DE102004038733A1 - Method and device for operating an internal combustion engine - Google Patents

Method and device for operating an internal combustion engine

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DE102004038733A1
DE102004038733A1 DE200410038733 DE102004038733A DE102004038733A1 DE 102004038733 A1 DE102004038733 A1 DE 102004038733A1 DE 200410038733 DE200410038733 DE 200410038733 DE 102004038733 A DE102004038733 A DE 102004038733A DE 102004038733 A1 DE102004038733 A1 DE 102004038733A1
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air
internal combustion
combustion engine
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DE200410038733
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Michael Nau
Ernst Wild
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Robert Bosch GmbH
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Abstract

Es werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (1) vorgeschlagen, die eine Leckageerkennung ohne Luftmassenmesser ermöglichen. There are proposed a method and a device for operating an internal combustion engine (1) which allow a leakage detection without air mass meter. Dabei wird ein erster Wert für einen Luftmassenstrom zur Brennkraftmaschine (1) aus mindestens zwei Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine (1) modelliert. A first value for an air mass flow to the internal combustion engine (1) of at least two operating parameters of the internal combustion engine (1) is modeled. Ein zweiter Wert für den Luftmassenstrom zur Brennkraftmaschine (1) wird aus einer Druckdifferenz über einer Komponente (5) einer Luftzufuhr (10) zur Brennkraftmaschine (1) ermittelt. A second value for the air mass flow to the internal combustion engine (1) is determined from a pressure difference across a component (5) an air supply (10) to the internal combustion engine (1). Die beiden Werte für den Luftmassenstrom werden miteinander verglichen. The two values ​​for the air mass flow are compared. Bei einer betragsmäßigen Abweichung der beiden Werte für den Luftmassenstrom um mehr als einen vorgegebenen Schwellwert wird ein Fehler erkannt. In an amount equal to deviation of the two values ​​for the air mass flow by more than a predetermined threshold value a fault is detected.

Description

  • Die Erfindung geht von einem Verfahren und von einer Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine nach der Gattung der unabhängigen Ansprüche aus. The invention relates to a method and a device for operating an internal combustion engine according to the preamble of the independent claims.
  • Es sind bereits Verfahren und Vorrichtungen zum Betreiben einer Brennkraftmaschine bekannt, bei denen ein Wert für einen Luftmassenstrom zur Brennkraftmaschine aus mindestens zwei Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine modelliert wird. There are already known methods and apparatus for operating an internal combustion engine, in which a value for an air mass flow to the engine from at least two operating parameters of the internal combustion engine is modeled. Bei diesen mindestens zwei Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine handelt es sich beispielsweise um den Druck stromauf einer Drosselklappe und die Position der Drosselklappe. With these at least two operating parameters of the internal combustion engine is, for example, the pressure upstream of a throttle valve and the position of the throttle valve.
  • Weiterhin ist es im Falle von Brennkraftmaschinen mit Aufladung bekannt, dass im Falle einer Leckage stromabwärts eines Verdichters in einer Luftzufuhr der Brennkraftmaschine der Ladedruck sinkt. It is also known in the case of internal combustion engines with superchargers that in the event of a leak downstream of a compressor in an air supply of the internal combustion engine decreases, the boost pressure. Eine vorhandene Ladedruckregelung veranlasst dann das Schließen eine Bypassventils um eine Turbine in einem Abgasstrang der Brennkraftmaschine, die den Verdichter in der Luftzufuhr über eine Welle antreibt. An existing boost pressure control then causes the closing of a bypass valve to a turbine in an exhaust train of the internal combustion engine, which drives the compressor in the air supply via a shaft. Auf diese Weise kann ein vorgegebner Ladedrucksollwert wieder erreicht werden. In this way a vorgegebner boost pressure setpoint can be reached again. Dabei dreht die Turbine schneller, weil sie auch die Leistung für die Verdichtung der Leckageluft aufbringen muss. The turbine spins faster because they also have to deliver sufficient power for the compression of air leakage. Es besteht die Gefahr des Überdrehens. There is a risk of over-tightening. Bei aufgeladenen Brennkraftmaschinen werden üblicher Weise Luftmassenmesser zur Messung des Luftmassenstroms zur Brennkraftmaschine bzw. der Luftfüllung im Brennraum der Brennkraftmaschine eingesetzt. In supercharged internal combustion engines the usual manner the air mass meter for measuring the air mass flow to the internal combustion engine or the air charge are used in the combustion chamber of the internal combustion engine. Der stromaufwärts des Verdichters eingebaute Luftmassenmesser misst dabei die Summe aus der Leckageluft und der Luft, die letztendlich in die Brennkraftmaschine strömt. The upstream of the compressor built-in air mass meter measures the sum of the leakage air and the air flowing ultimately into the internal combustion engine. Mit Hilfe des Drucksensors stromaufwärts der Drosselklappe, der den Ladedruck misst, und der Position der Drosselklappe lässt sich außerdem der Luftmassenstrom der letztlich in die Brennkraftmaschine strömenden Luft modellieren. With the help of the pressure sensor of the throttle valve, which measures the charge pressure upstream and the position of the throttle valve also can be ultimately model of the air flowing into the internal combustion engine, the air mass flow. Durch Vergleich des vom Luftmassenmesser gemessenen Luftmassenstroms mit dem modellierten Luftmassenstrom lässt sich erkennen, ob eine Leckage zwischen dem Luftmassenmesser und dem Drucksensor vorliegt. By comparing the measured by the air mass meter air mass flow with the modeled air mass flow can be seen whether a leak between the air mass meter and the pressure sensor is present.
  • Vorteile der Erfindung Advantages of the Invention
  • Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche haben demgegenüber den Vorteil, dass ein zweiter Wert für den Luftmassenstrom zur Brennkraftmaschine aus der Druckdifferenz über einer Komponente einer Luftzufuhr zur Brennkraftmaschine ermittelt wird, dass die beiden Werte für den Luftmassenstrom miteinander verglichen werden und dass bei einer betragsmäßigen Abweichung der beiden Werte für den Luftmassenstrom um mehr als einen vorgegebenen Schwellwert ein Fehler erkannt wird. In contrast, the inventive method and the inventive device for operating an internal combustion engine having the features of the independent claims are that a second value for the air mass flow to the engine from the pressure difference across a component of an air supply to the internal combustion engine is determined the advantage that the two values ​​for the be air mass flow compared with each other and that an error is detected in an amount equal to deviation of the two values ​​for the air mass flow by more than a predetermined threshold. Auf diese Weise lässt sich der Fehler bzw. ein Leck in der Luftzufuhr auch dann erkennen, wenn kein Luftmassenmesser zur Messung des Luftmassenstroms zur Verfügung steht. In this way, the fault or a leak in the air supply can also detect if a mass air flow sensor for measuring the air mass flow is available.
  • Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Verfahrens möglich. By the provisions recited in the dependent claims, advantageous refinements and improvements of the main claim are possible.
  • Besonders einfach lässt sich der erste Wert für den Luftmassenstrom aus einem Saugrohrdruck und einer Motordrehzahl modellieren. Especially easy it is to model the first value for the mass air flow from an intake manifold pressure and engine speed.
  • Auch lässt sich der erste Wert für den Luftmassenstrom einfach aus einem Druck in der Luftzufuhr stromauf eines leistungsstellenden Elements und aus einem Öffnungsgrad des leistungsstellenden Elements modellieren. Also, the first value for the air mass flow can be modeled simply of a pressure in the air supply upstream of a power adjusting element and an opening degree of the power control element.
  • Die Genauigkeit bei der Ermittlung des zweiten Wertes für den Luftmassenstrom lässt sich erhöhen, wenn der zweite Wert für den Luftmassenstrom korrigiert wird. The accuracy in the determination of the second value for the air mass flow can be increased, if the second value for the air mass flow is corrected.
  • Eine solche Korrektur lässt sich besonders einfach und präzise abhängig von der Differenz zwischen dem ersten Wert und dem zweiten Wert für den Luftmassenstrom durchführen. Such a correction can be more easily and precisely perform a function of the difference between the first value and the second value for the air mass flow.
  • Besonders einfach und exakt lässt sich die Korrektur mittels einer Regelung durchführen. Particularly easily and precisely, the correction can be performed by means of a regulation.
  • Die Genauigkeit bei der Ermittlung des ersten Wertes für den Luftmassenstrom lässt sich erhöhen, wenn der erste Wert für den Luftmassenstrom abhängig von einer zeitlichen Druckänderung stromauf eines leistungsstellenden Elements in der Luftzufuhr korrigiert wird. The accuracy in the determination of the first value for the air mass flow can be increased when the first value for the air mass flow is corrected in accordance with a temporal change in pressure upstream of a power control element in the air supply.
  • Ein weiterer Vorteil ergibt sich, wenn die beiden Werte den Luftmassenstrom an unterschiedlichen Stellen der Luftzufuhr kennzeichnen. Another advantage is obtained if the two values ​​characterizing the air mass flow at different points of the air supply. Auf diese Weise wird es ermöglicht, ein Leck zwischen diesen unterschiedlichen Stellen der Luftzufuhr zu erkennen. In this way it is possible to detect a leak between these different points of the air supply.
  • Zeichnung drawing
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. An embodiment of the invention is illustrated in the drawing and explained in more detail in the following description. Es zeigen Show it 1 1 eine schematische Ansicht einer Brennkraftmaschine und a schematic view of an internal combustion engine and 2 2 ein Funktionsdiagramm zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung. a functional diagram for explaining the method and apparatus of the invention.
  • Beschreibung des Ausführungsbeispiels Description of the embodiment
  • In In 1 1 kennzeichnet features 1 1 eine Brennkraftmaschine, die beispielsweise als Ottomotor oder als Dieselmotor ausgebildet sein kann. an internal combustion engine, which may be configured as a gasoline engine or a diesel engine. Im Folgenden soll beispielhaft angenommen werden, das die Brennkraftmaschine Below will be assumed as an example, the internal combustion engine, 1 1 als Ottomotor ausgebildet ist. is formed as a gasoline engine. Der Ottomotor The gasoline engine 1 1 umfasst einen Zylinderblock includes a cylinder block 110 110 mit einem oder mehreren Zylindern, die jeweils einen Brennraum umfassen. with one or more cylinders, each comprising a combustion chamber. Stellvertretend ist in is a representative in 1 1 der Brennraum eines Zylinders des Zylinderblocks the combustion chamber of a cylinder of the cylinder block 110 110 schematisch dargestellt. shown schematically. Diesem Brennraum wird über eine in This combustion chamber is one in 1 1 nicht dargestelltes Einlassventil Frischluft von einem Luftzufuhrkanal not shown inlet valve fresh air from an air supply duct 10 10 , der im Folgenden auch als Luftzufuhr bezeichnet wird, zugeführt. Which is referred to below as the air is supplied. Die Strömungsrichtung der Frischluft in der Luftzufuhr The flow direction of the fresh air in the air supply 10 10 ist dabei in is in 1 1 durch Pfeile gekennzeichnet. indicated by arrows. Dabei wird die Frischluft zunächst von einem Luftfilter Here, the first fresh air from an air cleaner 5 5 in der Luftzufuhr in the air supply 10 10 von dem in der Ansaugluft enthaltenen Staub gereinigt. purified from the intake air contained in the dust. Ein Differenzdrucksensor A differential pressure sensor 55 55 ermittelt die Druckdifferenz, die zwischen Lufteintritt und Luftaustritt des Luftfilters detects the pressure difference between air inlet and air outlet of the air filter 5 5 in der Luftzufuhr in the air supply 10 10 sich einstellt und leitet das Messergebnis an eine Motorsteuerung adjusts and supplies the measurement result to a motor controller 20 20 weiter. continue. Solche Differenzdrucksensoren sind dem Fachmann bereits hinlänglich bekannt. Such differential pressure sensors are already well known in the art. Stromabwärts des Luftfilters Downstream of the air filter 5 5 ist in der Luftzufuhr is in the air supply 10 10 ein Verdichter a compressor 45 45 angeordnet, der die dem Ottomotor disposed of the Otto engine 1 1 zugeführte Frischluft verdichtet. supplied fresh air is compressed. Stromabwärts des Verdichters Downstream of the compressor 45 45 ist in der Luftzufuhr is in the air supply 10 10 ein Drucksensor a pressure sensor 50 50 angeordnet, der den Druck in der Luftzufuhr arranged that the pressure in the air supply 10 10 misst und das Messergebnis an die Motorsteuerung measures and the measurement result to the motor control 20 20 weiterleitet. forwards. Stromabwärts des Drucksensors Downstream of the pressure sensor 10 10 ist in der Luftzufuhr is in the air supply 10 10 ein leistungsstellendes Element a power positioning element 15 15 , in diesem Beispiel als Drosselklappe ausgebildet, angeordnet. Formed in this example as a throttle valve is disposed. Somit erfasst der Drucksensor Thus, the pressure sensor detects 50 50 den Druck in der Luftzufuhr the pressure in the air supply 10 10 stromauf direkt vor der Drosselklappe upstream directly in front of the throttle valve 15 15 . , Die Drosselklappe the throttle 15 15 wiederum wird von der Motorsteuerung in turn, is supported by the motor control 20 20 angesteuert. driven. Dabei soll im Folgenden beispielhaft angenommen werden, dass der Ottomotor Here, to be adopted by way of example in the following that the gasoline engine 1 1 ein Fahrzeug antreibt, wobei ein Fahrer an einem in a vehicle drive, in which a driver at an in 1 1 nicht dargestellten Fahrpedal einen Fahrerwunsch vorgeben kann, der von der Motorsteuerung Accelerator pedal illustrated can not specify a driver's request, which from the motor controller 20 20 in einen Vorgabewert für den Öffnungsgrad der Drosselklappe in a default value for the opening degree of the throttle valve 15 15 umgesetzt wird. is implemented. Die Motorsteuerung The motor control 15 15 veranlasst dann die Drosselklappe then causes the throttle 15 15 zur Einstellung dieses vorgegebenen Öffnungsgrades. for this predetermined opening degree setting. Die dem Brennraum auf diese Weise zugeführte verdichtete und ggf. gedrosselte Frischluft wird über ein Einspritzventil The combustion chamber supplied in this way compacted and possibly throttled fresh air is an injector 60 60 mit Kraftstoff vermischt. mixed with fuel. Dabei ist gemäß Here, according to 1 1 dargestellt, dass der Kraftstoff über das Einspritzventil shown that the fuel via the injection valve 60 60 direkt in den Brennraum eingespritzt wird. is directly injected into the combustion chamber. Alternativ kann der Kraftstoff auch bereits in die Luftzufuhr Alternatively, the fuel may also already in the air supply 10 10 stromab oder stromauf der Drosselklappe downstream or upstream of the throttle valve 15 15 eingespritzt werden. are injected. Dabei wird das Einspritzventil Here, the injection valve 60 60 ebenfalls von der Motorsteuerung also from the engine control 20 20 angesteuert, beispielsweise um ein vorgegebenes Luft-/Kraftstoffgemischverhältnis einzuhalten. controlled to comply with, for example, by a predetermined air / fuel mixture ratio. Das auf diese Weise gebildete Luft-/Kraftstoffgemisch wird von einer Zündkerze The air / fuel mixture formed in this way is of a spark plug 65 65 gezündet. ignited. Auch die Zündkerze The spark plug 65 65 kann von der Motorsteuerung can from the motor controller 20 20 angesteuert werden, beispielsweise um einen geeigneten Zündzeitpunkt zu realisieren. are driven to realize, for example, a suitable ignition timing. Dieser kann beispielsweise im Hinblick auf eine einzustellende Momentenreserve oder im Hinblick auf das Aufheizen eines ggf. vorhandenen Katalysators im Abgasstrang des Ottomotors This can for example be adjusted in relation to the torque reserve or with regard to the heating of a possibly present catalyst in the exhaust system of the gasoline engine 1 1 vorgegeben sein. be given. Das bei der Verbrennung des Luft-/Kraftstoffgemisches im Brennraum entstehende Abgas wird über ein in The water formed in the combustion of the air / fuel mixture in the combustion chamber exhaust gas is in a 1 1 nicht dargestelltes Auslassventil in einen Abgasstrang not shown exhaust valve in an exhaust line 70 70 ausgestoßen. pushed out. Die Strömungsrichtung des Abgases im Abgasstrang The direction of flow of the exhaust gas in the exhaust system 70 70 ist in is in 1 1 ebenfalls durch Pfeile gekennzeichnet. also indicated by arrows. Im Abgasstrang In the exhaust system 70 70 ist gemäß according to 1 1 eine Turbine a turbine 70 70 angeordnet, die vom Abgasmassenstrom im Abgasstrang arranged that the exhaust gas mass flow in the exhaust line 70 70 angetrieben wird. is driven. Die Turbine the turbine 75 75 treibt ihrerseits über eine Welle in turn drives, via a shaft 80 80 den Verdichter the compressor 45 45 zur Verdichtung der dem Ottomotor for densification of the gasoline engine 1 1 zuzuführenden Frischluft an. fresh air to be supplied to. Der Verdichter the compressor 45 45 , die Turbine The turbine 75 75 und die Welle and the shaft 80 80 bilden in diesem Beispiel einen Abgasturbolader. forming an exhaust gas turbocharger in this example.
  • Der Doppelpfeil in The double arrow in 1 1 zwischen der Drosselklappe between the throttle valve 15 15 und der Motorsteuerung and the motor control 20 20 deutet an, das auch eine Lagerückmeldung stattfindet, dh dass eine Messeinrichtung im Bereich der Drosselklappe indicates that also takes place, position feedback, ie, that a measuring device in the region of the throttle valve 15 15 , beispielsweise in Form eines Potentiometers, die Position der Drosselklappe , For example in the form of a potentiometer, the position of the throttle valve 15 15 erfasst und an die Motorsteuerung detected and to the motor controller 20 20 rückmeldet. feeds back. Dieser Messwert wird auch als αdk bezeichnet. This metric is also known as αdk. Der vom Drucksensor The by the pressure sensor 50 50 stromauf der Drosselklappe upstream of the throttle valve 15 15 erfasste Druckwert wird als pvdk bezeichnet und die vom Differenzdrucksensor detected pressure value is referred to as pvdk and the differential pressure sensor 55 55 ermittelte Druckdifferenz über dem Luftfilter Determined pressure difference across the air filter 5 5 wird als dplufi bezeichnet. called dplufi. Eine Ansteuerung eines Bypasses um die Turbine An actuation of a bypass around the turbine 75 75 des Abgasturboladers ist in the exhaust gas turbocharger is in 1 1 aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt und kann in dem Fachmann bekannter Weise erfolgen. not shown for clarity and can be done in a conventional manner.
  • In In 2 2 ist nun das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung anhand eines Funktionsdiagramms näher beschrieben. The inventive method and the inventive apparatus will now be described with reference to an operation chart. Dieses Funktionsdiagramm kann software- und/oder hardwaremäßig in der Motorsteuerung This function diagram can software and / or hardware in engine control 20 20 angeordnet bzw. implementiert sein. be arranged and implemented. Dabei wird die vom Differenzdrucksensor Here, by the differential pressure sensor 55 55 gemessene Druckdifferenz dplufi einer Ermittlungseinheit measured pressure difference dplufi a determination unit 30 30 zugeführt, die in diesem Beispiel als Kennlinie ausgebildet ist und den Differenzdruck dplufi in einen entsprechenden Luftmassenstrom mslufiuk umwandelt. supplied, which is configured as characteristic, in this example, and the differential pressure dplufi into a corresponding air mass flow mslufiuk transforms. Die Kennlinie The characteristic curve 30 30 beschreibt dabei den Zusammenhang zwischen dem Druckabfall über dem Luftfilter here describes the relationship between the pressure drop across the air filter 5 5 und dem damit verbundenen Luftmassenstrom durch das Luftfilter and the resulting air mass flow through the air filter 5 5 . , Diese Kennlinie This characteristic 30 30 kann beispielsweise auf einem Prüfstand ermittelt werden. for example, can be determined on a test bench. Statt der Kennlinie Instead of the characteristic curve 30 30 kann auch ein Kennfeld verwendet werden, das neben der Druckdifferenz dplufi als weitere Eingangsgröße die Temperatur der Luft in der Luftzufuhr a map may be used which in addition to the pressure difference dplufi as further input variable the temperature of the air in the air supply 10 10 im Bereich des Luftfilters in the area of ​​the air filter 5 5 erhält, wobei diese Temperatur beispielsweise durch einen Temperatursensor gemessen oder mit Hilfe verschiedener Betriebsgrößen des Ottomotors is obtained, which temperature measured for example by a temperature sensor or by means of various operating parameters of the Otto engine 1 1 in dem Fachmann bekannter Weise modelliert werden kann. can be modeled in a conventional manner. Ausgangsgröße des dann statt der Kennlinie Output of then instead of the characteristic curve 30 30 verwendeten Kennfeldes ist wiederum der Luftmassenstrom mslufiuk durch das Luftfilter Characteristic field used and the air mass flow is again mslufiuk through the air filter 5 5 , der jedoch unter Berücksichtigung der Lufttemperatur eine höhere Genauigkeit aufweist. Which, however, in consideration of the air temperature has a higher accuracy. Auch das Kennfeld kann beispielsweise auf einem Prüfstand ermittelt werden. Also, the map can be determined, for example, on a test stand. Der auf diese Weise in Abhängigkeit des Differenzdrucks dplufi ermittelte Luftmassenstrom mslufiuk durch das Luftfilter The air mass flow as a function of the differential pressure dplufi determined in this way by the air filter mslufiuk 5 5 wird dann in einem ersten Multiplikationsglied is then in a first multiplication element 90 90 mit einem Korrekturfaktor fkmslufi multipliziert, wobei sich als Produkt im Ausgang des ersten Multiplikationsgliedes fkmslufi multiplied by a correction factor, which is the product in the output of the first multiplication element 90 90 ein korrigierter Luftmassenstrom mslufi ergibt. a corrected air mass flow mslufi results. Diese Korrektur ist ebenfalls optional und berücksichtigt beispielsweise eine zunehmende Verschmutzung des Luftfilters This correction is also optional, and for example, taken into account an increasing pollution of the air filter 5 5 . , Eine solche zunehmende Verschmutzung führt zu einer Erhöhung des Widerstandsbeiwertes des Luftfilters Such increasing pollution leads to an increase of the drag coefficient of the air filter 5 5 . , Der Korrekturwert fkmslufi ist Ausgang eines sehr langsam laufenden Integrators fkmslufi the correction value is output from a very slow speed integrator 85 85 , dessen Eingang mit der Differenz aus dem korrigierten Luftmassenstrom mslufi und einem modellierten Luftmassenstrom msdk durch die Drosselklappe Whose input mslufi with the difference between the corrected air mass flow and a modeled mass air flow through the throttle valve msdk 15 15 gespeist wird, der optional dynamisch korrigiert sein kann, wobei der dynamisch korrigierte modellierte Luftmassenstrom durch msdkk in is fed, which may be optionally corrected dynamically, wherein the modeled dynamically corrected air mass flow through in msdkk 2 2 dargestellt ist. is shown. Der modellierte Luftmassenstrom msdk durch die Drosselklappe The modeled air mass flow through the throttle msdk 15 15 wird in einer Modellierungseinheit is in a modeling unit 25 25 aus dem Druck pvdk stromaufwärts der Drosselklappe from the pressure upstream of the throttle valve pvdk 15 15 und der Position, dh dem Öffnungsgrad αdk der Drosselklappe and the position, that is, the opening degree of the throttle valve αdk 15 15 in dem Fachmann bekannter Weise modelliert. modeled in the a conventional manner. Alternativ kann der modellierte Luftmassenstrom msdk durch die Drosselklappe Alternatively, the modeled air mass flow through the throttle can msdk 15 15 auch in bekannter Weise aus dem Saugrohrdruck stromabwärts der Drosselklappe in a known manner from the intake manifold pressure downstream of the throttle valve 15 15 und der Motordrehzahl des Ottomotors and the engine speed of the gasoline engine 1 1 modelliert werden. be modeled. Der Saugrohrdruck kann durch einen Saugrohrdrucksensor gemessen oder durch verschiedene Betriebsgrößen des Ottomotors The intake manifold pressure can be measured by a manifold pressure sensor or by various operating parameters of the Otto engine 1 1 in dem Fachmann bekannter Weise modelliert werden. be modeled in a conventional manner. Die Motordrehzahl des Ottomotors The engine speed of the gasoline engine 1 1 kann beispielsweise durch einen in for example, by an in 1 1 der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellten Drehzahlsensor im Bereich des Zylinderblocks clarity speed sensor, not shown, in the region of the cylinder block 110 110 gemessen werden. are measured.
  • Folgender Zusammenhang ist beim Vergleich des auf der Grundlage des Differenzdrucks dplufi ermittelten Luftmassenstroms mslufiuk durch das Luftfilter The following relationship is mslufiuk the comparison of the air mass flow dplufi determined on the basis of the differential pressure through the air filter 5 5 mit dem modellierten Luftmassenstrom msdk durch die Drosselklappe with the modeled air mass flow through the throttle msdk 15 15 zu berücksichtigen: die dem Luftfilter to be considered: the air filter 5 5 zugeführte Luftmasse ist gleich der über die Drosselklappe supplied air mass is equal to the via the throttle 15 15 zum Zylinderblock the cylinder block 110 110 hin abfließenden Luftmasse plus der Luftmassenänderung in dem als Speicher bezeichneten und innerhalb der Luftzufuhr in the designated down flowing air mass plus the mass of air change as storage and within the air supply 10 10 gebildeten Raum zwischen dem Ausgang des Luftfilters space formed between the output of the air filter 5 5 und der Drosselklappe and the throttle 15 15 . , Die Luftmassenänderung in diesem Speicher ist proportional zur Druckänderung dpvd/dt in diesem Speicher. The air mass change in this memory is proportional to the pressure change DPVD / dt in this memory. Die Proportionalitätskonstante wird hier mit K bezeichnet. The constant of proportionality is called here with K. Die zeitliche Druckänderung dpvd/dt lässt sich aus dem Messsignal des Drucksensors The temporal change in pressure DPVD / dt can be calculated from the measured signal of the pressure sensor 50 50 ermitteln. determine. Im Additionspunkt In addition point 100 100 wird der von der Modellierungseinheit is that of the modeling unit 25 25 modellierte Luftmassenstrom msdk durch die Drosselklappe modeled air mass flow through the throttle valve msdk 15 15 mit dem Produkt aus der Proportionalitätskonstanten K und der zeitlichen Druckänderung dpvd/dt im genannten Speicher addiert, so dass sich der dynamisch korrigiere Luftmassenstrom msdkk am Ausgang des Additionsgliedes DPVD with the product of the proportionality constant K and the rate of pressure change / dt in said memory is added, so that the correct dynamic air mass flow msdkk at the output of summing element 100 100 ergibt. results. dieser ist mit dem korrigierten Wert mslufi des Luftmassenstroms vergleichbar. this is comparable to the corrected value mslufi the air mass flow. Dabei stellt der modellierte und optional dynamisch korrigierte Wert msdkk für den Luftmassenstrom einen ersten Wert für den Luftmassenstrom und der auf der Druckdifferenz dplufi basierende hier ebenfalls optional korrigierte Wert mslufi für den Luftmassenstrom einen zweiten Wert für den Luftmassenstrom dar. In einem Subtraktionsglied In this case, the modeled and optionally dynamically corrected value msdkk for the air mass flow a first value for the air mass flow and on the pressure difference dplufi based here also optional corrected value mslufi for the air mass flow rate a second value for the air mass flow. In a subtractor 105 105 wird vom ersten Wert msdkk für den Luftmassenstrom der zweite Wert mslufi für den Luftmassenstrom abgezogen. is from the first value msdkk for the air mass flow of the second value mslufi for the air mass flow drawn off. Die sich dabei bildende Differenz wird dem Integrator The case which forms difference is the integrator 85 85 eingangsseitig zugeführt, der daraufhin in der beschriebenen Weise den Korrektur- oder Adaptionsfaktor fkmslufi bildet, mit dem die Drift in der Umrechnung zwischen dem Differenzdruck dplufi und dem daraus gebildeten Luftmassenstrom mslufiuk korrigiert wird, die durch die allmähliche Verschmutzung des Luftfilters the input side is supplied, which then forms fkmslufi in the manner described, the correction or adaptation factor by which the drift in the conversion between the differential pressure dplufi and the mass air flow formed therefrom is corrected mslufiuk by the gradual clogging of the air filter 5 5 entsteht. arises. Somit kann also mit Hilfe des modellierten und ggf. optional dynamisch korrigierten Luftmassenstroms msdkk die Umrechnung des Differenzdrucks dplufi in den Luftmassenstrom mslufiuk adaptiert werden. So Thus, with the help of the modeled and possibly optional dynamically corrected air mass flow msdkk the conversion of the differential pressure dplufi be adapted mslufiuk in the air mass flow.
  • Die Proportionalitätskonstante K kann beispielsweise mit Hilfe einer Messreihe auf einem Prüfstand ermittelt werden. The proportionality constant K can be determined, for example by means of a series of measurements on a test bench.
  • Weiterhin erfindungsgemäß ist es nun vorgesehen, dass der Ausgang des Subtraktionsgliedes Furthermore, according to the invention it is now provided that the output of the subtractor 105 105 in einem zweiten Multiplikationsglied in a second multiplier element 95 95 mit dem Faktor-1 multipliziert wird, um eine Vorzeichenumkehr der Differenz zu erhalten. , Is multiplied by the factor-1 to obtain a sign reversal of the difference. Dadurch wird die Differenz positiv, wenn der über den Differenzdrucksensor Thus, the difference is positive if the via the differential pressure sensor 55 55 ermittelte Luftmassenstrom mslufi den modellierten Wert msdkk übersteigt. Air mass flow determined mslufi the modeled value exceeds msdkk. Diese invertierte Differenz wird einem Vergleichsglied This inverted difference is a comparison member 35 35 zusammen mit einem Schwellwert S zugeführt. supplied together with a threshold value S. Das Vergleichsglied The comparator 35 35 umfasst eine Fehlererkennungseinheit comprises an error detection unit 40 40 , der sowohl die invertierte Differenz am Ausgang des zweiten Multiplikationsgliedes , Of both the inverted difference at the output of the second multiplication element 95 95 als auch der Schwellwert S zugeführt werden. as well as the threshold value S are fed. Überschreitet die invertierte Differenz am Ausgang des zweiten Multiplikationsgliedes Exceeds the inverted difference at the output of the second multiplication element 95 95 den Schwellwert S, so erzeugt die Fehlererkennungseinheit the threshold value S, then generates the error detection unit 40 40 ein Fehlersignal E_leck und gibt dies beispielsweise an eine Anzeigevorrichtung zur Wiedergabe des erkannten Fehlers und/oder an eine Notlaufeinheit ab, die in dem Fachmann bekannter Weise einen Notlauf des Ottomotors an error signal and outputs the E_leck example, to a display device for reproducing the detected fault and / or to a Notlaufeinheit from that known in the expert emergency operation of the gasoline engine 1 1 startet, beispielsweise durch Ausblendung eines oder mehrerer Zylinder des Zylinderblocks start, for example, by blanking one or more cylinders of the cylinder block 110 110 oder in letzter Konsequenz durch Abschalten des Ottomotors or in the final analysis, by switching off of the gasoline engine 1 1 . ,
  • Wenn also plötzlich ein Leck beispielsweise stromabwärts des Verdichters So when suddenly a leak, for example, downstream of the compressor 45 45 und stromaufwärts der Drosselklappe and upstream of the throttle valve 15 15 auftritt, dann wird vom Verdichter occurs, then the compressor 45 45 ein Teil der Luft ins Freie geblasen, der andere Teil fließt über die Drosselklappe some of the air blown into the open air, the other part flows through the throttle 15 15 in Richtung zum Zylinderblock in the direction of the cylinder block 110 110 ab. from. Die Summe aus dem ins Freie abfließenden Leckluftmassenstrom und dem über die Drosselklappe The sum of the outflowing leak out into the open air mass flow and on the throttle 15 15 in Richtung zum Brennraum des Zylinderblocks in the direction towards the combustion chamber of the cylinder block 110 110 abfließenden Luftmassenstrom entspricht dem Gesamtluftmassenstrom, der zuvor noch durch das Luftfilter flowing air mass flow equal to the total air mass flow, the above-nor through the air filter 5 5 geflossen war. had flowed. Somit lässt sich aus dem Druckabfall bzw. der Druckdifferenz dplufi über dem Luftfilter It can therefore be dplufi from the pressure drop or the pressure differential across the air filter 5 5 nach wie vor mit Hilfe der Kennlinie still with the help of the characteristic curve 30 30 der Luftmassenstrom mslufiuk bzw. nach Korrektur mit dem Faktor flcmslufi der korrigierte Luftmassenstrom mslufi ermitteln, der dem gesamten Luftmassenstrom durch das Luft filter the air mass flow mslufiuk and after correction by the factor flcmslufi the corrected air mass flow mslufi determine the filter the total air mass flow through the air 5 5 entspricht. equivalent. Der abhängig vom Druck pvdk vor der Drosselklappe The function of the pressure upstream of the throttle pvdk 15 15 und dem Öffnungsgrad αdk der Drosselklappe and the opening degree of the throttle valve αdk 15 15 ermittelte Luftmassenstrom msdk durch die Drosselklappe Air mass flow determined by the throttle valve msdk 15 15 weicht nun erheblich von dem durch das Luftfilter now differs considerably from that through the air filter 5 5 strömenden Luftmassenstrom ab. flowing air mass stream. In diesem Fall überschreitet die invertierte Differenz am Ausgang des zweiten Multiplikationsgliedes In this case, the inverted difference exceeds the output of the second multiplication element 95 95 den Schwellwert S, so dass ein Fehler bzw. die Leckage in der Luftzufuhr the threshold value S, so that an error or leakage in the air supply 10 10 erkannt wird. is recognized. Dazu ist natürlich der Schwellwert S geeignet zu wählen. This of course is appropriate to choose the threshold S. Dieser kann beispielsweise auf einem Prüfstand so geeignet gewählt werden, dass er Toleranzen, die sich aufgrund der unterschiedlichen Ermittlung des zweiten Wertes mslufi und des ersten Wertes msdkk für den Luftmassenstrom ergeben, berücksichtigt, jedoch beim Auftreten eines Lecks in der Luftzufuhr This may for example be selected so suitable on a test bench, that he msdkk tolerances due to the different determination of the second value and the first value mslufi result for the air mass flow taken into account, however, upon the occurrence of a leak in the air supply 10 10 zwischen dem Verdichter between the compressor 45 45 und der Drosselklappe and the throttle 15 15 auf jeden Fall überschritten wird. is exceeded in any case.
  • Durch das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung ist eine Leckageerkennung in der Luftzufuhr By the inventive method and the inventive device is a detection of leakage in the air supply 10 10 ohne die Verwendung eines Luftmassenmessers möglich. without the use of an air mass meter possible.
  • Der Vorgang der zunehmenden Verschmutzung des Luftfilters The process of increasing pollution of the air filter 5 5 findet normaler Weise nur langsam statt. takes place normally only slowly. Deshalb kann es sich beim Integrator Therefore, it may be the integrator 85 85 um eine entsprechend sehr langsam laufenden Integrator handeln. be a correspondingly very slow speed integrator.
  • Der vom Drucksensor The by the pressure sensor 50 50 vor der Drosselklappe before the throttle valve 15 15 ermittelte Druck pvdk ist gleichzeitig der Ladedruck, der vom Verdichter pvdk pressure detected at the same time the charging pressure from the compressor 45 45 bewirkt wird. is effected.
  • Die Position der Drosselklappe The position of the throttle 15 15 wird durch den Drosselklappenwinkel bzw. den Drosselklappenöffnungsgrad αdk repräsentiert. is represented by the throttle angle and the throttle opening degree αdk.
  • Die erhebliche Abweichung des Luftmassenstrom msdk durch die Drosselklappe The significant deviation of the air mass flow through the throttle valve msdk 15 15 vom Luftmassenstrom mslufiuk durch das Luftfilter the air mass flow through the air filter mslufiuk 5 5 im Falle der Leckage lässt sich auch nicht mehr durch die dynamische Korrektur K·dpvd/dt im Additionsglied in the case of leakage can no longer by the dynamic correction K · DPVD / dt in addition member 100 100 korrigieren, da der zuvor beschriebene Speicher aufgrund des Lecks in dieser Form nicht mehr vorhanden ist und die darauf basierende Korrektur keine zuverlässigen Ergebnisse mehr liefern kann. correct because the memory described above is no longer available due to the leaks in this form, and based on this correction can not provide reliable results more.
  • Entscheidend zur Leckerkennung ist es also, wenn die beiden Werte für den Luftmassenstrom an verschiedenen Stellen der Luftzufuhr Decisive for leak detection, it is so if the two values ​​for the air mass flow at different points of the air supply 10 10 ermittelt werden, so dass ein dazwi schenliegendes Leck erkannt werden kann. are determined so that a section between them lying leak can be detected. Dabei kann der Differenzdruck anstelle über das Luftfilter In this case, the differential pressure may be used instead of the air filter 5 5 auch über eine andere Komponente der Luftzufuhr, beispielsweise einen Ladeluftkühler, erfasst werden. be detected via another component of the air supply, such as a charge air cooler. Anstelle der Multiplikation durch das zweite Multiplikationsglied In place of the multiplication by the second multiplying member 95 95 kann auch ganz allgemein eine Betragsbildung der Differenz am Ausgang des Subtraktionsgliedes can also generally an amount formation of the difference at the output of subtractor 105 105 verwendet werden. be used.
  • Durch das erste Multiplikationsglied By the first multiplication element 90 90 , das Subtraktionsglied , The subtraction 105 105 und den Integrator and the integrator 85 85 wird eine Regelschleife bzw. eine Regelung realisiert. a control loop or feedback control is realized.

Claims (9)

  1. Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine ( A method of operating an internal combustion engine ( 1 1 ), wobei ein erster Wert für einen Luftmassenstrom zur Brennkraftmaschine ( ), Wherein a first value for an air mass flow to the internal combustion engine ( 1 1 ) aus mindestens zwei Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine ( ) (Of at least two operating parameters of the internal combustion engine 1 1 ) modelliert wird, dadurch gekennzeichnet , dass ein zweiter Wert für den Luftmassenstrom zur Brennkraftmaschine ( ) Is modeled, characterized in that a second value for the air mass flow to the internal combustion engine ( 1 1 ) aus der Druckdifferenz über einer Komponente ( ) (From the pressure difference across a component 5 5 ) einer Luftzufuhr ( ) (An air supply 10 10 ) zur Brennkraftmaschine ( ) (For the internal combustion engine 1 1 ) ermittelt wird, dass die beiden Werte für den Luftmassenstrom miteinander verglichen werden und dass bei einer betragsmäßigen Abweichung der beiden Werte für den Luftmassenstrom um mehr als einen vorgegebenen Schwellwert ein Fehler erkannt wird. is determined), that the two values ​​for the air mass flow compared with each other and that an error is detected in an amount equal to deviation of the two values ​​for the air mass flow by more than a predetermined threshold.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Wert für den Luftmassenstrom aus einem Saugrohrdruck und einer Motordrehzahl modelliert wird. A method according to claim 1, characterized in that the first value for the air mass flow from an intake manifold pressure and an engine speed is modeled.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Wert für den Luftmassenstrom aus einem Druck in der Luftzufuhr ( A method according to claim 1, characterized in that the first value for the air mass flow from a pressure in the air supply ( 10 10 ) stromauf eines leistungsstellenden Elements ( ) Upstream of a power control element ( 15 15 ) und aus einem Öffnungsgrad des leistungsstellenden Elements ( () And an opening degree of the power control element 15 15 ) modelliert wird. ) Is modeled.
  4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Wert für den Luftmassenstrom korrigiert wird. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the second value for the air mass flow is corrected.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrektur abhängig von der Differenz zwischen dem ersten Wert und dem zweiten Wert für den Luftmassenstrom durchgeführt wird. A method according to claim 4, characterized in that the correction is performed depending on the difference between the first value and the second value for the air mass flow.
  6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrektur mittels einer Regelung durchgeführt wird. A method according to claim 4 or 5, characterized in that the correction is carried out by means of a control.
  7. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Wert für den Luftmassenstrom abhängig von einer zeitlichen Druckänderung stromauf eines leistungsstellenden Elements ( Method according to one of the preceding claims, characterized in that the first value for the air mass flow upstream of a function of a rate of pressure change of a power control element ( 15 15 ) in der Luftzufuhr ( ) (In the air supply 10 10 ) korrigiert wird. ) Is corrected.
  8. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Werte den Luftmassenstrom an unterschiedlichen Stellen der Luftzufuhr ( Method according to one of the preceding claims, characterized in that the two values ​​(the air mass flow at different points of the air supply 10 10 ) kennzeichnen. ) Mark.
  9. Vorrichtung ( means ( 20 20 ) zum Betreiben einer Brennkraftmaschine ( ) (For operating an internal combustion engine 1 1 ), wobei Modellierungsmittel ( (), Said modeling means 25 25 ) vorgesehen sind, die einen ersten Wert für einen Luftmassenstrom zur Brennkraftmaschine ( ) Are provided which (a first value for an air mass flow to the internal combustion engine 1 1 ) aus mindestens zwei Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine ( ) (Of at least two operating parameters of the internal combustion engine 1 1 ) modellieren, dadurch gekennzeichnet, dass Ermittlungsmittel ( ) Model, characterized in that detecting means ( 30 30 ) vorgesehen sind, die einen zweiten Wert für den Luftmassenstrom zur Brennkraftmaschine ( ) Are provided which (a second value for the air mass flow to the internal combustion engine 1 1 ) aus der Druckdifferenz über einer Komponente ( ) (From the pressure difference across a component 5 5 ) einer Luftzufuhr ( ) (An air supply 10 10 ) zur Brennkraftmaschine ( ) (For the internal combustion engine 1 1 ) ermitteln, dass Vergleichsmittel ( ), Determine that comparison means ( 35 35 ) vorgesehen sind, die die beiden Werte für den Luftmassenstrom miteinander vergleichen, und dass Fehlererkennungsmittel ( ) Are provided which compare the two values ​​for the air mass flow with each other, and that error detection means ( 40 40 ) vorgesehen sind, die bei einer betragsmäßigen Abweichung der beiden Werte für den Luftmassenstrom um mehr als einen vorgegebenen Schwellwert einen Fehler erkennen. ) Are provided which detect a fault in an amount equal to deviation of the two values ​​for the air mass flow by more than a predetermined threshold.
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