DE102005032924A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Erfassung von Betriebsgrößen oder eines Betriebszustandes eines Abgasturboladers - Google Patents

Abstract

Bei Hochleistungsmotoren werden Abgasturbolader immer näher an ihrer Pumpgrenze oder maximal zulässigen Grenzdrehzahl betrieben. Beim Überschreiten dieser Grenzen können Schäden auftreten. Es ist ein einfaches Verfahren anzugeben, mit dem für einen Abgasturbolader gefährliche Betriebszustände oder Betriebsgrößen erfasst werden können, und weiterhin eine einfache , zur Auswertung der erfassten Größen und Zustände geeignete Auswerteschaltung. DOLLAR A Die Erfindung schlägt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erfassung von Betriebsgrößen oder des Betriebszustandes eines Abgasturboladers vor, wobei ein Druck am Verdichtereintritt eines Verdichters des Abgasturboladers gemessen, daraus ein Drucksignal erzeugt, mittels eines Bandpassfilters aus dem Drucksignal ein bestimmtes Frequenzspektrum herausgefiltert, einer nachgeschalteten Auswertelogik zugeführt und mittels eines Präzisions-Schmitt-Triggers ausgewertet wird. DOLLAR A Erfassen von Betriebsdaten oder eines Betriebszustandes eines Abgasturboladers in einem Kraftfahrzeug.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erfassung von Betriebsgrößen oder des Betriebszustandes eines Abgasturboladers mit ausgewählten Merkmalen des Patentanspruches 1 und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens mit ausgewählten Merkmalen des Patentanspruches 3.
• Um den Anforderungen nach immer höherer maximaler Leistung von Verbrennungsmotoren gerecht zu werden, werden eingesetzte Abgasturbolader immer näher an ihrer jeweiligen maximal zulässigen Grenzdrehzahl betrieben.
• Insbesondere in hohen Drehzahlbereichen der Verbrennungsmotoren besteht die Gefahr, aufgrund des hohen Abgasdruckes den Abgasturbolader über seine maximal zulässige Drehzahl hinaus zu betreiben, was bleibende Schäden oder gar eine Zerstörung zur Folge haben kann. Der Abgasturbolader weist in aller Regel selbst keine Drehzahl-Sensorik auf, so dass seine Drehzahl während des Betriebes nur indirekt erfasst und überwacht werden kann.
• Eine beispielsweise aus der Offenlegungsschrift DE 101 22 293 A1 bekannte Möglichkeit, den Abgasturbolader möglichst nahe an der maximal zulässige Turbolader-Drehzahl zu betreiben und dabei die Drehzahlobergrenze nicht zu überschreiten, besteht darin, den Ladedruck in Abhängigkeit von Eintritts- und Austrittsdruck und Ein- und Austrittstemperatur am Verdichterein- bzw. -austritt und vom aktuellen Massendurchsatz und weiterhin in Verbindung mit fest im Steuergerät hinterlegten Verdichterkennfeldern so zu regeln, dass der ermittelte Wert für den Ladedruck jeweils maximal dem in diesem Zustand ermittelten verdichterdrehzahlabhängigen maximal zulässigen Ladedruck entspricht.
• Hierbei wird also die Erfassung der Turbolader-Drehzahl mittels einer Approximation vorgenommen. In aufwändigen Versuchen am Motoren-Prüfstand muss zu jedem Betriebspunkt ein sicherer Betrieb des Abgasturboladers nachgewiesen werden. Dennoch ist diese Art der Drehzahlerfassung in vielen Fällen ungenau, weil beispielsweise Bauteiltoleranzen, welche die Drehzahlobergrenze beeinflussen, unbeachtet bleiben.
• Es gibt weitere Möglichkeiten nach dem Stand der Technik, die Drehzahl eines Abgasturboladers direkt oder indirekt zu erfassen, wie im Weiteren beschrieben wird. Für eine Serienanwendung sind diese Möglichkeiten jedoch meistens mit einem sehr hohen Kostenaufwand verbunden und somit im Normalfall nicht einsetzbar.
• Aus der internationalen Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer WO 94/17420 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Messen der Drehzahl eines Abgasturboladers bekannt. Beim Betrieb emittiert der Abgasturbolader Schallwellen, deren Frequenz von seiner Drehzahl abhängt. Zur Messung der Drehzahl des Abgasturboladers werden die Frequenzen der vom Abgasturbolader erzeugten Schallwellen mit einem Mikrofon gemessen und daraus niederfrequente Störgeräusche mit einem Hochpassfilter herausgefiltert. Ein elektronisches Bandfilter wird danach auf die Frequenz der mit der größten Amplitude verbliebenen Schallwelle abgestimmt und so die Frequenz dieser Schallwelle bestimmt. Von dieser Frequenz wiederum kann auf die Drehzahl des Abgasturboladers geschlossen werden.
• Eine weitere Vorrichtung zur Erfassung der Drehzahl eines Abgasturboladers ist beispielsweise aus der Offenlegungsschrift DE 100 47 405 A1 bekannt. Dort ist zur Erfassung der Umlaufdrehzahl der Welle zwischen Turbine und Verdichter eine mit der Welle korrelierende Druckmodulationseinrichtung vorgesehen, über die der Öldruck in einer zugehörigen Ölversorgungseinheit modulierbar ist. Eine Drehzahlerfassungseinheit weist einen Öldrucksensor zur Messung des modulierten Öldrucks auf.
• Aus der Patentschrift DE 198 18 124 C2 ist eine Vorrichtung zur Drehzahlerfassung von Turboladern bekannt. Hierbei ist am Turbolader ein als Klopfsensor ausgebildeter piezoelektrischer Beschleunigungsaufnehmer fixiert. Eine Auswerteschaltung zur Auswertung der Ausgangssignale des Klopfsensors weist eine analoge Filteranordnung auf. Bei der Filteranordnung sind u.a. ein Bandpassfilter, ein Komparator, ein Frequenz-Spannungs-Umsetzer und ein Tiefpassfilter in Reihe geschaltet.
• Eine Vorrichtung zur Begrenzung der Drehzahl eines Abgasturboladers nach dem Stand der Technik ist beispielsweise auch aus der Offenlegungsschrift DE 100 07 013 A1 bekannt. Darin wird aus dem Ausgangssignal eines in einem Saugrohr einer Brennkraftmaschine angeordneten Ladedrucksensors mittels eines Bandpassfilters ein bestimmter Spektralanteil herausgefiltert. Dieser bestimmte Spektralanteil erscheint dann im Signalspektrum des Ladedrucksensors, wenn die Luftsäule im Saugrohr in eine Schwingung versetzt wird, welche bei einer Rotation des Verdichters des Abgasturboladers mit der maximal zulässigen Drehzahl entsteht.
• Bei diesen bekannten Vorrichtungen ist jeweils ein beträchtlicher Aufwand notwendig, um einzig und allein die Drehzahl eines Abgasturboladers zu erfassen. Um weitere relevante Betriebsgrößen oder -zustände des Abgasturboladers zu erfassen oder zu berücksichtigen, ist ein entsprechend zusätzlicher Aufwand, insbesondere weitere Sensoren und Auswerteschaltungen, notwendig.
• Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfaches Verfahren anzugeben, mit dem für einen Abgasturbolader gefährliche Betriebszustände oder Betriebsgrößen erfasst werden können, und weiterhin eine einfache, zur Auswertung der erfassten Größen und Zustände geeignete Auswerteschaltung vorzuschlagen.
• Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen und durch eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens mit den Merkmalen des Patentanspruches 3.
• Der Patentanspruch 1 beschreibt ein Verfahren zur Erfassung von Betriebsgrößen und dem Betriebszustand eines Abgasturboladers, wobei ein am Verdichtereintritt eines Verdichters des Abgasturboladers angeordneter Drucksensor ein Drucksignal erzeugt und mittels eines Bandpassfilters aus dem Drucksignal ein bestimmtes Frequenzspektrum herausgefiltert, einer nachgeschalteten Auswertelogik zugeführt und mittels eines Präzisions-Schmitt-Triggers ausgewertet wird.
• Bei der Erfindung wird demnach auf eine unkomplizierte Art und Weise zum einen die tatsächliche Turbolader-Drehzahl erfasst. Somit ist es leicht möglich, den Abgasturbolader nahe an seiner hauptsächlich konstruktiv bedingten Drehzahlobergrenze zu betreiben, ohne dass die Gefahr besteht, diese Grenze zu überschreiten. Fertigungstoleranzen, Umgebungsbedingungen und weitere Parameter brauchen folglich nicht aufwändig erfasst und berücksichtigt zu werden.
• Die Vorteile der Erfindung bestehen weiterhin darin, dass neben der Turbolader-Drehzahl weitere wichtige Betriebsgrößen oder wichtige Betriebszustände des Abgasturboladers und des gesamten Fahrzeuges erfasst werden können, insbesondere das sogenannte Verdichter-Pumpen, der Höhenbetrieb oder den Verschmutzungsgrad eines in der Luftzuführungsleitung angeordneten Luftfilters.
• Neben der Drehzahlobergrenze ist die sogenannte Pumpgrenze eine weitere wichtige Betriebsgröße eines Abgasturboladers. Das Betriebsverhalten eines Verdichters in einem Turbolader wird durch ein Verdichterkennfeld beschrieben, bei dem das Druckverhältnis (also der Quotient aus Ladedruck am Verdichterausgang und dem Ansaugdruck am Verdichtereingang) über dem durchgesetzten Volumenstrom dargestellt ist. Der nutzbare Kennfeldbereich in einem solchen Verdichterkennfeld ist zum einen durch die Drehzahlobergrenze, und zum anderen durch die so genannte Pumpgrenze begrenzt.
• Das „Verdichter-Pumpen" erklärt sich folgendermaßen: Bei zu kleinen Volumenströmen löst sich die Strömung von den Verdichterleitschaufeln. Der Fördervorgang wird dadurch instabil. Die Luft strömt rückwärts durch den Verdichter, bis sich wieder ein stabiles Druckverhältnis einstellt. Der Druck baut sich erneut auf. Der Vorgang wiederholt sich in schneller Folge. Dabei entsteht ein unangenehmes, komfortminderndes Geräusch, das so genannte Pumpgeräusch.
• Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Lösung kann ein Verdichter-Pumpen zuverlässig und ohne Mehraufwand erkannt werden, so dass durch ein entsprechendes Ansteuern oder Regeln des Abgasturboladers dieser Betriebszustand des Abgasturboladers vermieden werden kann.
• Zum Feststellen eines Höhenbetriebs des Fahrzeugs oder einer Verschmutzung des Luftfilters wird gewöhnlich ein Drucksensor, der sogenannte p1-Sensor, herangezogen, der in der Nähe eines Luftmassensensors (HFM-Sensor) Luftfilterausgang angeordnet ist. Der in der Erfindung vorgeschlagene Drucksensor, der erfindungsgemäß am Eintritt des Verdichter angeordnet ist, kann entweder die Funktion des p1-Sensors übernehmen, so dass der bisherige p1-Sensor entfällt, oder aber in Verbindung mit dem p1-Sensor zur Plausibilisierung herangezogen werden.
• Eine vorteilhafte Ausführung der Erfindung nach dem Verfahrensanspruch 2 und dem diesbezüglichen Vorrichtungsanspruch 6 ist dadurch gekennzeichnet, dass das Frequenzspektrum in einem Prozessor mittels einer Fast-Fouriertransformation ausgewertet wird.
• Bei ausreichender Prozessorleistung und Prozessorspeicher in einem Steuergerät ist eine softwaremäßige Auswertung des Frequenzspektrums eine elegante Lösung, da Anpassungen, beispielsweise an einen anderen Typ von Abgasturbolader, oder Änderungen am Parametersatz, einfach über eine Software-Aktualisierung vorgenommen werden können. Zudem kann jede Änderung, zum Beispiel bei unbefriedigendem Ergebnis, leicht rückgängig gemacht werden, und es sind beliebig viele Änderungen möglich.
• Die Fast-Fouriertransformation (FFT) ist ein bekanntes Verfahren zur spektralen Analyse von Signalen und im Zusammenhang mit der Erfindung, insbesondere als Online-FFT, zur Auswertung der Ladedrucksensorssignale sehr gut geeignet. Als Funktionsblock ist die (Online-) FFT leicht in eine im Steuergerät ablaufende Software zu implementieren.
• Patentanspruch 3 beschreibt eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, bei dem im Verdichtereintritt eines Verdichters eines Abgasturboladers ein Drucksensor, der ein Drucksignal erzeugt, angeordnet ist und zur Auswertung des Drucksignals ein Bandpassfilter und eine Auswertelogik dienen, wobei die Auswertelogik einen Präzisions-Schmitt-Trigger aufweist.
• Mit Hilfe dieser einfachen elektronischen Vorrichtung, die vergleichsweise wenige Schaltungskomponenten aufweist und mit wenig Mehraufwand in ein Steuergerät integriert werden kann, ist eine präzise Information an ein zugehöriges Steuergerät über den aktuellen Zustand und Betrieb des Abgasturboladers möglich, beispielsweise ob ein Höhenbetrieb vorliegt, ein vorgeschalteter Luftfilter übermäßig verschmutzt ist oder ob ein Verdichterpumpen vorliegt und gegebenenfalls entsprechende Gegenmaßnahmen ergriffen werden müssen.
• Bei einer bevorzugten Vorrichtung der Erfindung nach Anspruch 4 ist vorgesehen, dass das Bandpassfilter eine Einfach-Mitkopplung aufweist.
• Eine Mitkopplung ist schaltungstechnisch leicht zu realisieren und es sind in der Regel nur wenige zusätzliche elektronische Schaltungskomponenten notwendig. Die Mitkopplung hat den Vorteil, dass gegenüber einem einfachen Bandpass (ohne Mitkopplung) die Grenzen des durchzulassenden Frequenzbandes schärfer abgrenzbar sind. Die Flanken des Frequenzbandes können genauer eingestellt werden und es ist somit eine genauere Auswertung der Sensorsignale, hier der Signale des Drucksensors, möglich.
• In einer Weiterentwicklung der Erfindung nach Anspruch 5 ist vorgesehen, dass dem Präzisions-Schmitt-Trigger ein RS-Flip-Flop nachgeschaltet ist.
• Durch ein schaltungstechnisch einfach zu realisierendes RS-Flip-Flop (bistabile Kippstufe) wird aus dem analogen Ausgangssignal des Schmitt-Triggers ein quasi-digitales Signal, dessen oberer Pegel zwischen auf eine gewünschte Spannung einstellbar ist. Dieses quasi-digitale Signal beinhaltet eine Information über die aktuelle Turbolader-Drehzahl und kann direkt im Steuergerät ausgewertet werden, um z.B. ein Verdichter-Pumpen erkennen und gegensteuern zu können.
• Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in weiteren Ansprüchen, der Beschreibung oder den Figuren angegeben.
• Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels unter Zuhilfenahme der Zeichnung erläutert.
• Dabei zeigen:
• 1 einen schnittbildlich dargestellten Teil eines Abgasturboladers für einen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeuges,
• 2 einen schematisch dargestellten Abgasturbolader mit einer zum Verdichtereintritt führenden Luftzuführungsleitung,
• 3a ein Prinzipschaltbild für einen Bandpassfilter mit Einfachmitkopplung als Teil einer Auswerteeinheit,
• 3b ein Prinzipschalbild eines Präzisions-Schmitt-Triggers als ein weiterer Teil einer Auswerteeinheit und
• 4 zeitliche Verläufe von drei Signalen, wie sie sich beim sogenannten Verdichter-Pumpen eines Abgasturboladers mittels des erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Anordnung darstellen.
• Die Erfindung eignet sich insbesondere zum Erfassen von Betriebsdaten und -zuständen eines Abgasturboladers in einem Kraftfahrzeug.
• 1 zeigt einen schnittbildlich dargestellten Teil eines Abgasturboladers 1 für einen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeuges, mit einem Verdichterrad 2, einem Gehäuse 3, einem Verdichtereintritt 4 und einem Verdichteraustritt 5. Im Verdichtereintritt 4 ist ein Drucksensor 6 zum Messen des im Verdichtereintritt 4 herrschenden Luftdruckes angeordnet. Dieser Luftdruck wird als Verdichtereintrittsdruck bezeichnet.
• Der Drucksensor 6 erzeugt ein Drucksignal, welches direkt oder indirekt über eine Auswerteeinheit einem Motorsteuergerät zugeführt wird. Im Motorsteuergerät sind Funktionsblöcke und Routinen enthalten, die den Betrieb des Abgasturboladers steuern oder regeln und ein Verdichter-Pumpen oder ein Überschreiten der Drehzahlobergrenze verhindern.
• In 2 ist der gesamte Abgasturbolader 1, mit einem Verdichter 7 und einer Turbine 8, schematisch dargestellt. Ein Ende einer Luftzuführungsleitung 9, der sogenannten Reinluftleitung, führt zum Verdichtereintritt 4, wo der Drucksensor 6 angeordnet ist, das andere Ende 10 der Reinluftleitung 9 ist an den Austritt eines (hier nicht dargestellten) Luftfilters angeschlossen. An diesem anderen Ende 10 der Reinluftleitung 9 sind in der Regel ein sogenannter p1-Sensor 11 und ein Luftmassensensor (HFM-Sensor) 12 angeordnet.
• Der p1-Sensor 11 misst den Luftdruck in der Reinluftleitung 9 stromabwärts vom (nicht dargestellten) Luftfilter, der HFM-Sensor 12 die vom Verdichter 7 angesaugte Luftmasse. Im Motorsteuergerät wird anhand von hinterlegten Kennlinien und Kennfeldern aus dem Signal des p1-Sensors 11 und dem Signal des HFM-Sensors 12 ein Ist-Wert für einen korrigierten Luftmassendurchsatz ermittelt und mit hinterlegten Soll-Werten verglichen.
• Aus einem Vergleich zwischen den hinterlegten Soll-Werten und den ermittelten Ist-Werten kann auf einen verschmutzten Luftfilter oder auf einen Höhenbetrieb des Fahrzeugs geschlossen werden. Wie bereits beschrieben, kann im Zuge der Erfindung der Drucksensor 6 die Funktion dieses p1-Sensors 11 übernehmen oder zu dessen Plausibilisierung herangezogen werden.
• Die 3a und 3b zeigen jeweils ein Prinzipschaltbild mit einem Teil einer Auswerteeinheit, und zwar in 3a für einen Bandpassfilter 15 mit Einfachmitkopplung und in 3b für eine Auswertelogik 16 mit einem Präzisions-Schmitt-Trigger 17 und einem RS-Flip-Flop 18.
• Aus dem reinen Drucksignal des Drucksensors 6 (1, 2) ist die Drehzahl des Abgasturboladers 1 (1, 2) nicht unmittelbar erkennbar. Jedoch kann mittels einer Online-Fast-Fouriertransformation (FFT) oder mittels eines Bandpassfilters 15, in Verbindung mit einer geeigneten Auswertelogik 16, aus dem Drucksignal des Drucksensors 6 die Turbolader-Drehzahl ermittelt werden. Eine Online-FFT ist jedoch sehr rechen-, zeit-, dadurch auch kostenaufwändig und folglich in der Regel nicht in der Serie einsetzbar.
• Eine praktikable und kostengünstige Lösung ist der Bandpassfilter 15 mit der nachgeschalteten Auswertelogik 16, was entweder als Hardwarekomponente im Steuergerät oder als Softwarefunktion in einem Prozessor realisiert werden kann. Bei der softwaretechnischen Realisierung benötigt diese Auswertung weniger Rechenzeit gegenüber der Online-FFT, jedoch immer noch so viel, dass dieses Konzept eine Vergrößerung der Prozessorleistung bedingen würde.
• Im Folgenden wird die hardwaretechnische Realisierung näher beschrieben. Eine elektronische Schaltung setzt sich aus dem Bandpassfilter 15 der 3a mit Einfachmitkopplung und einer Auswertelogik 16 in 3b zusammen, die Auswertelogik 16 ihrerseits aus einem Präzisions-Schmitt-Trigger 17 als Komparator und einem RS-Flip-Flop (bistabile Kippstufe) 18.
• Der Bandpassfilter 15 mit einem Eingangssignal U_e1 und einem Ausgangssignal U_a weist ohmsche Widerstände R, 2R und R1 und Kapazitäten C auf und ist auf spezifische Frequenzen entsprechend dem Bereich der maximalen Drehzahl eines bestimmten Abgasturboladers abgestimmt. Die Durchlassfrequenz und Bandbreite des Bandpassfilters 15 wird, wie dies aus einschlägiger Literatur bekannt ist, durch die Wahl der Widerstands- und Kondensatorwerte bestimmt.
• Im Unterschied zu einem einfachen elektrischen Bandpass besitzt der hier verwendete Bandpassfilter 15 eine Einfachmitkopplung. Die Mitkopplung hat den Vorteil, dass gegenüber einem einfachen Bandpass die Grenzen des durchzulassenden Frequenzbandes schärfer abgrenzbar sind. Die Flanken des Frequenzbandes können genauer eingestellt werden und es ist somit eine genauere Auswertung der Sensorsignale, hier der Signale des Drucksensors 6, möglich.
• Der Schmitt-Trigger 17 der Auswertelogik 16 weist einen ersten Komparator K1 und einen zweiten Komparator K2 auf, wobei der erste Komparator K1 ein Ausgangssignal x₁ und der zweite Komparator K2 ein Ausgangssignal x₂ abgibt. Als Eingangssignal U_e2 erhält der Schmitt-Trigger 17 das gefilterte Ausgangsignal U_a des Bandpassfilters 15. U₁ ist eine einstellbare untere (Spannungs-) Schwelle, U₂ eine einstellbare obere (Spannungs-) Schwelle des Schmitt-Triggers 17.
• Das Ausgangssignal x₁ des Komparators K1 wird beispielsweise einem Set-Eingang, das Ausgangssignal x₂ des Komparators K2 einem Reset-Eingang des RS-Flip-Flops 18 zugeführt. Das RS-Flip-Flop 18 gibt ein Ausgangssignal y aus, bei dem es sich um eine einstellbare Spannung U_A handelt.
• Diese einstellbare Spannung U_A wird ausgegeben, wenn das Eingangssignal U_e2 am Schmitt-Trigger 17 die einstellbare obere Schwelle U₂ überschreitet. Solange die Eingangsspannung U_e2 größer ist als die Spannung U₁, ergibt sich am Ausgangsignal y des RS-Flip-Flops 18 keine Änderung. Unterschreitet die Eingangsspannung U_e2 die Spannung U₁, so wird das Ausgangssignal x₁ des Komparators K1 das RS-Flip-Flop 18 zurücksetzen.
• Somit reagiert die ganze Auswertelogik 16 nur auf Signale im Bereich der maximalen Turbolader-Drehzahl und gibt als Ausgangssignal y entweder 0 Volt oder die einstellbare Spannung U_A als Signalpegel aus. Dieser Signalpegel ist einem digitalen Signal ähnlich und wird dem Steuergerät zugeführt.
• Mit diesem Verfahren und dieser Vorrichtung lässt sich leicht ein Verdichter-Pumpen detektieren. Die zugehörige Verdichter-Pumpfrequenz muss zuvor bei Prüfstands-Versuchen herausgefunden werden, um entsprechend den Bandpassfilter dimensionieren zu können. In der Regel liegt die Pumpfrequenz im niedrigen ein- oder zweistelligen Frequenzbereich. Beim Erkennen eines Verdichter-Pumpens wird das Ausgangssignal y der Auswertelogik 16 anschließend einer gesonderten Regelung zugeführt, die dem Verdichter-Pumpen entgegensteuert.
• 4 zeigt in drei Zeitdiagrammen 21, 22 und 23 mit jeweils einer Spannungsachse 24, 25 und 26 (Ordinate) über einer jeweiligen Zeitachse t (Abszisse) zeitliche Verläufe von drei (Spannungs-) Signalen 27, 28 und 29, wie sie sich beim sogenannten Verdichter-Pumpen eines Abgasturboladers mittels des erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Anordnung darstellen.
• Das Sensorsignal des Drucksensors 6 (1, 2) wird, wie bereits ausführlich erläutert, zuerst mittels des Bandpassfilters 15 (3a) gefiltert und anschließend mittels der Auswertelogik 16 (3b) ausgewertet.
• Im Diagramm 21 stellt die Kurve 27 das Ausgangssignal des Drucksensors 6 dar. Dieses Ausgangssignal des Drucksensors 6 beinhaltet einen statischen Druck, dem eine dynamische Druckschwingung aufgeprägt ist. Wegen des statischen Drucks hat das Spannungssignal 27 einen gewissen Abstand zur Zeitachse t, welcher aufgrund des veränderlichen statischen Druckes nicht fest definiert ist.
• Durch die Bandpassfilterung mittels des Bandpassfilters 15 wird nur der dynamische Anteil am Signal 27 im Frequenzbereich von z.B. 4 bis 12 Hz an die nachgeschaltete Auswertelogik 16 weitergeleitet. Dieses gefilterte Spannungssignal U_a (3a) ist als Kurve 28 im Zeitdiagramm 22 dargestellt. Wie bereits beschrieben, ist das Ausgangssignal U_a gleichzeitig das Eingangssignal U_a2 (3b) des Präzisions-Schmitt-Triggers 17 (3b).
• Die Auswertelogik 16 mit dem Präzisions-Schmitt-Trigger 17 und dem RS-Flip-Flop 18 wandelt nun das Eingangssignal U_e2 in ein quasi-digitales Signal 29 (0-U_A) um, welches einer nachgeschalteten Regelung des Abgasturboladers 1 (1, 2) anzeigt, dass ein unerwünschtes Verdichterpumpen auftritt.

Claims (6)

1. Verfahren zur Erfassung von Betriebsgrößen oder eines Betriebszustandes eines Abgasturboladers (1), – wobei ein am Verdichtereintritt (4) eines Verdichters (7) des Abgasturboladers (1) angeordneter Drucksensor (6) ein Drucksignal (27) erzeugt und – mittels eines Bandpassfilters (15) aus dem Drucksignal (27) ein bestimmtes Frequenzspektrum herausgefiltert, einer nachgeschalteten Auswertelogik (16) zugeführt und mittels eines Präzisions-Schmitt-Triggers (17) ausgewertet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Frequenzspektrum in einem Prozessor mittels einer Fast-Fouriertransformation ausgewertet wird.
3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei dem im Verdichtereintritt (4) eines Verdichters (7) eines Abgasturboladers (1) ein Drucksensor (6), der ein Drucksignal (27) erzeugt, angeordnet ist und zur Auswertung des Drucksignals (27) ein Bandpassfilter (15) und eine Auswertelogik (16) dienen, wobei die Auswertelogik (16) einen Präzisions-Schmitt-Trigger (17) aufweist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Bandpassfilter (15) eine Einfach-Mitkopplung aufweist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass dem Präzisions-Schmitt-Trigger (17) ein RS-Flip-Flop (bistabile Kippstufe) (18) nachgeschaltet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertelogik (16) als Softwarefunktion in einem Prozessor realisiert ist.