DE102017223639B3 - Method and device for determining the degree of soiling of an air filter of an internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bestimmen des Verschmutzungsgrades eines in einem Ansaugtrakt (1) einer Verbrennungskraftmaschine (VKM) stromaufwärts eines elektrisch angetriebenen Verdichters (19) angeordneten Luftfilters (11) mit folgenden Schritten:
a) Ermitteln, ob sich die Verbrennungskraftmaschine (VKM) in einem ausgeschalteten Zustand befindet, b) Schließen einer im Ansaugtrakt (1) stromabwärts des elektrisch angetriebenen Verdichters (19) angeordneten Drosselklappe (11) und Schließen aller weiteren, von dem Ansaugtrakt (1) zu einem Abgastrakt (4) der Verbrennungskraftmaschine (VKM) führenden, die Verbrennungskraftmaschine umgehenden Bypassleitungen (193, 195), falls sich die Verbrennungskraftmaschine (VKM) in einem ausgeschalteten Zustand befindet, c) Einschalten des elektrisch angetriebenen Verdichters (19) zum Zwecke eines Druckaufbaues in dem Ansaugtrakt (1), d) Erfassen des zeitlichen Druckaufbauverhaltens mittels eines im Ansaugtrakt (1) zwischen der Drosselklappe (12) und dem Luftfilter (11) angeordneten Drucksensors (17), e) Vergleichen des zeitlichen Druckaufbauverhaltens mit einem vorgegebenen zeitlichen Druckaufbauverhalten und f) Bestimmung des Verschmutzungsgrades des Luftfilters (11) auf der Basis des Ergebnisses des Vergleiches im Schritt e).

Figure DE102017223639B3_0000
The invention relates to a method and a device for determining the degree of soiling of an air filter (11) arranged in an intake tract (1) of an internal combustion engine (VKM) upstream of an electrically driven compressor (19), comprising the following steps:
a) Determining whether the internal combustion engine (VKM) is in an off state, b) closing a throttle valve (11) arranged in the intake tract (1) downstream of the electrically driven compressor (19) and closing all the other, from the intake tract (1) to an exhaust tract (4) of the internal combustion engine (VKM) leading to the internal combustion engine bypassing bypass lines (193, 195), if the internal combustion engine (VKM) is in an off state, c) switching on the electrically driven compressor (19) for the purpose of pressure build-up in the intake tract (1), d) detecting the temporal pressure buildup behavior by means of a in the intake tract (1) between the throttle valve (12) and the air filter (11) arranged pressure sensor (17), e) comparing the temporal pressure build-up behavior with a predetermined time pressure build-up behavior and f) determining the degree of contamination of the air filter (11) on the basis of the result sses of the comparison in step e).
Figure DE102017223639B3_0000

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bestimmen des Verschmutzungsgrades eines Luftfilters einer Verbrennungskraftmaschine gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche.The invention relates to a method and a device for determining the degree of contamination of an air filter of an internal combustion engine according to the features of the independent claims.

Ansaugluftfilter in Kraftfahrzeugen, meist vereinfacht als Luftfilter bezeichnet, haben neben der Funktion der Ansauggeräuschdämpfung die Aufgabe, Verunreinigungen aus der Ansaugluft zu entfernen. Dadurch werden der Verschleiß und Störungen im Betrieb der Verbrennungskraftmaschine verhindert.Intake air filters in motor vehicles, usually referred to simply as air filters, in addition to the function of Ansauggeräuschdämpfung have the task to remove impurities from the intake air. As a result, the wear and disturbances during operation of the internal combustion engine are prevented.

Da das Luftfilter im Ansaugtrakt der Verbrennungskraftmaschine angeordnet ist, hat dieses auch einen Einfluss auf den Strömungswiderstand der angesaugten Luft. Der Strömungswiderstand wiederum hat einen bedeutsamen Einfluss auf die Leistung, die Abgasemissionen und den Kraftstoffverbrauch der Verbrennungskraftmaschine. Durch ein verschmutztes oder verstopftes Luftfilter erhöht sich der Strömungswiderstand, was die o.g. Nachteile zur Folge hat. In der Regel werden Luftfilter im Rahmen der turnusmäßigen Inspektion des Kraftfahrzeuges gewechselt. Wird das Kraftfahrzeug längere Zeit in einer Umgebung bewegt, in der sehr staubhaltige Umgebungsluft vorherrscht, wie beispielsweise bei unbefestigten Straßen oder Baustellen, so kann es vorkommen, dass die Abscheidegradanforderungen des Luftfilters nicht mehr gegeben sind, bevor der nächste, routinemäßig festgelegte Werkstatttermin fällig ist. Anderseits ist es möglich, dass nach Ablauf eines Inspektionsintervalles die Verschmutzung des Luftfilters noch nicht soweit fortgeschritten ist, dass ein Wechsel nötig wäre.Since the air filter is arranged in the intake tract of the internal combustion engine, this also has an influence on the flow resistance of the intake air. The flow resistance in turn has a significant impact on the performance, exhaust emissions and fuel consumption of the internal combustion engine. By a dirty or clogged air filter, the flow resistance increases, which the o.g. Disadvantages result. As a rule, air filters are changed as part of the regular inspection of the motor vehicle. If the motor vehicle is moved for a long time in an environment in which very dusty ambient air prevails, such as in unpaved roads or construction sites, it may happen that the separation efficiency requirements of the air filter are no longer present before the next, routinely scheduled workshop date is due. On the other hand, it is possible that after an inspection interval, the contamination of the air filter has not progressed so far that a change would be necessary.

In der DE 10 2008 005 369 B4 ist ein Verfahren zum Überwachen einer Luftstromdrosselung in einem Lufteinlass einer Brennkraftmaschine beschrieben. Dabei wird eine vorbestimmte Anzahl von Schätzwerten des Druckes stromaufwärts einer Drosselklappe aufgezeichnet, eine vorbestimmte Anzahl von Messwerten des Luftmassenstroms, welche jeweils den Schätzwerten des Drucks stromaufwärts der Drosselklappe entsprechen, aufgezeichnet und auf der Grundlage der Schätzwerte des Drucks stromaufwärts der Drosselklappe und der Messwerte des Luftmassenstroms die Steigung einer linearen Regressionsgeraden bestimmt. Auf der Grundlage des Steigungswerts wird bestimmt, ob ein Luftfilter eine übermäßige Drosselung der Luftströmung verursacht.In the DE 10 2008 005 369 B4 For example, a method of monitoring airflow restriction in an air intake of an internal combustion engine is described. A predetermined number of upstream pressure estimates of a throttle are recorded, a predetermined number of mass airflow readings respectively corresponding to the upstream pressure estimates of the throttle valve are recorded and based on the estimated upstream pressure of the throttle and the mass airflow measurements determines the slope of a linear regression line. Based on the slope value, it is determined whether an air filter causes excessive throttling of the air flow.

Aus der DE 197 10 981 C2 ist ein Verfahren zum Bestimmen eines Verschmutzungsgrades eines dem Ansaugtrakt einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Fahrzeuges vorgeschalteten Luftfilters beschrieben, wobei eine Druckdifferenz aus dem Atmosphärendruck vor dem Luftfilter und dem herrschenden Druck hinter dem Luftfilter ein Maß für den Verschmutzungsgrad ist. Der Atmosphärendruck wird dabei von einem nicht im Ansaugtrakt angeordneten und schon im Fahrzeug vorhandenen Drucksensor erfasst.From the DE 197 10 981 C2 is described a method for determining a degree of contamination of the intake tract of an internal combustion engine, in particular a vehicle upstream air filter, wherein a pressure difference from the atmospheric pressure in front of the air filter and the prevailing pressure behind the air filter is a measure of the degree of pollution. The atmospheric pressure is detected by a not arranged in the intake and already existing in the vehicle pressure sensor.

Die DE 10 2008 034 323 B4 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung des Drucks vor dem Verdichter eines Turboladers zur Ermittlung des Verschmutzungsgrades eines Luftfilters, der vor dem Verdichter des Turboladers angeordnet ist, wobei das Verfahren die Schritte aufweist:

  1. (a) Bestimmen des Drucks nach dem Verdichter, wobei der Druck nach dem Verdichter in Abhängigkeit von dem Druck vor der Drosselklappe und dem Druckabfall über den Ladeluftkühler bestimmt wird, (b) Bestimmen eines Druckverhältnisses aus dem Druck nach dem Verdichter geteilt durch den Druck vor dem Verdichter anhand der Drehzahl des Turboladers und einem Luftmassenstrom, (c) Berechnen des Drucks vor dem Verdichter aus dem Druckverhältnis und dem Druck nach dem Verdichter, (d) Bestimmen eines Druckabfalls an einem Luftfilter, wobei der Druckabfall an dem Luftfilter aus der Differenz zwischen dem Umgebungsdruck und dem
The DE 10 2008 034 323 B4 discloses a method and apparatus for determining the pressure upstream of the compressor of a turbocharger to determine the degree of fouling of an air filter disposed in front of the compressor of the turbocharger, the method comprising the steps of:
  1. (a) determining the pressure downstream of the compressor, wherein the pressure downstream of the compressor is determined as a function of the pressure before the throttle and the pressure drop across the charge air cooler, (b) determining a pressure ratio from the pressure after the compressor divided by the pressure before (c) calculating the pressure before the compressor from the pressure ratio and the pressure after the compressor, (d) determining a pressure drop across an air filter, wherein the pressure drop across the air filter from the difference between the ambient pressure and the

Druck vor dem Verdichter bestimmt wird, (e) Bestimmung des Verschmutzungsgrades des Luftfilters aus dem Druckabfall.Pressure before the compressor is determined, (e) determining the degree of contamination of the air filter from the pressure drop.

Die JP 2012-122 336 A zeigt eine Brennkraftmaschine, welche Luft durch einen Luftfilter ansaugt und wobei die Brennkraftmaschine einen Ladedrucksensor aufweist, der einen Ladedruck erfasst. Basierend auf einem Vergleich zwischen dem erfassten Ladedruck und einem vorbestimmten Ladedruckwert wird das Vorhandensein bzw. Nichtvorhandensein eines verstopften Luftfilters detektiert.The JP 2012-122 336 A shows an internal combustion engine, which sucks air through an air filter and wherein the internal combustion engine has a boost pressure sensor which detects a boost pressure. Based on a comparison between the detected boost pressure and a predetermined boost pressure value, the presence or absence of a clogged air filter is detected.

In der JP 2016-61 178 A zeigt ein Verfahren, wie ein im Luftansaugtrakt einer Brennkraftmaschine angeordneter verschmutzter Luftfilter gereinigt werden kann. Hierzu wird ein im Ansaugtrakt befindlicher elektrisch angetriebener Kompressor im Umkehrmodus betrieben, so dass Staub aus dem Luftfilter entfernt wird und der Staub nach außerhalb eines Ansaugkanals abgegeben wird.In the JP 2016-61 178 A shows a method of how a arranged in the air intake tract of an internal combustion engine polluted air filter can be cleaned. For this purpose, an electrically driven compressor located in the intake tract is operated in reverse mode, so that dust is removed from the air filter and the dust is discharged outside an intake duct.

Diese bekannten Verfahren setzen voraus, dass für die Überprüfung des Luftfilters die Verbrennungskraftmaschine in Betrieb sein muss.These known methods assume that the internal combustion engine must be in operation for checking the air filter.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, mit dem bzw. mit der es auf einfache Weise ermöglicht wird, einen im Ansaugtrakt einer Verbrennungskraftmaschine angeordneten Luftfilter hinsichtlich seiner Reinigungswirkung während des Stillstandes der Verbrennungskraftmaschine zu überprüfen.The invention has for its object to provide a method and an apparatus with which or with which it is possible in a simple manner, a arranged in the intake of an internal combustion engine air filter terms to check its cleaning effect during the stoppage of the internal combustion engine.

Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.The object is solved by the features of the independent claims. Advantageous embodiments and further developments of the invention are characterized in the subclaims.

Die Erfindung zeichnet sich aus durch ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zum Bestimmen des Verschmutzungsgrades eines in einem Ansaugtrakt einer Verbrennungskraftmaschine stromaufwärts eines elektrisch angetriebenen Verdichters angeordneten Luftfilters mit folgenden Schritten:

  1. a) Ermitteln, ob sich die Verbrennungskraftmaschine in einem ausgeschalteten Zustand befindet, b) Schließen einer im Ansaugtrakt stromabwärts des elektrisch angetriebenen Verdichters angeordneten Drosselklappe und Schließen aller weiteren, von dem Ansaugtrakt zu einem Abgastrakt der Verbrennungskraftmaschine führenden, die Verbrennungskraftmaschine umgehenden Bypassleitungen, falls sich die Verbrennungskraftmaschine in einem ausgeschalteten Zustand befindet, c) Einschalten des elektrisch angetriebenen Verdichters zum Zwecke eines Druckaufbaues in dem Ansaugtrakt, d) Erfassen des zeitlichen Druckaufbauverhaltens mittels eines im Ansaugtrakt zwischen der Drosselklappe und dem Luftfilter angeordneten Drucksensors, e) Vergleichen des zeitlichen Druckaufbauverhaltens mit einem vorgegebenen zeitlichen Druckaufbauverhalten und f) Bestimmung des Verschmutzungsgrades des Luftfilters auf der Basis des Ergebnisses des Vergleiches im Schritt e).
The invention is characterized by a method and a corresponding device for determining the degree of soiling of an air filter arranged in an intake tract of an internal combustion engine upstream of an electrically driven compressor, having the following steps:
  1. a) determining whether the internal combustion engine is in an off state, b) closing a throttle located in the intake downstream of the electrically driven compressor and closing all other, leading from the intake manifold to an exhaust tract of the internal combustion engine, bypassing the internal combustion engine bypass lines, if the C) switching on the electrically driven compressor for the purpose of pressure build-up in the intake tract, d) detecting the time pressure build-up behavior by means of a arranged in the intake manifold between the throttle valve and the air filter pressure sensor, e) comparing the temporal pressure build-up behavior with a predetermined temporal pressure build-up behavior and f) determination of the degree of soiling of the air filter on the basis of the result of the comparison in step e).

Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der Vorrichtung kann auf einfache und kostengünstige Weise der Verschmutzungsgrad eines im Ansaugtrakt einer Verbrennungskraftmaschine angeordneten Luftfilters bestimmt werden, ohne dass dabei die Verbrennungskraftmaschine in Betrieb sein muss. Die Überprüfung kann also insbesondere vor einem Start der Verbrennungskraftmaschine oder nach dem Abstellen der Verbrennungskraftmaschine während des sogenannten Steuergerätenachlaufs erfolgen.With the aid of the method or the device according to the invention, the degree of contamination of an air filter arranged in the intake tract of an internal combustion engine can be determined in a simple and cost-effective manner, without the internal combustion engine having to be in operation. The check can therefore be carried out in particular before a start of the internal combustion engine or after switching off the internal combustion engine during the so-called Steuergerätenachlaufs.

Durch die Heranziehung des ohnehin zur Ladungserhöhung vorhandenen elektrischen Verdichters, beispielsweise in Form eines elektrischen Kompressors, werden keine zusätzlichen Komponenten zur Überprüfung des Luftfilters benötigt, was einen Beitrag zu einer kostengünstigen Lösung liefert.By using the already existing for increasing the charge electric compressor, for example in the form of an electric compressor, no additional components for checking the air filter are needed, which contributes to a cost-effective solution.

Auch um den Ansaugtrakt stromabwärts des Luftfilters und des elektrischen Verdichters hermetisch abzudichten, um ein reproduzierbares Druckaufbauverhalten zu regenerieren, das zur Überprüfung des Luftfilters verwendet wird, werden keine zusätzlichen Komponenten benötigt. Allein durch Schließen der Drosselklappe und aller Bypassleitungen, welche den Ansaugtrakt mit dem Abgastrakt verbinden, mittels ohnehin in diesen Leitungen vorhanden Ventilen kann dies erreicht werden.Also, to hermetically seal the intake tract downstream of the air filter and the electric compressor to regenerate a reproducible pressure build-up behavior used to check the air filter, no additional components are needed. Only by closing the throttle and all bypass lines, which connect the intake tract with the exhaust tract, by means of valves already present in these lines, this can be achieved.

Besonders einfach gestaltet sich das Verfahren, wenn überprüft wird, ob innerhalb einer vorbestimmten Zeitspanne der durch die Aktivierung des elektrischen Verdichters erzeugte Druck einen vorgegebenen Referenzwert übersteigt oder nicht.The method is particularly simple if it is checked whether, within a predetermined period of time, the pressure generated by the activation of the electric compressor exceeds a predetermined reference value or not.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und Zeichnung eines Ausführungsbeispiels. Es zeigen:

  • 1 in schematischer Darstellung eine Verbrennungskraftmaschine mit einer Aufladeeinrichtung und zugehöriger Steuerungseinrichtung und
  • 2 ein Ablaufschema eines Verfahrens zum Bestimmen des Verschmutzungsgrades eines Luftfilters der Verbrennungskraftmaschine
Further advantages and embodiments of the invention will become apparent from the following description and drawings of an embodiment. Show it:
  • 1 a schematic representation of an internal combustion engine with a charging device and associated control device and
  • 2 a flowchart of a method for determining the degree of contamination of an air filter of the internal combustion engine

Eine Verbrennungskraftmaschine VKM umfasst einen Ansaugtrakt 1, einen Motorblock 2, einen Zylinderkopf 3 und einen Abgastrakt 4.An internal combustion engine VKM includes an intake tract 1 , an engine block 2 , a cylinder head 3 and an exhaust tract 4 ,

Der Ansaugtrakt 1 umfasst u.a. ein Luftfilter 11, eine Drosselklappe 12 und ein Saugrohr 13, das hin zu einem Zylinder 28 über einen Einlasskanal in den Motorblock 2 geführt ist. Stromaufwärts der Drosselklappe 12 sind ein als Lastsensor dienender Luftmassenmesser 14, ein Ansauglufttemperatursensor 15 und ein Drucksensor 17 vorgesehen. Alternativ oder zusätzlich zu dem Luftmassenmesser 14 kann als Lastsensor auch stromabwärts der Drosselklappe 12 ein im Saugrohr 13 verbauter Saugrohrdrucksensor 16 verbaut sein. Sind beide der genannten Sensoren vorhanden, so können die entsprechenden Signale plausibilisiert werden. Ebenso ist es möglich, dass der Ansauglufttemperatursensor 15 und der Drucksensor 17 zu einer baulichen Einheit (Sensormodul) zusammengefasst sind. Bei der Drosselklappe 12 handelt es sich um eine sogenannte elektronische Drosselklappe, deren Öffnungsgrad neben den Signalen, welche einen Fahrerwunsch entsprechen, auch unabhängig davon über elektrische Signale einer die Verbrennungskraftmaschine VKM steuernden und regelnden Steuerungseinrichtung 6 einstellbar ist.The intake tract 1 includes, inter alia, an air filter 11 , a throttle 12 and a suction tube 13 that's going to a cylinder 28 via an inlet channel in the engine block 2 is guided. Upstream of the throttle 12 are an air mass meter serving as a load sensor 14 , an intake air temperature sensor 15 and a pressure sensor 17 intended. Alternatively or in addition to the air mass meter 14 as a load sensor can also be downstream of the throttle 12 one in the intake manifold 13 built-in intake manifold pressure sensor 16 be installed. If both of these sensors are present, the corresponding signals can be made plausible. It is also possible that the intake air temperature sensor 15 and the pressure sensor 17 to a structural unit (sensor module) are summarized. At the throttle 12 it is a so-called electronic throttle, the degree of opening next to the signals that correspond to a driver's request, regardless of electrical signals of the internal combustion engine VKM controlling and regulating control device 6 is adjustable.

Der Motorblock 2 umfasst eine Kurbelwelle 21, welche über eine Pleuelstange 25 mit einem Kolben 24 des Zylinders 28 gekoppelt ist. Der Zylinder 28 und der Kolben 24 begrenzen einen, von der Kolbenstellung abhängigen variablen Brennraum 27. In der 1 ist aus Gründen der Übersichtlichkeit nur ein einziger Zylinder 28 gezeigt, die Verbrennungskraftmaschine VKM kann aber eine beliebige Anzahl von Zylindern aufweisen.The engine block 2 includes a crankshaft 21 , which has a connecting rod 25 with a piston 24 of the cylinder 28 is coupled. The cylinder 28 and the piston 24 limit one dependent on the piston position variable combustion chamber 27 , In the 1 is for clarity only a single cylinder 28 shown the internal combustion engine VKM but can have any number of cylinders.

Der Zylinderkopf 3 umfasst einen Ventiltrieb mit einem Gaseinlassventil 30, einem Gasauslassventil 31 und entsprechende, nicht näher bezeichnete Ventilantriebe. Der Zylinderkopf 3 umfasst ferner eine Zündkerze 35 und ein Kraftstoffeinspritzventil 34. Alternativ kann das Kraftstoffeinspritzventil 34 auch in dem Saugrohr 13 angeordnet sein, wie es in der 1 mit strichlinierter Darstellung gezeigt ist.The cylinder head 3 includes a valvetrain with a gas inlet valve 30 , a gas outlet valve 31 and corresponding, unspecified valve actuators. The cylinder head 3 further includes a spark plug 35 and a fuel injection valve 34 , Alternatively, the fuel injection valve 34 also in the intake manifold 13 be arranged as it is in the 1 shown with dashed lines.

Der Abgastrakt 4 umfasst einen Abgaskatalysator 40, der bevorzugt als Dreiwegekatalysator ausgebildet ist und optional einen Partikelfilter 41. Stromaufwärts des Abgaskatalysators 40 ist ein Abgassensor in Form einer Lambdasonde 42 angeordnet. Die Lambdasonde 42 kann dabei als eine sogenannte Sprungsonde (binäre Sonde) ausgebildet sein, oder als eine Breitbandsonde (lineare Sonde) ausgebildet sein, mit der die Sauerstoffkonzentration im Abgas in einem großen Bereich bestimmt und damit auf das Luft-Kraftstoff- Verhältnis im Brennraum 27 geschlossen werden kann.The exhaust tract 4 includes an exhaust gas catalyst 40 , which is preferably designed as a three-way catalyst and optionally a particle filter 41 , Upstream of the catalytic converter 40 is an exhaust gas sensor in the form of a lambda probe 42 arranged. The lambda probe 42 can be designed as a so-called jump probe (binary probe), or designed as a broadband probe (linear probe), with which determines the oxygen concentration in the exhaust gas in a large area and thus the air-fuel ratio in the combustion chamber 27 can be closed.

Zur Erhöhung der Zylinderfüllung und damit zur Leistungssteigerung der Verbrennungskraftmaschine VKM ist ein Abgasturbolader vorgesehen, dessen Turbine 43 im Abgastrakt 4 angeordnet ist und über eine nicht dargestellte Welle mechanisch in Wirkverbindung mit einem im Ansaugtrakt 1 angeordneten Verdichter 18 steht. Somit treiben die Abgase der Verbrennungskraftmaschine VKM die Turbine 43 an und diese wiederum den Verdichter 18. Der Verdichter 18 liefert der Verbrennungskraftmaschine VKM eine vorverdichtete Frischladung. Ein in der Regel dem Verdichter 18 nachgeschalteter Ladeluftkühler ist hier nicht dargestellt. Um bei größeren Abgasmassenströmen, die bei hohen Drehzahlen der Verbrennungskraftmaschine VKM auftreten können, der Abgasturbolader die Verbrennungskraftmaschine VKM nicht überlädt, wird in diesem Lastbereich ein Teilstrom über eine Bypassleitung 44 (waste-gate), in das ein Bypassventil 45 eingeschaltet ist, an der Turbine 43 vorbei stromauf des Abgaskatalysators 40 abgeführt. Das Bypassventil 45 ist in diesem Beispiel als ein elektromagnetisches Ventil ausgeführt.To increase the cylinder filling and thus to increase the performance of the internal combustion engine VKM an exhaust gas turbocharger is provided, whose turbine 43 in the exhaust tract 4 is arranged and via a shaft, not shown, mechanically in operative connection with a in the intake 1 arranged compressor 18 stands. Thus, the exhaust gases drive the internal combustion engine VKM the turbine 43 and this in turn the compressor 18 , The compressor 18 provides the internal combustion engine VKM a pre-compressed fresh charge. A usually the compressor 18 Downstream intercooler is not shown here. For larger exhaust gas mass flows at high speeds of the internal combustion engine VKM can occur, the exhaust gas turbocharger the internal combustion engine VKM does not overload, a partial flow is in this load range via a bypass line 44 (waste gate), in which a bypass valve 45 is on, at the turbine 43 past upstream of the catalytic converter 40 dissipated. The bypass valve 45 is designed in this example as an electromagnetic valve.

Stromabwärts des Verdichters 18 des Abgasturboladers ist in dem Ansaugtrakt 1 ein elektrisch angetriebener Verdichter 19, beispielsweise ein elektrisch angetriebener Kompressor eingeschaltet. Dieser dient u.a. zur Überbrückung des sogenannten Abgasturboloches, welches das schlechte Ansprechverhalten des Abgasturboladers bei bestimmten Betriebspunktwechseln beschreibt. Der elektrisch angetriebene Verdichter 19 wird dabei jeweils dann zugeschaltet, wenn eine Aufladung durch eine Anforderung, in der Regel durch den Fahrer des mit der Verbrennungskraftmaschine 1 angetriebenen Fahrzeuges durch die Trägheit und die physikalischen Verhältnisse an dem konventionellen Abgasturbolader nicht gemäß dem gewünschten Komfort ausreichend schnell realisiert werden kann.Downstream of the compressor 18 the exhaust gas turbocharger is in the intake tract 1 an electrically driven compressor 19 , For example, an electrically driven compressor is turned on. This serves inter alia to bridge the so-called exhaust gas turbocharger, which describes the poor response of the exhaust gas turbocharger at certain operating point changes. The electrically driven compressor 19 is in each case then switched on when a charge by a request, usually by the driver of the internal combustion engine 1 driven vehicle by the inertia and the physical conditions on the conventional exhaust gas turbocharger can not be implemented sufficiently quickly according to the desired comfort.

Der elektrisch angetriebene Verdichter 19 kann alternativ auch stromaufwärts des Verdichters 18 des Abgasturboladers angeordnet sein.The electrically driven compressor 19 Alternatively, it can also be upstream of the compressor 18 be arranged of the exhaust gas turbocharger.

Der Verdichter 18 des Abgasturboladers weist eine Bypassleitung 181 auf, die mittels eines elektrisch ansteuerbaren Schubumluftventiles 182 verschlossen werden kann. Der elektrische angetriebene Verdichter 19 weist eine Bypassleitung 191 auf, die mittels eines elektrisch ansteuerbaren Schubumluftventiles 192 verschlossen werden kann.The compressor 18 the exhaust gas turbocharger has a bypass line 181 on, by means of an electrically controllable diverter valve 182 can be closed. The electric powered compressor 19 has a bypass line 191 on, by means of an electrically controllable diverter valve 192 can be closed.

Der elektrisch angetriebene Verdichter 19 kann auch für eine Sekundärlufteinblasung in den ersten Minuten nach einem Kaltstart der Verbrennungskraftmaschine VKM genutzt werden. Hierzu ist eine Sekundärluftleitung 193 vorgesehen, die stromabwärts des elektrisch angetriebenen Verdichters 19 und stromaufwärts der Drosselklappe 12 vom Ansaugtrakt 1 abzweigt und an eine Stelle stromabwärts der Turbine 43 in den Abgastrakt 4 vor dem Abgaskatalysator 40 mündet. In der Sekundärluftleitung 193 ist ein elektrisch ansteuerbares Sekundärluftventil 194 vorgesehen, das nach erfolgten Kaltstart und nach Erreichen einer festgelegten Mindesttemperatur für die Verbrennungskraftmaschine VKM geschlossen wird.The electrically driven compressor 19 can also for a secondary air injection in the first minutes after a cold start of the internal combustion engine VKM be used. For this purpose, a secondary air line 193 provided downstream of the electrically driven compressor 19 and upstream of the throttle 12 from the intake tract 1 branches off and to a point downstream of the turbine 43 in the exhaust tract 4 in front of the catalytic converter 40 empties. In the secondary air line 193 is an electrically controllable secondary air valve 194 provided after cold start and after reaching a specified minimum temperature for the internal combustion engine VKM is closed.

Ferner ist zum Rückführen eines Teils der Abgase eine Abgasrückführleitung 195 vorgesehen, welche den Abgastrakt 4 mit dem Ansaugtrakt 1 derart verbindet, dass Abgas stromabwärts der Abgasnachbehandlungsanlage 40, 41 abgezweigt und an einer Stelle stromaufwärts des Verdichters 18 wieder in den Ansaugtrakt 1 zurückgeführt wird. Eine solche Anordnung wird als Niederdruckabgasrückführung bezeichnet. Mit Hilfe eines in der Abgasrückführleitung 195 eingebauten, elektrisch ansteuerbaren Abgasrückführventils 196 kann eine Rückführung des Abgases freigegeben oder unterbunden werden.Further, for returning a part of the exhaust gases is an exhaust gas recirculation line 195 provided, which the exhaust tract 4 with the intake tract 1 such that the exhaust gas downstream of the exhaust aftertreatment system 40 . 41 branched off and at a point upstream of the compressor 18 back to the intake system 1 is returned. Such an arrangement is referred to as low pressure exhaust gas recirculation. With the help of one in the exhaust gas recirculation line 195 built-in, electrically controllable exhaust gas recirculation valve 196 a return of the exhaust gas can be released or prevented.

Eine elektronische Steuerungseinrichtung 6 ist vorgesehen, der Sensoren zugeordnet sind, die verschiedene Messgrößen erfassen und die Messwerte der Messgrößen ermitteln. Betriebsgrößen umfassen neben den Messgrößen auch von diesen abgeleitete Größen. Die Steuerungseinrichtung 6 steuert abhängig von mindestens einer der Betriebsgrößen die Stellglieder, die der Verbrennungskraftmaschine VKM zugeordnet sind, und denen jeweils entsprechende Stellantriebe zugeordnet sind, durch das Erzeugen von Stellsignalen für die Stellantriebe an. Die Steuerungseinrichtung 6 kann auch als Vorrichtung zum Betreiben der Verbrennungskraftmaschine, oder vereinfacht als Motorsteuergerät bezeichnet wird.An electronic control device 6 is provided, the sensors are assigned, which detect different measured variables and determine the measured values of the measured variables. Operating variables include not only the measured variables but also derived from these variables. The control device 6 controls the actuators, that of the internal combustion engine depending on at least one of the operating variables VKM are assigned, and each associated with corresponding actuators, by generating actuating signals for the actuators. The control device 6 can also as Device for operating the internal combustion engine, or simply referred to as engine control unit.

Die Sensoren, deren Signale der Steuerungseinrichtung 6 zugeführt werden sind u.a. der Luftmassenmesser 14, welcher einen Luftmassenstrom stromaufwärts der Drosselklappe 12 erfasst, der Temperatursensor 15, welcher eine Ansauglufttemperatur erfasst, der Drucksensor 16, welcher einen Saugrohrdruck erfasst, der Drucksensor 17, ein nicht dargestellter Drosselklappenstellungsensor, der einen Öffnungswinkel der Drosselklappe 12 erfasst, ein Temperatursensor 26, der eine Kühlmitteltemperatur der Verbrennungskraftmaschine VKM erfasst, ein Kurbelwellenwinkelsensor 22, der eine Stellung der Kurbelwelle 21 erfasst und die Abgassonde 42, welche einen Restsauerstoffgehalt des Abgases erfasst und deren Signal charakteristisch ist für das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in dem Zylinder 28 bei der Verbrennung des Luft-Kraftstoff-Gemisches.The sensors, their signals to the control device 6 to be supplied include the air mass meter 14 , which is an air mass flow upstream of the throttle 12 detected, the temperature sensor 15 , which detects an intake air temperature, the pressure sensor 16 , which detects an intake manifold pressure, the pressure sensor 17 , An unillustrated throttle position sensor, the opening angle of the throttle 12 detected, a temperature sensor 26 , which is a coolant temperature of the internal combustion engine VKM detected, a crankshaft angle sensor 22 , which is a position of the crankshaft 21 captured and the exhaust probe 42 , which detects a residual oxygen content of the exhaust gas and whose signal is characteristic of the air-fuel ratio in the cylinder 28 during the combustion of the air-fuel mixture.

Je nach Ausgestaltung der Verbrennungskraftmaschine VKM und deren Peripherie kann eine Untermenge der genannten Sensoren vorhanden sein oder es können auch zusätzliche Sensoren vorhanden sein.Depending on the configuration of the internal combustion engine VKM and the periphery of which may be a subset of said sensors, or additional sensors may be present.

Die Stellglieder sind beispielsweise die Drosselklappe 12, das Einspritzventil 34, die Zündkerze 35, die Schubumluftventile 182, 192, das Sekundärluftventil 194, das Bypassventil 45, das Abgasrückführventil 196 und der elektrische Verdichter 19.The actuators are, for example, the throttle 12 , the injection valve 34 , the spark plug 35 , the diverter valves 182 . 192 , the secondary air valve 194 , the bypass valve 45 , the exhaust gas recirculation valve 196 and the electric compressor 19 ,

Die Steuerungseinrichtung 6 umfasst bevorzugt eine Recheneinheit (Prozessor) 61, die mit einem Programmspeicher 62 und einem Wertespeicher (Datenspeicher) 63 gekoppelt ist. Die Recheneinheit 61, der Programmspeicher 62 und der Wertespeicher 63 können jeweils ein oder mehrere mikroelektronische Bauelemente umfassen. Alternativ können diese Komponenten teilweise oder vollständig in einem einzigen mikroelektronischen Bauteil integriert sein. In dem Programmspeicher 61 bzw. dem Wertespeicher sind Programme bzw. Werte abgespeichert, die für den Betrieb der Verbrennungskraftmaschine VKM nötig sind. Insbesondere ist eine Funktion FKT_DIAG _LF zur Diagnose des Luftfilters implementiert, die während des Stillstandes der Verbrennungskraftmaschine VKM abgearbeitet wird, wie es anhand der Beschreibung der 2 noch näher erläutert wird. In dem Wertespeicher 63 ist u.a. ein Referenzdruckwert REF P für den vom elektrischen Verdichter 19 im Fall eines nicht verschmutzen oder verstopften Luftfilter 11 erzeugbaren Ladedruckaufbau hinterlegt, dessen Bedeutung ebenfalls noch anhand der Beschreibung der 2 näher erläutert wird.The control device 6 preferably comprises a computing unit (processor) 61 that with a program memory 62 and a value memory (data memory) 63 is coupled. The arithmetic unit 61 , the program memory 62 and the value memory 63 may each comprise one or more microelectronic components. Alternatively, these components may be partially or fully integrated in a single microelectronic device. In the program memory 61 or the value memory programs or values are stored, which are for the operation of the internal combustion engine VKM are necessary. In particular, a function FKT_DIAG _LF implemented for the diagnosis of the air filter during the stoppage of the internal combustion engine VKM is processed, as described by the description of the 2 will be explained in more detail. In the value memory 63 is, inter alia, a reference pressure value REF P for the electric compressor 19 in the case of a non-polluted or clogged air filter 11 can be generated superimposed boost pressure, whose meaning also still based on the description of 2 is explained in more detail.

Ferner ist in der Steuerungsvorrichtung 6 ein Zeitzähler 66 (Timer) und ein Fehlerspeicher 64 zum Speichern und Auswerten von verschiedenen Diagnoseergebnissen, insbesondere von Ergebnissen der Funktion FKT_DIAG_LF zur Diagnose des Luftfilters 11 vorgesehen. Negative Diagnoseergebnisse können dem Fahrzeugführer des mit der Verbrennungskraftmaschine VKM angetriebenen Fahrzeugs zusätzlich zu der Speicherung in dem Fehlerspeicher 64 auch akustisch und/oder optisch mit Hilfe einer bevorzugt im Kombiinstrument des Fahrzeugs angeordneten Fehleranzeigevorrichtung 65 übermittelt werden.Further, in the control device 6 a time counter 66 (Timer) and a fault memory 64 for storing and evaluating various diagnostic results, in particular results of the function FKT_DIAG_LF for diagnosis of the air filter 11 intended. Negative diagnostic results can be the driver of the internal combustion engine VKM driven vehicle in addition to the storage in the fault memory 64 also acoustically and / or optically with the help of a preferably arranged in the instrument cluster of the vehicle error display device 65 be transmitted.

Im nachfolgenden wird anhand der 2 in Form eines Ablaufdiagrammes das Verfahren zur Diagnose des Luftfilters 11 erläutert.The following is based on the 2 in the form of a flow chart, the procedure for the diagnosis of the air filter 11 explained.

In einem Schritt S0 wird die Funktion FKT_DIAG_LF zum Bestimmen des Verschmutzungsgrades eines Luftfilters der Verbrennungskraftmaschine VKM gestartet, in dem gegebenenfalls Variablen initialisiert und Zählerstände zurückgesetzt werden.In one step S0 becomes the function FKT_DIAG_LF for determining the degree of soiling of an air filter of the internal combustion engine VKM started, in which, if necessary, variables are initialized and counter readings are reset.

In einem Schritt S1 wird abgefragt, ob die Verbrennungskraftmaschine VKM ausgeschaltet ist. Dieser Zustand kann mittels eines der bekannten Verfahren detektiert werden, beispielsweise durch Auswerten von Signalen eines Zünd-Anlassschlosses oder Zustandes einer Start-Stopp-Taste oder mittels Auswerten von Signalen innerhalb der die Verbrennungskraftmaschine VKM steuernden und/oder regelnden Steuerungseinrichtung 6 erfolgen.In one step S1 is queried whether the internal combustion engine VKM is off. This state can be detected by one of the known methods, for example by evaluating signals of an ignition starter lock or state of a start-stop button or by evaluating signals within the internal combustion engine VKM controlling and / or regulating control device 6 respectively.

Die Abfrage in Schritt S1 wird, gegebenenfalls jeweils nach einer kurzen Wartezeit T_WAIT so oft wiederholt, bis die Abfrage ein positives Ergebnis liefert, also die Verbrennungskraftmaschine VKM nicht in Betrieb ist.The query in step S1 if necessary after a short waiting period T_WAIT repeated until the query gives a positive result, so the internal combustion engine VKM not in operation.

Anschließend wird in dem Schritt S2 mittels Ansteuersignalen der Steuerungseinrichtung 6 die Drosselklappe 12 vollständig geschlossen. Weist die Verbrennungskraftmaschine VKM eine Sekundärluftleitung 193 auf, so wird auch diese durch Ansteuern des in dieser Leitung vorhandenen Sekundärluftventils 194 vollständig geschlossen. Ist Darüber hinaus noch eine Abgasrückführleitung 196 vorhanden, so wird auch diese durch Ansteuern des in dieser Leitung vorhandenen Abgasrückführventils 196 vollständig geschlossen. Gleichzeitig werden die beiden Schubumluftventile 182, 192 in den Bypässen der beiden Verdichter 18, 19 mittels Ansteuersignalen der Steuerungseinrichtung 6 geöffnet.Subsequently, in the step S2 by means of control signals of the control device 6 the throttle 12 completely closed. Indicates the internal combustion engine VKM a secondary air line 193 on, so this is also by controlling the existing in this line secondary air valve 194 completely closed. Is in addition still an exhaust gas recirculation line 196 This is also present by controlling the exhaust gas recirculation valve present in this line 196 completely closed. At the same time the two diverting air valves 182 . 192 in the bypasses of the two compressors 18 . 19 by means of control signals of the control device 6 open.

Befinden sich die oben genannten Ventile 182, 192, 193, 196 und die Drosselklappe 12 in den beschriebenen Schaltzuständen, so wird in einem nachfolgendem Schritt S3 der elektrisch angetriebene Verdichter 19 eingeschaltet. Dadurch wird ein Druck p im hermetisch abgeschlossenen Ansaugtrakt 1 aufgebaut. Gleichzeitig mit dem Aktivieren des elektrisch angetriebenen Verdichters 19 wird der Zeitzähler 66 gestartet.Are the above valves 182 . 192 . 193 . 196 and the throttle 12 in the described switching states, so in a subsequent step S3 the electric one driven compressors 19 switched on. This creates a pressure p in the hermetically sealed intake tract 1 built up. Simultaneously with the activation of the electrically driven compressor 19 becomes the time counter 66 started.

Während eines vorgegebenen Zeitintervalls wird der sich einstellende Druck p im Ansaugtrakt 1 mittels des Drucksensors 17 laufend erfasst und an die Steuerungseinrichtung 6 weitergeleitet. In der Darstellung gemäß der 1 ist der Drucksensor 17 im Ansaugtrakt 1 zwischen der Drosselklappe 12 und dem elektrisch angetriebenen Verdichter 19 angeordnet, es ist aber auch möglich, dass dieser Drucksensor 17 an einer anderen Stelle im Abgastrat 4 zwischen der Drosselklappe 12 und dem Luftfilter 11 verbaut ist.During a given time interval, the resulting pressure p in the intake tract 1 by means of the pressure sensor 17 continuously recorded and to the control device 6 forwarded. In the illustration according to the 1 is the pressure sensor 17 in the intake tract 1 between the throttle 12 and the electrically driven compressor 19 arranged, but it is also possible that this pressure sensor 17 in another place in the exhaust gas department 4 between the throttle 12 and the air filter 11 is installed.

In einem Schritt S5 wird abgefragt, ob das vorgegebene Zeitintervall abgelaufen ist. Ist dies der Fall, so wird in einem nachfolgenden Schritt S6 der elektrische Verdichter 19 ausgeschaltet und der nun vorliegende Wert des Druckes p in einem Schritt S7 mit einem Referenzdruckwert REF_P verglichen. Dieser Referenzdruckwert REF_P wird experimentell für einen vorgegebenen Luftfilter 11 mit bekannten Abscheidegrad ermittelt und ist in dem Wertespeicher 63 der Steuerungseinrichtung 6 abgelegt.In one step S5 a query is made as to whether the predetermined time interval has expired. If this is the case, then in a subsequent step S6 the electric compressor 19 turned off and the now present value of the pressure p in one step S7 with a reference pressure value REF_P compared. This reference pressure value REF_P becomes experimental for a given air filter 11 determined with known degree of separation and is in the value memory 63 the control device 6 stored.

Übersteigt der Druckwert p den Referenzdruckwert REF P, so wird in einem Schritt S8 auf einen verstopften Luftfilter 11 erkannt. Der gegenüber dem Referenzdruckwert REF_P höhere Druck kann durch eine Verstopfung aufgrund über längerer Zeit angesaugter, sehr staubhaltige Luft verursacht sein oder das Luftfilter ist durch Eisbildung aufgrund extremer niedriger Außenlufttemperatur zugesetzt sein.If the pressure value p exceeds the reference pressure value REF P , so in one step S8 on a clogged air filter 11 recognized. The opposite to the reference pressure value REF_P higher pressure may be caused by clogging due to long-term intake of very dusty air or the air filter may be clogged by ice formation due to extreme low outside air temperature.

Da ein verstopfter oder vereister Luftfilter 11 keine oder zumindest eine sehr eingeschränkte Reinigungswirkung hat und auch die Leistung der Verbrennungskraftmaschine VKM sinkt, bzw. der Kraftstoffverbrauch steigt, erfolgt in einem Schritt S10 ein Eintrag in den Fehlerspeicher 64. Optional hierzu zusätzlich eine Fehleranzeigevorrichtung 65 für den Fahrer des Fahrzeuges aktiviert werden, die ihn veranlassen soll, bereits vor dem Termin der nächsten Werkstattinspektion den Luftfilter 11 zu tauschen bzw. tauschen zu lassen.As a clogged or iced air filter 11 has no or at least a very limited cleaning effect and also the performance of the internal combustion engine VKM decreases, or the fuel consumption increases, takes place in one step S10 an entry in the error memory 64 , Optionally also an error indicator 65 be activated for the driver of the vehicle, which should cause him, before the date of the next workshop inspection the air filter 11 to swap or exchange.

Ergibt die Abfrage in Schritt S7, dass der Druckwert p unterhalb des Referenzdruckwertes REF_P liegt, so wird in einem Schritt S9 festgestellt, dass der Luftfilter 11 hinsichtlich seiner Durchströmbarkeit in Ordnung ist. In einem Schritt S11 ist das Verfahren beendet.Returns the query in step S7 in that the pressure value p is below the reference pressure value REF_P lies, so will in one step S9 found that the air filter 11 in terms of its flowability in order. In one step S11 the process is finished.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Ansaugtraktintake system
1111
Luftfilterair filter
1212
Drosselklappethrottle
1313
Saugrohrsuction tube
1414
LuftmassenmesserAir flow sensor
1515
Temperatursensor für AnsaugluftTemperature sensor for intake air
1616
Saugrohrdrucksensorintake manifold pressure sensor
1717
Drucksensorpressure sensor
1818
Verdichtercompressor
1919
elektrisch angetriebener Verdichterelectrically driven compressor
181181
Bypassleitungbypass line
182182
SchubumluftventilDiverter valve
191191
Bypassleitungbypass line
192192
SchubumluftventilDiverter valve
193193
SekundärluftleitungSecondary air line
194194
SekundärluftventilSecondary air valve
195195
AbgasrückführleitungExhaust gas recirculation line
196196
Abgasrückführventil Exhaust gas recirculation valve
22
Motorblockblock
2121
Kurbelwellecrankshaft
2222
KurbelwellenwinkelsensorCrank angle sensor
2424
Kolbenpiston
2525
Pleuelstangeconnecting rod
2626
KühlmitteltemperatursensorCoolant temperature sensor
2727
Brennraumcombustion chamber
2828
Zylinder cylinder
33
Zylinderkopfcylinder head
3030
GaseinlassventilGas inlet valve
3131
Gasauslassventilgas outlet
3434
KraftstoffeinspritzventilFuel injection valve
3535
Zündkerze spark plug
44
Abgastraktexhaust tract
4040
Abgaskatalysatorcatalytic converter
4141
Partikelfilterparticulate Filter
4242
Abgassonde, LambdasondeExhaust probe, lambda probe
4343
Turbine, AbgasturboladerTurbine, turbocharger
4444
Bypassleitung, wastegateBypass line, wastegate
4545
Bypassventil bypass valve
66
Steuerungseinrichtungcontrol device
6161
Recheneinheit, ProzessorArithmetic unit, processor
6262
Programmspeicherprogram memory
6363
Wertespeicher, DatenspeicherValue memory, data memory
6464
Fehlerspeichererror memory
6565
FehleranzeigevorrichtungError display device
6666
Zeitzähler, Timer Time counter, timer
VKMVKM
VerbrennungskraftmaschineInternal combustion engine
FKT_DIAG_LFFKT_DIAG_LF
Funktion zur Überprüfung des LuftfiltersFunction for checking the air filter
PP
Druckwertpressure value
REF_pREF_P
ReferenzdruckwertReference pressure value

Claims (8)

Verfahren zum Bestimmen des Verschmutzungsgrades eines in einem Ansaugtrakt (1) einer Verbrennungskraftmaschine (VKM) stromaufwärts eines elektrisch angetriebenen Verdichters (19) angeordneten Luftfilters (11) gekennzeichnet durch folgende Schritte: a) Ermitteln, ob sich die Verbrennungskraftmaschine (VKM) in einem ausgeschalteten Zustand befindet, b) Schließen einer im Ansaugtrakt (1) stromabwärts des elektrisch angetriebenen Verdichters (19) angeordneten Drosselklappe (11) und Schließen aller weiteren, von dem Ansaugtrakt (1) zu einem Abgastrakt (4) der Verbrennungskraftmaschine (VKM) führenden, die Verbrennungskraftmaschine umgehenden Bypassleitungen (193, 195), falls sich die Verbrennungskraftmaschine (VKM) in einem ausgeschalteten Zustand befindet, c) Einschalten des elektrisch angetriebenen Verdichters (19) zum Zwecke eines Druckaufbaues in dem Ansaugtrakt (1), d) Erfassen des zeitlichen Druckaufbauverhaltens mittels eines im Ansaugtrakt (1) zwischen der Drosselklappe (12) und dem Luftfilter (11) angeordneten Drucksensors (17), e) Vergleichen des zeitlichen Druckaufbauverhaltens mit einem vorgegebenen zeitlichen Druckaufbauverhalten und f) Bestimmung des Verschmutzungsgrades des Luftfilters (11) auf der Basis des Ergebnisses des Vergleiches im Schritt e) .Method for determining the degree of soiling of an air filter (11) arranged in an intake tract (1) of an internal combustion engine (VKM) upstream of an electrically driven compressor (19), characterized by the following steps: a) determining whether the internal combustion engine (VKM) is in an off state b) closing a in the intake tract (1) downstream of the electrically driven compressor (19) arranged throttle valve (11) and closing all other, from the intake tract (1) to an exhaust tract (4) of the internal combustion engine (VKM) leading the internal combustion engine bypassing the bypass line (193, 195) if the internal combustion engine (VKM) is in an off state, c) turning on the electrically driven compressor (19) to build up pressure in the intake tract (1), d) detecting the pressure build - up over time in the intake tract (1) between the throttle valve (12) u e) comparing the time pressure build-up behavior with a predetermined time pressure build-up behavior and f) determining the degree of soiling of the air filter (11) on the basis of the result of the comparison in step e). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine vom Ansaugtrakt (1) zu dem Abgastrakt (4) führende Sekundärluftleitung (193) geschlossen wird.Method according to Claim 1 , characterized in that one of the intake tract (1) to the exhaust tract (4) leading secondary air line (193) is closed. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine vom Abgastrakt (1) zu dem Ansaugtrakt (4) führende Abgasrückführleitung (195) geschlossen wird.Method according to Claim 1 or 2 , characterized in that one of the exhaust tract (1) to the intake tract (4) leading exhaust gas recirculation line (195) is closed. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine den elektrisch angetriebenen Verdichter (19) umgehende Bypassleitung (191) geöffnet wird.Method according to Claim 1 , characterized in that a bypass line (191) which bypasses the electrically driven compressor (19) is opened. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bypassleitung (181) eines im Ansaugtrakt (1) der Verbrennungskraftmaschine (VKM) angeordneten Verdichters (18) eines Abgasturboladers geöffnet wird.Method according to Claim 1 , characterized in that a bypass line (181) of a in the intake tract (1) of the internal combustion engine (VKM) arranged compressor (18) of an exhaust gas turbocharger is opened. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt c) ein Zeitzähler (66) gestartet wird und nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitspanne der im Ansaugtrakt (1) herrschende Druckwert (p) mit einem vorgegebenen Referenzdruckwert (REF_p) verglichen wird und bei Überschreiten dieses Referenzdruckwertes (REF_p) auf einen verstopften oder vereisten Luftfilter (11) erkannt wird, andernfalls der Luftfilter (11) als ordnungsgemäß funktionierend eingestuft wirdMethod according to one of the preceding claims, characterized in that in step c) a time counter (66) is started and after a predetermined period of time in the intake tract (1) prevailing pressure value (p) with a predetermined reference pressure value (REF_p) is compared and at Exceeding this reference pressure value (REF_p) is detected on a clogged or iced air filter (11), otherwise the air filter (11) is classified as functioning properly Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei Überschreiten des Referenzdruckwertes (REF_p) ein entsprechender Fehlereintrag in einen Fehlerspeicher (64) einer die Verbrennungskraftmaschine (VKM) steuernden und/oder regelnden Steuerungseinrichtung (6) erfolgt.Method according to Claim 6 , characterized in that when the reference pressure value (REF_p) is exceeded, a corresponding error entry into an error memory (64) of a control device (6) controlling and / or regulating the internal combustion engine (VKM) takes place. Vorrichtung zum Bestimmen des Verschmutzungsgrades eines in einem Ansaugtrakt (1) einer Verbrennungskraftmaschine (VKM) stromaufwärts eines elektrisch angetriebenen Verdichters (19) angeordneten Luftfilters (11), die eingerichtet ist zum Ausführen eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1-7.Device for determining the degree of soiling of an air filter (11) arranged in an intake tract (1) of an internal combustion engine (VKM) upstream of an electrically driven compressor (19), which is designed to carry out a method according to one of Claims 1 - 7 ,
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020070179A1 (en) * 2018-10-05 2020-04-09 Continental Automotive France Method for detecting the clogging of an air filter
EP4071573A2 (en) 2021-04-07 2022-10-12 Liebherr-Components Colmar SAS A method for predicting a remaining lifetime parameter of a component
US11492986B1 (en) * 2021-09-29 2022-11-08 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Method of operating a supercharged internal combustion engine
DE102022108333B3 (en) 2022-04-06 2023-06-22 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Air duct system of an internal combustion engine

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19710981C2 (en) 1997-03-17 2003-01-30 Siemens Ag Procedure for determining the degree of pollution of an air filter
JP2012122336A (en) 2010-12-06 2012-06-28 Ud Trucks Corp Clogging determination device of air filter for internal combustion engine
DE102008005369B4 (en) 2007-01-24 2013-05-29 GM Global Technology Operations LLC (n. d. Ges. d. Staates Delaware) Air filter throttle monitoring without pressure sensors upstream of the throttle
DE102008034323B4 (en) 2008-07-23 2014-06-26 Continental Mechanical Components Germany Gmbh Method and device for determining the pressure before the compressor of a turbocharger for determining the Verchschmmutzungsgrades an air filter, which is arranged in front of the compressor of the turbocharger.
JP2016061178A (en) 2014-09-16 2016-04-25 トヨタ自動車株式会社 Control unit of internal combustion engine equipped with supercharger

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10358462B4 (en) * 2003-12-13 2016-02-18 Man Truck & Bus Ag Device and method for determining the degree of contamination of an air filter unit for a motor vehicle internal combustion engine
JPWO2005085611A1 (en) * 2004-03-09 2007-08-30 株式会社日立製作所 Engine with electric supercharger and its control device
DE102008027762B3 (en) * 2008-06-11 2010-02-11 Continental Automotive Gmbh Method and device for diagnosing an intake tract of an internal combustion engine
DE102015221786A1 (en) * 2015-11-06 2017-05-11 Robert Bosch Gmbh Method and device for diagnosing a component in a gas guidance system of an engine system with an internal combustion engine
US10100790B1 (en) * 2017-08-22 2018-10-16 Ford Global Technologies, Llc Diagnosing an air filter with an electric boosting device

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19710981C2 (en) 1997-03-17 2003-01-30 Siemens Ag Procedure for determining the degree of pollution of an air filter
DE102008005369B4 (en) 2007-01-24 2013-05-29 GM Global Technology Operations LLC (n. d. Ges. d. Staates Delaware) Air filter throttle monitoring without pressure sensors upstream of the throttle
DE102008034323B4 (en) 2008-07-23 2014-06-26 Continental Mechanical Components Germany Gmbh Method and device for determining the pressure before the compressor of a turbocharger for determining the Verchschmmutzungsgrades an air filter, which is arranged in front of the compressor of the turbocharger.
JP2012122336A (en) 2010-12-06 2012-06-28 Ud Trucks Corp Clogging determination device of air filter for internal combustion engine
JP2016061178A (en) 2014-09-16 2016-04-25 トヨタ自動車株式会社 Control unit of internal combustion engine equipped with supercharger

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020070179A1 (en) * 2018-10-05 2020-04-09 Continental Automotive France Method for detecting the clogging of an air filter
FR3086977A1 (en) * 2018-10-05 2020-04-10 Continental Automotive France METHOD FOR DETECTING AN AIR FILTER CLOGGING
US11333113B2 (en) 2018-10-05 2022-05-17 Vitesco Technologies GmbH Method for detecting the clogging of an air filter
EP4071573A2 (en) 2021-04-07 2022-10-12 Liebherr-Components Colmar SAS A method for predicting a remaining lifetime parameter of a component
US11492986B1 (en) * 2021-09-29 2022-11-08 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Method of operating a supercharged internal combustion engine
DE102022108333B3 (en) 2022-04-06 2023-06-22 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Air duct system of an internal combustion engine

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