DE102008005369A1 - Luftfilter-Drosselungsüberwachung ohne Drucksensoren stromaufwärts der Drosselklappe - Google Patents
Luftfilter-Drosselungsüberwachung ohne Drucksensoren stromaufwärts der Drosselklappe Download PDFInfo
- Publication number
- DE102008005369A1 DE102008005369A1 DE102008005369A DE102008005369A DE102008005369A1 DE 102008005369 A1 DE102008005369 A1 DE 102008005369A1 DE 102008005369 A DE102008005369 A DE 102008005369A DE 102008005369 A DE102008005369 A DE 102008005369A DE 102008005369 A1 DE102008005369 A1 DE 102008005369A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- samples
- throttle
- air
- determined
- pressure upstream
- 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
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M15/00—Testing of engines
- G01M15/04—Testing internal-combustion engines
- G01M15/09—Testing internal-combustion engines by monitoring pressure in fluid ducts, e.g. in lubrication or cooling parts
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D35/00—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for
- F02D35/0015—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for using exhaust gas sensors
- F02D35/0023—Controlling air supply
Abstract
Ein Verfahren zum Überwachen der Luftstromdrosselung in einem Lufteinlass einer Brennkraftmaschine umfasst, dass eine vorbestimmte Anzahl von Proben des Drucks stromaufwärts der Drosselklappe aufgezeichnet wird, eine vorbestimmte Anzahl von Proben des Luftmassenstroms, welche jeweils den Proben des Drucks stromaufwärts der Drosselklappe entsprechen, aufgezeichnet wird, und auf der Grundlage der Proben des Drucks stromaufwärts der Drosselklappe und der Proben des Luftmassenstroms ein Gefälle bestimmt wird. Auf der Grundlage des Gefälles wird bestimmt, ob ein Luftfilter eine übermäßige Drosselung der Luftströmung verursacht.
Description
- GEBIET
- Die vorliegende Erfindung betrifft Brennkraftmaschinen und im Spezielleren das Überwachen einer beim Durchgang durch ein Filter gedrosselten Luftströmung, und zwar ohne Implementierung eines Drucksensors vor der Drosselklappe.
- HINTERGRUND
- Die in diesem Abschnitt getroffenen Aussagen geben lediglich Hintergrundinformationen, welche nicht notwendigerweise den Stand der Technik darstellen.
- Brennkraftmaschinen verbrennen ein Gemisch aus Kraftstoff und Luft, um ein Antriebsdrehmoment zu erzeugen. Im Spezielleren wird Luft durch eine Drosselklappe in die Maschine eingesaugt. Die Luft wird mit Kraftstoff vermischt und das Luft-Kraftstoff-Gemisch wird in einem Zylinder mittels eines Kolbens verdichtet. Das Luft-Kraftstoff-Gemisch wird in dem Zylinder verbrannt, um den Kolben in dem Zylinder hin- und hergehend anzutreiben, so dass dieser seinerseits eine Kurbelwelle der Maschine in Drehung versetzt.
- Der Betrieb der Maschine wird auf der Grundlage mehrerer Parameter reguliert, zu denen unter anderem die Ansauglufttemperatur (TPRE), der Krümmerabsolutdruck (MAP), die Drosselklappenstellung (TPS) und die Motordrehzahl (Maschinen-RPM) zu zählen sind. Unter spezieller Bezug nahme auf die Drosselklappe sind die Zustandsparameter (z. B. Lufttemperatur und Druck) vor der Drosselklappe gute Bezugsgrößen, die zur Maschinensteuerung und -diagnose verwendet werden können. So kann beispielsweise die ordnungsgemäße Funktionsweise der Drosselklappe überwacht werden, indem für eine gegebene Drosselklappenstellung die Strömung durch die Drosselklappe berechnet wird und anschließend die berechnete Luftströmung mit einer gemessenen bzw. tatsächlichen Luftströmung verglichen wird. Folglich ist der Gesamtluftdruck oder Ruheluftdruck vor der Drosselklappe (d. h. der Luftdruck stromaufwärts der Drosselklappe) entscheidend für die Berechnung der Strömungsmenge durch die Drosselklappe. Alternativ dazu kann der Gesamtdruck und/oder statische Druck dazu verwendet werden, die Drosselung durch das Luftfilter zu überwachen.
- Ein Luftfilter kommt bei einer Brennkraftmaschine oft zum Einsatz, um Verunreinigungen aus der Ansaugluft zu entfernen. Über einen gewissen Verwendungszeitraum hinweg kann das Luftfilter sich verstopfen und dadurch die Luftströmung in die Maschine drosseln. Dies kann zu einer Leistungsminderung, einer verminderten Wirtschaftlichkeit und zu einem erhöhten Abgasausstoß des Motors führen. Daher ist es wichtig, zu ermitteln, ob die Luftströmung bedingt durch das Luftfilter gedrosselt ist.
- Herkömmliche Brennkraftmaschinen umfassen einen Drucksensor stromaufwärts der Drosselklappe, der den Druck stromaufwärts der Drosselklappe unmittelbar misst. Demgemäß ist ein herkömmliches Maschinensystem in der Lage, eine von einem Luftfilter herrührende Luftströmungsdrosselung zu diagnostizieren, wenn oberstromig und unterstromig ein Drucksensor vorhanden ist. Eine solche zusätzliche Maschinenausrüstung erhöht jedoch die Kosten und die Fertigungszeit und stellt auch ein Instandhaltungsproblem dar, da die ordnungsgemäße Funktion der Sen soren überwacht werden muss und die Sensoren ausgewechselt werden müssen, wenn sie nicht mehr ordnungsgemäß funktionieren.
- ZUSAMMENFASSUNG
- Demgemäß schafft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Überwachen der Luftströmungsdrosselung in einem Lufteinlass einer Brennkraftmaschine. Das Verfahren umfasst, dass eine vorbestimmte Anzahl von Proben des Drucks stromaufwärts der Drosselklappe aufgezeichnet wird, dass eine vorbestimmte Anzahl von Proben des Luftmassenstroms, welche jeweils den Proben des Drucks stromaufwärts der Drosselklappe entsprechen, aufgezeichnet wird, und dass auf der Grundlage der Proben des Drucks stromaufwärts der Drosselklappe und der Proben des Luftmassenstroms ein Gefälle bestimmt wird. Ob ein Luftfilter eine übermäßige Drosselung der Luftströmung bewirkt, wird auf der Grundlage des Gefälles bestimmt.
- In einem Merkmal erfolgen die Schritte des Aufzeichnens, wenn eine Drosselklappenstellung und eine Maschinen-RPM größer als jeweils entsprechende Schwellenwerte sind.
- In anderen Merkmalen erfolgt der Schritt des Bestimmens eines Gefälles, wenn ein Delta-Luftmassenstromwert größer als ein Delta-Schwellenwert ist. Es wird aus den Proben des Luftmassenstroms ein maximaler Luftmassenstromwert bestimmt und es wird aus den Proben des Luftmassenstroms ein minimaler Luftmassenstromwert bestimmt. Der Delta-Luftmassenstromwert wird als eine Differenz zwischen dem maximalen Luftmassenstromwert und dem minimalen Luftmassenstromwert berechnet.
- In noch einem anderen Merkmal umfasst das Verfahren weiterhin ein Bestimmen einer linearen Regressionsgerade auf der Grundlage der Pro ben des Drucks stromaufwärts der Drosselklappe und der Proben des Luftmassenstroms. Das Gefälle entspricht der linearen Regressionsgeraden.
- In noch einem weiteren Merkmal wird eine jede der Proben des Drucks stromaufwärts der Drosselklappe durch Bestimmen eines Zwischenparameters auf der Grundlage von Maschinen-Betriebsparametern und durch Bestimmen einer Probe des Drucks stromaufwärts der Drosselklappe auf der Grundlage des Zwischenparameters bestimmt. Ein Druckverhältnis wird auf der Grundlage des Zwischenparameters bestimmt und das Druckverhältnis wird einem Festwert gleichgesetzt, wenn der Zwischenparameter nicht geringer als ein Schwellenwert ist.
- Weitere Anwendbarkeitsbereiche werden aus der hier dargebotenen Beschreibung ersichtlich. Es versteht sich, dass die Beschreibung und die spezifischen Beispiele nur zu Veranschaulichungszwecken bestimmt sind und es soll dadurch der Umfang der vorliegenden Erfindung keineswegs eingeschränkt werden.
- ZEICHNUNGEN
- Die hier beschriebenen Zeichnungen dienen nur zu Veranschaulichungszwecken und sollen den Umfang der vorliegenden Offenbarung in keiner Weise einschränken.
-
1 ist ein Blockschaltbild eines Brennkraftmaschinensystems, das in Übereinstimmung mit der erfindungsgemäßen Luftstromdrosselungssteuerung reguliert wird; -
2 ist ein Graph, der eine beispielhafte Nachschlagetabelle zur Bestimmung eines Druckverhältnisses auf der Grundlage des Zwischenwertes grafisch veranschaulicht; -
3 ist ein Graph, in dem der Ruhedruck stromaufwärts der Drosselklappe und der gemessene MAP als eine Funktion des Luftmassenstroms in Verbindung mit einem sauberen Filter beispielhaft veranschaulicht sind; -
4 ist ein Graph, in dem der Ruhedruck stromaufwärts der Drosselklappe und der gemessene MAP als eine Funktion des Luftmassenstroms in Verbindung mit einem verschmutzten Filter beispielhaft veranschaulicht sind; -
5 ist ein Ablaufdiagramm, welches beispielhafte Schritte veranschaulicht, die von der erfindungsgemäßen Luftfilter-Drosselungssteuerung ausgeführt werden; und -
6 ist ein Blockschaltbild, welches beispielhafte Module veranschaulicht, die die Luftfilter-Drosselungssteuerung ausführen. - DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
- Die nachfolgende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform ist rein beispielhafter Natur und es sollen dadurch die Erfindung bzw. deren Anwendung oder deren Nutzungsbereiche nicht eingeschränkt werden. Der Klarheit halber werden in den Zeichnungen jeweils dieselben Bezugszahlen verwendet, um ähnliche Elemente zu bezeichnen. Der hier verwendete Begriff 'Modul' betrifft eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), eine elektronische Schaltung, einen Prozessor (gemeinsam genutzt, fest zugeordnet, oder Gruppe) und einen Speicher, die ein oder mehrere Software- oder Firmware-Programme ausführen, eine kombinatorische logische Schaltung oder andere geeignete Komponenten, welche die beschriebene Funktionalität bereitstellen.
- In
1 , auf welche nun Bezug genommen wird, ist ein beispielhaftes Brennkraftmaschinensystem10 veranschaulicht. Das Maschinensystem10 umfasst eine Maschine12 , ein Ansaugrohr14 und einen Auspuffkrümmer16 . Durch ein Luftfilter17 und eine Drosselklappe18 wird Luft in das Ansaugrohr14 eingesaugt. Die Luft wird mit Kraftstoff vermischt und das Kraftstoff-Luft-Gemisch wird in einem Zylinder20 der Maschine12 verbrannt. Im Spezielleren wird das Kraftstoff-Luft-Gemisch in dem Zylinder20 durch einen Kolben (nicht gezeigt) verdichtet und die Verbrennung eingeleitet. Der Verbrennungsprozess setzt Energie frei, die dazu verwendet wird, den Kolben in dem Zylinder20 hin- und hergehend anzutreiben. Das durch den Verbrennungsprozess erzeugte Abgas wird durch den Auspuffkrümmer16 abgeführt und wird in einem Abgasnachbehandlungssystem (nicht gezeigt) aufbereitet, bevor es an die Umgebungsluft abgegeben wird. Obwohl nur ein Zylinder20 veranschaulicht ist, sei hier vorweggenommen, dass die erfindungsgemäße Steuerung zur Schätzung des Drucks stromaufwärts der Drosselklappe auch bei Maschinen mit mehr als nur einem Zylinder implementiert sein kann. - Ein Steuerungsmodul
30 reguliert den Betrieb der Maschine auf der Grundlage einer Mehrzahl von Maschinen-Betriebsparametern, welche unter anderem einen statischen Druck (PPRE) stromaufwärts der Drosselklappe, einen Ruhedruck (PPRE0) stromaufwärts der Drosselklappe (d. h. die Luftdrücke stromaufwärts der Drosselklappe), eine Ansauglufttemperatur (TPRE), einen Luftmassenstrom (MAF), einen Krümmerabsolutdruck (MAP), eine wirksame Drosselklappenfläche (AEFF) und eine Maschinen-RPM umfasst. PPRE0 und PPRE werden auf der Grundlage einer Steuerung zur Schätzung des Drucks stromaufwärts der Drosselklappe bestimmt, die in der an den Rechtsinhaber der vorliegenden Erfindung übertragenen, ebenfalls anhängigen U. S.-Patentanmeldung, Seriennr. 11/464.340, eingereicht am 14. August 2006, offenbart ist. - TPRE, MAF, MAP und die Maschinen-RPM werden auf der Grundlage von Signalen bestimmt, die jeweils von einem TPRE-Sensor
32 , einem MAF-Sensor34 , einem MAP-Sensor36 und einem Maschinen-RPM-Sensor38 erzeugt werden, bei welchen es sich durchweg um Standardsensoren eines Maschinensystems handelt. AEFF wird auf der Grundlage eines Drosselklappenstellungssignals bestimmt, das von einem Drosselklappenstellungssensor erzeugt wird, bei dem es sich ebenfalls um einen Standardsensor handelt. Ein Luftdruck (PBARO) wird unter Verwendung eines Luftdrucksensors40 überwacht. Ein Drosselklappenstellungssensor42 erzeugt eine Drosselklappenstellungssignal (TPS). Die Beziehung zwischen AEFF und TPS ist unter Verwendung von Dynamometertests an der Maschine mit einem behelfsmäßig installierten Ruhedrucksensor (in1 in Durchsicht gezeigt) vorbestimmt. Bei Serienfahrzeugen ist diese Beziehung fahrzeugintern vorprogrammiert, so dass es hier nicht erforderlich ist, einen Ruhedrucksensor vorzusehen. - Die Steuerung zur Schätzung des Drucks stromaufwärts der Drosselklappe gemäß der U.S.-Patentanmeldung, Seriennr. 11/464.340, bestimmt PPRE und PPRE0 auf der Grundlage von Maschinen-Betriebsparametern, welche unter anderem MAF, AEFF, TPRE und MAP umfassen. Im Spezielleren sind die Drosselklappe
18 und jeweils oberstromig und unterstromig davon gelegene, zugehörige Luftkanäle50 ,52 als ein Steuervolumen vorgesehen und die Luftströmung durch dieses hindurch wird als eindimensionaler komprimierbarer Gasstrom mit quasi-stabilem Zustand behandelt. Demgemäß ergibt sich die folgende Beziehung: wobei PRE0 der in kPa gemessene Ruhedruck stromaufwärts der Drosselklappe ist (d. h. der Druck, den die Luft erreichen würde, wenn sie durch einen stetigen, adiabatischen, quasi-statischen Prozess ohne externe Arbeit auf eine Geschwindigkeit Null gebracht würde), TPRE0 die in K gemessene Ruhetemperatur stromaufwärts der Drosselklappe ist (d. h. die Temperatur, die das Fluid erreichen würde, wenn es durch einen stetigen, adiabatischen Prozess ohne externe Arbeit auf eine Geschwindigkeit Null gebracht würde), R die ideale Gaskonstante für Luft (d. h. 288,17 Nm/(kg·K)) ist. Φ ist ein einheitsloser Koeffizient gleich 0,6847 für Luftströmung mit Schallgeschwindigkeit (d. h. bei der MAP/PPRE0 geringer als 0,528 ist) und wird auf der Grundlage der folgenden Beziehung für Unterschall-Luftströmung bestimmt: wobei k das Verhältnis der spezifischen Wärmen für Luft (d. h. 1,4) und PR gleich dem Verhältnis von MAP zu PPRE0 ist. TPRE0 wird auf der Grundlage der folgenden Beziehung bestimmt: wobei V die Luftgeschwindigkeit stromaufwärts der Drosselklappe ist und basierend auf dem MAF-Signal, ρ und der Drosselklappen-Ansaugrohrgeometrie bestimmt wird. ρ ist die Luftdichte (kg/m3) und es kann angenommen werden, dass diese denselben Wert aufweist wie die Umgebungsluft, da die Strömung durch das Luftfiltersystem eine derart geringe Mach-Zahl (z. B. << 0,3) hat, dass sie als ein unkomprimierbarer Luftstrom behandelt werden kann. -
-
-
-
-
- PPRE0 wird bestimmt, indem zunächst ΦNEW auf der Grundlage von MAF, R, TPRE0, AEFF und MAP in Übereinstimmung mit Gleichung 7 berechnet wird. Ist ΦNEW größer oder gleich 1,2968 (d. h. dem Luftstrom bei Schallgeschwindigkeit), so wird (auf 0,6847 gesetzt und wird PPRE0 auf der Grundlage der Gleichung 4 bestimmt. Wie oben festgehalten, wird PR gleich einer Konstante (C) (z. B. 0,528) für eine Luftströmung mit Schallgeschwindigkeit eingestellt. Ist ΦNEW geringer als ein Schwellenwert (XTHR) 1,2968 (d. h. Unterschall-Luftströmung), so wird PR auf der Grundlage von ΦNEW berechnet. Im Spezielleren kann PR unter Verwendung der Gleichung 8 berechnet werden oder unter Verwendung einer Nachschlagetabelle bestimmt werden. Eine beispielhafte Nachschlagetabelle ist in
2 grafisch veranschaulicht. - Der Wert PPRE0 kann durch Dividieren von MAP durch PR bestimmt werden und wird zur Steuerung des Maschinenbetriebs und/oder für Diagnosezwecke verwendet. Während der Maschinensteuerung können beispielsweise PPRE0, MAF, MAP und TPRE0 dazu verwendet werden, die Drosselklappenstellung zu berechnen. Falls die Luftströmung in die Maschine geändert werden muss, kann die Veränderung der Drosselklappenstellung für den aktuellen Luftstrom auf den Soll-Luftstrom vorausgesagt werden. PPRE0 kann zusammen mit anderen Parametern zur Berechnung eines theoretischen MAFs verwendet werden, welcher mit jenem vergleichbar ist, der durch den MAF-Sensor bestimmt wird. Auf diese Weise kann bestimmt werden, ob der MAF-Sensor und/oder die Drosselklappe ordnungsgemäß funktionieren. Folglich kann ein Drosselklappenstellungsfehler und/oder ein MAF-Fehler diagnostiziert werden, je nachdem, welche anderen Zustände bekannt sind.
-
- Demgemäß wird PPRE auf der Grundlage von PPRE0 unter Verwendung der Gleichung 9 bestimmt. PPRE kann auch zur Steuerung des Maschinenbetriebs und für Diagnosezwecke verwendet werden. Während der Maschi nensteuerung können beispielsweise PPRE, MAF, PBARO und TPRE0 dazu verwendet werden, die Luftfilter-Drosselungsbedingungen zu berechnen oder zu überwachen.
- PPRE0 kann beispielsweise unmittelbar während der Kalibrierung der Maschinen-Betriebsparameter gemessen werden, wenn AEFF in Gegenüberstellung zu der Drosselklappenstellung kalibriert wird. Im Spezielleren wird beim Kalibrieren von AEFF in Gegenüberstellung zu der Drosselklappenstellung gleichzeitig PPRE0 so gemessen, dass er gemeinsam mit anderen Parametern, wie beispielsweise TPRE, MAF und MAP, den Werten für AEFF und für die Drosselklappenstellung entspricht. Auf diese Weise ist die durch die vorliegende Erfindung geschaffene Schätzung von PPRE0 während des Maschinenbetriebs nach der Kalibrierung präzise. Alternativ dazu kann PPRE0 aus einem gemessenen PPRE und einer berechneten Luftströmungsgeschwindigkeit unter Verwendung der Gleichung 9 berechnet werden.
- Die erfindungsgemäße Luftstromdrosselungssteuerung bestimmt, ob das Luftfilter hinreichend verschmutzt ist, so dass die Luftströmung in unannehmbarer Weise gedrosselt ist und das Luftfilter ausgewechselt werden sollte. Im Spezielleren wird der Druck stromaufwärts der Drosselklappe, wie weiter oben eingehend beschrieben, als eine Funktion von allgemein verfügbaren Parametern, wie beispielsweise MAF, TPS, IAT und MAP, bestimmt. Die Differenz zwischen dem gemessenen Luftdruck und dem berechneten Druck stromaufwärts der Drosselklappe wird geprüft, um den Zustand des Luftfilters in einer Spannweitenmitte von Szenarien zu diagnostizieren.
-
3 veranschaulicht den gemessenen MAP und den vorausgesagten Druck stromaufwärts der Drosselklappe über dem gemessenen MAF für eine Maschine mit einem sauberen Luftfilter.4 zeigt die entsprechenden Daten mit einem verschmutzten bzw. verstopften Luftfilter. Auf der Grundlage der aufgetragenen Datenpunkte werden lineare Regressionsgeraden bereitgestellt. Die Gefälle der Regressionsgeraden des verschmutzten Filters betragen beinahe das Doppelte von jenen des sauberen Filters. Demgemäß bestimmt die offenbarungsgemäße Luftfilterdrosselungssteuerung auf der Grundlage eines vorausgesagten Druckunterschieds stromaufwärts der Drosselklappe und eines MAF-Unterschieds ein Gefälle (m). Ist m größer als ein Schwellengefälle (mTHR), so drosselt das Luftfilter die Luftströmung in übermäßiger oder unerwünschter Weise. Ist m kleiner oder gleich einem Schwellengefälle (mTHR), so drosselt das Luftfilter die Luftströmung nicht in übermäßiger oder unerwünschter Weise. - Der Nutzen der Verwendung des Drucks stromaufwärts der Drosselklappe anstelle des gemessenen MAP liegt darin, die Auswirkung der nichtlinearen, komprimierbaren Strömung über den Drosselklappenkörper und verschiedene Drosselklappenstellungen einzuschließen. Die Differenz von Luftdruck minus dem Druck stromaufwärts der Drosselklappe kann zur Berechnung des obigen Gefälles und zur Überwachung der Luftfilterdrosselung verwendet werden, wenn ein Luftdrucksensor verfügbar ist. Der Vorteil der Verwendung des Gefälles von Druck stromaufwärts der Drosselklappe zu Luftmassenstrom liegt unter bestimmten Bedingungen darin, die Auswirkung von unbekannten Luftdruckschwankungen oder einer ungenauen Luftdruckvorhersage zu minimieren, wenn kein Luftdrucksensor installiert ist.
- In
5 , auf welche nun Bezug genommen wird, werden beispielhafte Schritte, welche durch die Luftstromdrosselungssteuerung durchgeführt werden, im Detail beschrieben. In Schritt400 wird ein Zähler n gleich 1 gesetzt. In Schritt402 bestimmt die Steuerung, ob die TPS größer als eine Schwellen-TPS (TPSTHR) ist. Ist die TPS größer als TPSTHR, so fährt die Steuerung mit Schritt404 fort. Ist TPS nicht größer als TPSTHR, so springt die Steuerung auf Schritt400 zurück. Die Steuerung bestimmt, ob die Maschinen-RPM größer als eine Schwellen-RPM (RPMTHR) ist. Ist RPM größer als RPMTHR, so fährt die Steuerung mit Schritt406 fort. Ist RPM nicht größer als RPMTHR, so springt die Steuerung auf Schritt400 zurück. Indem zu Beginn jeweils der Zustand der Drosselklappe und der Maschinen-RPM geprüft wird, um eine ausreichende Strömung durch die Maschine zu gewährleisten (wenn die Strömung zu gering ist, ist der Drosselungsverlust durch das Luftfilter sehr klein), kann die Steuerung auch den Kraftstoffverbrauch und/oder die Laufzeit der Maschine innerhalb gewisser Grenzen prüfen, um sicherzustellen, dass der Luftdruck sich nicht drastisch verändert. Dies ist in jenen Fällen besonders nützlich, in denen der Luftdrucksensor nicht verfügbar ist. - In Schritt
406 bestimmt die Steuerung den Druck stromaufwärts der Drosselklappe, wie weiter oben eingehend erörtert. In Schritt408 filtert die Steuerung den vorhergesagten Druck stromaufwärts der Drosselklappe. Die Steuerung speichert den Druck stromaufwärts der Drosselklappe und den MAF für Takt n in Schritt410 . In Schritt412 bestimmt die Steuerung, ob n größer als ein Takt-Schwellenwert (nTHR) ist. Ist n nicht größer als nTHR, so wird n in Schritt414 inkrementiert und springt auf Schritt402 zurück. In Schritt416 bestimmt die Steuerung, ob die Differenz zwischen dem maximalen MAF (MAFMAX) und dem minimalen MAF (MAFMIN), die aus den im Speicher abgelegten n Proben bestimmt werden, größer als ein Schwellenwert für die MAF-Differenz (ΔMAFTHR) ist. Ist die Differenz nicht größer als ΔMAFTHR, so springt die Steuerung auf Schritt400 zurück. Ist die Differenz größer als ΔMAFTHR, so fährt die Steuerung mit Schritt418 fort. - In Schritt
418 nimmt die Steuerung eine Berechnung von m auf der Grundlage einer Differenz des Drucks stromaufwärts der Drosselklappe und einer MAF-Differenz vor. Die Steuerung bestimmt in Schritt420 , ob m größer als mTHR ist. Ist m größer als mTHR, so fährt die Steuerung mit Schritt422 fort. Ist m nicht größer als mTHR, so fährt die Steuerung mit Schritt424 fort. In Schritt422 zeigt die Steuerung an, dass das Luftfilter die Luftströmung drosselt, und wird anschließend beendet. In Schritt424 zeigt die Steuerung an, dass das Luftfilter die Luftströmung nicht drosselt, und wird anschließend beendet. - In
6 , auf welche nun Bezug genommen wird, werden beispielhafte Module, welche die Luftstromdrosselungssteuerung ausführen, im Detail beschrieben. Die beispielhaften Module umfassen Vergleichermodule600 ,602 , ein UND-Glied604 , ein Modul606 für den Druck stromaufwärts der Drosselklappe, ein MAF-Abtastermodul608 , ein Gefälle-Modul612 und Vergleichermodule614 ,616 . Das Vergleichermodul600 vergleicht TPS mit TPSTHR und erzeugt ein Signal (z. B. 1), wenn TPS größer als TPSTHR ist. In ähnlicher Weise vergleicht das Vergleichermodul602 RPM mit RPMTHR und erzeugt ein Signal (z. B. 1), wenn RPM größer als RPMTHR ist. Das UND-Glied604 empfangt die Signale und erzeugt ein Signal (z. B. 1) wenn die Signale von den Vergleichern anzeigen, dass TPS und RPM beide größer sind als ihre jeweiligen Schwellenwerte. - Das Modul
606 für den Druck stromaufwärts der Drosselklappe bestimmt den Druck stromaufwärts der Drosselklappe und zeichnet Proben davon auf, wenn das UND-Glied604 das geeignete Signal dafür (z. B. 1) erzeugt. In ähnlicher Weise überwacht das MAF-Abtastmodul608 den MAF und zeichnet Proben davon auf, wenn das UND-Glied604 das geeignete Signal dafür (z. B. 1) erzeugt. Das Gefälle-Modul612 empfängt die Werte für den Druck stromaufwärts der Drosselklappe und für den MAF und berechnet m, wenn ΔMAF (d. h. MAFMAX minus MAFMIN) größer als ΔMAFTHR ist. Im Spezielleren erzeugt, wenn ΔMAF größer als ΔMAFTHR ist, das Vergleichermodul614 ein entsprechendes Signal (z. B. 1), welches von dem Gefälle-Modul612 empfangen wird. Das Vergleichermodul616 erzeugt ein Signal (z. B. 1), wenn m größer als mTHR ist, was darauf hindeutet, dass die Luftströmung übermäßig gedrosselt ist. Ist m nicht größer als mTHR, so erzeugt das Vergleichermodul616 ein entsprechendes Signal (z. B. 0), was darauf hindeutet, dass die Luftströmung nicht übermäßig gedrosselt ist. - Es sei hier vorweggenommen, dass die weiter oben beschriebenen, beispielhaften Module als Teilmodule in einem einzigen Modul kombiniert sein können. So können beispielsweise das Modul
606 für den Druck stromaufwärts der Drosselklappe und das MAF-Abtastermodul608 Teilmodule eines einzigen Moduls sein. - Für den Fachmann ist aus der vorangegangenen Beschreibung nunmehr feststellbar, dass die grundlegenden Lehren der vorliegenden Erfindung in vielfältiger Form umgesetzt werden können. Es sollte daher der wahre Umfang dieser Erfindung, die hier zwar in Verbindung mit speziellen Beispielen derselben beschrieben worden ist, durch diese nicht eingeschränkt werden, da für den Fachmann nach Durchsicht der Zeichnungen, der Beschreibung und der nachfolgenden Patentansprüche, weitere Abänderungen offensichtlich werden.
Claims (21)
- Verfahren zum Überwachen einer Luftstromdrosselung in einem Lufteinlass einer Brennkraftmaschine, welches umfasst, dass eine vorbestimmte Anzahl von Proben des Drucks stromaufwärts der Drosselklappe aufgezeichnet wird; eine vorbestimmte Anzahl von Proben des Luftmassenstroms, welche jeweils den Proben des Drucks stromaufwärts der Drosselklappe entsprechen, aufgezeichnet wird; auf der Grundlage der Proben des Drucks stromaufwärts der Drosselklappe und der Proben des Luftmassenstroms ein Gefälle bestimmt wird; und auf der Grundlage des Gefälles bestimmt wird, ob ein Luftfilter eine übermäßige Drosselung der Luftströmung verursacht.
- Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Schritte des Aufzeichnens stattfinden, wenn eine Drosselklappenstellung und eine Maschinen-RPM jeweils größer als ein entsprechender Schwellenwert sind.
- Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Bestimmens eines Gefälles dann erfolgt, wenn ein Delta-Luftmassenstromwert größer als ein Delta-Schwellenwert ist.
- Verfahren nach Anspruch 3, welches weiterhin umfasst, dass aus den Proben des Luftmassenstroms ein maximaler Luftmassenstromwert bestimmt wird; und aus den Proben des Luftmassenstroms ein minimaler Luftmassenstromwert bestimmt wird; wobei der Delta-Luftmassenstromwert als eine Differenz zwischen dem maximalen Luftmassenstromwert und dem minimalen Luftmassenstromwert berechnet wird.
- Verfahren nach Anspruch 1, welches weiterhin umfasst, dass auf der Grundlage der Proben des Drucks stromaufwärts der Drosselklappe und der Proben des Luftmassenstroms eine lineare Regressionsgerade bestimmt wird, wobei das Gefälle der linearen Regressionsgeraden entspricht.
- Verfahren nach Anspruch 1, wobei eine jede der Proben des Drucks stromaufwärts der Drosselklappe dadurch bestimmt wird, dass auf der Grundlage von Maschinen-Betriebsparametern ein Zwischenparameter bestimmt wird; und auf der Grundlage des Zwischenparameters eine Probe des Drucks stromaufwärts der Drosselklappe bestimmt wird.
- Verfahren nach Anspruch 6, welches weiterhin umfasst, dass auf der Grundlage des Zwischenparameters ein Druckverhältnis bestimmt wird; und das Druckverhältnis einem Festwert gleichgesetzt wird, wenn der Zwischenparameter nicht geringer als ein Schwellenwert ist.
- System zum Überwachen einer Luftstromdrosselung in einem Lufteinlass einer Brennkraftmaschine, umfassend: ein erstes Modul, das eine vorbestimmte Anzahl an Proben des Drucks stromaufwärts der Drosselklappe aufzeichnet und das eine vorbestimmte Anzahl von Proben des Luftmassenstroms, welche je weils den Proben des Drucks stromaufwärts der Drosselklappe entsprechen, aufzeichnet; ein zweites Modul, das auf der Grundlage der Proben des Drucks stromaufwärts der Drosselklappe und der Proben des Luftmassenstroms ein Gefälle bestimmt; und ein drittes Modul, das auf der Grundlage des Gefälles bestimmt, ob ein Luftfilter eine übermäßige Drosselung der Luftströmung verursacht.
- System nach Anspruch 8, wobei das erste Modul die Proben aufzeichnet, wenn eine Drosselklappenstellung und eine Maschinen-RPM jeweils größer als ein entsprechender Schwellenwert sind.
- System nach Anspruch 8, wobei das zweite Modul das Gefälle bestimmt, wenn ein Delta-Luftmassenstromwert größer als ein Delta-Schwellenwert ist.
- System nach Anspruch 10, welches weiterhin ein drittes Modul umfasst, das aus den Proben des Luftmassenstroms einen maximalen Luftmassenstromwert bestimmt, und das aus den Proben des Luftmassenstroms einen minimalen Luftmassenstromwert bestimmt, wobei der Delta-Luftmassenstromwert als eine Differenz zwischen dem maximalen Luftmassenstromwert und dem minimalen Luftmassenstromwert berechnet wird.
- System nach Anspruch 8, wobei das zweite Modul auf der Grundlage der Proben des Drucks stromaufwärts der Drosselklappe und der Proben des Luftmassenstroms eine lineare Regressionsgerade bestimmt, wobei das Gefälle der linearen Regressionsgeraden entspricht.
- System nach Anspruch 8, wobei eine jede der Proben des Drucks stromaufwärts der Drosselklappe dadurch bestimmt wird, dass auf der Grundlage von Maschinen-Betriebsparametern ein Zwischenparameter bestimmt wird; und auf der Grundlage des Zwischenparameters eine Probe des Drucks stromaufwärts der Drosselklappe bestimmt wird.
- System nach Anspruch 13, welches weiterhin ein viertes Modul umfasst, das ein Druckverhältnis auf der Grundlage des Zwischenparameters bestimmt und das das Druckverhältnis einem Festwert gleichsetzt, wenn der Zwischenparameter nicht geringer als ein Schwellenwert ist.
- Verfahren zum Überwachen einer Luftstromdrosselung in einem Lufteinlass einer Brennkraftmaschine, welches umfasst, dass bestimmt wird, ob eine Mehrzahl von Betriebsparameterbedingungen erfüllt ist; eine vorbestimmte Anzahl von Proben des Drucks stromaufwärts der Drosselklappe und von Proben des Luftmassenstroms, welche jeweils den Proben des Drucks stromaufwärts der Drosselklappe entsprechen, aufgezeichnet wird, wenn die Mehrzahl von Betriebsparameterbedingungen erfüllt ist; auf der Grundlage der Proben des Drucks stromaufwärts der Drosselklappe und der Proben des Luftmassenstroms ein Gefälle bestimmt wird; und auf der Grundlage des Gefälles bestimmt wird, ob ein Luftfilter eine übermäßige Drosselung der Luftströmung verursacht.
- Verfahren nach Anspruch 15, wobei die Mehrzahl von Betriebsparameterbedingungen erfüllt ist, wenn eine Drosselklappenstellung und eine Maschinen-RPM jeweils größer als ein entsprechender Schwellenwert ist.
- Verfahren nach Anspruch 15, wobei der Schritt des Bestimmens eines Gefälles dann erfolgt, wenn ein Delta-Luftmassenstromwert größer als ein Delta-Schwellenwert ist.
- Verfahren nach Anspruch 17, welches weiterhin umfasst, dass aus den Proben des Luftmassenstroms ein maximaler Luftmassenstromwert bestimmt wird; und aus den Proben des Luftmassenstroms ein minimaler Luftmassenstromwert bestimmt wird; wobei der Delta-Luftmassenstromwert als eine Differenz zwischen dem maximalen Luftmassenstromwert und dem minimalen Luftmassenstromwert berechnet wird.
- Verfahren nach Anspruch 15, welches weiterhin umfasst, dass auf der Grundlage der Proben des Drucks stromaufwärts der Drosselklappe und der Proben des Luftmassenstroms eine lineare Regressionsgerade bestimmt wird, wobei das Gefälle der linearen Regressionsgeraden entspricht.
- Verfahren nach Anspruch 15, wobei eine jede der Proben des Drucks stromaufwärts der Drosselklappe dadurch bestimmt wird, dass auf der Grundlage von Maschinen-Betriebsparametern ein Zwischenparameter bestimmt wird; und auf der Grundlage des Zwischenparameters eine Probe des Drucks stromaufwärts der Drosselklappe bestimmt wird.
- Verfahren nach Anspruch 20, welches weiterhin umfasst, dass auf der Grundlage des Zwischenparameters ein Druckverhältnis bestimmt wird; und das Druckverhältnis einem Festwert gleichgesetzt wird, wenn der Zwischenparameter nicht geringer als ein Schwellenwert ist.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US11/626,579 US7441449B2 (en) | 2007-01-24 | 2007-01-24 | Air filter restriction monitoring without pre-throttle pressure sensors |
US11/626,579 | 2007-01-24 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102008005369A1 true DE102008005369A1 (de) | 2008-10-02 |
DE102008005369B4 DE102008005369B4 (de) | 2013-05-29 |
Family
ID=39719678
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102008005369A Expired - Fee Related DE102008005369B4 (de) | 2007-01-24 | 2008-01-21 | Luftfilter-Drosselungsüberwachung ohne Drucksensoren stromaufwärts der Drosselklappe |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7441449B2 (de) |
CN (1) | CN101230807B (de) |
DE (1) | DE102008005369B4 (de) |
Families Citing this family (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7591173B2 (en) * | 2007-03-06 | 2009-09-22 | Gm Global Technology Operations, Inc. | Method and apparatus for monitoring the restriction level of a vehicular air filter element |
US7631551B2 (en) * | 2007-07-27 | 2009-12-15 | Gm Global Technology Operations, Inc. | Adaptive barometric pressure estimation in which an internal combustion engine is located |
EP2295759B1 (de) * | 2009-09-11 | 2013-05-22 | Ford Global Technologies, LLC | Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine |
US8626456B2 (en) * | 2010-03-23 | 2014-01-07 | GM Global Technology Operations LLC | Methods for determining a remaining useful life of an air filter |
US8701468B2 (en) * | 2010-12-17 | 2014-04-22 | GM Global Technology Operations LLC | Flow estimation based on anode pressure response in fuel cell system |
JP5643165B2 (ja) * | 2011-08-08 | 2014-12-17 | 本田技研工業株式会社 | エアクリーナの寿命推定装置 |
GB2547393B (en) * | 2014-12-05 | 2021-07-07 | Nuovo Pignone Srl | Method and system for predicting residual useful life of an air filter |
CN104729858A (zh) * | 2015-03-12 | 2015-06-24 | 句容五星机械制造有限公司 | 推土机推料无力故障检测方法 |
US10006393B2 (en) * | 2016-01-22 | 2018-06-26 | GM Global Technology Operations LLC | Methods and systems for determining and reporting a remaining useful life of an air filter |
US10323597B2 (en) * | 2016-02-25 | 2019-06-18 | Kohler Co. | Electronic fuel injection system and method for engines |
US10253734B2 (en) | 2017-01-18 | 2019-04-09 | Ford Global Technologies, Llc | Method for monitoring component life |
US10487767B2 (en) * | 2017-03-17 | 2019-11-26 | Ford Global Technologies, Llc | Method and system for monitoring air filter condition |
SE1751508A1 (en) * | 2017-12-07 | 2019-06-08 | Scania Cv Ab | Method and system for diagnosing supply of air to an internal combustion engine of a vehicle |
DE102017223639B3 (de) | 2017-12-22 | 2019-04-25 | Continental Automotive Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen des Verschmutzungsgrades eines Luftfilters einer Verbrennungskraftmaschine |
CN109612719B (zh) * | 2019-02-19 | 2024-04-26 | 重庆康明斯发动机有限公司 | 一种滤清器寿命的检测方法、检测系统及检测装置 |
CN111623239A (zh) * | 2020-05-29 | 2020-09-04 | 张峰 | 一种监测低压燃气管道特征流量的方法 |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5604306A (en) * | 1995-07-28 | 1997-02-18 | Caterpillar Inc. | Apparatus and method for detecting a plugged air filter on an engine |
DE19710981C2 (de) * | 1997-03-17 | 2003-01-30 | Siemens Ag | Verfahren zur Bestimmung des Verschmutzungsgrades eines Luftfilters |
FR2787143B1 (fr) * | 1998-12-14 | 2001-02-16 | Magneti Marelli France | Detection de l'encrassement d'un filtre a carburant d'un circuit d'alimentation d'un moteur a combustion interne |
DE10056431A1 (de) * | 2000-11-14 | 2002-05-23 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren und Vorrichtung zur Diagnose des Strömungswiderstands im Ansaugtrakt von Brennkraftmaschinen |
DE10206767A1 (de) * | 2002-02-19 | 2003-09-11 | Daimler Chrysler Ag | Verfharen zur Ermittlung des Atmosphärendruckes auf der Basis des Druckes in der Ansaugleitung einer Brennkraftmaschine |
US7178410B2 (en) * | 2004-03-22 | 2007-02-20 | Cleanalert, Llc | Clogging detector for air filter |
US7032573B2 (en) * | 2004-04-23 | 2006-04-25 | Ford Global Technologies, Llc | Method and apparatus for indicating air filter maintenance is required |
DE102004038733A1 (de) * | 2004-08-10 | 2006-02-23 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine |
US7305301B1 (en) * | 2006-08-14 | 2007-12-04 | Gm Global Technology Operations, Inc. | Engine pre-throttle pressure estimation |
-
2007
- 2007-01-24 US US11/626,579 patent/US7441449B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2008
- 2008-01-21 DE DE102008005369A patent/DE102008005369B4/de not_active Expired - Fee Related
- 2008-01-24 CN CN2008100038342A patent/CN101230807B/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US7441449B2 (en) | 2008-10-28 |
CN101230807A (zh) | 2008-07-30 |
DE102008005369B4 (de) | 2013-05-29 |
CN101230807B (zh) | 2010-09-08 |
US20080223123A1 (en) | 2008-09-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102008005369B4 (de) | Luftfilter-Drosselungsüberwachung ohne Drucksensoren stromaufwärts der Drosselklappe | |
DE102008007850A1 (de) | Sensor für absoluten Luftdruck am Drosselklappeneinlass zur Detektion eines verschmutzten Luftfilters | |
DE102009012891B4 (de) | Diagnosesystem und -verfahren für einen Ansauglufttemperatursensor | |
DE102007036689B4 (de) | Druckschätzung vor einer Maschinendrossel | |
DE102008062665B4 (de) | Temperatursensordiagnose | |
DE102008029156B4 (de) | Verfahren und System zum Ermitteln eines Fehlerzustandes eines Ansauglufttemperatursensors | |
DE102008029154A1 (de) | Ansauglufttemperatur-Rationalitätsdiagnose | |
DE102004041767A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit Abgasrückführung | |
DE19922044A1 (de) | System zur Regelung des Kraftstoff/Luft-Verhältnisses | |
DE102008020364A1 (de) | System und Verfahren zur Motorgeräuschkalibrierung | |
DE112012001204T5 (de) | Turbolader-Ladesteuerung mittels des Auslassdrucks, der anhand des Motorzylinderdrucks geschätzt wird | |
DE102012207890B4 (de) | Verfahren zur Bestimmung einer Zylinderluftladung für eine Brennkraftmaschine | |
DE102008006537B4 (de) | Verfahren und System zur Überwachung einer Luftströmungseinschränkung in einer Luftansaugungeines Verbrennungsmotors | |
DE102013111151A1 (de) | Verfahren zur Diagnostizierung eines EGR-Systems und Verfahren zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung mittels desselben | |
DE102016200190A1 (de) | Verfahren und Funktionsüberwachungsvorrichtung zur Funktionsüberwachung einer Vorrichtung zur variablen Einstellung einer Zylinderverdichtung bei einem Hubkolben-Verbrennungsmotor | |
DE102015201907B4 (de) | Berührungsfreie Abgassensorüberwachung | |
DE102008034358A1 (de) | Adaptive Luftdruckabschätzung | |
DE102015221809A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Diagnose einer variablen Verstellung eines Verdichtungsverhältnisses in einem Hubkolben-Verbrennungsmotor | |
DE102017223194B4 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Diagnose eines Partikelfilters | |
DE102007016895A1 (de) | Fuzzy-Logikdiagnostik für Ladungsbewegungs-Steuerventil | |
EP2225448A1 (de) | Diagnoseverfahren für zusatzventile | |
EP3786436A1 (de) | Verfahren zur diagnostik von verbrennungsaussetzern einer verbrennungskraftmaschine | |
DE102009006568B4 (de) | Verfahren zum Ermitteln einer Betriebseigenschaft eines Abgassystems eines Motors | |
DE102009055120B4 (de) | Verfahren zum Überprüfen einer Funktion eines Aktuators bzw. eines Sensors, Verfahren zum Kalibrieren eines Aktuators bzw. eines Sensors sowie entsprechende Vorrichtung | |
WO2009144194A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum betreiben einer brennkraftmaschine und eine brennkraftmaschine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8180 | Miscellaneous part 1 |
Free format text: PFANDRECHT |
|
8180 | Miscellaneous part 1 |
Free format text: PFANDRECHT AUFGEHOBEN |
|
8180 | Miscellaneous part 1 |
Free format text: PFANDRECHT |
|
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: GM GLOBAL TECHNOLOGY OPERATIONS LLC , ( N. D. , US |
|
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: GM GLOBAL TECHNOLOGY OPERATIONS LLC (N. D. GES, US Free format text: FORMER OWNER: GM GLOBAL TECHNOLOGY OPERATIONS, INC., DETROIT, MICH., US Effective date: 20110323 |
|
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final |
Effective date: 20130830 |
|
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |