DE102006015931A1 - Verfahren zur Diagnose einer Magnetkupplung für einen Kompressor zur Aufladung einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Verfahren zur Diagnose einer Magnetkupplung für einen Kompressor zur Aufladung einer Brennkraftmaschine Download PDF

Info

Publication number
DE102006015931A1
DE102006015931A1 DE200610015931 DE102006015931A DE102006015931A1 DE 102006015931 A1 DE102006015931 A1 DE 102006015931A1 DE 200610015931 DE200610015931 DE 200610015931 DE 102006015931 A DE102006015931 A DE 102006015931A DE 102006015931 A1 DE102006015931 A1 DE 102006015931A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
compressor
magnetic coupling
diagnosis
pressure
internal combustion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE200610015931
Other languages
English (en)
Other versions
DE102006015931B4 (de
Inventor
Eckhard Dr. Stölting
Holger Dr. Braun
Stefan Dr. Linka
Daniel Beese
Jens Schlüter
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Volkswagen AG
Original Assignee
Volkswagen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Volkswagen AG filed Critical Volkswagen AG
Priority to DE102006015931.4A priority Critical patent/DE102006015931B4/de
Publication of DE102006015931A1 publication Critical patent/DE102006015931A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102006015931B4 publication Critical patent/DE102006015931B4/de
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B39/00—Component parts, details, or accessories relating to, driven charging or scavenging pumps, not provided for in groups F02B33/00 - F02B37/00
    • F02B39/02—Drives of pumps; Varying pump drive gear ratio
    • F02B39/12—Drives characterised by use of couplings or clutches therein
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B33/00—Engines characterised by provision of pumps for charging or scavenging
    • F02B33/32—Engines with pumps other than of reciprocating-piston type
    • F02B33/34—Engines with pumps other than of reciprocating-piston type with rotary pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B39/00—Component parts, details, or accessories relating to, driven charging or scavenging pumps, not provided for in groups F02B33/00 - F02B37/00
    • F02B39/02—Drives of pumps; Varying pump drive gear ratio
    • F02B39/04—Mechanical drives; Variable-gear-ratio drives
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B39/00—Component parts, details, or accessories relating to, driven charging or scavenging pumps, not provided for in groups F02B33/00 - F02B37/00
    • F02B39/16—Other safety measures for, or other control of, pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/04—Engines with exhaust drive and other drive of pumps, e.g. with exhaust-driven pump and mechanically-driven second pump

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Supercharger (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Diagnose einer Magnetkupplung für einen Kompressor zur Aufladung einer Brennkraftmaschine, wobei der Kompressor mit einem Abgasturbolader gekoppelt und oberhalb einer definierten Drehzahl durch Lösen der Magnetkupplung vom Antrieb abschaltbar ist. Es wird die Aufgabe gelöst, ein solches Verfahren zu schaffen, mit dem sowohl im Motorbetrieb als auch unter Werkstattbedingungen eine schnelle und sichere Aussage zur Funktionsfähigkeit erzielbar ist, um den Kompressor vor unzulässig hohen Drehzahlen zu schützen und somit Bauteilschäden zu vermeiden. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass für die Diagnose die Messwerte eines im Strömungsweg nach dem Kompressor angeordneten Drucksensors aufgewertet werden, indem die aktuell ermittelten Messwerte jeweils mit einem Referenzwert verglichen werden.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Diagnose einer Magnetkupplung für einen Kompressor zur Aufladung einer Brennkraftmaschine, wobei der Kompressor mit einem Abgasturbolader gekoppelt und oberhalb einer definierten Drehzahl durch Lösen der Magnetkupplung vom Antrieb abschaltbar ist.
  • Für Brennkraftmaschinen können aus einem vorgegebenen Hubraum durch Aufladung höhere Leistungen erzielt werden. Hierfür sind grundsätzlich Abgasturbolader geeignet, deren Anwendung im unteren Drehzahlbereich der Brennkraftmaschine aufgrund einer relativen Drehmomentschwäche und eines verzögerten Ansprechverhaltens jedoch problematisch ist. Derartige Nachteile können weitgehend vermieden werden, sofern die Abgasturboaufladung mit einer zusätzlichen mechanischen Aufladung unter Verwendung eines Kompressors gekoppelt wird.
  • Der Kompressor wird überwiegend mit einer festen Übersetzung von der Kurbelwelle angetrieben und gewährleistet somit im gesamten Betriebsbereich einen von der Motordrehzahl unabhängigen Ladedruck. Bei höheren Drehzahlen der Brennkraftmaschine und entsprechend hohen Drehzahlen des Kompressors steigt dessen Antriebsleistung an. In diesem Drehzahlbereich liefert jedoch der Abgasturbolader ein für die geforderte Leistung des Motors ausreichendes Luftvolumen. Folglich bewirkt der vom Kompressor erzeugte Luftstrom in diesem Betriebsbereich keine höhere Aufladung, so dass eine zusätzliche mechanische Aufladung an sich nicht mehr benötigt wird und der Kompressor von der Kurbelwelle getrennt werden kann. Unabhängig von diesem Effekt muss ein Überdrehen des Kompressors verhindert werden, um Bauteilschäden zu vermeiden. Deshalb wird bei kombinierter Aufladung mit Kompressor und Abgasturbolader der mechanische Lader bei einer definierten Drehzahl abgeschaltet. Hierfür ist dem Kompressor üblicherweise eine Kupplung zugeordnet, welche den Kraftfluss bei Erreichen einer vorgegebenen Drehzahl unterbricht.
  • Aus DE 101 17 517 A1 ist eine Kupplungsbaugruppe für einen Kompressor zur mechanischen Aufladung einer Brennkraftmaschine bekannt, die als fliehkraftbetätigbare Kupplung ausgestaltet ist.
  • In DE 44 12 618 A1 wird eine Kupplungsbaugruppe für einen mechanischen Lader beschrieben, wobei der Kraftfluss zum Kompressor bei dieser Konstruktion mit einer elektromagnetisch betriebenen Kupplung hergestellt bzw. unterbrochen wird.
  • Ein mittels einer Magnetkupplung zuschaltbarer Kompressor hat sich grundsätzlich bewährt, um den Antrieb des Kompressors oberhalb einer definierten Drehzahl der Brennkraftmaschine abzuschalten. Hierbei muss die Magnetkupplung jedoch eine hohe Funktionssicherheit aufweisen, weil beispielsweise ein Versagen dieser Magnetkupplung im Fahrbetrieb in den unteren Gängen innerhalb kurzer Zeit zum Überdrehen des Kompressors führt. Deshalb wird eine Diagnose diesbezüglicher Magnetkupplungen angestrebt, für die allerdings bisher keine technischen Lösungen verfügbar sind.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Diagnose einer Magnetkupplung für Kompressoren zur Aufladung einer Brennkraftmaschine zu schaffen, mit dem sowohl im Motorbetrieb als auch unter Werkstattbedingungen eine schnelle und sichere Aussage zur Funktionsfähigkeit erzielbar ist, um den Kompressor vor unzulässig hohen Drehzahlen zu schützen und somit Bauteilschäden zu vermeiden. Weiterhin soll mit dem Verfahren erreicht werden, dass ein eventuell permanentes Kleben der Reibbeläge bereits beim Starten der Brennkraftmaschine detektiert wird.
  • Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass für die Diagnose die Messwerte eines im Strömungsweg nach dem Kompressor angeordneten Drucksensors ausgewertet werden, indem die aktuell ermittelten Messwerte jeweils mit einem Referenzwert verglichen werden.
  • Die Diagnose sollte bei jeder Abschaltung der Magnetkupplung für den Kompressor initiiert werden. Daher ist es zweckmäßig, dass sowohl der im Moment des Zuschaltens des Kompressors vom Drucksensor ermittelte Messwert als auch der im Moment des Abschaltens des Kompressors vom Drucksensor ermittelte Messwert ausgewertet wird. Mit derartigen Überwachungsschritten wird infolge der ausschließlich beobachtenden Vorgehensweise jedoch eine lediglich passive Diagnose realisiert, die nicht in jedem Betriebsbereich ein verwertbares Ergebnis liefert. Da jedoch bei einem eingeschalteten Kompressor noch vor Erreichen der für den verbauten Kompressor zulässigen Maximaldrehzahl (z.B. bei einer Motordrehzahl von 4.000 min-1) ein Diagnoseergebnis zwingend vorliegen muss, wird in Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ein aktiver Eingriff in den Diagnoseablauf vorgeschlagen.
  • Ein solcher aktiver Eingriff, der eine wesentliche Erhöhung der Trennschärfe des Signals ergibt, besteht in einer gesteuerten teilweisen Schließung der Regelklappe des Kompressors, wodurch es bei einem Zustand „Nicht in Ordnung" (nachfolgend als NIO bezeichnet) zum schnellen Überschießen und bei einem Zustand „In Ordnung" (nachfolgend als IO bezeichnet) zum starken Abfallen des vom Drucksensor ermittelten Wertes für den Druck vor dem zweiten Verdichter, vorzugsweise einem Abgasturbolader, kommt. Der aktive Eingriff erfolgt also, indem die Regelklappe des Kompressors aktiv angesteuert und zumindest teilweise geschlossen wird und wobei der vom Drucksensor unmittelbar vor dem Schließen ermittelte Wert mit dem aktuellen Wert verglichen wird.
  • Ein solcher Eingriff an der Regelklappe kann bei jeder Getriebekupplungstrennung nach undiagnostizierter Magnetkupplungstrennung aktiviert werden. Somit wird während des Betriebes der Brennkraftmaschine bei jeder Trennung der Kupplung am Getriebe und sofern keine Trennung der Magnetkupplung detektiert worden ist, die Regelklappe des Kompressors aktiv angesteuert und teilweise geschlossen. Der hierbei vorliegende Füllungseingriff in diesem Betriebszustand hat keine Auswirkung auf das Fahrverhalten. Dieser aktive Eingriff wird ohnehin bei Vorliegen eines Diagnoseergebnisses, nach Überschreitung einer applizierbaren maximalen Ansteuerzeit oder bei einer Kompressoranforderung sofort beendet.
  • Nach jedem Start der Brennkraftmaschine sollte erkannt werden, ob die Magnetkupplung des Kompressors geöffnet ist. Diesbezüglich ist ein aktiver Eingriff möglich, indem zeitlich unmittelbar nach dem Start die Regelklappe des Kompressors einmal aktiv angesteuert und geschlossen wird. Hierfür wird beispielsweise etwa 300 ms nach Startende begonnen, die Regelklappe des Kompressors zu schließen. Bei geöffneter Magnetkupplung (Zustand IO) wird der Druck vor dem Abgasturbolader sinken, während er bei geschlossener Magnetkupplung aufgrund des Druckaufbaus durch den Kompressor steigt. Die Diagnose vergleicht den Messwert für diesen Druck direkt vor dem Schließen der Regelklappe des Kompressors mit dem aktuellen Messwert. Unterschreitet dieser Wert den Schwellenwert (negativer Offset auf den „alten" Druckmesswert) wird die Diagnose mit einer IO-Erkennung beendet. Überschreitet dieser Wert den NIO-Schwellenwert (positiver Offset auf den „alten" Druckmesswert), ist ein NIO-Zustand erkannt.
  • Für die Magnetkupplungsdiagnose nach dem Motorstart soll also die Regelklappe des Kompressors aktiv angesteuert, d.h. geschlossen und das Drucksignal des Drucksensors nach Kompressor ausgewertet werden. Dazu wird der Sensorwert im Moment des Schließens mit dem aktuellen Wert verglichen. Im IO-Zustand wird der Druck sinken, während er im NIO-Zustand ansteigt. Bei Beendigung der Diagnose oder bei Drehzahlerhöhung infolge Fahrerwunsch wird die Regelklappe des Kompressors wieder geöffnet.
  • Um den Kompressor vor Überdrehzahlen zu schützen, muss die Diagnose bei jedem Überschreiten der dauerhaft zulässigen maximalen Motordrehzahl ein Diagnoseergebnis liefern, damit bei Auftreten eines Zustandes NIO rechtzeitig Maßnahmen eingeleitet werden können, um Bauteilschäden zu vermeiden. Hierfür wird vorgeschlagen, dass während des Betriebes der Brennkraftmaschine bei jedem Überschreiten der für die Abschaltung des Kompressors relevanten Drehzahl die Regelklappe des Kompressors aktiv angesteuert und kurzzeitig geschlossen wird. Hierbei muss der Dynamik des sog. „worst case – Szenarios" (1. Gang Volllast) Rechnung getragen werden, indem die Regelklappe des Kompressors sprunghaft auf den Diagnoseendwert gestellt und die Diagnose möglichst zeitnah nach Abschalten der Magnetkupplung initiiert wird.
  • Für die Diagnose im Fahrbetrieb soll also die Regelklappe des Kompressors bei jedem Überschreiten der für die Kompressorabschaltung maßgeblichen Motordrehzahl aktiv angesteuert, d.h. geschlossen und das Drucksignal des Sensors nach Kompressor ausgewertet werden. Wird die Drehzahlschwelle bei einer Beschleunigungsrampe durchfahren, so kommt es im IO-Zustand zu einem starken Abfallen des Signals vom Druck vor dem Abgasturbolader durch die gesteuerte Teilschließung der Regelklappe des Kompressors. Hingegen ist im NIO-Zustand ein schnelles Überschießen des Drucksignals zu beobachten.
  • Wechselt der Fahrer bei Erreichen der Drehzahlschwelle in den Schub, führt das Schließen der Drosselklappe auch im IO-Zustand zu einem kurzzeitigen Druckanstieg. Um hier nicht zu einer Fehldiagnose zu gelangen, wird der Schwellenwert für das Signal vom Druck vor dem Abgasturbolader der NIO-Erkennung in Abhängigkeit vom Druckverhältnis über Drosselklappe gebildet. Beim Durchbeschleunigen ist dieses Druckverhältnis "1" und der Schwellenwert ist entsprechend niedrig. Ein Wechsel in den Schub führt hingegen zum Absinken des Druckverhältnisses über Drosselklappe. In diesem Fall wird die Diagnoseschwelle höher gewählt, so dass der Drucküberschwinger im IO-Zustand nicht zu einer Fehldiagnose führen kann. Hierzu wird der Gradient des Druckverhältnisses über Drosselklappe ausgewertet. Durch das aktive Schließen der Regelklappe des Kompressors fällt der Druck anschließend wieder stark ab und die IO-Erkennung läuft. Im NIO-Zustand führt das Schließen der Regelklappe des Kompressors hingegen zu einem weiteren Druckanstieg.
  • Wird der Kompressor erst kurz vor der Abwurfdrehzahl zugeschaltet, muss die Diagnoseschwelle für die NIO-Erkennung ebenfalls höher gewählt werden als beim Durchbeschleunigen, da der Anteil des Kompressors am Druckaufbau bei Erreichen der Abwurfdrehzahl noch zu groß ist.
  • Während die bisherigen Darlegungen die Diagnose der Magnetkupplung im eigentlichen Fahrbetrieb betreffen, kann das Verfahren auch für eine Funktionsprüfung zur Diagnose im Werkstattbetrieb und bei der Bandendeprüfung modifiziert werden. Hierbei werden drei Arbeitsschritte durchgeführt, wobei zunächst die Magnetkupplung geöffnet und diese Stellung durch Ansteuerung der Regelklappe des Kompressors und Auswertung definierter Nach-Start-Messwerte überprüft wird. Nachfolgend wird die Magnetkupplung geschlossen und ebenfalls bezüglich definierter Nach-Start-Messwerte überprüft. Abschließend wird die Magnetkupplung erneut geöffnet und ebenfalls bezüglich definierter Nach-Start-Messwerte überprüft.
  • Somit wird ein „Kurztrip" von außen durch die Werkstatt angeregt, um die Funktion der Magnetkupplung in drei Sequenzen zu testen. Nach einer IO-Erkennung nach Abschluss der ersten Überprüfung wird die Magnetkupplung geschlossen und in einem zweiten Arbeitsschritt erneut überprüft. Diesmal muss die Diagnose auf NIO erkennen. Schließlich wird die Magnetkupplung erneut geöffnet und überprüft. Das erfolgreiche Durchlaufen aller drei Sequenzen zeigt, dass die Kupplung korrekt schließt und wieder öffnet und ergibt somit ein Ergebnis IO. Wird eine Sequenz nicht erfolgreich durchlaufen, führt dies zum Abbruch des Kurztrips und es wird NIO ausgegeben.
  • Durch Anwendung des beschriebenen Verfahrens zur Diagnose von Magnetkupplungen für Kompressoren zur Aufladung einer Brennkraftmaschine wird sowohl im Motorbetrieb als auch unter Werkstattbedingungen eine schnelle und sichere Aussage zur Funktionsfähigkeit einer Magnetkupplung erzielt. Somit wird der Kompressor vor unzulässig hohen Drehzahlen geschützt, so dass Bauteilschäden vermieden werden. Gleichzeitig wird gewährleistet, dass ein eventuell permanentes Kleben der Reibbeläge bereits beim Starten der Brennkraftmaschine detektiert wird.
  • Da für das Verfahren lediglich Signale von an einer Brennkraftmaschine vorhandenen Drucksensoren ausgewertet und die Regelklappe des Kompressors angesteuert wird, sind keine zusätzlichen Sensoren oder sonstigen Bauteile notwendig. Folglich kann das Verfahren mit geringem Aufwand den ohnehin verfügbaren Baugruppen aufgeschaltet werden, so dass eine drucksensorgesteuerte Diagnose einer Magnetkupplung für zuschaltbare Kompressoren ermöglicht wird.
  • Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. Es zeigen:
  • 1 die erfindungsgemäßen Varianten zur Diagnose in tabellarischer Form
  • 2 das Antriebskonzept einer Brennkraftmaschine, an der das Verfahren realisiert wird
  • 3 ein Diagramm mit Darstellung des Ladedruckaufbaus durch Kompressor und Abgasturbolader
  • 4 ein Diagramm mit Darstellung von Druckverläufen für die Zustände IO und NIO während einer Beschleunigungsrampe
  • 5 ein Diagramm mit Darstellung von Druckverläufen mit und ohne Ansteuerung der Regelklappe des Kompressors
  • 6 Abbildungen von Druckverläufen aus praktischen Versuchen für den Volllastfall im realen Fahrbetrieb
  • 7 ein Diagramm mit Darstellung der Kompressorabschaltung bei Überschreiten der maximalen Drehzahl
  • In 1 sind die erfindungsgemäßen Varianten zur Diagnose einer Magnetkupplung in Form einer Tabelle zusammenfassend dargestellt. Es wird vorgeschlagen, dass für die Diagnose die Messwerte eines im Strömungsweg nach dem Kompressor angeordneten Drucksensors ausgewertet werden, indem die aktuell ermittelten Messwerte jeweils mit einem Referenzwert verglichen werden. Hierbei ist vorgesehen, dass der im Moment des Zuschaltens oder Abschaltens des Kompressors vom Drucksensor ermittelte Messwert ausgewertet wird. Alternativ wird vorgeschlagen, dass die Regelklappe des Kompressors aktiv angesteuert und zumindest teilweise geschlossen wird, wobei der vom Drucksensor unmittelbar vor dem Schließen ermittelte Wert mit dem aktuellen Wert verglichen wird. Dies kann während des Betriebes der Brennkraftmaschine bei jeder Trennung der Kupplung am Getriebe erfolgen, sofern keine Trennung der Magnetkupplung detektiert worden ist. Ebenso ist es möglich, dass zeitlich unmittelbar nach dem Start der Brennkraftmaschine oder während des Betriebes der Brennkraftmaschine bei jedem Überschreiten der für die Abschaltung des Kompressors relevanten Drehzahl die Regelklappe des Kompressors aktiv angesteuert und kurzzeitig geschlossen wird. Neben derartigen im Fahrbetrieb zu realisierenden Diagnosevarianten kann die Diagnose auch im Werkstattbetrieb als Funktionsprüfung durchgeführt werden.
  • In 2 ist der grundsätzliche Aufbau vom Antriebskonzept einer Brennkraftmaschine mit einer kombinierten Aufladung mittels Kompressor und Abgasturbolader dargestellt, an der die erfindungsgemäßen Verfahrensvarianten angewendet werden können. Die für die jeweiligen Baugruppen und Messwerte verwendeten Bezugszeichen sind aus der Bezugszeichenliste ersichtlich. Der verbaute Kompressor hat beispielsweise eine dauerhafte Maximaldrehzahl, welche durch eine eingebaute Übersetzung von i = 4,96 bei einer Motordrehzahl von nmotmax.stat = 3.500 min-1 liegt. Kurzzeitig hält dieser Kompressor auch einer Drehzahl von nmotmax.dyn = 4.000 min-1 stand. Um ein Überdrehen des Kompressors zu verhindern, muss dieser oberhalb einer Drehzahl von nmot = 3.500 min-1 durch Lösen einer Magnetkupplung mechanisch vom Motor getrennt werden. Da in diesem Drehzahlbereich der ebenfalls verbaute Abgasturbolader bereits eine erhebliche Aufladung erzeugt, würde ein Versagen der Magnetkupplung in den unteren Gängen in sehr kurzer Zeit zum Überdrehen des Kompressors führen. Unter der Angabe sehr kurzer Zeit" ist zwischen den relevanten Drehzahlen von 3.500 min-1 und 4.000 min-1 lediglich ein Zeitraum von etwa 140 Millisekunden zu verstehen. Folglich muss das Diagnoseverfahren zwingend für eine derartige Dynamik geeignet sein.
  • Während des Durchfahrens einer Beschleunigungsrampe wird die angeforderte Aufladung vor der Drosselklappe (pvd_w) im unteren Drehzahlbereich durch den Kompressor erzeugt, dessen Fördervolumen mkomp in etwa proportional zur Drehzahl ansteigt. Das Kompressorverdichtungsverhältnis hängt damit primär vom Gegendruck ab, gegen den der Kompressor arbeiten muss.
  • Wie aus 3 ersichtlich ist, steigt mit zunehmender Drehzahl das durch den Abgasturbolader erzeugbare Verdichterverhältnis überproportional an, so dass der Druckanteil des Kompressors durch Regelung der Regelklappe des Kompressors abgesenkt werden kann. Dieser Bereich ist durch das Absinken von pv2v_w auf das Niveau von pnlufi_w gekennzeichnet.
  • Nach Abschalten des Kompressors fällt der Druck vor dem zweiten Verdichter nochmals leicht ab, da der Abgasturbolader die Frischluft jetzt nicht mehr vom Kompressor geliefert bekommt, sondern aus dem Luftfilter „saugen" muss. In der in 4 gezeigten Prinzipskizze ist dieses Saugen auf der rechten Seite dargestellt. Hier unterschreitet der gemessene Druck pv2v_w den Druck, der hinter dem Luftfilter anliegt.
  • Der grundsätzliche Druckverlauf mit Ansteuerung und ohne Ansteuerung der Regelklappe des Kompressors ist in 5 dargestellt.
  • Der Ansatz dieses Diagnosekonzeptes beruht darauf, dass in einem NIO-Zustand der Kompressor weiter läuft. Dieser stellt also weiterhin nahezu das benötigte Volumen des Abgasturboladers zur Verfügung, so dass der gemessene Druck pv2v_w nicht unter den Druck hinter dem Luftfilter absinkt. Um den Druck hinter dem Luftfilter möglichst exakt zu ermitteln, wird jeweils im Zuschaltmoment des Kompressors pv2v_w gefiltert und als Referenzwert eingefroren. Im Zuschaltmoment ist die Regelklappe des Kompressors gerade noch vollständig geöffnet. Im Gegensatz zum Umgebungsdruck pu_w berücksichtigt dieser Wert den Druckverlust durch den Luftfilter und ist deshalb robust gegen eine zunehmende Verschmutzung des Luftfilters. Eventuelle Druckänderungen in der Umgebung (z.B. durch Bergfahrt) werden dabei über einen Korrekturfaktor basierend auf pu_w berücksichtigt.
  • Nach dem Öffnen der Magnetkupplung wird pv2v_w mit dem Referenzwert verglichen. Ist hierbei pv2v_w größer als der Referenzwert, ist davon auszugehen, dass der Kompressor weiterhin mitläuft und somit ein NIO-Zustand vorliegt. Ist pv2v_w jedoch kleiner als der Referenzwert, liegt ein IO-Zustand vor.
  • In 6 ist dieser Effekt aus ersten praktischen Versuchen für den Volllastfall im realen Fahrbetrieb dargestellt. Hierbei ist aus der oberen Abbildung im IO-Zustand ein Abfallen um ca. 35 hPa von pv2v_w unter pnlufi_w zu erkennen. Gemäß der unteren Abbildung schwankt pv2v_w im Gegensatz hierzu im NIO-Zustand, also beim Weiterlaufen des Kompressors, zwischen pnlufi_w und dem Umgebungsdruck pu_w. Als Messabschnitt wurde hier ein Bereich von nmot w = 3.500 bis 3.700 min-1 betrachtet.
  • Wird der Kompressor nicht durch den Wegfall der Druckbedingung abgeschaltet, befindet sich pv2v_w aufgrund der noch nicht vollständig geöffneten Regelklappe des Kompressors noch deutlich über dem Niveau von pnlufi_w bzw. dem Referenzdruck. Dieser Zustand ist aus 7 anhand der ersten vertikalen Linie ersichtlich. Da die Auswertung der Diagnose hier sofort einen NIO-Zustand mitteilen würde, muss der Beginn des Diagnosefensters nach hinten verschoben werden. Dies geschieht durch eine weitere Diagnose, welche für den vorliegenden Zustand pv2v_w beobachtet, bis dieser den Bereich des Referenzwertes erreicht. Trifft dies – wie aus 7 anhand der zweiten vertikalen Linie ersichtlich – zu, wird ebenfalls die ursprüngliche Diagnose initiiert. Hierdurch wird ein Delay von ca. 100 ms erzeugt, siehe hierzu ebenfalls 7.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren kann in verschiedenartiger Weise weiter ausgestaltet werden. So können Ersatzmaßnahmen vorgesehen werden, welche von der Hierarchie Sicherheitseingriff gesteuert werden. Hier werden vier Bedingungen B_mkfail, B_dmkse, B_dmknse und B_dmkzul gebildet. Bei Wegfall der Gültigkeitsbits für die Drucksensoren oder die Regelklappe des Kompressors sowie bei Totalausfall des Druckaufbaus vor dem Abgasturbolader als zweitem Verdichter ist das Verfahren nicht mehr diagnosefähig, so dass ein Sicherheitseingriff B_dmkse ausgelöst wird. Liegt zudem keine aktuell auf IO geprüfte und somit geöffnete Magnetkupplung vor, wird zusätzlich die Drehzahl auf die maximale Kompressordrehzahl begrenzt (B_dmknse). Das schnelle Fehlerbit B_mkfail (10 ms Raster) entspricht E_mkup (100 bzw. 200 ms Raster) und führt direkt zur Auslösung aller drei Maßnahmen. Über ein Codewort zur Diagnose der Magnetkupplung kann die Sensorumgebung ignoriert werden. Ein weiteres Codewort verriegelt die Ersatzmaßnahmen, die aus der Diagnose der Magnetkupplung resultieren.
    • ATL
    Abgasturbolader
    DK
    Drosselklappe
    DMKUP
    Diagnose Magnetkupplung
    dyn
    dynamisch
    IO
    in Ordnung
    Komp
    Kompressor
    KRK
    Kompressorregelklappe
    LLK
    Ladeluftkühler
    LUFI
    Luftfilter
    MK
    Magnetkupplung
    NIO
    nicht in Ordnung
    stat
    stationär
    WG
    Waste Gate
    mabg
    Abgasmassenstrom
    matl
    Verdichtermassenstrom
    mdk
    Drosselklappenmassenstrom
    mkomp
    Kompressormassenstrom
    msuv
    Schubumluftmassenstrom
    mturb
    Turbinenmassenstrom
    mkrk
    Kompressorregelklappenmassenstrom
    mwg
    WG-Massenstrom
    B_ddio
    Bed. Nach-Start-Diagnose sieht IO
    B_dmknse
    Bed. Sicherheitseingriff Drehzahlbegrenzung durch DMKUP
    B_dmkse
    Bed. Sicherheitseingriff Magnetkupplung durch DMKUP
    B_dmkzul
    Bed DMKUP ist zulässig
    B_famk
    Bed. Funktionsanforderung Magnetkupplungs-Kurztrip
    B_kuppl
    Bed. Kupplungspedal betätigt
    B_magkup
    Magnetkupplung für Kompressor geschlossen
    B_mkfail
    Bed. geschlossen klemmende Magnetkupplung liegt an
    B_mkkt
    Bed. Magnetkupplung aus Kurztripanforderung
    B_mxerrst
    Bed. Max. Fehler aus Nach Starterkennung
    B_nklnmkmx
    Bed. Motordrehzahl größer Kompressor-Abwurfdrehzahl
    B_pnksmk
    Bed. Solldruck nach Kompressor größer als pnlufi
    B_stend
    Bed. Startende erreicht
    CWDMKUP[X]
    Codewort Diagnose Magnetkupplung
    nmot
    Motordrehzahl
    pnlufi_w
    Ansaugdruck nach Luftfilter
    pv2v_w
    Druck vor zweitem Verdichter
    pv2vfrez_w
    zum Zeitpunkt schließender MK gefilterter und eingefrorener pv2v_w
    pv2vfrko_w
    mit verändertem Umgebungsdruck korrigierter eingefrorener pv2v_w
    pvdk_w
    Druck vor Drosselklappe
    wvdksm
    Sollwinkel KRK zur Ansteuerung

Claims (8)

  1. Verfahren zur Diagnose einer Magnetkupplung für einen Kompressor zur Aufladung einer Brennkraftmaschine, wobei der Kompressor mit einem Abgasturbolader gekoppelt und oberhalb einer definierten Drehzahl durch Lösen der Magnetkupplung vom Antrieb abschaltbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass für die Diagnose die Messwerte eines im Strömungsweg nach dem Kompressor angeordneten Drucksensors ausgewertet werden, indem die aktuell ermittelten Messwerte jeweils mit einem Referenzwert verglichen werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der im Moment des Zuschaltens des Kompressors vom Drucksensor ermittelte Messwert ausgewertet wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der im Moment des Abschaltens des Kompressors vom Drucksensor ermittelte Messwert ausgewertet wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelklappe des Kompressors aktiv angesteuert und zumindest teilweise geschlossen wird und wobei der vom Drucksensor unmittelbar vor dem Schließen ermittelte Wert mit dem aktuellen Wert verglichen wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass während des Betriebes der Brennkraftmaschine bei jeder Trennung der Kupplung am Getriebe und sofern keine Trennung der Magnetkupplung detektiert worden ist, die Regelklappe des Kompressors aktiv angesteuert und teilweise geschlossen wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zeitlich unmittelbar nach dem Start der Brennkraftmaschine die Regelklappe des Kompressors einmal aktiv angesteuert und geschlossen wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass während des Betriebes der Brennkraftmaschine bei jedem Überschreiten der für die Abschaltung des Kompressors relevanten Drehzahl die Regelklappe des Kompressors aktiv angesteuert und kurzzeitig geschlossen wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Diagnose im Werkstattbetrieb und bei der Bandendeprüfung als Funktionsprüfung in drei Arbeitsschritten durchgeführt wird, wobei zunächst die Magnetkupplung geöffnet und diese Stellung durch Ansteuerung der Regelklappe des Kompressors und Auswertung definierter Nach-Start-Messwerte überprüft wird, wobei nachfolgend die Magnetkupplung geschlossen und ebenfalls bezüglich definierter Nach-Start-Messwerte überprüft wird und wobei abschließend die Magnetkupplung erneut geöffnet und ebenfalls bezüglich definierter Nach-Start-Messwerte überprüft wird.
DE102006015931.4A 2006-04-05 2006-04-05 Verfahren zur Diagnose einer Magnetkupplung für einen Kompressor zur Aufladung einer Brennkraftmaschine Expired - Fee Related DE102006015931B4 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102006015931.4A DE102006015931B4 (de) 2006-04-05 2006-04-05 Verfahren zur Diagnose einer Magnetkupplung für einen Kompressor zur Aufladung einer Brennkraftmaschine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102006015931.4A DE102006015931B4 (de) 2006-04-05 2006-04-05 Verfahren zur Diagnose einer Magnetkupplung für einen Kompressor zur Aufladung einer Brennkraftmaschine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102006015931A1 true DE102006015931A1 (de) 2007-10-11
DE102006015931B4 DE102006015931B4 (de) 2016-05-12

Family

ID=38513311

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102006015931.4A Expired - Fee Related DE102006015931B4 (de) 2006-04-05 2006-04-05 Verfahren zur Diagnose einer Magnetkupplung für einen Kompressor zur Aufladung einer Brennkraftmaschine

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102006015931B4 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010100033A1 (de) * 2009-03-04 2010-09-10 Robert Bosch Gmbh Verfahren und vorrichtung zum betreiben einer brennkraftmaschine mit einem kompressor zur verdichtung der der brennkraftmaschine zugeführten luft
DE102011117334A1 (de) * 2011-10-29 2013-05-02 Audi Ag Verdichtereinrichtung mit einem Beschleunigungssensor und Verbrennungsmotor mit einer solchen Verdichtereinrichtung
DE112015003219B4 (de) * 2014-07-11 2020-08-13 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Abnormitätsfeststellungseinrichtung und abnormitätsfeststellungsverfahren für verdichter

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4412618A1 (de) * 1993-04-15 1994-10-20 Volkswagen Ag Brennkraftmaschine mit einem mechanisch antreibbaren Ladeluftverdichter
DE10117517A1 (de) * 2001-04-07 2002-10-17 Volkswagen Ag Kupplungsbaugruppe für einen Kompressor zur mechanischen Aufladung einer Brennkraftmaschine
DE10355253A1 (de) * 2002-11-28 2004-06-09 Luk Lamellen Und Kupplungsbau Beteiligungs Kg Reibungskupplungseinrichtung und Verfahren zur Diagnose einer Kupplungseinrichtung

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10307132B4 (de) * 2003-02-20 2021-09-23 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
US7353699B2 (en) * 2005-12-08 2008-04-08 Ford Global Technologies, Llc Electronic throttle control supercharging

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4412618A1 (de) * 1993-04-15 1994-10-20 Volkswagen Ag Brennkraftmaschine mit einem mechanisch antreibbaren Ladeluftverdichter
DE10117517A1 (de) * 2001-04-07 2002-10-17 Volkswagen Ag Kupplungsbaugruppe für einen Kompressor zur mechanischen Aufladung einer Brennkraftmaschine
DE10355253A1 (de) * 2002-11-28 2004-06-09 Luk Lamellen Und Kupplungsbau Beteiligungs Kg Reibungskupplungseinrichtung und Verfahren zur Diagnose einer Kupplungseinrichtung

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010100033A1 (de) * 2009-03-04 2010-09-10 Robert Bosch Gmbh Verfahren und vorrichtung zum betreiben einer brennkraftmaschine mit einem kompressor zur verdichtung der der brennkraftmaschine zugeführten luft
JP2012519255A (ja) * 2009-03-04 2012-08-23 ロベルト・ボッシュ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング 内燃機関に供給される空気の圧縮ためのコンプレッサーを備えた内燃機関の運転方法及び装置
US8826892B2 (en) 2009-03-04 2014-09-09 Robert Bosch Gmbh Method and device for operating an internal combustion engine having a compressor for compressing the air supplied to the internal combustion engine
DE102011117334A1 (de) * 2011-10-29 2013-05-02 Audi Ag Verdichtereinrichtung mit einem Beschleunigungssensor und Verbrennungsmotor mit einer solchen Verdichtereinrichtung
DE102011117334B4 (de) * 2011-10-29 2015-02-12 Audi Ag Verdichtereinrichtung mit einem Beschleunigungssensor und Verbrennungsmotor mit einer solchen Verdichtereinrichtung
DE112015003219B4 (de) * 2014-07-11 2020-08-13 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Abnormitätsfeststellungseinrichtung und abnormitätsfeststellungsverfahren für verdichter

Also Published As

Publication number Publication date
DE102006015931B4 (de) 2016-05-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102007051872B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Diagnose eines Schubumluftventils einer Brennkraftmaschine mit Verdichter
DE112015003219B4 (de) Abnormitätsfeststellungseinrichtung und abnormitätsfeststellungsverfahren für verdichter
DE102011084403A1 (de) Tankentlüftungssystem und Verfahren zu dessen Diagnose
DE19837834B4 (de) Verfahren zur Funktionsüberprüfung eines Abgasturboladers mit variabler Turbinengeometrie
AT511612B1 (de) Verfahren zum starten einer brennkraftmaschine
DE102005007781B4 (de) Verfahren und Anordnung zum schnellen Aufbau des Systemdrucks im Kühlmittelkreislauf von Brennkraftmaschinen
DE10136977A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines elektrischen Laders
DE102007039613A1 (de) Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine und Steuer- und Regeleinrichtung
DE102008005958B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Identifizierung eines fehlerhaften Drucksensors in einem Ansaugtrakt einer Brennkraftmaschine
DE3934306C2 (de) Steuereinrichtung für Turboverdichter von Brennkraftmaschinen
DE102015200904B4 (de) Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor
DE102006015931B4 (de) Verfahren zur Diagnose einer Magnetkupplung für einen Kompressor zur Aufladung einer Brennkraftmaschine
DE102005018271B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Diagnose eines Schubumluftventils eines Laders
DE102009027010A1 (de) Verfahren zur Diagnose eines Aktors eines Ladedrucksystems einer Brennkraftmaschine
DE102008042307A1 (de) Verfahren zum Diagnostizieren eines Betriebsstatus einer Antriebsvorrichtung sowie Diagnosevorrichtung und Antriebssystem
EP1609970B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
WO2010100033A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum betreiben einer brennkraftmaschine mit einem kompressor zur verdichtung der der brennkraftmaschine zugeführten luft
DE202015004831U1 (de) Antriebsvorrichtung für ein Fahrzeug, Fahrzeug mit einer derartigen Antriebsvorrichtung sowie Computerprogrammprodukt zur Ansteuerung der Antriebsvorrichtung
DE102008054764A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Diagnose eines pneumatischen Schubumluftventils einer Aufladevorrichtung eines Verbrennungsmotors
EP2569519B1 (de) Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine mit mehrstufiger ölpumpe
EP3759326B1 (de) Diagnoseverfahren zur sprungerkennung einer kontinuierlichen messgrösse, steuerung zur durchführung des verfahrens
DE102007052576B4 (de) Diagnoseverfahren zur Erkennung von Fehlern bei einer drucksensorgestützten Ladedruckregelung eines Abgasturboladers eines Verbrennungsmotors
DE102007050299B4 (de) Verfahren zur Überprüfung der Funktion eines Bypassventils
DE10144674A1 (de) Verfahren zur Erkennung einer Fehlfunktion an einer Abgasklappeneinrichtung und/oder einer Saugrohrumschalteinrichtung
DE102009028111A1 (de) Verfahren zum Schutz einer Brennkraftmaschine

Legal Events

Date Code Title Description
OM8 Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law
R012 Request for examination validly filed

Effective date: 20121115

R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee