same way as the non-occurrence of a pressure difference Δp between ambient pressure P U and position pressure P L Storage unit 10 are stored.
Selbstverständlich ist dies nur ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das
Bypasselement 1 könnte natürlich auch statt mit der Druckleitung 20 durch eine elektrische
oder sonstige Vermittlung des Ladedrucks PL beziehungsweise des Unterschieds Δp
zum Umgebungsdruck PU gesteuert werden. Dies ändert nichts an der
erfindungsgemäßen Maßnahme.
Bezugszeichenliste
1 Bypasselement
2 Ladedruckregelung
3 Turbomotor
4 Abgasturbine
5 Verdichter
6 Bypass
7 Ladeluftleitung
8 Ladedrucksensor
9 Steuereinheit
10 Speichereinheit
11 Ansaugleitung
12 Verteiler
13 Abgasturbolader
14 Ladeluft
15 Abgaskrümmer
16 Vorrohr
17 Abgasleitung
18 Abgaskatalysator
19 Stellantrieb
20 Druckleitung
21 Verbindungsleitung
22 Verbindungsleitung
23 Verbindungsleitung
24 Umgebungsdrucksensor
25 Abgasstrom
PL Ladedruck
PU Umgebungsdruck
Δp1, Δp2, . . . definierte Druckunterschiede
Δp erfaßter Druckunterschied
t Zeit
tS Zeitpunkt des Motorstarts
Δt1 Betriebszeitraum
Δt2 längerer Betriebszeitraum
Of course, this is only one embodiment of the invention. The bypass element 1 could of course also be controlled instead of with the pressure line 20 by an electrical or other arrangement of the boost pressure P L or the difference Δp to the ambient pressure P U. This does not change the measure according to the invention. LIST OF REFERENCES 1 bypass element
2 Boost pressure control
3 turbo engine
4 exhaust gas turbine
5 compressors
6 bypass
7 Charge air line
8 boost pressure sensor
9 control unit
10 storage unit
11 suction line
12 distributors
13 turbocharger
14 charge air
15 exhaust manifolds
16 front tube
17 Exhaust pipe
18 catalytic converter
19 actuator
20 pressure line
21 connecting line
22 connecting line
23 connecting line
24 ambient pressure sensor
25 exhaust gas flow
P L boost pressure
P U ambient pressure
Δp 1 , Δp 2 ,. , , defined pressure differences
Δp detected pressure difference
t time
t S time of engine start
Δt 1 operating period
Δt 2 longer operating period
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