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Die Endung geht von einem Verfahren
und von einer Vorrichtung zur Überwachung
einer Luftmassenmessvorrichtung nach der Gattung der unabhängigen Ansprüche aus.
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Zur Messung des in einen Verbrennungsmotor
bzw. eine Brennkraftmaschine strömenden
Luftmassenstroms wird bei vielen Verbrennungsmotoren ein Heißfilm-Luftmassenmesser
verwendet. Die Diagnose des Heißfilm-Luftmassenmessers
erfolgt dabei über
eine Plausibilitätsprüfung des
vom Heißfilm-Luftmassenmesser
gemessenen Luftmassenstroms durch Vergleich mit einem in Abhängigkeit
eines Drosseklappenwinkels und der Motordrehzahl modellierten Luftmassenstrom.
Wenn nun ein elektrisch angetriebener Verdichter in der Luftzuführung bzw.
im Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine verbaut ist, so erhöhen sich
die Anforderungen an die Plausibilitätsprüfung.
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Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung
mit den Merkmalen der unabhängigen
Ansprüche
haben demgegenüber den
Vorteil, dass in Abhängigkeit
einer Verdichterdrehzahl und eines Verdichterdruckverhältnisses
ein Luftmassenstrom in der Luftzuführung modelliert und mit einem
von der Luftmassenmessvorrichtung gemessen Luftmassenstrom verglichen
wird. Auf diese Weise wird der Betrieb des elektrisch angetriebenen Verdichters
in der Luftzuführung
der Brennkraftmaschine bei der Überwachung
der Luftmassenmessvonichtung berücksichtigt,
so dass die genannte Plausibilitätsprüfung besonders
zuverlässig
durchgeführt
werden kann.
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Ein weiterer Vorteil besteht darin,
dass der in die Luftzuführung
der Brennkraftmaschine verbaute elektrisch angetriebene Verdichter
es ermöglicht,
unabhängig
vom Betrieb der Brennkraftmaschine einen Luftmassenstrom zu erzeugen.
Bei Kenntnis eines Verdichterkennfeldes, einer Verdichterdrehzahl
und eines Verdichterdruckverhältnisses
ist dabei eine Modellierung des sich einstellenden Luftmassenstroms
möglich.
Dieser kann mit dem von der Luftmassenmessvorrichtung gemessenen
Luftmassenstrom verglichen werden. Damit eröffnet sich eine Möglichkeit
zur Überwachung
der Luftmassenmessvorrichtung nach dem Abstellen der Brennkraftmaschine
in einem sogenannten Steuergerätenachlauf.
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Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen
sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch
angegebenen Verfahrens möglich.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn
die Messung des Verdichterdruckverhältnisses durchgeführt wird,
wenn ein Bypass zu mindestens einem Zylinder, insbesondere ein Abgasrückführventil,
geöffnet
ist. Auf diese Weise kann ein übermäßiger Druckaufbau hinter
dem elektrisch angetriebenen Verdichter vermieden und ein konstanter,
gleichmäßiger, homogener
Luftmassenstrom durch den elektrisch angesteuerten Verdichter erzeugt
werden. Dies erhöht
die Zuverlässigkeit
der Überwachung
der Luftmassenmessvorrichtung.
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Ein weiterer Vorteil besteht darin,
dass die Messung des Verdichterdruckverhältnisses durchgeführt wird,
wenn eine Drosselklappe geöffnet
ist. Auch dadurch lässt
sich ein übermäßiger Druckaufbau
hinter dem elektrisch angetriebenen Verdichter vermeiden und ein
konstanter, gleichmäßiger, homogener
Luftmassenstrom erzeugen.
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Ein weiterer Vorteil besteht darin,
dass die Messung des Verdichterdruckverhältnisses durchgeführt wird,
wenn ein Einlassventil und ein Auslassventil mindestens eines Zylinders
gleichzeitig geöffnet
sind. Auch auf diese Weise lässt
sich ein übermäßiger Druckaufbau
hinter dem elektrisch angetriebenen Verdichter vermeiden und ein
konstanter, gleichmäßiger, homogener
Luftmassenstrom einstellen.
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Ein weiterer Vorteil besteht darin,
dass die beiden Ventile in Abhängigkeit
einer Kolbenstellung in mindestens einem Zylinder zur Messung des
Verdichterdruckverhältnisses
geöffnet
werden. Auf diese Weise kann eine mechanische Beschädigung des Kolbens
durch ein Öffnen
der Ventile vermieden werden.
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Ein weiterer Vorteil besteht darin,
dass für
die Messung des Verdichterdruckverhältnisses eine Ventilüberschneidung
eines Einlassventils und eines Auslassventils mindestens eines Zylinders
in Abhängigkeit
einer Auslaufposition des Kolbens genutzt wird. Auf diese Weise
wird ebenfalls ein übermäßiger Druckaufbau
hinter dem elektrisch angetriebenen Verdichter vermieden und ein
konstanter, gleichmäßiger, homogener
Luftmassenstrom eingestellt.
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Ein weiterer Vorteil besteht darin,
dass vor Aktivierung des elektrisch angetriebenen Verdichters ein
Drucksensor zur Ermittlung eines Druckes in der Luftzuführung nach
dem elektrisch angetriebenen Verdichter mit einem Umgebungsdrucksensor
abgeglichen wird. Auf diese Weise lässt sich die Genauigkeit bei
der Messung des Verdichterdruckverhältnisses erhöhen.
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Ein weiterer Vorteil besteht darin,
dass in Abhängigkeit
des Vergleichs zwischen dem modellierten Luftmassenstrom und dem
gemessenen Luftrnassenstrom die Luftmassenmessvorrichtung auf den
modellierten Luftmassenstrom, insbesondere außerhalb eines vorgegebenen
Toleranzbereiches, abgeglichen wird. Auf diese Weise lässt sich eine
Kalibrierung mit hoher Genauigkeit für die Luftmassenmessvorrichtung
realisieren, insbesondere dann, wenn die Genauigkeit der Luftmassenmessvorrichtung
aufgrund von Verschmutzungen ihres Sensorelementes zuvor stark reduziert
wurde.
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Zeichnung
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung
näher erläutert.
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Es zeigen
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1 ein
Blockschaltbild einer Brennkraftmaschine mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
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2 einen
Ablaufplan zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Beschreibung
des Ausführungsbeispiels
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In 1 kennzeichnet 5 eine
Brennkraftmaschine, beispielsweise eines Kraftfahrzeugs, die in ihrer
Luftzuführung
einen zweiten Drucksensor 50 umfasst, der den Druck vor
einem elektrisch angetriebenen Verdichter 10 in der Luftzuführung misst.
Im Folgenden soll beispielhaft angenommen werden, dass der Druck
vor dem elektrisch angetriebenen Verdichter 10 ein Umgebungsdruck
pU ist und der zweite Drucksensor 50 folglich ein Umgebungsdrucksensor
ist. Zwischen dem Umgebungsdrucksensor 50 und dem elektrisch
angetriebenen Verdichter 10 ist ein Luftfilter 70 und
eine Luftmassenmessvorrichtung 1, beispielsweise ein Heißfilm-Luftmassenmesser
angeordnet. Dem elektrisch angetriebenen Verdichter 10 ist
in diesem Beispiel ein Verdichter 75 eines Abgasturboladers
nachgeschaltet. Dieser ist zur Funktion der Erfindung jedoch nicht
unbedingt erforderlich. In diesem Ausführungsbeispiel soll jedoch angenommen
werden, dass der Verdichter 75 des Abgasturbolader dem
elektrisch angetriebenen Verdichter 10 in der Luftzuführung der
Brennkraftmaschine 5 nachgeschaltet ist. Dabei kann es
sich beim elektrisch angetriebenen Verdichter 10 um einen
im Hinblick auf den Verdichter 75 des Abgasturboladers eigenständigen elektrischen
Zusatzverdichter handeln. Alternativ kann der elektrisch angetriebene
Verdichter 10 auch Teil des Abgasturboladers sein und direkt
die Welle zwischen einer Turbine 80 des Abgasturboladers
und dem Verdichter 75 des Abgasturboladers hilfsweise antreiben.
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Die Saugseite des elektrisch angetriebenen Verdichters 10 und
die Druckseite des Verdichters 75 des Abgasturboladers
können,
wie in der 1 dargestellt,
durch ein Schub-Umluftventil 85 verbunden sein, um ein
unerwünschtes
Verdichterpumpen vermeiden zu können.
Den beiden Verdichtern 10, 75 nachfolgend liegt
ein Ladedruck pL in der Luftzuführung
der Brennkraftmaschine 5 vor. Anschließend ist in der Luftzuführung eine
Drosselklappe 25 angeordnet, die von einem ersten Drucksensor 45 gefolgt wird.
Der erste Drucksensor 45 ermittelt dabei den Druck in dem
der Drosselklappe 25 nachfolgenden Saugrohr, also den Saugrohrdruck
pS. Anschließend folgt
ein Einlassventil 30 eines Zylinders 20 mit einem Kolben 40 und
einem Brennraum
90. Der Brennraum 90 ist über ein
Auslassventil 35 mit einem Abgastrakt verbindbar, in dem
die Turbine 80 des Abgasturboladers angeordnet ist. Ferner
ist ein Bypass 15, beispielsweise ein Abgasrückführventil
vorgesehen, das einen Luftpfad parallel zum Einlassventil 30,
zum Zylinder 20 und zum Auslassventil 35 steuert.
Gemäß 1 ist dieser Luftpfad mit
dem Bezugszeichen 95 gekennzeichnet und einerseits zwischen
dem Auslassventil 35 und der Turbine 80 des Abgasturboladers
aus dem Abgasstrang und andererseits zwischen der Drosselklappe 25 und
dem ersten Drucksensor 45 in der Luftzuführung abgezweigt.
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Ferner ist eine Vorrichtung 65 vorgesehen, die
beispielsweise Teil einer Motorsteuerung der Brennlσaftmaschine 5 sein
kann. Die Vorrichtung 65 umfasst Mittel 55 zur
Modellierung eines Luftmassenstroms. Die Mittel 55 sind
mit dem Verdichter 10 des elektrisch angetriebenen Laders,
mit der Drosselklappe 25, mit dem ersten Drucksensor 45,
mit dem zweiten Drucksensor 50, mit dem Abgasrückführventil 15,
mit dem Einlassventil 30 und mit dem Auslassventil 35 verbunden.
Ferner umfasst die Vorrichtung 65 Mittel 60 zum
Vergleich des modellierten Luftmassenstroms mit einem von der Luftmassenmessvorrichtung 1 gemessenen
Luftmassenstrom. Die Mittel 60 sind dabei mit den Mitteln 55 und
mit der Luftmassenmessvorrichtung 1 verbunden.
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Im Folgenden wird die Funktionsweise
der erfindungsgemäßen Vorrichtung 65 beschrieben.
Die Überwachung
der Luftmassenmessvorrichtung 1 kann während des Betriebes der Brennkraftmaschine 5 oder
nach Abstellen der Brennkraftmaschine 5 durchgeführt werden.
Beim Betrieb der Brennkraftmaschine 5 ist für die Überwachung
der Luftmassenmessvorrichtung 1 eine Berücksichtigung
des Einflusses des Betriebszustandes der Brennkraftmaschine 5 auf
die Modellierung des Luftmassenstroms in der Luftzuführung der
Brennkraftmaschine 5 erforderlich. Eine vergleichsweise
weniger aufwändige Überwachung
der Luftmassenmessvorrichtung 1 kann nach dem Abstellen
der Brennkraftmaschine 5 durchgeführt werden und soll im Folgenden
beispielhaft beschrieben werden. Nach dem Abstellen der Brennkraftmaschine 5 findet
die Überwachung
der Luftmassenmessvorrichtung 1 in einem sogenannten Steuergerätenachlauf
statt. Dabei können
die Mittel 55 zunächst
den ersten Drucksensor 45 mit dem zweiten Drucksensor 50 abgleichen.
Das ist deshalb möglich
und sinnvoll, da nach dem Abstellen der Brennkraftmaschine 5 im
Saugrohr den Verdichtern 10, 75 bzw. der Drosselklappe 25 nachfolgend
etwa Umgebungsdruck herrscht. Außerdem ist die Genauigkeit
des zweiten Drucksensors 50, der ja in diesem Beispiel
als Umgebungsdrucksensor ausgebildet sein soll, aufgrund seines
kleineren Messbereiches größer als
jene des ersten Drucksensors 45, der einen Saugrohrdrucksensor
darstellt. Somit stehen nach Abgleich des Saugrohrdrucksensors 45 auf
den Umgebungsdrucksensor 50 der Umgebungsdruck pU und der
Saugrohrdruck pS mit annähernd
gleicher Genauigkeit in den Mitteln 55 zur Verfügung. Statt des
Saugrohrdrucksensors 45, der der Drosselklappe 25 nachfolgt,
kann auch ein Ladedrucksensor zur Messung des Ladedrucks zwischen
den beiden Verdichtern 10, 75 auf der einen Seite
und der Drosselklappe 25 auf der anderen Seite vorgesehen
und in entsprechender Weise auf den Umgebungsdrucksensor 50 abgeglichen
werden. Der Ladedruck zwischen den beiden Verdichtern 10, 75 auf
der einen Seite und der Drosselklappe 25 auf der anderen
Seite ist in der Figur mit pL gekennzeichnet. Im Anschluss auf den
beschriebenen Abgleich kann die Diagnose bzw. Überwachung der Luftmassenmessvorrichtung 1 beginnen.
Um einen stetigen Luftmassenstrom von relevanter Größe in der
Luftzuführung
zu ermöglichen,
muss ein übermäßiger Druckaufbau hinter
den Verdichtern 10, 75 vermieden werden. Das kann
auf verschiedene Arten erfolgen. Bei Brennkraftmaschinen mit Abgasrückführung, wie
in 1 dargestellt, steuern
die Mittel 55 das Abgasrückführventil 15 derart
an, dass es geöffnet
wird und somit die notwendige Verbindung zwischen der Luftzuführung und
dem Abgastrakt und damit zur Umgebung darstellt. Dabei sind Luftmassenströme bis in
einen Bereich von 150 kg/h bei einem Druckunterschied von 200 mbar
zwischen der Luftzuführung
hinter den beiden Verdichtern 10, 75 und dem Abgastrakt
möglich.
Durch die Öffnung
des Abgasrückführventils 15 kann
also ein übermäßiger Druckaufbau
hinter den beiden Verdichtern 10, 75, insbesondere
hinter dem elektrischen Verdichter 10 vermieden und ein
konstanter, gleichmäßiger, homogener
Luftmassenstrom in der Luftzuführng
eingestellt werden. Zusätzlich kann
bei Systemen mit elektrischer Drosselklappe 25, wie in 1 dargestellt, die Drosselklappe
von den Mitteln 55 derart angesteuert werden, dass sie geöffnet wird,
um Strömungsverluste
zu vermeiden. Auch diese Maßnahme
dient der Vermeidung eines übermäßigen Druckaufbaus
hinter dem elektrischen Verdichter 10 und dem Einstellen
eines konstanten, gleichmäßigen, homogenen
Luftmassenstroms.
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Die Öffnung des Abgasrückführventils 15 ist vor
allem dann erforderlich, wenn ein Luftstrom über den Zylinder 20 nicht
oder nur bedingt möglich
ist, weil das Einlassventil 30 und/oder das Auslassventil 35 sperren.
Bei Brennkraftmaschinen 5 mit entsprechend großer Ventilüberschneidung
des Einlassventils 30 und des Auslassventils 35 kann
jedoch die Tatsache genutzt werden, dass für einen Schnellstart der Brennkraftmaschine 5 ein
Sensor zur Ermittlung der Auslaufposition des Zylinders 20 vorgesehen
ist. Ein solcher Sensor ist in 1 durch
das Bezugszeichen 100 dargestellt und mit den Mitteln 55 verbunden.
Dabei kann die Überwachung
der Luftmassenmessvorrichtung 1 von den Mitteln 55 getriggert
werden, wenn der Sensor 100 eine Auslaufposition des Zylinders 20 feststellt,
bei der der Kolben 40 im Bereich des oberen Totpunktes
für den
Ladungswechsel zum Stillstand kommt, bei dem auf Grund der Ventilüberschneidung
das Einlassventil 30 und das Auslassventil 35 gleichzeitig
geöffnet
sind. Dies ermöglicht
einen Luftmassenstrom über
den Brennraum 90 des Zylinders 20 und das geöffnete Einlassventil 30 an
das geöffnete
Auslassventil 35 beispielsweise bis etwa 50 kg/h. Kommt
der Kolben 40 hingegen bei einem Kurbelwellenwinkel zum
Stillstand, bei dem das Einlassventil 30 und das Auslassventil 35 nicht
gleichzeitig geöffnet
sind, so triggern die Mittel 55 die Überwachung der Luftmassenmessvorrichtung 1 nicht
auf Grund der Auslaufposition des Zylinders 20, da in diesem
Fall kein Luftmassenstrom über das
Einlassvenil 30, den Brennraum 90 und das Auslassventil 35 geleitet
werden kann. In diesem Fall ist die Öffnung des Abgasrückführventils 15 unabdingbar.
Die Öffnung
des Abgasrückführventils 15 durch die
Mittel 55 kann jedoch auch zusätzlich zu einem möglichen
Luftmassenstrom bei gleichzeitig geöffnetem Einlassventil 30 und
Auslassventil 35 über
den Zylinder 20 vorgesehen sein, um auf diese Weise den
Luftmassenstrom von der Luftzuführung
zum Abgastrakt differenzierter und somit noch gleichmäßiger einstellen
zu können.
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Wenn ein System mit variabler, beispielsweise
elektromechanischer Ventilsteuerung verbaut ist, so kann das Einlassventil 30 und
das Auslassventil 35 unabhängig von der Position des Kolbens 40 von den
Mitteln 55 derart angesteuert werden, dass sie gleichzeitig
geöffnet
sind, um einen übermäßigen Druckaufbau
durch den elektrischen Verdichter 10 zu verhindern und
einen konstanten, gleichmäßigen und homogenen
Luftmassenstrom zu erzeugen. Die Position des Kolbens 40 sollte
dabei zumindest dahingehend berücksichtigt
werden, dass er sich nicht in einer Position befindet, in der ein Öffnen des
Einlassventils 30 und des Auslassventils 35 zu
einer mechanischen Kollision dieser Ventile 30, 35 mit
dem Kolben 40 führen
würde,
beispielsweise in einem oberen Zündtotpunkt
des Kolbens 40. In diesem Fall sollte eine Ansteuerung
des Einlassventils 30 und des Auslassventils 35 zur
gleichzeitigen Öffnung
vermieden werden und der übermäßige Druckaufbau
durch entsprechende Ansteuerung des Abgasrückführventils 15 vermieden
werden. Die Ansteuerung des Abgasrückführventils
15 zur Öffnung des
Bypasses zum Zylinder 20 kann natürlich auch zusätzlich zur
variablen oder voll variablen Ventilsteuerung des Einlassventils 30 und
des Auslassventils 35 im Sinne einer gleichzeitigen Öffnung dieser
beiden Ventile 30, 35 bei geeigneter Stellung
des Kolbens 40 erfolgen, um den Druckaufbau hinter dem
elektrischen Verdichter 10 differenzierter zu vermeiden
und damit den Luftmassenstrom noch gleichmäßiger herzustellen.
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Wenn also eine oder mehrere der genannten Maßnahmen
zur Vermeidung eines übermäßigen Druckaufbaus
und zur Herstellung eines konstanten, gleichmäßigen und homogenen Luftmassenstroms von
den Mitteln 55 veranlasst wurde, dann wird der elektrische
Verdichter 10 von den Mitteln 55 angesteuert und
auf eine günstige
Drehzahl geregelt. Sobald sich hinter dem elektrischen Verdichter 10 ein konstanter
Druck, gemessen mit dem ersten Drucksensor 45 eingestellt
hat, wird der sich einstellende Luftmassenstrom wie folgt modelliert:
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Für
den Betrieb der Brennkraftmaschine 5 ist ein Verdichterkennfeld
in den Mitteln 55 gespeichert. Das Verdichterkennfeld stellt
einen Zusammenhang zwischen der Drehzahl des elektrischen Verdichters 10,
dem Verdichterdruckverhältnis über dem
elektrischen Verdichter 10 und dem dadurch erzeugten Luftmassenstrom
dar. Dabei soll für
diese Überwachung
angenommen werden, dass der Abgasturbolader außer Betrieb oder ein Wastegate
des Abgasturboladers vollständig
geöffnet
ist. Auf Grund der Drehzahlregelung ist die Drehzahl des elektrischen
Verdichters 10 in den Mitteln 55 bekannt. Dabei
kann die Drehzahl des elektrischen Verdichters 10 beispielsweise
mittels eines Drehzahlsensors erfasst und den Mitteln 55 zugeführt werden
und steht somit mit hoher Genauigkeit zur Verfügung. Über die Messwerte des ersten
Drucksensors 45 und des zweiten Drucksensors 50 ist
in den Mitteln 55 auch der Druck vor dem elektrischen Verdichter 10,
also der Umgebungsdruck pU und der Druck nach dem elektrischen Verdichter 10,
also in diesem Beispiel der Saugrohrdruck pS bekannt. Alternativ
kann, wie beschrieben, für
den Druck nach dem elektrischen Verdichter 10 auch der
Ladedruck pL verwendet und durch einen geeigneten Drucksensor erfasst
werden. Das Verhältnis
zwischen dem Druck nach dem elektrischen Verdichter 10 und
dem Druck vor dem elektrischen Verdichter 10, also in diesem
Beispiel zwischen dem Saugrohrdruck pS und dem Umgebungsdruck pU, stellt
das Verdichterdruckverhältnis
dar. Dieses wird in den Mitteln 55 aus dem Saugrohrdruck
pS und dem Umgebungsdruck pU ermittelt. Aus dem somit ermittelten
Verdichterdruckverhältnis
und der auf Grund der Drehzahlregelung bekannten Drehzahl des elektrischen
Verdichters 10 können
nun die Mittel 55 anhand des Verdichterkennfeldes den vom
elektrischen Verdichter 10 erzeugten und sich einstellenden
Luftmassenstrom modellieren. Der modellierte Luftmassenstrom wird
von den Mitteln 55 den Mitteln 60 zugeführt. Den
Mitteln 60 ist außerdem
der von der Luftmassenmessvorrichtung 1 gemessene Luftmassenstrom
zugeführt.
Die Mittel 60 vergleichen nun den modellierten Luftmassenstrom
mit dem gemessenen Luftmassenstrom.
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Wenn die Mittel 60 beim
Vergleich des modellierten Luftmassenstroms mit dem gemessenen Luftmassenstrom
feststellen, dass eine Differenz zwischen dem modellierten Luftmassenstrom
und dem gemessenen Luftmassenstrom betragsmäßig einen vorgegebenen Wert überschreitet,
so erkennen sie einen Fehler und geben beispielsweise eine entsprechende
Warnmeldung oder Fehlermeldung ab.
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Bei entsprechend hoher Genauigkeit
der Modellierung des Luftmassenstroms aus dem Verdichterkennfeld
ist außerdem
eine Kalibrierung der Luftmassenmessvorrichtung 1 realisierbar.
Dies insbesondere dann, wenn die Genauigkeit der Luftmassenmessvorrichtung 1 aufgrund
von Verschmutzungen eines zur Messung des Luftmassenstroms in der Luftmassenmessvorrichtung 1 vorgesehenen
Sensorelementes stark reduziert ist, wie dies beispielsweise bei
Dieselmotoren der Fall sein kann. Die Vorgehensweise bei einer solchen
Kalibrierung der Luftmassenmessvorrichtung 1 erfolgt dabei
in der für
die Überwachung
beschriebenen Weise, nur das an Stelle einer einzigen Drehzahl des
elektrischen Verdichters 10 nacheinander verschiedene Drehzahlen
des elektrischen Verdichters 10 eingestellt werden und die
Luftmassenmessvorrichtung 1 jeweils auf den modellierten
Luftmassenstrom abgeglichen wird.
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Die Kalibrierung bzw. der Abgleich
der Luftmassenmessvorrichtung 1 auf den modellierten Luftmassenstrom
kann dabei in vorteilhafter Weise beispielsweise nur in dem Fall
durchgeführt
werden, in dem die Differenz zwischen dem modellierten Luftmassenstrom
und dem von der Luftmassenmessvorrichtung 1 gemessenen
Luftmassenstrom betragsmäßig den
vorgegebenen Wert überschreitet,
der auf diese Weise einen Toleranzbereich definiert. In 2 ist das erfindungsgemäße Verfahren
beispielhaft anhand eines Ablaufplans nochmals verdeutlicht. Das Programm
wird nach dem Abstellen der Brennkraftmaschine 5 im sogenannten
Steuergerätenachlauf gestartet.
Bei einem Programmpunkt 200 führen die Mittel 55 in
der beschriebenen Weise den Abgleich des ersten Drucksensors 45 mit
dem Umgebungsdrucksensor 50 durch. Anschließend wird
zu einem Programmpunkt 205 verzweigt.
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Bei Programmpunkt 205 prüfen die
Mittel 55, ob eine Auslaufposition des Zylinders 20 vorliegt,
bei der das Einlassventil 30 und das Auslassventil 35 gleichzeitig
geöffnet
sind oder – bei
variabler oder voll variabler Ventilsteuerung – ob der Kolben 40 in
einer Position vorliegt, in der ein Öffnen des Einlassventils 30 und
des Auslassventils 35 nicht zu einer mechanischen Kollision
mit dem Kolben 40 führt.
Ist eine der beiden Bedingungen erfüllt, so wird zu einem Programmpunkt 210 verzweigt,
ist keine der beiden Bedingungen erfüllt, so wird zu einem Programmpunkt 215 verzweigt.
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Bei Programmpunkt 210 veranlassen
die Mittel 55 ein Triggern der Überwachung der Luftmassenmessvorrichtung 1 für den Fall,
dass der Sensor 100 eine günstige Auslaufposition des
Zylinders 20 detektiert hat, bei der das Einlassventil 30 und
das Auslassventil 35 gleichzeitig geöffnet sind. Für den Fall
von variabler oder voll variabler, insbesondere elektromechanischen,
Ventilsteuerung veranlassen die Mittel 55 bei Programmpunkt 210 eine
Ansteuerung des Einlassventils 30 und des Auslassventils 35 derart,
dass das Einlassventil 30 und das Auslassventil 35 gleichzeitig
geöffnet
werden, um einen übermäßigen Druckaufbau
durch den nachfolgend aktivierten elektrischen Verdichter 10 zu
vermeiden und einen konstanten, gleichmäßigen, homogenen Luftmassenstrom
zu erzeugen. Dabei kann die Position des Kolbens 40 zur
Prüfung
bei Programmpunkt 205, ob eine gleichzeitige Öffnung des
Einlassventils 30 und des Auslassventils 35 bei
der variablen oder voll variablen Ventilsteuerung möglich ist,
ebenfalls mit Hilfe des Sensors 100 erfolgen.
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Nach Programmpunkt 210 wird
zu einem Programmpunkt 220 verzweigt. Bei Programmpunkt 215 veranlassen
die Mittel 55 eine Ansteuerung des Abgasrückführventils 15 derart,
dass das Abgasrückführventil 15 geöffnet wird,
um einen übermäßigen Druckaufbau
hinter dem nachfolgend zu aktivierenden elektrischen Verdichter 10 zu
vermeiden und einen konstanten, gleichmäßigen, homogenen Luftmassenstrom
einzustellen. Anschließend
wird ebenfalls zu Programmpunkt 220 verzweigt.
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Bei Programmpunkt 220 kann
es optional vorgesehen sein, dass die Mittel 55 die Drosselklappe 25 derart
ansteuern, dass sie geöffnet
wird, um Strömungsverluste
zu vermeiden und den Luftmassenstrom noch gleichmäßiger einzustellen
und ebenfalls einen übermäßigen Druckaufbau
hinter dem nachfolgend zu aktivierenden elektrischen Verdichter 10 zu
vermeiden. Für
den Fall, dass Programmpunkt 220 von Programmpunkt 210 aus
erreicht wurde, kann es zusätzlich
vorgesehen sein, dass die Mittel 55 das Abgasrückführventil 15 zusätzlich ansteuern, um
es zu öffnen,
und auf diese Weise einen übermäßigen Druckaufbau
hinter dem nachfolgend zu aktivierenden elektrischen Verdichter 10 differenzierter zu
vermeiden und den Luftmassenstrom noch gleichmäßiger einzustellen. Anschließend steuern
die Mittel 55 den elektrischen Verdichter 10 an
und regeln ihn auf eine vorgegebene Drehzahl, um einen konstanten,
gleichmäßigen, homogenen
Luftmassenstrom zu erzeugen. Anschließend wird zu einem Programmpunkt 225 verzweigt.
Bei Programmpunkt 225 prüfen die Mittel 55 anhand
des vom ersten Drucksensor 45 ermittelten Saugrohrdrucks
pS, ob sich hinter dem elektrischen Verdichter 10 bereits
ein konstanter Druck eingestellt hat. Ist dies der Fall, so wird zu
einem Programmpunkt 230 verzweigt, andernfalls wird zu
Programmpunkt 225 zurückverzweigt.
Die Prüfung
auf einen konstanten Saugrohrdruck pS kann dabei derart erfolgen,
dass der Saugrohrdruck pS dann als konstant detektiert wird, wenn
er nicht mehr als eine vorgegebene Schwankungsbreite von einem festen
Wert abweicht. Bei Programmpunkt 230 ermitteln die Mittel 55 in
der beschriebenen Weise den modellierten Luftmassenstrom. Anschließend wird
zu einem Programmpunkt 235 verzweigt.
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Bei Programmpunkt 235 wird
der modellierte Luftmassenstrom den Mitteln 60 zugeführt und
außerdem
wird der von der Luftmassenmessvorrichtung 1 gemessene
Luftmassenstrom in den Mitteln 60 erfasst. Anschließend wird
zu einem Programmpunkt 240 verzweigt.
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Bei Programmpunkt 240 prüfen die
Mittel 60, ob die Differenz zwischen dem modellierten Luftmassenstrom
und dem gemessenen Luftmassenstrom betragsmäßig größer als der vorgegebene Wert
ist. Ist dies der Fall, so wird zu einem Programmpunkt 245 verzweigt,
andernfalls wird das Programm verlassen. Bei Programmpunkt 245 generieren
die Mittel 60 eine Fehler- oder Warnmeldung. Dient die Überwachung
der Luftmassenmessvorrichtung 1 ihrer Kalibrierung, so
erfolgt bei Programmpunkt 245 ein entsprechender Abgleich
der Luftmassenmessvorrichtung 1 auf den modellierten Luftmassenstrom
für die bei
Programmpunkt 220 gewählte
Drehzahl des elektrischen Verdichters 10. Anschließend wird
das Programm verlassen. Im Falle der beschriebenen Kalibrierung
der Luftmassenmessvorrichtung 1 kann das Programm gemäß 2 für verschiedene bei Programmpunkt 220 einzustellende
Drehzahlen des elektrischen Verdichters 10 erneut durchlaufen
werden, so dass die Luftmassenmessvorrichtung 1 für diese
Drehzahlen entsprechend abgeglichen wird. Bei dieser Kalibrierung
stellt der vorgegebene Wert wie beschrieben den vorgegebenen Toleranzbereich dar.
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Das Ausführungsbeispiel gemäß 1 wurde anhand eines einzigen
Zylinders beschrieben. Wenn die Brennlσaftmaschine 5 mehrere Zylinder umfasst,
so reicht es zur Vermeidung eines übermäßigen Druckaufbaus hinter dem
elektrischen Verdichter 10 aus, wenn zumindest ein Zylinder
bei variabler oder voll variabler Ventilsteuerung das gleichzeitige Öffnen seines
Einlassventils und seines Auslassventils erlaubt bzw. mindestens
ein Zylinder in seiner Auslaufposition auf Grund von Ventilüberschneidungen
ein gleichzeitig öffnendes
Einlassventil und Auslassventil aufweist.