DE10238288B4 - Method for diagnosing an exhaust gas turbocharger actuator - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Diagnose eines Stellers eines Abgasturboladers einer Brennkraftmaschine, mit folgenden Verfahrensschritten:
– Erkennung (40) eines stationären oder quasi-stationären Betriebszustands der Brennkraftmaschine (10),
– Ansteuern (42) eines ersten Stellers für den Abgasturbolader im Abgastrakt sowie eines zweiten Stellers im Ansaugtrakt derart, dass die Brennkraftmaschine in dem stationären bzw. quasi-stationären Zustand verbleibt,
– Bestimmung (44) einer Zustandsgröße an der Turbine oder dem Verdichter des Abgasturboladers,
– wobei aus dem Ansteuersignal und der gemessenen Zustandsgröße ein Diagnosesignal (50) für den ersten Steller erzeugt wird.Method for diagnosing a controller of an exhaust gas turbocharger of an internal combustion engine, comprising the following method steps:
Detecting (40) a stationary or quasi-stationary operating state of the internal combustion engine (10),
- Controlling (42) of a first actuator for the exhaust gas turbocharger in the exhaust tract and a second actuator in the intake tract such that the internal combustion engine remains in the stationary or quasi-stationary state,
Determining (44) a state variable at the turbine or the compressor of the exhaust gas turbocharger,
- Wherein a diagnostic signal (50) for the first actuator is generated from the drive signal and the measured state variable.

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Diagnose eines Stellers eines Abgasturboladers bei einer Brennkraftmaschine.The The present invention relates to a method for diagnosing a Stellers an exhaust gas turbocharger in an internal combustion engine.

Die Ansteuerung des Turbinenverhaltens eines Abgasturboladers erfolgt unter widrigen Umgebungsbedingungen. Ein Steller zum Ansteuern des Turbinenverhaltens des Abgasturboladers kann ein von dem Ansteuersignal abweichendes Stellerverhalten zeigen. Ursachen hierfür können Schwergängigkeit, kleine Unstetigkeiten beim Stellverhalten und die Nähe von Endlagepositionen sein.The Control of the turbine behavior of an exhaust gas turbocharger takes place under adverse environmental conditions. A controller for controlling the turbine behavior of the exhaust gas turbocharger can deviate from the control signal Show the behavior of the actor. Causes for this can be stiffness, small discontinuities in the positioning behavior and the proximity of end position positions be.

Bei bekannten Diagnoseverfahren wird im wesentlichen eine Stellabweichung gegenüber einem Erwartungswert für eine vorgegebene Ansteuerung des Stellers diagnostiziert. So kann beispielsweise diagnostiziert werden, dass ein Wastegate im Abgastrakt sich nicht vollständig schließen läßt, wenn der für den Betriebspunkt vorgesehene Spitzenladedruck nicht erreicht werden kann.at known diagnostic method is essentially a control deviation across from an expected value for diagnosed a predetermined control of the actuator. So can For example, be diagnosed that a wastegate in the exhaust tract not completely shut down lets, if the for the operating point provided peak boost pressure can not be achieved can.

Ein weiteres bekanntes Diagnoseverfahren arbeitet ebenfalls mit dem Ladedruck. Dabei wird ein zu hoher Ladedruck für ein ansteuerungstechnisch vollständig geöffnetes Wastegate festgestellt. Dieses Verhalten führt zur Diagnose, dass die Wastegate-Klappe klemmt oder blockiert ist.One Another known diagnostic method also works with the Boost pressure. This is a too high boost pressure for a control technology completely open Wastegate detected. This behavior leads to the diagnosis that the Wastegate flap is jammed or blocked.

Bisherige Diagnoseverfahren haben sich stets auf einzelne Fehler beschränkt und nicht kontinuierlich das Stellverhalten am Abgasturbolader überwacht.Previous Diagnostic procedures have always been limited to individual errors and does not continuously monitor the control behavior on the turbocharger.

DE 191 18 675 C1 beschreibt ein Verfahren zur Funktionsprüfung eines als Steller wirkenden Bypasselements. Das Bypasselement regelt den Abgasstrom einer Brennkraftmaschine über die Abgasturbine eines Abgasturboladers und einen diese umgehenden Bypass. Während des Betriebs des Bypasselements wird die Abgastemperatur im Bypass erfasst und die erfassten Messdaten zur Erkennung von Fehlfunktionen genutzt. Mit dieser Anordnung ist jedoch lediglich eine ungenaue Überwachung des Betriebs der Brennkraftmaschine möglich. DE 191 18 675 C1 describes a method for functional testing of acting as a controller bypass element. The bypass element regulates the exhaust gas flow of an internal combustion engine via the exhaust gas turbine of an exhaust gas turbocharger and a bypass bypassing it. During operation of the bypass element, the exhaust gas temperature is detected in the bypass and the acquired measurement data is used to detect malfunctions. With this arrangement, however, only an inaccurate monitoring of the operation of the internal combustion engine is possible.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Diagnoseverfahren für einen Steller eines Abgasturboladers bereitzustellen, das eine zuverlässige und kontinuierliche Überwachung des Stellverhaltens zuläßt bei gleichzeitiger Einzeldiagnose der verschiedenen Stellstreckenbestandteile.Of the Invention is based on the object, a diagnostic method for a Steller provide an exhaust gas turbocharger, which is a reliable and continuous monitoring the control behavior allows at the same time Single diagnosis of the various control components.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen aus Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens sind Gegenstand der Unteransprüche.According to the invention Problem solved by a method having the features of claim 1. advantageous Further developments of the method are the subject of the dependent claims.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt in einem ersten Schritt eine Erkennung eines stationären oder quasi-stationären Betriebzustands der Brennkraftmaschine. Liegt ein solcher Betriebszustand vor, erfolgt anschließend ein Ansteuern eines ersten Stellers für den Abgasturbolader im Abgastrakt. Zudem wird ein zweiter Steller im Ansaugtrakt angesteuert derart, dass die Brennkraftmaschine in dem stationären bzw. quasi-stationären Zustand verbleibt. Die Ansteuerung des zweiten Stellers kompensiert die Wirkung, die sich mit dem Ansteuern des ersten Stellers ergibt. In einem nachfolgenden Schritt erfolgt eine Bestimmung der Zustandsgröße an der Turbine oder dem Verdichter, wobei aus dem Ansteuersignal und dem Zustandswert ein Diagnosesignal für den ersten Steller bestimmt wird. Die Bestimmung kann hierbei mit Hilfe von Messwerten und/oder mit Modellwerten aus der Motorsteuerung erfolgen. Indem das erfindungsgemäße Verfahren einen ersten und einen zweiten Steller einsetzt, kann die Ansteuerung der Steller derart erfolgen, dass die Brennkraftmaschine in ihrem stationären bzw. quasi-stationären Zustand verbleibt. Während des Diagnoseverfahrens ist also eine Änderung an der Brennkraftmaschine von außen für den Fahrer nicht spürbar.at the method according to the invention In a first step, a detection of a stationary or quasi-stationary operating state of Internal combustion engine. If such an operating condition exists, takes place subsequently a driving a first actuator for the exhaust gas turbocharger in the exhaust system. In addition, a second actuator in the intake tract is controlled in such a way, that the internal combustion engine in the stationary or quasi-stationary state remains. The control of the second actuator compensates the Effect that results with the activation of the first actuator. In a subsequent step, a determination of the state variable takes place at the Turbine or the compressor, wherein from the drive signal and the Status value a diagnostic signal for the first controller is determined. The determination can be made with the aid of measured values and / or with Model values from the engine control done. By the inventive method uses a first and a second controller, the control can the actuator made such that the internal combustion engine in their stationary or quasi-stationary Condition remains. While the diagnostic process is therefore a change to the internal combustion engine from the outside for the Driver not noticeable.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren können zwei Ansätze für die konstant gehaltenen Betriebszustände unterschieden werden. Beim ersten Ansatz werden die Betriebspunkte für die Verbrennung, wie beispielsweise Zündwinkel, konstantgehalten. Bei einem zweiten Ansatz wird ohne konstante Betriebspunkte für die Verbrennung gearbeitet, wodurch allerdings ein nicht optimales Betriebsverhalten auftreten kann. Bei beiden Ansätzen ist mindestens das effektive Moment konstant, so dass ein Fahrer die Änderung an der Brennkraftmaschine nicht bemerkt.at the method according to the invention can two approaches for the constant operating conditions be differentiated. The first approach becomes the operating points for the Combustion, such as ignition angle, kept constant. In a second approach will be without constant operating points for combustion worked, whereby however a not optimal operating behavior can occur. In both approaches At least the effective moment is constant, leaving a driver the change not noticed on the internal combustion engine.

Je nach Aufbau des Abgasturboladers dient als erster Steller im Abgastrakt ein oder mehrere Stelleinheiten für eine Wastegate-Klappenposition, einen Turbinenschaufelanstellwinkel, eine Position einer Schiebehülse an dem Abgasturbolader und/oder eine Abgasklappenposition. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren werden gerade an diesen Stelleinheiten im Abgastrakt Störungen festgestellt.ever after construction of the exhaust gas turbocharger serves as the first actuator in the exhaust system one or more actuator units for a wastegate door position, a Turbine blade angle of attack, a position of a sliding sleeve on the Exhaust gas turbocharger and / or exhaust valve position. With the method according to the invention disturbances are detected at these units in the exhaust system.

Für den zweiten Steller im Ansaugtrakt wird bevorzugt eine Drosselklappe und/oder eine Umluftklappe oder -ventil vorgesehen. Bei einer Umluftklappe bzw. einem Umluftventil handelt es sich um eine Klappe bzw. ein Ventil, die in einer Parallelleitung zu dem Verdichter des Abgasturboladers angeordnet sind und abhängig von ihrer Stellung einen Teil des angesaugten Luftstroms an dem Verdichter des Abgasturboladers vorbeileiten.For the second actuator in the intake tract, a throttle valve and / or a recirculating air flap or valve is preferably provided. In a recirculation damper or a recirculation valve is a flap or a valve which are arranged in a parallel line to the compressor of the exhaust gas turbocharger and depending on their position part of the sucked air flow past the compressor of the exhaust gas turbocharger.

In einer bevorzugten Ausgestaltung wird der stationäre bzw. quasi-stationäre Zustand aufgrund der Werte für die Motordrehzahl, Füllung, Füllungszusammensetzung bei interner Abgasrückführung, Einspritzmenge, Zündwinkel, Motormoment und Ventiltrieb erkannt. Hierzu werden in einer Motorsteuerung Grenzen vorgegeben, innerhalb derer für eine vorbestimmte Zeitdauer der stationäre Betrieb erkannt wird.In In a preferred embodiment, the stationary or quasi-stationary state due to the values for the engine speed, filling, filling composition with internal exhaust gas recirculation, injection quantity, ignition angle, Engine torque and valve train detected. For this purpose, in a motor control limits given, within which for a predetermined period of stationary operation is detected.

Um die Funktionsweise des angesteuerten ersten Stellers gezielt überprüfen zu können, wird der erste Steller schrittweise angesteuert, wobei Schrittbreite und -takt zwischen den Schritten derart gewählt sind, dass die Änderung zu jedem einzelnen Schritt an der Turbine und/oder am Verdichter erfasst werden kann. Es wird also eine schrittweise Änderung der Ansteuersignale für den ersten Steller definiert. Die Parameter für die schrittweise Änderung werden dabei so ausgewählt, dass bei einer einwandfreien Funktionsweise des Stellers die hervorgerufenen Änderungen einzeln aufgelöst von Messsensoren erfasst werden können und nicht ineinander übergehen.Around to be able to check the operation of the controlled first actuator targeted, is the first actuator controlled step by step, with step width and -akt between the steps are chosen such that the change to every single step on the turbine and / or compressor can be detected. So it's going to be a gradual change the drive signals for defines the first digit. The parameters for the incremental change will be selected so that with proper functioning of the actuator, the changes caused individually resolved can be detected by measuring sensors and do not merge into each other.

Bevorzugt bewirkt die schrittweise Änderung der Ansteuersignale eine zunehmende Betätigung des Stellers, wobei das Diagnosesignal für eine Fehlfunktion des Stellers generiert wird, wenn die festgestellte Änderung um mehr als einen Mindestbetrag von einer proportional zum Ansteuersignal des Stellers zunehmenden Änderung abweicht. Die schrittweise Änderung der Ansteuersignale erfolgt nach Amplitude und Zeit (Verweildauer). Die Änderung kann hierbei in Form von Rampen, die über diskrete Stufenhöhen und Verweildauer je Stufe definiert sind, oder durch Sprünge, beispielsweise durch Rechtecksprünge, erfolgen.Prefers causes the gradual change of the Control signals an increasing actuation of the actuator, wherein the diagnostic signal for a malfunction of the actuator is generated when the detected change by more than a minimum amount of one proportional to the drive signal the writer's increasing change differs. The gradual change The control signals are based on amplitude and time (dwell time). The change can here in the form of ramps that over discrete step heights and residence time per level are defined, or by jumps, for example by rectangular jumps, respectively.

Diese Ansteuerung hat eine Betätigung des Stellers zur Folge (Stimulus), die nach einer erwarteten Antwortzeit bei einwandfrei arbeitendem System eine Änderung des Zustands um die Turbine bzw. den Verdichter bewirkt, welche anhand von Sensoren im Einlass- und/oder Auslasstrakt detektiert wird.These Control has an actuation the adjuster (stimulus) following an expected response time if the system is operating properly, the state changes by Turbine or the compressor causes, which by means of sensors in Inlet and / or exhaust tract is detected.

Diesem Verfahrensschritt liegt die Annahme zugrunde, dass eine Änderung des Stellers ebenfalls eine Änderung der Zustandsgröße bewirkt. Dabei kann zur Diagnose einzelner Teile der Stellstrecke nicht nur die Änderung der Zustandsgröße als solche, sondern auch das zeitliche Verhalten der Änderung herangezogen werden. Treten bei der Änderung der Zustandsgröße sprunghafte Änderungen oder eine Sättigung auf, so ist dies ein Hinweis auf einen Fehler an dem Steller.this Process step is based on the assumption that a change the author also a change the state variable causes. It can not only to diagnose individual parts of the control section the change the state variable as such, but also the temporal behavior of the change. Join in the change of State variable sudden changes or a saturation on, this is an indication of a mistake on the controller.

Damit die Änderung des ersten Stellers sich nicht nachteilig auf den Betriebszustand der Brennkraftmaschine auswirkt, wird der zweite Steller nach einer bestimmten Verzögerungszeit angesteuert, um die vorgenommene Ansteuerung zu kompensieren.In order to the change the first actuator is not detrimental to the operating condition the internal combustion engine, the second actuator is after a certain delay time controlled in order to compensate for the control carried out.

Ein Alterungsprozess des Stellers lässt sich diagnostizieren, indem bevorzugt die gemessene Änderung zusammen mit dem zugehörigen Ansteuersignal abgelegt und mit einer zweiten gemessenen Änderung zu einem späteren Zeitpunkt verglichen wird.One Aging process of the actuator leaves diagnose yourself by preferring the measured change along with the associated Actuator signal stored and with a second measured change for a later Time is compared.

Der Vergleich zeigt, ob sich das Ansprechverhalten des Stellers auf die Ansteuersignale mit der Zeit geändert hat.Of the Comparison shows whether the response of the actuator on the drive signals has changed over time.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Diagnoseverfahrens wird anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.One preferred embodiment the diagnostic method according to the invention is based on an embodiment explained in more detail.

Es zeigt:It shows:

1 eine Brennkraftmaschine mit Abgasturbolader in einer schematischen Ansicht und 1 an internal combustion engine with turbocharger in a schematic view and

2 das erfindungsgemäße Verfahren im Blockdiagramm. 2 the inventive method in block diagram.

1 zeigt eine Brennkraftmaschine 10 in schematischer Ansicht. Ein Ansaugtrakt 12 ist mit einem Luftfilter 14 und einem Ladeluftkühler 16 versehen. Stromaufwärts von dem Ladeluftkühler 16 ist eine Verdichterturbine 18 eines Abgasturboladers vorgesehen. Stromabwärts von dem Ladeluftkühler 16 ist eine Drosselklappe 20 schematisch dargestellt. Der durch die Drosselklappe 20 getretene Luftmassenstrom verteilt sich auf die Zylinder 22, von denen in dem Ausführungsbeispiel vier angedeutet sind. 1 shows an internal combustion engine 10 in a schematic view. An intake tract 12 is with an air filter 14 and a charge air cooler 16 Mistake. Upstream of the intercooler 16 is a compressor turbine 18 an exhaust gas turbocharger provided. Downstream of the intercooler 16 is a throttle 20 shown schematically. The throttle 20 entered mass air flow is distributed to the cylinder 22 of which four are indicated in the embodiment.

Auslassseitig sind die Zylinder 22 mit einem Abgastrakt 24 verbunden. Der Abgastrakt 24 kann mit einem Katalysator 26 ausgestattet sein. Stromaufwärts von dem Katalysator 26 befindet sich eine Turbine 28 des Abgasturboladers. Der besseren Übersicht halber ist nicht dargestellt, dass Turbine 28 und Verdichter 18 des Abgasturboladers miteinander mechanisch gekoppelt sind, wobei im Betrieb die Turbine 28 den Verdichter 18 antreibt.The exhaust side are the cylinders 22 with an exhaust tract 24 connected. The exhaust tract 24 can with a catalyst 26 be equipped. Upstream of the catalyst 26 there is a turbine 28 the exhaust gas turbocharger. For the sake of clarity, it is not shown that turbine 28 and compressors 18 the exhaust gas turbocharger are mechanically coupled to each other, wherein in operation, the turbine 28 the compressor 18 drives.

Parallel zu der Turbine 28 ist eine Bypass-Leitung 30, mit einem Wastegate 32 im Abgastrakt vorgesehen. Drosselklappe 20 und Wastegate 32 sind über eine Motorsteuerung 34 ansteuerbar. Die Motorsteuerung 34 stellt über die angedeuteten Sig nale 36 fest, ob ein stationärer oder quasi-stationärer Zustand der Brennkraftmaschine vorliegt.Parallel to the turbine 28 is a bypass line 30 , with a wastegate 32 provided in the exhaust tract. throttle 20 and wastegate 32 are via a motor control 34 controllable. The engine control 34 represents the indicated signals 36 determines whether a stationary or quasi-stationary state of the internal combustion engine is present.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Ansteuerung des Wastegates 32 kontinuierlich überwacht. Die Erfindung ist aber keineswegs auf eine Diagnose des Wastegates 32 beschränkt, sondern kann ebenso für Turbinen 28 mit variabler Turbinengeometrie oder mit einem Schiebehülsenlader verwendet werden. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das Wastegate 32 schrittweise angesteuert, wobei die Ansteuerung mit einer Verzögerungszeit durch eine entsprechende Ansteuerung der Drosselklappe 20 kompensiert wird, damit ein konstanter Betriebszustand der Brennkraftmaschine erhalten bleibt. Der aus Abgasmassenstrom, Temperaturen vor und nach Turbine, dem Abgasgegendruck sowie dem Druck nach Turbine berechnete Istwert für die Verdichterleistung wird überwacht und dient bei einer nicht dem Ansteuersignal für das Wastegate 32 entsprechend Änderung als Ausgangspunkt für ein Diagnosesignal.In the method according to the invention is the activation of the wastegate 32 continuously monitored. However, the invention is by no means based on a diagnosis of the wastegate 32 limited, but can also be used for turbines 28 be used with variable turbine geometry or with a sliding sleeve loader. In the method according to the invention, the wastegate 32 controlled stepwise, wherein the control with a delay time by a corresponding control of the throttle 20 is compensated so that a constant operating condition of the internal combustion engine is maintained. The actual value for the compressor power calculated from the exhaust gas mass flow, temperatures before and after the turbine, the exhaust gas backpressure and the pressure downstream of the turbine is monitored and is not used for the drive signal for the wastegate 32 according to change as starting point for a diagnostic signal.

2 verdeutlicht das erfindungsgemäße Verfahren in einem Blockdiagramm. In einem ersten Verfahrensschritt 38 werden die Größen wie Motordrehzahl, Füllung bzw. Füllungszusammensetzung (EGR), Einspritzmenge, Zündwinkel, Motormoment und Ventiltrieb gemessen bzw. aus Modellen der Motorsteuerung 34 ausgelesen. Die Größen aus dem Verfahrensschritt 38 dienen in Schritt 40 zur Ermittlung des Betriebszustands der Brennkraftmaschine. Wird ein quasi-stationärer Betriebszustand erkannt, so wird im Verfahrensschritt 42 schrittweise das Ansteuersignal des Stellers im Abgastrakt geändert. Für die schrittweise Änderung der Ansteuersignale stehen verschiedene Varianten zur Verfügung. Insgesamt kann die schrittweise Änderung unterschieden werden in einer Änderung nach Amplitude und eine Änderung nach Zeit (Verweildauer). Für die Amplitude der Ansteuersignale können noch verschiedene Formen wie beispielsweise Rampen oder Sprünge definiert werden. Insgesamt wird die schrittweise Änderung der Ansteuersignale so ausge wählt, dass für den zu analysierenden Stellstreckenabschnitt möglichst aufschlussreiche Antwortsignale gemessen werden. 2 illustrates the inventive method in a block diagram. In a first process step 38 The variables such as engine speed, filling or filling composition (EGR), injection quantity, ignition angle, engine torque and valve train are measured or from models of the engine control 34 read. The sizes from the process step 38 serve in step 40 for determining the operating state of the internal combustion engine. If a quasi-stationary operating state is detected, then in the process step 42 gradually changed the control signal of the actuator in the exhaust system. Various variants are available for the step-by-step change of the control signals. Overall, the stepwise change can be distinguished in a change by amplitude and a change by time (dwell time). For the amplitude of the drive signals still different shapes such as ramps or jumps can be defined. Overall, the stepwise change of the control signals is selected so that as instructive as possible response signals are measured for the control section to be analyzed section.

Die Umsetzung des Ansteuersignals bewirkt einen Istwert für die Turbinenleistung 44. Gleichzeitig bewirkt die Umsetzung des Ansteuersignals auch eine Änderung des Turbinenzustands 46. Sowohl der Istwert für die Turbinenleistung als auch die Zustände an der Turbine 46 werden abhängig von dem vorgenommenen Ansteuersignal des Stellers im Abgastrakt sowie dem Abgasmassenstrom, den Temperaturen vor und nach Turbine, dem Abgasgegendruck und dem Druck nach Turbine bestimmt. Das Zustandssignal 46 der Turbine dient zur Überprüfung, ob weiterhin ein quasi- und/oder stationärer Zustand vorliegt.The implementation of the drive signal causes an actual value for the turbine power 44 , At the same time, the conversion of the drive signal also causes a change in the turbine state 46 , Both the actual value for the turbine power and the conditions at the turbine 46 are determined depending on the control signal of the actuator in the exhaust tract and the exhaust gas mass flow, the temperatures before and after turbine, the exhaust back pressure and the turbine pressure. The status signal 46 The turbine is used to check whether there is still a quasi and / or stationary state.

Der Istwert für die Turbinenleistung 44 wird in einem nachfolgenden Schritt 50 zum Istwert der Verdichterleistung umgerechnet. Der Istwert der Verdichterleistung dient zur schrittweisen Veränderung des zweiten Stellers im Frischlufttrakt zur Kompensation. Mit der Kompensation wird sichergestellt, dass sowohl der Saugrohrdruck als auch die Zylinderfrischluftfüllung während des Verfahrens konstant sind.The actual value for the turbine power 44 will be in a subsequent step 50 converted to the actual value of the compressor capacity. The actual value of the compressor power is used for the stepwise change of the second actuator in the fresh air tract for compensation. The compensation ensures that both the intake manifold pressure and the cylinder fresh air charge are constant during the process.

In einem Filterungs- und Bewertungs-Schritt 54 liegt der Istwert der Verdichterleistung 50 und das Ansteuersignal aus Verfahrensschritt 42 an. In Schritt 54 werden diese Werte in Beziehung zueinander gesetzt und bei Abweichungen des Istwerts für die Verdichterleistung ein Diagnosesignal 56 erzeugt. Bei diesem Schritt ist ein Modell für die Verdichterleistung nicht erforderlich, da bereits aufgrund der Abweichung vom linearen Verhalten festgestellt werden kann, ob eine Störung vorliegt.In a filtering and evaluation step 54 is the actual value of the compressor capacity 50 and the drive signal from method step 42 at. In step 54 these values are related to each other, and in case of deviations of the actual value for the compressor power, a diagnostic signal 56 generated. In this step, a compressor performance model is not required since it is already possible to determine whether there is a fault due to the deviation from the linear behavior.

Neben der oben genannten Diagnose, die lediglich eine Abweichung vom linearen Verhalten feststellt, kann auch durch eine gezielte Auswahl der ersten Stellersignale eine Diagnose von einzelnen Stellstreckenabschnitten vorgenommen werden. Wird beispielsweise als Ansteuersignal ein rechteckförmiges Sprungsignal gewählt, das zu einem ersten Zeitpunkt vollständig einsetzt und nach einer Zeit T1 wieder auf Null zurückgesetzt wird. Ist die Amplitude dieses Sprungsignals groß genug gewählt, so wird eine nachweisbare Veränderung der Zustandsgrößen erwartet. Da bei einer solchen Anregung Hystereseeffekte, d.h. Verhaltenssteller und Ansteuersignale fallen auseinander, vernachlässigt werden können, kann aus einen ausbleibenden Antwortsignal bereits ein Diagnosesignal abgeleitet werden. So kann z.B. bei einem unter Druck geführten System bei ausbleibender Reaktion eine Undichtigkeit des Systems festgestellt werden. Auch können bei diesem Ansteuersignal Verzögerungen oder vorlaufende Antwortsignale zur Diagnose des Systems eingesetzt werden.In addition to the above-mentioned diagnosis, which detects only a deviation from the linear behavior, a diagnosis of individual control section sections can also be made by a specific selection of the first actuator signals. If, for example, a rectangular jump signal is selected as the drive signal, which is used completely at a first time and is reset to zero after a time T 1 . If the amplitude of this jump signal is chosen to be large enough, a detectable change in the state variables is expected. Since in such an excitation hysteresis effects, ie behavior actuator and control signals fall apart, can be neglected, can be derived from a lack of response signal already a diagnostic signal. For example, in the case of a pressurized system, if the reaction fails, a leak in the system can be detected. Also, in this drive signal delays or leading response signals can be used to diagnose the system.

Mit Hilfe von rampenförmigen Ansteuersignalen kann beispielsweise eine Hysterese in der Stellstrecke diagnostiziert werden. Hierbei nimmt das rampenförmige Ansteuersignale zu, so kann beispielsweise aus der Rampenhöhe die zur Erzeugung einer Signalantwort notwendig ist, gefolgert werden, ob ein Hystereseeffekt vorliegt.With Help of ramped Drive signals, for example, a hysteresis in the control path be diagnosed. Here, the ramp-shaped drive signals increases, so For example, from the ramp height for generating a Signal response is necessary to infer whether a hysteresis effect is present.

In Schritt 54 wird berücksichtigt, dass bei defekten oder alternden Stellern es zu Unstetigkeiten des Stellverhaltens kommt. Dies bedeutet, dass kleine Änderungen bei der Ansteuerung zunächst keinerlei Wirkungen haben und dann, wenn die Mechanik reagiert, es zu einer sprunghaften Positionsänderung des Stellers kommt. Bei einem ausgeschlagenen oder deformierten Abschnitt der Stellstrecke kommt es zu einer kontinuierlichen Verschiebung der Stellerendlagen. Anhand des erfindungsgemäßen Verfahrens kann auch über den Alterungsprozess bzw. bei schlagartigen Deformationen auch über sprunghafte Änderungen der Stellerendlagen ein Diagnosesignal erzeugt werden. In dem Vergleichsschritt 54 kann als weiteres Kriterium die Ansprechgeschwindigkeit und/oder die zur Kompensation eingesetzte Verzögerungszeit zur Beurteilung von mechanischen Widerständen der Stellstrecke herangezogen werden.In step 54 it is taken into account that in the case of defective or aging actuators, the positioning behavior is discontinuous. This means that small changes in the control initially have no effects and then, if the mechanism reacts, it comes to a sudden change in position of the actuator. In a worn-out or deformed section of the control section, there is a continuous shift of the actuator end positions. On the basis of the method according to the invention can also on the aging process or in the event of sudden deformations, a diagnostic signal can also be generated by means of sudden changes in the operator end positions. In the comparison step 54 can be used as a further criterion, the response speed and / or the delay time used for compensation for the assessment of mechanical resistances of the control section.

Es hat sich herausgestellt, dass zur Auswertung des Stellverhaltens über die Zeit im Hinblick auf Risiko und Wirksamkeit gewichtet mit dem erfindungsgemäßen Verfahren Diagnosewerte erzeugt werden können. Der Diagnosewert für den Steller im Abgastrakt sollte unter Abstufungen in das Gesamtfahrzeugdiagnosekonzept eingebunden werden. Abstufungen können beispielsweise bedeuten (a) alles in Ordnung, (b) Austausch ist im Hinblick auf die Fahreigenschaften zu empfehlen, (c) Austausch muss bis zu den nächsten X-Kilometern erfolgt sein oder (d) Notlauf ohne Aufladung oder (e) sofortige Stillegung des Fahrzeugs.It has been found that the evaluation of the behavior over the Time in terms of risk and effectiveness weighted with the method according to the invention Diagnostic values can be generated. The diagnostic value for the actuator in the exhaust tract should be graded into the overall vehicle diagnosis concept be involved. For example, gradations can mean (a) all right, (b) replacement is in terms of driving characteristics to recommend, (c) replacement must be done until the next X kilometers or (d) emergency without charge or (e) immediate shutdown of the vehicle.

Obwohl bei dem Ausführungsbeispiel das erfindungsgemäße Verfahren konkret für ein Wastegate und den Istwert der Turbinenleistung beschrieben wurde, ist das erfindungsgemäße Verfahren keineswegs auf dieses Beispiel begrenzt.Even though in the embodiment the inventive method specifically for a wastegate and the actual value of the turbine power has been described, is the inventive method by no means limited to this example.

Claims (9)

Verfahren zur Diagnose eines Stellers eines Abgasturboladers einer Brennkraftmaschine, mit folgenden Verfahrensschritten: – Erkennung (40) eines stationären oder quasi-stationären Betriebszustands der Brennkraftmaschine (10), – Ansteuern (42) eines ersten Stellers für den Abgasturbolader im Abgastrakt sowie eines zweiten Stellers im Ansaugtrakt derart, dass die Brennkraftmaschine in dem stationären bzw. quasi-stationären Zustand verbleibt, – Bestimmung (44) einer Zustandsgröße an der Turbine oder dem Verdichter des Abgasturboladers, – wobei aus dem Ansteuersignal und der gemessenen Zustandsgröße ein Diagnosesignal (50) für den ersten Steller erzeugt wird.Method for diagnosing a controller of an exhaust gas turbocharger of an internal combustion engine, comprising the following method steps: 40 ) of a stationary or quasi-stationary operating state of the internal combustion engine ( 10 ), - Driving ( 42 ) of a first actuator for the exhaust gas turbocharger in the exhaust gas tract and of a second actuator in the intake tract such that the internal combustion engine remains in the stationary or quasi-stationary state, 44 ) of a state variable at the turbine or the compressor of the exhaust gas turbocharger, - where from the control signal and the measured state variable a diagnostic signal ( 50 ) is generated for the first actuator. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine mit oder ohne konstante Betriebspunkte für die Verbrennung in dem Betriebszustand verbleibt.Method according to claim 1, characterized in that that the internal combustion engine with or without constant operating points for the Combustion remains in the operating state. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als erster Steller im Abgastrakt eine oder mehrere Stelleinheiten für eine Wastegate-Klappenposition, einen Turbinenschaufelanstellwinkel, eine Schiebehülse an dem Abgasturbolader und/oder eine Abgasklappenposition vorgesehen ist.Method according to claim 1 or 2, characterized that as the first actuator in the exhaust system one or more actuators for one Wastegate flap position, a turbine blade angle of attack, a sliding sleeve provided on the exhaust gas turbocharger and / or an exhaust valve position is. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als zweiter Steller im Ansaugtrakt eine Drosselklappe und/oder eine Umluftklappe bzw. ein Umluftventil vorgesehen ist.Method according to one of claims 1 to 3, characterized that as a second actuator in the intake tract a throttle and / or a recirculation damper or a recirculation valve is provided. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Ansteuern des ersten Stellers schrittweise erfolgt, wobei eine Schrittbreite und ein Schrittakt zwischen den Schritten derart gewählt sind, dass eine Änderung der Zustandsgröße an der Turbine oder dem Verdichter zu jedem Schritt erfasst werden kann.Method according to one of claims 1 to 4, characterized that the driving of the first actuator takes place stepwise, wherein a step width and a step act between the steps like this chosen are that a change the state quantity at the Turbine or the compressor can be detected at each step. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Ansteuern des ersten Stellers mit einem rampenförmigen Signalverlauf erfolgt, wobei die Rampenhöhe derart gewählt ist, dass die Änderung der Zustandsgröße der Turbine zu jedem Schritt erfasst werden kann.Method according to claim 5, characterized in that that the driving of the first actuator with a ramp-shaped waveform takes place, the ramp height chosen like that is that change the state variable of the turbine can be detected at each step. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die schrittweise Änderung des Ansteuersignals eine zunehmende Betätigung des Stellers bewirkt, wobei das Diagnosesignal für eine Fehlfunktion des Stellers generiert wird, wenn die gemessenen Änderungen um mehr als einen vorbestimmten Mindestbetrag von einer proportional mit dem Ansteuersignal des Stellers zunehmenden Änderung abweicht.Method according to one of claims 5 to 6, characterized that the gradual change the drive signal causes an increasing actuation of the actuator, wherein the diagnostic signal for a malfunction of the actuator is generated when the measured changes by more than a predetermined minimum amount of one proportional deviates increasing change with the control signal of the actuator. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Steller nach einer vorbestimmten Verzögerungszeit angesteuert wird.Method according to one of claims 1 to 7, characterized that the second actuator after a predetermined delay time is controlled. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Änderung der Zustandsgröße an der Turbine und das zugehörige Ansteuersignal gespeichert werden und zu einem späteren Zeitpunkt mit Änderungen der Zustandsgröße an der Turbine oder dem Verdichter und dem zugehörigen Ansteuersignal verglichen werden, um eine Alterung des ersten Stellers festzustellen.Method according to one of claims 5 to 8, characterized that change the state quantity at the Turbine and the associated Control signal are stored and at a later time with changes the state quantity at the Turbine or the compressor and the associated drive signal compared to determine aging of the first actuator.
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