WO2019149506A1 - Method for detecting a leak in an air intake duct of an internal combustion engine - Google Patents

Method for detecting a leak in an air intake duct of an internal combustion engine Download PDF

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WO2019149506A1
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Sebastian GRASREINER
Michail PALMAN
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Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft
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Definitions

  • the invention relates to a method for determining a leakage in a Ansaugluftmay- tion of an internal combustion engine with at least one combustion chamber.
  • the intake air duct is divided into at least two sections, comprising a section in front of a throttle flap and a section downstream of the throttle flap.
  • a leak in the intake air duct of an internal combustion engine leads to deficiencies in the driving behavior of the vehicle and can lead to various fault memory entries which are MIL (Malfunction Indicator Light) -relevant. Since a review of MIL-relevant functions is required by law, the leakage of the intake air guide, which leads to a change in the air mass-fuel mixture ratio of a predetermined setpoint, to avoid at all costs.
  • MIL Metal Indicator Light
  • a leak in the intake air duct may e.g. arise during assembly of the vehicle, since the intake air guide is composed of a plurality of different, complex shaped components, which are individual for each vehicle type. Vehicles with leaking intake air ducts will then cause problems for the customer even after a low mileage, which must be remedied during a workshop visit.
  • a method for determining a leakage in an intake air duct of an internal combustion engine having at least one combustion chamber is proposed.
  • the intake air guide is divided into at least two sections, comprising a section in front of a throttle flap and a section downstream of the throttle flap.
  • the intake air duct comprises a compressor, e.g. a turbocharger
  • the intake air duct is divided into at least three sections, namely a first section between the (mass air) sensor and the compressor, a second section downstream between the compressor and the throttle and a third section after the throttle.
  • a comparison of an air mass modeled in the control unit, which represents the air mass flowing out of the intake air duct into at least one combustion chamber, is performed with a mass of air detected by measurement at the inlet of the intake air duct.
  • a correction factor is determined, which is a measure for the comparison between the modeled air mass and the measured air mass. From the value (i.e., the magnitude of the value) of the correction factor, a leak in the intake air guide is inferred.
  • the inventive method allows a targeted and rapid diagnosis of whether there is a leak in an intake air or not.
  • the diagnosis can be carried out automatically so that a quick and robust repair procedure is possible. Due to the short time required to carry out the method, this can be used both in existing processes during the manufacture of the vehicle and in stationary operation in a workshop.
  • the information determined and evaluated in the method arises anyway and is evaluated in the scope of the method according to the invention in order to infer a leak in the intake air duct.
  • the method can thereby be used, for example, in the context of the production of the vehicle at the end of the belt in order to satisfactorily and simply verify the tightness of the intake air duct.
  • the leak location for the rework can be roughly specified. Depending on the leak location it is possible to reliably detect leak sizes from 2 mm. The method thus makes it possible to increase the delivery quality of newly manufactured vehicles and the probability of a successful repair attempt.
  • the method is carried out on a roller test stand during a pushing phase (towed drive train).
  • a pushing phase deployed drive train
  • both acceleration phases and shear phases are suitable for obtaining a primary indication of a leak during a chassis dynamometer test.
  • a mixture regulator that adjusts the ratio of fuel to air mass reacts to deviations from the acceleration phase and alters the quality of the mixture. Due to the reaction already made by the mixture controller to deviations from the acceleration phase, a more accurate indication of the presence of a leak is possible in the overrun phase on the chassis dynamometer.
  • the first predetermined threshold can be determined, for example, by experiments.
  • a further expedient embodiment provides that the method is carried out during an engine test of the internal combustion engine, in which the internal combustion engine is operated idling.
  • Carrying out the method during an engine test of the internal combustion engine, in which the internal combustion engine is operated at idle allows more accurate statements for the intake engine operation.
  • this approach allows a distinction between good and bad conditions in the Ansauglufthunt- tion after the throttle.
  • the implementation of the method can, for example, on End of the engine test carried out during the manufacture of the vehicle.
  • a leak in the section in front of the throttle valve, in particular the first section in front of an optional compressor, or the section downstream of the throttle valve (third section) of the intake air guide can be inferred if the value of the correction factor is a second predetermined threshold value , which is smaller than the first predetermined threshold, falls below.
  • the second threshold value can also be determined by tests.
  • an intake manifold pressure reduction during the engine test and to determine a weighting factor from the value of a Lambda adaptation in which slow mixture control values are processed as the long-term tendency of a fuel / air mixture and the value of a lambda control.
  • factor indicates a deviation from a determined desired lambda value of the lambda probe in front of a catalytic converter, and from the value (ie the height of the value) of the evaluation factor, a leak in the intake air guide is concluded.
  • an additional intake manifold pressure drop which is e.g. is generated by closing the throttle and / or by increasing an intake valve lift, a positive pressure differential is created from the environment to the intake manifold. In the case of a leak, this leads to an increase in the air mass in the third section.
  • the simultaneous evaluation of the slow and fast mixture regulator output then permits the delimitation of good and bad states in the air guidance to be determined in the third section.
  • a leak in the section in front of the throttle valve, in particular the first section before an optional compressor, or the section after the throttle flap (third section) of the intake air guide is closed. sen, if this exceeds a third predetermined threshold. Leakage in the second section of the intake air guide is inferred if the value of the evaluation factor falls short of a fourth predefined threshold value, which is smaller than the third preset threshold value.
  • the third and the fourth threshold can be determined by experiments.
  • the first and second thresholds as well as the third and fourth thresholds may be determined by experiments by determining the correction factor and weighting factor as described above. Depending on the evaluation as to whether or not the vehicle just measured has a leak in the intake air duct, if the number of "observed" vehicles is sufficiently large, a statement about the suitable height of the relevant threshold values results.
  • the invention further proposes a computer program product that can be loaded directly into the internal memory of a digital computer and includes software code portions that perform the steps of the method described herein when the product is run on a computer.
  • the computer program product may, for example, be embodied on a CD-ROM, a DVD, a USB stick or a signal that can be loaded via a network.
  • Fig. 1 is a schematic representation of an internal combustion engine, in which the Ansaugluft- leadership is illustrated;
  • FIG. 2 shows a speed-time diagram which is used for carrying out a roller test drive and for determining a leak in an intake air guide
  • 3 shows a table which indicates the determination of a leakage in the intake air duct of the internal combustion engine in various sections and with different checks.
  • 1 shows a schematic illustration of an intake air guide in an internal combustion engine, which has four cylinders as combustion chambers by way of example.
  • 1 shows an intercooler, 2 a recirculating air valve, 3 an intake silencer (filter), 4 a hot-film air mass meter (sensor), the air mass flowing into the internal combustion engine in kg / h immediately after the intake silencer 4 5, an exhaust gas turbocharger, 6 a wastegate valve, 7 a lambda probe in front of a catalytic converter 8, 8 the catalytic converter, 9 a lambda probe after the catalytic converter 8, 10 digital engine electronics (DME), 11 an intake manifold pressure sensor, which inputs as a signal For throttling, 12 a throttle and 13 a charge air temperature / pressure sensor.
  • DME digital engine electronics
  • a first section A1 is formed between the hot-film air mass meter 4 or intake silencer (filter) 3 and the compressor 5.
  • a second section A2 is formed between the compressor 5 and the throttle valve 12.
  • a third section A3 is formed between the throttle valve 12 and a respective inlet of the combustion chamber of the internal combustion engine. If the combustion engine has no compressor, the intake air duct only includes sections before and after the throttle valve.
  • the intake air guide formed from these three sections represents a complex structure of various individual parts, various plug / hose connections and sealing surfaces, which serves to supply filtered fresh air to the combustion chambers in the internal combustion engine.
  • the intake air duct is exposed to a wide pressure range. This ranges from ambient pressure conditions in the first section A1 (ie between the hot-film air mass sensor 4 / intake silencer (filter) 3 and the compressor (exhaust gas turbocharger) 5) to negative pressure during intake engine operation in the third section A3 behind the throttle valve 12 or an overpressure in boosted operation downstream of the compressor (exhaust gas turbocharger) 5. Insufficient installation of the intake air duct risks a potential leak.
  • Such leakage may have different directions depending on the pressure gradient.
  • the complex assembly of the parts of the intake air duct necessitates a detailed inspection of the tightness during the production of the vehicle.
  • a purely optical inspection does not always lead to success, at least in the case of small leaks, even with a so-called leak detection spray and is also time-consuming and prone to errors.
  • the procedure described below enables an automatic check of the airflow tightness of the intake air duct, which is simple and has a high degree of robustness.
  • the result of the method allows a classification into "good” and "bad” as well as a delimitation of the location of the leak in one of the sections A1, A2 or A3.
  • the method for determining a leakage in the intake air duct of the internal combustion engine preferably comprises a ride on a chassis dynamometer and a model test in which the internal combustion engine is operated at idle (so-called idling test). It may also be sufficient to carry out a chassis dynamometer test if only the statement is to be made as to whether there is leakage or not. Alternatively, only one idle test could be performed.
  • both acceleration phases (sections I and III) and thrust phases (sections V and B) are suitable VI negative acceleration) to obtain a first indication of leakage.
  • the air mass modeled in the digital engine electronics 10 which represents the air mass flowing out of the intake air duct into a combustion chamber, is compared with the air mass of the hot-film air mass meter 4 measured in parallel thereto.
  • the correction factors ev_korr_fak described in more detail below are determined in sections V and VI.
  • the parameter P1 determined in section I and the parameters P2 determined in section III are recorded and evaluated for other purposes.
  • Controlling the air mass in a combustion chamber controls the desired power requested by a driver based on the accelerator pedal position.
  • the air mass flow flowing into the intake air duct is detected at the beginning of the intake air duct (ie at the entrance of the first section A1) with the hot-film air mass meter 4. However, it only coincides in the stationary load state with the air mass flow actually arriving in the combustion chamber (ie at the outlet of the third section A3).
  • the value detected by the hot-film air mass meter reacts only with delay to changes in load due to its thermal inertia and pulsations in the intake tract. This is additionally reinforced by the long path that the air flow has to travel from the hot-film air mass meter 4 to the combustion chamber of the internal combustion engine. Since the mass air flow in a combustion chamber can not be measured, it is modeled.
  • an air mass model which includes models of the throttle 12, the third section A3 of the intake air guide and the intake valves (not shown in FIG. 1).
  • the latter includes the relationship between the pressure in the third section A3 and the relative filling (the so-called swallowing curve).
  • the relative filling here is the ratio of the actually filled with fresh air combustion chamber volume unthrottled under atmospheric conditions combustor mass.
  • the most important quantities used to calculate the intake valve model are intake manifold pressure, engine speed, valves intake and exhaust spread, intake valve lift, throttle angle, exhaust gas pressure, estimated combustion chamber temperature and Model correction factor used in the present method. From the mentioned input quantities and the model, the actual air mass in the combustion chamber is calculated in real time, as a result of which inaccuracies of the hot-film air mass measured value can be bypassed.
  • the air mass value determined by the hot film air mass meter is used to match the modeled air mass value in the combustor to the measured value of the hot film air mass meter during steady state operation. This is expressed by the correction factor ev_korr_fak, which is used to diagnose leakage in the intake air duct.
  • the lambda value reflects the ratio of air mass to stoichiometric air consumption during combustion in the combustion chamber, by measuring the residual oxygen content in the exhaust gas and comparing it with the ambient air.
  • the output of the lambda controller which is supposed to compensate for a different mixture ratio, is called frm.
  • the value of the controller is written over time in the so-called lambda adaptation, which can be found as fra in digital engine electronics.
  • the lambda adaptation is initially not available after the engine is started and usually begins to adapt after a maximum of 100 s.
  • the use of these two values for the leakage test results from the fact that the leakage air changes the ratio of air to fuel and this change in the lambda value and lambda controller becomes visible in the short term or lambda adaptation in the long term. This circumstance is exploited in the idling test MT, which is e.g. can be used in a workshop, since the lambda adaptation (fra) is already present. In this more accurate statements for the intake engine operation are possible
  • the evaluation is improved in the idling test MT by inserting an additional intake manifold pressure reduction by closing the throttle valve 12 (so-called throttling) and increasing an intake valve lift, since then a positive pressure gradient is created from the environment to the intake manifold. In the event of a leak, this leads to an increase in the air mass in the third section of the intake air duct.
  • the evaluation of slower mixture regulator output fra and fast mixture regulator output frm (fra x frm) at intake manifold pressure reduction allows a distinction between good and bad conditions in the intake air duct after the throttle valve, i. the third section.
  • the leakage may also be present in the second section A2 between the compressor (turbocharger) 5 and the throttle valve 12, which has a size of at least 6 mm.
  • the leakage may also be present in the third section A3 downstream of the throttle flap 12, which has a size of more than 8 mm.
  • the correction factor of the air mass is ev_korr_fak ⁇ SW2, i. ev_korr_fak ⁇ 0.9 (ie the second threshold value SW2 determined by tests is to be determined to be 0.9) and if this is determined during an idling test MT, this indicates a leakage in the third section A3 with a size of approximately 4 mm or more out.
  • the correction factor ev_korr_fak is determined in the idling test MT with a lowering of the intake manifold pressure. If, in addition, the evaluation from the slow and fast mixture regulator output is determined to determine the evaluation factor, this value lies at fra x frm> SW3, i.
  • a fourth threshold value SW4 ie fra x frm ⁇ SW4, where SW4 was determined to be 0.95
  • SW1 ie, ev_korr_fak> 1, 2
  • a leakage in the second section A2 between the compressor (turbocharger) 5 and the throttle valve 12 may occur be closed, with leakages of 4 mm and larger are detectable.
  • the proposed procedure can be carried out automatically during production at the end of the tape or as part of a workshop visit (in the workshop, a test drive on the road is usually carried out instead of a roller ride).
  • a test drive on the road is usually carried out instead of a roller ride.
  • DME digital engine electronics

Abstract

The invention relates to a method for detecting a leak in an air intake duct of an internal combustion engine with at least one combustion chamber, said air intake duct being split into at least two sections, with a section (A1, A2) upstream of a throttle valve (12) and a section (A3) downstream of the throttle valve (12). In the claimed method, an air mass modelled in the control device, representing the air mass flowing out of the air intake duct and into the at least one combustion chamber, is compared to an air mass that is measured at the inlet of the air intake duct. From the result of this comparison, a correction factor (ev_korr_fak) is determined which is a measurement for alignment between the modelled air mass and the air mass that was measured. Lastly, the value of the correction factor (ev_korr_fak) makes it possible to indicate a leak in the air intake duct.

Description

Verfahren zur Bestimmung einer Leckage in einer Ansaugluftführung eines  Method for determining a leak in an intake air duct of a
Verbrennungsmotors  internal combustion engine
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung einer Leckage in einer Ansaugluftfüh- rung eines Verbrennungsmotors mit zumindest einer Brennkammer. Die Ansaugluftfüh- rung ist in zumindest zwei Abschnitte, umfassend einen Abschnitt vor einer Drosselklappe und einen Abschnitt nach der Drosselklappe, aufgeteilt. The invention relates to a method for determining a leakage in a Ansaugluftfüh- tion of an internal combustion engine with at least one combustion chamber. The intake air duct is divided into at least two sections, comprising a section in front of a throttle flap and a section downstream of the throttle flap.
Eine Undichtigkeit in der Ansaugluftführung eines Verbrennungsmotors führt zu Mängeln im Fahrverhalten des Fahrzeugs und kann zu diversen Fehlerspeichereinträgen führen, welche MIL (Malfunction Indicator Light)-relevant sind. Da eine Überprüfung MIL-rele- vanter Funktionen gesetzlich gefordert ist, ist die Undichtigkeit der Ansaugluftführung, die zu einer Veränderung des Luftmassen-Kraftstoffgemisch-Verhältnisses von einem vorge- gebenen Sollwert führt, unbedingt zu vermeiden. A leak in the intake air duct of an internal combustion engine leads to deficiencies in the driving behavior of the vehicle and can lead to various fault memory entries which are MIL (Malfunction Indicator Light) -relevant. Since a review of MIL-relevant functions is required by law, the leakage of the intake air guide, which leads to a change in the air mass-fuel mixture ratio of a predetermined setpoint, to avoid at all costs.
Eine Undichtigkeit in der Ansaugluftführung kann z.B. bei der Montage des Fahrzeugs entstehen, da die Ansaugluftführung aus einer Mehrzahl unterschiedlicher, komplex ge- formter Bauteile zusammengesetzt ist, welche individuell für jeden Fahrzeugtyp sind. Fahrzeuge mit undichter Ansaugluftführung führen dann bereits nach geringer Laufleis- tung beim Kunden für Probleme, die im Rahmen eines Werkstattaufenthalts behoben werden müssen. A leak in the intake air duct may e.g. arise during assembly of the vehicle, since the intake air guide is composed of a plurality of different, complex shaped components, which are individual for each vehicle type. Vehicles with leaking intake air ducts will then cause problems for the customer even after a low mileage, which must be remedied during a workshop visit.
Das Auffinden von Undichtigkeiten, sowohl bei der Montage eines neuen Fahrzeugs als auch in der Werkstatt, ist schwierig und mit einem hohen Aufwand verbunden. Werden Undichtigkeiten nicht aufgefunden oder an falschen Stellen vermeintlich lokalisiert, erfolgt eine Reparatur nicht ordnungsgemäß, so dass die oben beschriebenen Probleme weiter- hin auftreten können. Dies kann zu inakzeptabel hohen Gewährleistungskosten führen. Finding leaks, both when installing a new vehicle and in the workshop, is difficult and involves a lot of effort. If leaks are not found or supposedly localized in the wrong places, a repair will not be carried out properly, so that the problems described above can continue to occur. This can lead to unacceptably high warranty costs.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren anzugeben, das die Bestimmung einer Le- ckage in einer Ansaugluftführung eines Verbrennungsmotors auf einfache und robuste Weise ermöglicht. Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren gemäß den Merkmalen des Patentanspru- ches 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Patentansprü- chen. It is an object of the invention to provide a method which enables the determination of leakage in an intake air duct of an internal combustion engine in a simple and robust manner. This object is achieved by a method according to the features of patent claim 1. Advantageous embodiments result from the dependent patent claims.
Es wird ein Verfahren zur Bestimmung einer Leckage in einer Ansaugluftführung eines Verbrennungsmotors mit zumindest einer Brennkammer vorgeschlagen. Die Ansaugluft- führung ist in zumindest zwei Abschnitte, umfassend einen Abschnitt vor einer Drossel- klappe und einen Abschnitt nach der Drosselklappe, aufgeteilt. Umfasst die Ansaugluft- führung einen Verdichter, z.B. einen Turbolader, ist die Ansaugluftführung in zumindest drei Abschnitte aufgeteilt, nämlich einen ersten Abschnitt zwischen dem (Luftmassen- )Sensor und dem Verdichter, einen zweiten Abschnitt stromabwärts zwischen dem Ver- dichter und der Drosselklappe und einem dritten Abschnitt nach der Drosselklappe. A method is proposed for determining a leakage in an intake air duct of an internal combustion engine having at least one combustion chamber. The intake air guide is divided into at least two sections, comprising a section in front of a throttle flap and a section downstream of the throttle flap. If the intake air duct comprises a compressor, e.g. a turbocharger, the intake air duct is divided into at least three sections, namely a first section between the (mass air) sensor and the compressor, a second section downstream between the compressor and the throttle and a third section after the throttle.
Bei dem Verfahren wird ein Vergleich einer in dem Steuergerät modellierten Luftmasse, die die aus der Ansaugluftführung in zumindest eine Brennkammer abfließende Luftmas- se repräsentiert, mit einer am Eingang der Ansaugluftführung messtechnisch erfassten Luftmasse durchgeführt. Aus dem Ergebnis des Vergleichs wird ein Korrekturfaktor ermit- telt, der ein Maß für den Abgleich zwischen der modellierten Luftmasse und der mess- technisch erfassten Luftmasse ist. Aus dem Wert (d.h. der Höhe des Werts) des Korrek- turfaktors wird auf eine Leckage in der Ansaugluftführung geschlossen. In the method, a comparison of an air mass modeled in the control unit, which represents the air mass flowing out of the intake air duct into at least one combustion chamber, is performed with a mass of air detected by measurement at the inlet of the intake air duct. From the result of the comparison, a correction factor is determined, which is a measure for the comparison between the modeled air mass and the measured air mass. From the value (i.e., the magnitude of the value) of the correction factor, a leak in the intake air guide is inferred.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht eine zielgerichtete und schnelle Diagnose, ob eine Leckage in einer Ansaugluftführung vorliegt oder nicht. Die Diagnose ist automati- siert durchführbar, so dass ein schneller und robuster Reparaturablauf ermöglicht wird. Aufgrund der geringen Zeit zur Durchführung des Verfahrens ist dieses sowohl in existie- renden Prozessen während der Herstellung des Fahrzeugs als auch im stationären Be- trieb in einer Werkstatt einsetzbar. The inventive method allows a targeted and rapid diagnosis of whether there is a leak in an intake air or not. The diagnosis can be carried out automatically so that a quick and robust repair procedure is possible. Due to the short time required to carry out the method, this can be used both in existing processes during the manufacture of the vehicle and in stationary operation in a workshop.
Die bei dem Verfahren bestimmten und ausgewerteten Informationen fallen im Rahmen eines herkömmlichen Testprozedere, welches primär die Funktionsfähigkeit des Verbren- nungsmotors betrifft, ohnehin an und werden im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfah- rens erweitert ausgewertet, um auf eine Leckage in der Ansaugluftführung zu schließen. Das Verfahren kann dadurch beispielsweise im Rahmen der Herstellung des Fahrzeugs am Bandende zur Anwendung gelangen, um die Dichtigkeit der Ansaugluftführung zufrie- denstellend und einfach zu verifizieren. Der Leckageort für die Nacharbeit kann dabei grob spezifiziert werden. Je nach Leckageort ist es möglich, Leckgrößen ab 2 mm sicher zu erkennen. Das Verfahren ermöglicht es damit, die Auslieferungsqualität neu herzustel- lender Fahrzeuge sowie die Wahrscheinlichkeit eines erfolgreichen Reparaturversuchs zu erhöhen. In the context of a conventional test procedure, which primarily relates to the functionality of the internal combustion engine, the information determined and evaluated in the method arises anyway and is evaluated in the scope of the method according to the invention in order to infer a leak in the intake air duct. The method can thereby be used, for example, in the context of the production of the vehicle at the end of the belt in order to satisfactorily and simply verify the tightness of the intake air duct. The leak location for the rework can be roughly specified. Depending on the leak location it is possible to reliably detect leak sizes from 2 mm. The method thus makes it possible to increase the delivery quality of newly manufactured vehicles and the probability of a successful repair attempt.
Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung wird das Verfahren auf einem Rollenprüf- stand während einer Schubphase (geschleppter Antriebsstrang) durchgeführt. Hierdurch kann das Verfahren auf einfache Weise in die Fertigung des Fahrzeugs, z.B. am Banden- de, integriert werden. Grundsätzlich eignen sich während eines Rollenprüfstandstests sowohl Beschleunigungsphasen als auch Schubphasen dazu, eine Erstindikation für ein Leck zu erhalten. Im aufgeladenen Betrieb der Beschleunigung würde bei einem Leck Luft aus der Ansaugluftführung entweichen und die gemessene Luftmasse die erwartete Luft- masse entsprechend unterschreiten. In der Schubphase am Rollenprüfstand reagiert ein Gemischregler, der das Verhältnis von Kraftstoff zu Luftmasse einstellt, bereits auf Abwei- chungen aus der Beschleunigungsphase und verändert die Qualität des Gemisches. Auf- grund der bereits vorgenommenen Reaktion des Gemischreglers auf Abweichungen aus der Beschleunigungsphase ist in der Schubphase am Rollenprüfstand eine genauere In- dikation über das Vorhandensein eines Lecks möglich. According to an expedient embodiment, the method is carried out on a roller test stand during a pushing phase (towed drive train). This allows the process to be easily incorporated into the manufacture of the vehicle, e.g. at the end of the band. In principle, both acceleration phases and shear phases are suitable for obtaining a primary indication of a leak during a chassis dynamometer test. In the charged operation of acceleration, in the event of a leak, air would escape from the intake air duct and the measured air mass would fall below the expected air mass accordingly. In the overrun phase on the chassis dynamometer, a mixture regulator that adjusts the ratio of fuel to air mass reacts to deviations from the acceleration phase and alters the quality of the mixture. Due to the reaction already made by the mixture controller to deviations from the acceleration phase, a more accurate indication of the presence of a leak is possible in the overrun phase on the chassis dynamometer.
Insbesondere ist vorgesehen, aus dem Wert des Korrekturfaktors auf eine Leckage in der Ansaugluftführung zu schließen, wenn dieser einen ersten vorgegebenen Schwellwert überschreitet. Der erste vorgegebene Schwellwert kann beispielsweise durch Versuche ermittelt werden. In particular, it is provided to conclude from the value of the correction factor to a leakage in the intake air duct when this exceeds a first predetermined threshold value. The first predetermined threshold can be determined, for example, by experiments.
Eine weitere zweckmäßige Ausgestaltung sieht vor, dass das Verfahren während eines Motortests des Verbrennungsmotors, bei dem der Verbrennungsmotor im Leerlauf betrie- ben wird, durchgeführt wird. Die Durchführung des Verfahrens während eines Motortests des Verbrennungsmotors, bei dem der Verbrennungsmotor im Leerlauf betrieben wird, erlaubt genauere Aussagen für den saugmotorischen Betrieb. Insbesondere erlaubt die ses Vorgehen eine Abgrenzung von Gut- und Schlecht-Zuständen in der Ansaugluftfüh- rung nach der Drosselklappe. Die Durchführung des Verfahrens kann beispielsweise am Ende des im Rahmen der Herstellung des Fahrzeugs durchgeführten Motortests vorgese- hen werden. Insbesondere ist es möglich, das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfah- ren parallel zu anderen Fahrzeugüberprüfungen durchzuführen, so dass die Durchlaufzeit der Herstellung des Fahrzeugs nicht negativ beeinflusst wird. A further expedient embodiment provides that the method is carried out during an engine test of the internal combustion engine, in which the internal combustion engine is operated idling. Carrying out the method during an engine test of the internal combustion engine, in which the internal combustion engine is operated at idle, allows more accurate statements for the intake engine operation. In particular, this approach allows a distinction between good and bad conditions in the Ansaugluftfüh- tion after the throttle. The implementation of the method can, for example, on End of the engine test carried out during the manufacture of the vehicle. In particular, it is possible to carry out the method proposed according to the invention in parallel to other vehicle checks, so that the cycle time of the production of the vehicle is not adversely affected.
Es ist zweckmäßig, wenn aus dem Wert des Korrekturfaktors auf eine Leckage in dem Abschnitt vor der Drosselklappe der Ansaugluftführung, insbesondere dem zweiten Ab- schnitt der Ansaugluftführung, wenn diese einen Verdichter aufweist, geschlossen wird, wenn dieser den ersten vorgegebenen Schwellwert überschreitet. Auf eine Leckage in dem Abschnitt vor der Drosselklappe, insbesondere dem ersten Abschnitt vor einem opti onal vorhandenen Verdichter, oder dem Abschnitt nach der Drosselklappe (dritter Ab- schnitt) der Ansaugluftführung kann geschlossen werden, wenn der Wert des Korrek- turfaktors einen zweiten vorgegebenen Schwellwert, der kleiner als der erste vorgegebe- ne Schwellwert ist, unterschreitet. Auch der zweite Schwellwert kann durch Versuche er- mittelt werden. It is expedient if, from the value of the correction factor, a leak in the section in front of the throttle flap of the intake air guide, in particular the second section of the intake air guide, if this has a compressor, is closed if this exceeds the first predetermined threshold value. A leak in the section in front of the throttle valve, in particular the first section in front of an optional compressor, or the section downstream of the throttle valve (third section) of the intake air guide can be inferred if the value of the correction factor is a second predetermined threshold value , which is smaller than the first predetermined threshold, falls below. The second threshold value can also be determined by tests.
Es ist insbesondere zweckmäßig, während des Motortests eine Saugrohrdruckabsenkung durchzuführen und einen Bewertungsfaktor aus dem Wert einer Lambdaadaption, bei der langsame Gemischreglerwerte als Langzeittendenz eines Brennstoff-/Luft-Gemischs ver- arbeitet werden, und dem Wert eines Lambdareglers zu ermitteln, wobei der Bewertungs- faktor eine Abweichung von einem ermittelten Soll-Lambdawert der Lambdasonde vor einem Katalysator angibt und wobei aus dem Wert (d.h. der Höhe des Werts) des Bewer- tungsfaktors auf eine Leckage in der Ansaugluftführung geschlossen wird. Durch das Ein- fügen einer zusätzlichen Saugrohrdruckabsenkung, welche z.B. durch Schließen der Drosselklappe und/oder durch eine Erhöhung eines Einlass-Ventilhubs erzeugt wird, wird ein positives Druckgefälle von der Umgebung zum Saugrohr hin geschaffen. Im Falle ei- ner Leckage führt dies zur Erhöhung der Luftmasse in dem dritten Abschnitt. Die gleich- zeitige Bewertung aus langsamem und schnellem Gemischreglerausgang erlaubt dann die zu ermittelnde Abgrenzung von Gut- und Schlecht-Zuständen in der Luftführung in dem dritten Abschnitt. In particular, it is expedient to perform an intake manifold pressure reduction during the engine test and to determine a weighting factor from the value of a Lambda adaptation in which slow mixture control values are processed as the long-term tendency of a fuel / air mixture and the value of a lambda control. factor indicates a deviation from a determined desired lambda value of the lambda probe in front of a catalytic converter, and from the value (ie the height of the value) of the evaluation factor, a leak in the intake air guide is concluded. By inserting an additional intake manifold pressure drop, which is e.g. is generated by closing the throttle and / or by increasing an intake valve lift, a positive pressure differential is created from the environment to the intake manifold. In the case of a leak, this leads to an increase in the air mass in the third section. The simultaneous evaluation of the slow and fast mixture regulator output then permits the delimitation of good and bad states in the air guidance to be determined in the third section.
Aus dem Wert des Bewertungsfaktors wird auf eine Leckage in dem Abschnitt vor der Drosselklappe, insbesondere dem ersten Abschnitt vor einem optionalen Verdichter, oder dem Abschnitt nach der Drosselklappe (dritter Abschnitt) der Ansaugluftführung geschlos- sen, wenn dieser einen dritten vorgegebenen Schwellwert überschreitet. Auf eine Lecka- ge in dem zweiten Abschnitt der Ansaugluftführung wird geschlossen, wenn der Wert des Bewertungsfaktors einen vierten vorgegebenen Schwellwert, der kleiner als der dritte vor- gegebene Schwellwert ist, unterschreitet. Der dritte und der vierte Schwellwert können durch Versuche ermittelt werden. From the value of the weighting factor, a leak in the section in front of the throttle valve, in particular the first section before an optional compressor, or the section after the throttle flap (third section) of the intake air guide is closed. sen, if this exceeds a third predetermined threshold. Leakage in the second section of the intake air guide is inferred if the value of the evaluation factor falls short of a fourth predefined threshold value, which is smaller than the third preset threshold value. The third and the fourth threshold can be determined by experiments.
Der erste und der zweite Schwellwert sowie der dritte und der vierte Schwellwert können durch Versuche bestimmt werden, indem der Korrekturfaktor und der Bewertungsfaktor wie oben beschrieben ermittelt wird. In Abhängigkeit der Auswertung, ob das gerade ver- messene Fahrzeug eine Leckage in der Ansaugluftführung aufweist oder nicht, ergibt sich bei einer genügend großen Anzahl an„beobachteten“ Fahrzeugen eine Aussage über die geeignete Höhe der betreffenden Schwellwerte. The first and second thresholds as well as the third and fourth thresholds may be determined by experiments by determining the correction factor and weighting factor as described above. Depending on the evaluation as to whether or not the vehicle just measured has a leak in the intake air duct, if the number of "observed" vehicles is sufficiently large, a statement about the suitable height of the relevant threshold values results.
Die Erfindung schlägt ferner ein Computerprogrammprodukt vor, das direkt in den inter- nen Speicher eines digitalen Computers geladen werden kann und Softwarecodeab- schnitte umfasst, mit denen die Schritte des hierin beschriebenen Verfahrens ausgeführt werden, wenn das Produkt auf einem Computer läuft. Das Computerprogrammprodukt kann beispielsweise auf einer CD-ROM, einer DVD, einem USB-Stick oder einem über ein Netzwerk ladbares Signal verkörpert sein. The invention further proposes a computer program product that can be loaded directly into the internal memory of a digital computer and includes software code portions that perform the steps of the method described herein when the product is run on a computer. The computer program product may, for example, be embodied on a CD-ROM, a DVD, a USB stick or a signal that can be loaded via a network.
Die Erfindung wird nachfolgend näher anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeich- nung erläutert. Es zeigen: The invention will be explained in more detail below with reference to an exemplary embodiment in the drawing. Show it:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Verbrennungsmotors, in dem die Ansaugluft- führung illustriert ist; Fig. 1 is a schematic representation of an internal combustion engine, in which the Ansaugluft- leadership is illustrated;
Fig. 2 ein Geschwindigkeits-Zeit-Diagramm, das zur Durchführung einer Rollenprüf- standsfahrt und zur Bestimmung einer Leckage in einer Ansaugluftführung genutzt wird; und FIG. 2 shows a speed-time diagram which is used for carrying out a roller test drive and for determining a leak in an intake air guide; FIG. and
Fig. 3 eine Tabelle, welche die Bestimmung einer Leckage in der Ansaugluftführung des Verbrennungsmotors in verschiedenen Abschnitten und mit verschiedenen Prü- fungen angibt. Fig. 1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Ansaugluftführung in einem Verbren- nungsmotor, der beispielhaft vier Zylinder als Brennkammern aufweist. In Fig. 1 bezeich- nen: 1 einen Ladeluftkühler, 2 ein Schubumluftventil, 3 einen Ansauggeräuschdämpfer (Filter), 4 einen Heißfilm-Luftmassenmesser (Sensor), der unmittelbar nach dem Ansaug- geräuschdämpfer 4 die in den Verbrennungsmotor einströmende Luftmasse in kg/h er- fasst, 5 einen Abgasturbolader, 6 ein Wastegate-Ventil, 7 eine Lambdasonde vor einem Katalysator 8, 8 den Katalysator, 9 eine Lambdasonde nach dem Katalysator 8, 10 eine digitale Motorelektronik (DME), 11 einen Saugrohrdrucksensor, der als Signal ein Maß für die Androsselung gibt, 12 eine Drosselklappe und 13 einen Ladelufttemperatur/-druck- sensor. Die Ansaugluftführung des in Fig. 1 gezeigten Verbrennungsmotors umfasst dabei im Wesentlichen drei Abschnitte: ein erster Abschnitt A1 ist zwischen dem Heißfilm- Luftmassenmesser 4 bzw. Ansauggeräuschdämpfer (Filter) 3 und dem Verdichter 5 gebil det. Ein zweiter Abschnitt A2 ist zwischen dem Verdichter 5 und der Drosselklappe 12 gebildet. Ein dritter Abschnitt A3 ist zwischen der Drosselklappe 12 und einem jeweiligen Einlass der Brennkammer des Verbrennungsmotors gebildet. Weist der Verbrennungsmo- tor keinen Verdichter auf, so umfasst die Ansaugluftführung lediglich Abschnitte vor und nach der Drosselklappe. 3 shows a table which indicates the determination of a leakage in the intake air duct of the internal combustion engine in various sections and with different checks. 1 shows a schematic illustration of an intake air guide in an internal combustion engine, which has four cylinders as combustion chambers by way of example. 1 shows an intercooler, 2 a recirculating air valve, 3 an intake silencer (filter), 4 a hot-film air mass meter (sensor), the air mass flowing into the internal combustion engine in kg / h immediately after the intake silencer 4 5, an exhaust gas turbocharger, 6 a wastegate valve, 7 a lambda probe in front of a catalytic converter 8, 8 the catalytic converter, 9 a lambda probe after the catalytic converter 8, 10 digital engine electronics (DME), 11 an intake manifold pressure sensor, which inputs as a signal For throttling, 12 a throttle and 13 a charge air temperature / pressure sensor. The intake air duct of the internal combustion engine shown in FIG. 1 essentially comprises three sections: a first section A1 is formed between the hot-film air mass meter 4 or intake silencer (filter) 3 and the compressor 5. A second section A2 is formed between the compressor 5 and the throttle valve 12. A third section A3 is formed between the throttle valve 12 and a respective inlet of the combustion chamber of the internal combustion engine. If the combustion engine has no compressor, the intake air duct only includes sections before and after the throttle valve.
Die aus diesen drei Abschnitten gebildete Ansaugluftführung stellt ein komplexes Gebilde aus verschiedenen Einzelteilen, diversen Steck-/Schlauchverbindungen und Dichtflächen dar, welche der Zuführung von gefilterter Frischluft zu den Brennkammern im Verbren- nungsmotor dient. Bei einem wie in Fig. 1 dargestellten aufgeladenen Verbrennungsmotor ist die Ansaugluftführung einem weiten Druckbereich ausgesetzt. Dieser reicht von Um- gebungsdruckbedingungen im ersten Abschnitt A1 (d.h. zwischen dem Heißfilm-Luft- massensensor 4/Ansauggeräuschdämpfer (Filter) 3 und dem Verdichter (Abgasturbola- der) 5) zu Unterdrück im saugmotorischen Betrieb im dritten Abschnitt A3 hinter der Dros- selklappe 12 oder einem Überdruck im aufgeladenen Betrieb stromabwärts des Verdich- ters (Abgasturbolader) 5. Eine unzureichende Montage der Ansaugluftführung riskiert eine potentielle Undichtigkeit. The intake air guide formed from these three sections represents a complex structure of various individual parts, various plug / hose connections and sealing surfaces, which serves to supply filtered fresh air to the combustion chambers in the internal combustion engine. In a supercharged internal combustion engine as shown in FIG. 1, the intake air duct is exposed to a wide pressure range. This ranges from ambient pressure conditions in the first section A1 (ie between the hot-film air mass sensor 4 / intake silencer (filter) 3 and the compressor (exhaust gas turbocharger) 5) to negative pressure during intake engine operation in the third section A3 behind the throttle valve 12 or an overpressure in boosted operation downstream of the compressor (exhaust gas turbocharger) 5. Insufficient installation of the intake air duct risks a potential leak.
Eine solche Leckage kann je nach Druckgefälle verschiedene Richtungen aufweisen.Such leakage may have different directions depending on the pressure gradient.
Sog.„Falschluft“ kann in die Ansaugluftführung eintreten und die Luftmasse in der An- saugluftführung vermehren. Sog.„Leckluft“ kann aus der Ansaugluftführung austreten und die Luftmasse in der Ansaugluftführung verringern. Beide Massenflüsse generieren eine Abweichung von einem gewünschten Verbrennungsluftverhältnis mit entsprechenden negativen Auswirkungen. Insbesondere kann dies zu einem Fehlerspeichereintrag führen, der, sofern der Fehler nicht bei der Fertigung entdeckt wird, zu einem Aufleuchten einer Motorkontrollleuchte (MIL) führen kann. Suction. "False air" can enter the intake air duct and increase the air mass in the intake air duct. So-called "air leakage" may leak from the intake air duct and reduce the air mass in the intake air duct. Both mass flows generate one Deviation from a desired combustion air ratio with corresponding negative effects. In particular, this may result in a fault memory entry which, unless the fault is detected during manufacturing, may result in a motor control lamp (MIL) lighting up.
Der komplexe Zusammenbau der Teile der Ansaugluftführung macht eine detaillierte Prü- fung der Dichtigkeit im Rahmen der Herstellung des Fahrzeugs notwendig. Eine rein opti- sche Begutachtung führt zumindest bei kleinen Leckagen auch mit einem sog. Lecksuch- spray nicht immer zum Erfolg und ist zudem zeitaufwändig und fehleranfällig. Das nach- folgend beschriebene Verfahren ermöglicht eine automatische Prüfung der Luftführungs- dichtigkeit der Ansaugluftführung, wobei dieser einfach ist und eine hohe Robustheit auf- weist. Das Ergebnis des Verfahrens ermöglicht eine Klassifizierung in„gut“ und„schlecht“ sowie eine Eingrenzung des Orts der Leckage in einem der Abschnitte A1 , A2 oder A3. The complex assembly of the parts of the intake air duct necessitates a detailed inspection of the tightness during the production of the vehicle. A purely optical inspection does not always lead to success, at least in the case of small leaks, even with a so-called leak detection spray and is also time-consuming and prone to errors. The procedure described below enables an automatic check of the airflow tightness of the intake air duct, which is simple and has a high degree of robustness. The result of the method allows a classification into "good" and "bad" as well as a delimitation of the location of the leak in one of the sections A1, A2 or A3.
Das Verfahren zur Bestimmung einer Leckage in der Ansaugluftführung des Verbren- nungsmotors umfasst bevorzugt eine Fahrt auf einem Rollenprüfstand sowie einem Mo- tortest, bei dem der Verbrennungsmotor im Leerlauf betrieben wird (sog. Leerlauftest). Es ist ggf. auch die Ausführung eines Rollenprüfstandstests ausreichend, wenn lediglich die Aussage getroffen werden soll, ob eine Leckage vorliegt oder nicht. Alternativ könnte ebenfalls ausschließlich ein Leerlauftest vorgenommen werden. The method for determining a leakage in the intake air duct of the internal combustion engine preferably comprises a ride on a chassis dynamometer and a model test in which the internal combustion engine is operated at idle (so-called idling test). It may also be sufficient to carry out a chassis dynamometer test if only the statement is to be made as to whether there is leakage or not. Alternatively, only one idle test could be performed.
Während des Rollenprüfstandtests RPT, bei der ein, wie z.B. in Fig. 2 gezeigter, sechs Abschnitt l-VI umfassender Geschwindigkeitsverlauf RT über die Zeit gefahren wird, er- eignen sich sowohl Beschleunigungsphasen (Abschnitte I und III) als auch Schubphasen (Abschnitte V und VI negativer Beschleunigung) dazu, eine Erstindikation für eine Lecka- ge zu erhalten. Dazu wird die in der digitalen Motorelektronik 10 modellierte Luftmasse, die die aus der Ansaugluftführung in eine Brennkammer abfließende Luftmasse repräsen- tiert, mit der parallel dazu vermessenen Luftmasse des Heißfilm-Luftmassenmessers 4 verglichen. Dazu werden in den Abschnitten V und VI nachfolgend näher beschriebene Korrekturfaktoren ev_korr_fak ermittelt. Der im Abschnitt I ermittelte Parameter P1 und die im Abschnitt III ermittelten Parameter P2 werden für andere Zwecke erfasst und ausge- wertet. Mit der Steuerung der Luftmasse in einer Brennkammer wird die von einem Fahrer an- hand der Gaspedalstellung angefragte erwünschte Leistung gesteuert. Der in die Ansaug- luftführung einfließende Luftmassenstrom wird am Anfang der Ansaugluftführung (d.h. am Eingang des ersten Abschnitts A1 ) mit dem Heißfilm-Luftmassenmesser 4 erfasst. Er stimmt jedoch nur im stationären Lastzustand mit dem tatsächlich in der Brennkammer ankommenden Luftmassenstrom (d.h. am Ausgang des dritten Abschnitts A3) überein. Im dynamischen Fahrbereich reagiert der von dem Heißfilm-Luftmassenmesser erfasste Wert wegen seiner thermischen Eigenträgheit und Pulsationen im Ansaugtrakt nur verzö- gert auf Laständerungen. Dies wird zusätzlich verstärkt durch den langen Weg, den der Luftstrom von dem Heißfilm-Luftmassenmesser 4 bis zur Brennkammer des Verbren- nungsmotors zurücklegen muss. Da der Luftmassenstrom in einer Brennkammer nicht gemessen werden kann, wird dieser modelliert. During the roller test bench test RPT, in which a speed course RT comprising, for example, the six sections I-VI shown in FIG. 2 is moved over time, both acceleration phases (sections I and III) and thrust phases (sections V and B) are suitable VI negative acceleration) to obtain a first indication of leakage. For this purpose, the air mass modeled in the digital engine electronics 10, which represents the air mass flowing out of the intake air duct into a combustion chamber, is compared with the air mass of the hot-film air mass meter 4 measured in parallel thereto. For this purpose, the correction factors ev_korr_fak described in more detail below are determined in sections V and VI. The parameter P1 determined in section I and the parameters P2 determined in section III are recorded and evaluated for other purposes. Controlling the air mass in a combustion chamber controls the desired power requested by a driver based on the accelerator pedal position. The air mass flow flowing into the intake air duct is detected at the beginning of the intake air duct (ie at the entrance of the first section A1) with the hot-film air mass meter 4. However, it only coincides in the stationary load state with the air mass flow actually arriving in the combustion chamber (ie at the outlet of the third section A3). In the dynamic driving range, the value detected by the hot-film air mass meter reacts only with delay to changes in load due to its thermal inertia and pulsations in the intake tract. This is additionally reinforced by the long path that the air flow has to travel from the hot-film air mass meter 4 to the combustion chamber of the internal combustion engine. Since the mass air flow in a combustion chamber can not be measured, it is modeled.
Dies erfolgt mit Hilfe eines Luftmassenmodells, zu welchem Modelle der Drosselklappe 12, des dritten Abschnitts A3 der Ansaugluftführung und der Einlassventile (in Fig. 1 nicht dargestellt) gehören. Letzteres umfasst den Zusammenhang zwischen dem Druck im drit ten Abschnitt A3 und der relativen Füllung (die sog. Schluckkurve). Die relative Füllung ist hierbei das Verhältnis des tatsächlich mit Frischluft gefüllten Brennkammervolumens zur unter atmosphärischen Bedingungen ungedrosselten Brennkammermasse. This is done by means of an air mass model, which includes models of the throttle 12, the third section A3 of the intake air guide and the intake valves (not shown in FIG. 1). The latter includes the relationship between the pressure in the third section A3 and the relative filling (the so-called swallowing curve). The relative filling here is the ratio of the actually filled with fresh air combustion chamber volume unthrottled under atmospheric conditions combustor mass.
Die wichtigsten Größen, die für die Berechnung des Modells der Einlassventile genutzt werden, sind ein Saugrohrdruck, die Motordrehzahl, die Einlass- und Auslassspreizung der Ventile, der Ventilhub des Einlassventils, der Winkel der Drosselklappe, der Abgasge- gendruck, die geschätzte Brennkammertemperatur und ein Modellkorrekturfaktor, welcher im Rahmen des vorliegenden Verfahrens genutzt wird. Aus den genannten Eingangsgrö- ßen und dem Modell wird die tatsächliche Luftmasse in der Brennkammer in Echtzeit be- rechnet, wodurch Ungenauigkeiten des Heißfilm-Luftmassenmesswertes umgangen wer- den können. Der von dem Heißfilm-Luftmassenmesser ermittelte Wert der Luftmasse wird dazu verwendet, den modellierten Luftmassenwert in der Brennkammer im stationären Betrieb auf den gemessenen Wert des Heißfilm-Luftmassenmessers abzugleichen. Dies wird durch den Korrekturfaktor ev_korr_fak ausgedrückt, welcher für die Diagnose einer Leckage in der Ansaugluftführung genutzt wird. Bei einem Leck würde im aufgeladenen Betrieb der Beschleunigung Luft aus der Ansaug- luftführung entweichen. Die gemessene Luftmasse würde die erwartete Luftmasse, wel- che modelliert wurde, entsprechend unterschreiten. In der Schubphase am Rollenprüf- stand (Abschnitte V und VI in Fig. 2) reagiert ein Gemischregler auf Abweichungen aus der Beschleunigungsphase und ändert das Kraftstoff-Luftgemisch. Dieser Effekt wird für die Bestimmung einer Leckage vor allem beim Leerlauftest MT genutzt. The most important quantities used to calculate the intake valve model are intake manifold pressure, engine speed, valves intake and exhaust spread, intake valve lift, throttle angle, exhaust gas pressure, estimated combustion chamber temperature and Model correction factor used in the present method. From the mentioned input quantities and the model, the actual air mass in the combustion chamber is calculated in real time, as a result of which inaccuracies of the hot-film air mass measured value can be bypassed. The air mass value determined by the hot film air mass meter is used to match the modeled air mass value in the combustor to the measured value of the hot film air mass meter during steady state operation. This is expressed by the correction factor ev_korr_fak, which is used to diagnose leakage in the intake air duct. In the event of a leak, air would escape from the intake air duct in the boosted mode of acceleration. The measured air mass would fall below the expected air mass which was modeled accordingly. In the coasting phase on the roller test stand (sections V and VI in FIG. 2), a mixture controller reacts to deviations from the acceleration phase and changes the fuel-air mixture. This effect is used to determine a leak, especially in the idle test MT.
Der Lambdawert gibt das Verhältnis von Luftmasse zu stöchiometrischem Luftaufwand während der Verbrennung in der Brennkammer wieder, indem er den Restsauerstoffge- halt im Abgas misst und mit dem der Umgebungsluft vergleicht. Der Ausgang des Lamb- dareglers, der ein abweichendes Gemischverhältnis ausregeln soll, wird mit frm bezeich- net. Der Wert des Reglers wird mit der zeit in die sog. Lambdaadaption geschrieben, die als fra in der digitalen Motorelektronik zu finden ist. Die Lambdaadaption ist nach dem Motorerststart zunächst nicht vorhanden und beginnt üblicherweise erst nach maximal 100 s zu adaptieren. Die Verwendung dieser beiden Werte für die Leckageprüfung ergibt sich daraus, dass die Leckluft das Verhältnis von Luft zu Kraftstoff verändert und diese Veränderung im Lambdawert und Lambdaregler kurzfristig oder der Lambdaadaption langfristig sichtbar wird. Dieser Umstand wird beim Leerlauftest MT ausgenutzt, der z.B. in einer Werkstatt genutzt werden kann, da die Lambdaadaption (fra) bereits vorliegt. Bei diesem sind genauere Aussagen für den saugmotorischen Betrieb möglich. The lambda value reflects the ratio of air mass to stoichiometric air consumption during combustion in the combustion chamber, by measuring the residual oxygen content in the exhaust gas and comparing it with the ambient air. The output of the lambda controller, which is supposed to compensate for a different mixture ratio, is called frm. The value of the controller is written over time in the so-called lambda adaptation, which can be found as fra in digital engine electronics. The lambda adaptation is initially not available after the engine is started and usually begins to adapt after a maximum of 100 s. The use of these two values for the leakage test results from the fact that the leakage air changes the ratio of air to fuel and this change in the lambda value and lambda controller becomes visible in the short term or lambda adaptation in the long term. This circumstance is exploited in the idling test MT, which is e.g. can be used in a workshop, since the lambda adaptation (fra) is already present. In this more accurate statements for the intake engine operation are possible.
Verbessert wird die Bewertung im Leerlauftest MT durch das Einfügen einer zusätzlichen Saugrohrdruckabsenkung mittels Schließen der Drosselklappe 12 (sog. Androsseln) und der Erhöhung eines Einlass-Ventilhubs, da dann ein positives Druckgefälle von der Um- gebung zum Saugrohr hin geschaffen wird. Dies führt im Falle einer Leckage zur Erhö- hung der Luftmasse im dritten Abschnitt der Ansaugluftführung. Die Bewertung aus lang- samem Gemischreglerausgang fra und schnellem Gemischreglerausgang frm (fra x frm) bei Saugrohrdruckabsenkung erlaubt eine Abgrenzung von Gut- und Schlecht-Zuständen in der Ansaugluftführung nach der Drosselklappe, d.h. dem dritten Abschnitt. The evaluation is improved in the idling test MT by inserting an additional intake manifold pressure reduction by closing the throttle valve 12 (so-called throttling) and increasing an intake valve lift, since then a positive pressure gradient is created from the environment to the intake manifold. In the event of a leak, this leads to an increase in the air mass in the third section of the intake air duct. The evaluation of slower mixture regulator output fra and fast mixture regulator output frm (fra x frm) at intake manifold pressure reduction allows a distinction between good and bad conditions in the intake air duct after the throttle valve, i. the third section.
Aus den oben beschriebenen Vorgehensweisen und durchgeführten Versuchen zur Be- stimmung geeigneter Schwellwerte SW1-SW4 lässt sich eine Bestimmung der Leckage, eine Zuordnung zu einem der drei Abschnitte A1 , A2, A3 der Luftführung und der Größe der Leckage das in der Tabelle der Fig. 3 gezeigte Ergebnis abbilden. Mit Hilfe des auf dem Rollenprüfstand ermittelten Korrekturfaktors, welcher am Ende der Schubphase ermittelt wird und der Vorgabe eines durch Versuche bestimmten ersten Schwellenwertes SW1 (hier zu SW 1 = 1 ,2 gewählt), lassen sich Leckagen von mehr als 15 mm Größe im ersten Abschnitt A1 zwischen dem Heißfilm-Luftmassenmesser 4 und dem Verdichter (Abgasturbolader) 5 auffinden. Ist der Korrekturfaktor ev_korr_fak > SW1 , d.h. ev_korr_fak > 1 ,2, kann die Leckage auch im zweiten Abschnitt A2 zwischen dem Verdichter (Turbolader) 5 und der Drosselklappe 12 vorliegen, die eine Größe von we nigstens 6 mm aufweist. Alternativ kann die Leckage bei Überschreiten des Korrekturfak- tors ev_korr_fak > SW1 , d.h. ev_korr_fak > 1 ,2, auch im dritten Abschnitt A3 nach der Drosselklappe 12 vorliegen, die eine Größe von mehr als 8 mm aufweist. From the procedures and experiments described above for determining suitable threshold values SW1-SW4, a determination of the leakage, an assignment to one of the three sections A1, A2, A3 of the air duct and the size of the leak can be found in the table of FIG. 3 result shown. With the aid of the correction factor determined on the chassis dynamometer, which is determined at the end of the overrun phase and the specification of a first threshold SW1 determined by tests (selected here for SW 1 = 1, 2), leakages of more than 15 mm in the first section can be achieved A1 between the hot-film air mass meter 4 and the compressor (exhaust gas turbocharger) 5 find. If the correction factor ev_korr_fak> SW1, ie ev_korr_fak> 1, 2, the leakage may also be present in the second section A2 between the compressor (turbocharger) 5 and the throttle valve 12, which has a size of at least 6 mm. Alternatively, if the correction factor ev_korr_fak> SW1, ie ev_korr_fak> 1, 2, is exceeded, the leakage may also be present in the third section A3 downstream of the throttle flap 12, which has a size of more than 8 mm.
Ist der Korrekturfaktor der Luftmasse ev_korr_fak < SW2, d.h. ev_korr_fak < 0,9 (d.h. der durch Versuche bestimmte zweite Schwellwert SW2 ist zu 0,9 ermittelt werden) und wird dieser während eines Leerlauftests MT ermittelt, so deutet dies auf eine Leckage im drit ten Abschnitt A3 bei einer Größe von etwa 4 mm oder mehr hin. Die Ermittlung des Kor- rekturfaktors ev_korr_fak erfolgt dabei im Leerlauftest MT bei einer Saugrohrdruckabsen- kung. Wird zusätzlich die Bewertung aus langsamem und schnellem Gemischregleraus- gang zur Bestimmung des Bewertungsfaktors ermittelt und liegt dieser Wert bei fra x frm > SW3, d.h. fra x frm > 1 ,2 (wobei der durch Versuche bestimmte dritte Schwellwert SW3 zu 1 ,2 ermittelt wurde), so kann mit hoher Wahrscheinlichkeit auf eine Leckage im dritten Abschnitt A3 nach der Drosselklappe 12 geschlossen werden. In diesem Fall können Le- ckagen in einer Größenordnung von 2 mm erkannt werden. If the correction factor of the air mass is ev_korr_fak <SW2, i. ev_korr_fak <0.9 (ie the second threshold value SW2 determined by tests is to be determined to be 0.9) and if this is determined during an idling test MT, this indicates a leakage in the third section A3 with a size of approximately 4 mm or more out. The correction factor ev_korr_fak is determined in the idling test MT with a lowering of the intake manifold pressure. If, in addition, the evaluation from the slow and fast mixture regulator output is determined to determine the evaluation factor, this value lies at fra x frm> SW3, i. fra x frm> 1, 2 (whereby the third threshold value SW3 determined to be 1, 2 was determined by tests), it can be concluded with high probability of a leakage in the third section A3 downstream of the throttle flap 12. In this case, leaks in the order of 2 mm can be detected.
Ist der Bewertungsfaktor fra x frm größer als der dritte Schwellenwert SW3 (d.h. größer 1 ,2) und ist der Korrekturfaktor ev_korr_fak kleiner als der zweite Schwellenwert SW2 (d.h. ev_korr_fak < 0,9), wobei beide Werte im Rahmen des Leerlauftests MT mit zusätzli- cher Druckabsenkung ermittelt wurden, so kann auf eine Leckage im ersten Abschnitt A1 zwischen dem Heißfilm-Luftmassenmesser 5 und dem Verdichter (Abgasturbolader) 5 geschlossen werden. Dabei sind Leckagen einer Größe von mehr als 15 mm ermittelbar. If the evaluation factor fra x frm is greater than the third threshold value SW3 (ie greater than 1, 2) and the correction factor ev_korr_fak is less than the second threshold value SW2 (ie ev_korr_fak <0.9), both values being included in the idle test MT with additional cher pressure reduction were determined, it can be concluded that a leak in the first section A1 between the hot-film air mass meter 5 and the compressor (exhaust gas turbocharger) 5. This leakage of a size of more than 15 mm can be determined.
Ist der Bewertungsfaktor fra x frm kleiner als ein vierter Schwellenwert SW4 (d.h. fra x frm < SW4, wobei SW4 zu 0,95 bestimmt wurde), welcher im Leerlauftest MT ohne Saugrohr- druckabsenkung ermittelt wurde, und ist gleichzeitig der Korrektorfaktor ev_korr_fak grö- ßer als der erste Schwellenwert SW1 (d.h. ev_korr_fak > 1 ,2), wobei der Wert im Leerlauf- test MT mit Saugrohrdruckabsenkung ermittelt wurde, so kann auf eine Leckage im zwei- ten Abschnitt A2 zwischen dem Verdichter (Turbolader) 5 und der Drosselklappe 12 ge- schlossen werden, wobei Leckagen von 4 mm und größer detektierbar sind. If the weighting factor fra x frm is smaller than a fourth threshold value SW4 (ie fra x frm <SW4, where SW4 was determined to be 0.95), which was determined during idle test MT without intake manifold pressure drop, and at the same time the correction factor ev_korr_fak is greater than As the first threshold value SW1 (ie, ev_korr_fak> 1, 2), wherein the value was determined in the idling test MT with intake manifold pressure reduction, a leakage in the second section A2 between the compressor (turbocharger) 5 and the throttle valve 12 may occur be closed, with leakages of 4 mm and larger are detectable.
Das vorgeschlagene Vorgehen kann während der Fertigung am Bandende oder im Rah- men eines Werkstattaufenthalts automatisiert durchgeführt werden (in der Werkstatt wird anstatt einer Rollenfahrt zumeist eine Probefahrt auf der Straße durchgeführt). Durch die Analyse von aufgeladenem und saugmotorischem Betrieb kann der Leckageort für die Nacharbeit eingegrenzt werden. Je nach Leckageort können Leckgrößen ab 2 mm sicher erkannt werden. Hierdurch wird die Auslieferungsqualität eines vom Band laufenden Fahrzeugs im Montagewerk erhöht. Ebenso wird das Auffinden von Fehlern im Rahmen eines Werkstattaufenthalts erleichtert. The proposed procedure can be carried out automatically during production at the end of the tape or as part of a workshop visit (in the workshop, a test drive on the road is usually carried out instead of a roller ride). By analyzing charged and naturally aspirated operation, the location of the leak can be limited for rework. Depending on the leak location, leak sizes from 2 mm can be reliably detected. As a result, the delivery quality of a moving vehicle in the assembly plant is increased. It also makes it easier to find errors during a workshop visit.
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Ladeluftkühler 1 intercooler
2 Schubumluftventil  2 diverter valve
3 Ansauggeräuschdämpfer  3 intake silencer
4 Heißfilm-Luftmassenmesser (Sensor)  4 hot-film air mass meter (sensor)
5 Abgasturbolader  5 exhaust gas turbocharger
6 Wastegate-Ventil  6 wastegate valve
7 Lambdasonde vor dem Katalysator  7 Lambda probe in front of the catalytic converter
8 Katalysator  8 catalyst
9 Lambdasonde nach dem Katalysator  9 Lambda probe after the catalyst
10 digitale Motorelektronik (DME)  10 digital engine electronics (DME)
1 1 Saugrohrdrucksensor  1 1 intake manifold pressure sensor
12 Drosselklappe  12 throttle
13 Ladelufttemperaturdrucksensor  13 Charge air temperature pressure sensor
RT Geschwindigkeitsverlauf  RT speed history
RPT Rollenprüfstandstest  RPT chassis dynamometer test
MT Leerlauf  MT idle
A1 erster Abschnitt der Ansaugluftführung  A1 first section of the intake air duct
A2 zweiter Abschnitt der Ansaugluftführung  A2 second section of the intake air duct
A3 dritter Abschnitt der Ansaugluftführung  A3 third section of the intake air duct
SW1 erster Schwellwert  SW1 first threshold
SW2 zweiter Schwellwert  SW2 second threshold
SW3 dritter Schwellwert  SW3 third threshold
SW4 vierter Schwellwert  SW4 fourth threshold

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur Bestimmung einer Leckage in einer Ansaugluftführung eines Ver- brennungsmotors mit zumindest einer Brennkammer, wobei die Ansaugluftführung in zumindest zwei Abschnitte, umfassend einen Abschnitt (A1 , A2) vor einer Dros- selklappe (12), und einen Abschnitt (A3) nach der Drosselklappe (12), aufgeteilt ist, bei dem 1. A method for determining a leakage in an intake air duct of an internal combustion engine having at least one combustion chamber, the intake air duct being divided into at least two sections, comprising a section (A1, A2) in front of a throttle flap (12), and a section (A3) after the throttle valve (12) is divided, at the
a) ein Vergleich einer in dem Steuergerät (10) modellierten Luftmasse, die die aus der Ansaugluftführung in die zumindest eine Brennkammer abfließende Luftmasse repräsentiert, mit einer am Eingang der Ansaugluftführung mess- technisch erfassten Luftmasse durchgeführt wird;  a) a comparison of an air mass modeled in the control unit (10), which represents the air mass flowing out of the intake air duct into the at least one combustion chamber, is performed with an air mass measured at the inlet of the intake air duct;
b) aus dem Ergebnis des Vergleichs ein Korrekturfaktor (ev_korr_fak) ermittelt wird, der ein Maß für den Abgleich zwischen der modellierten Luftmasse und der messtechnisch erfassten Luftmasse aufgrund der Trägheit der Messung der gemessenen Luftmasse ist;  b) determining from the result of the comparison a correction factor (ev_korr_fak) which is a measure of the balance between the modeled air mass and the measured air mass due to the inertia of the measurement of the measured air mass;
c) aus dem Wert des Korrekturfaktors (ev_korr_fak) auf eine Leckage in der An- saugluftführung geschlossen wird.  c) is concluded from the value of the correction factor (ev_korr_fak) on a leakage in the intake air duct.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , bei dem dieses auf einem Rollenprüfstand während einer Schubphase durchgeführt wird. 2. The method of claim 1, wherein this is carried out on a chassis dynamometer during a coasting phase.
3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem aus dem Wert des Korrekturfaktors 3. The method of claim 2, wherein from the value of the correction factor
(ev_korr_fak) auf eine Leckage in der Ansaugluftführung geschlossen wird, wenn dieser einen ersten vorgegebenen Schwellwert (SW1 ) überschreitet.  (ev_korr_fak) is closed to a leak in the intake air duct when this exceeds a first predetermined threshold (SW1).
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem dieses während eines Motortests (MT) des Verbrennungsmotors, bei dem der Verbrennungsmotor im Leerlauf betrieben wird, durchgeführt wird. 4. The method according to any one of the preceding claims, wherein this during an engine test (MT) of the internal combustion engine, in which the internal combustion engine is operated at idle, is performed.
5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem aus dem Wert des Korrekturfaktors 5. The method of claim 4, wherein from the value of the correction factor
(ev_korr_fak) auf eine Leckage in dem Abschnitt (A2) vor der Drosselklappe (12) der Ansaugluftführung, insbesondere einem Abschnitt zwischen einem optionalen Verdichter (5) und der Drosselklappe (12) der Ansaugluftführung, geschlossen wird, wenn dieser den ersten vorgegebenen Schwellwert (SW1 ) überschreitet. (ev_korr_fak) is closed to a leakage in the section (A2) in front of the throttle flap (12) of the intake air guide, in particular a section between an optional compressor (5) and the throttle flap (12) of the intake air guide, if this the first predetermined threshold ( SW1).
6. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem aus dem Wert des Korrekturfaktors 6. The method of claim 4, wherein from the value of the correction factor
(ev_korr_fak) auf eine Leckage in dem Abschnitt vor der Drosselklappe (12), ins- besondere einem Abschnitt (A1 ) vor einem optionalen Verdichter (5), oder dem Abschnitt (A3) nach der Drosselklappe (12) der Ansaugluftführung geschlossen wird, wenn dieser einen zweiten vorgegebenen Schwellwert (SW2), der kleiner als der erste vorgegebene Schwellwert (SW1 ) ist, unterschreitet.  (ev_korr_fak) is closed to a leak in the section in front of the throttle valve (12), in particular a section (A1) before an optional compressor (5), or the section (A3) after the throttle valve (12) of the intake air guide, if this one second predetermined threshold value (SW2), which is smaller than the first predetermined threshold value (SW1), falls below.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, bei dem während des Motortests eine Saugrohrdruckabsenkung durchgeführt und ein Bewertungsfaktor (fra x frm) aus dem Wert (fra) einer Lambdaadaption und dem Wert (frm) eines Lambdareg- lers ermittelt wird, wobei der Bewertungsfaktor (fra x frm) eine Abweichung von ei- nem ermittelten Soll-Lambdawert der Lambdasonde vor einem Katalysator (7) an- gibt und wobei aus dem Wert des Bewertungsfaktors (fra x frm) auf eine Leckage in der Ansaugluftführung geschlossen wird. 7. The method according to any one of claims 4 to 6, wherein carried out during the engine test, a Saugrohrdruckabsenkung and a weighting factor (fra x frm) from the value (fra) a Lambdaadaption and the value (frm) of a Lambda- is determined, the Assessment factor (fra x frm) indicates a deviation from a determined desired lambda value of the lambda probe in front of a catalytic converter (7) and wherein a value of the evaluation factor (fra x frm) indicates a leakage in the intake air guide.
8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem aus dem Wert des Bewertungsfaktors (fra x frm) auf eine Leckage in dem Abschnitt vor der Drosselklappe (12), insbesondere einem Abschnitt (A1 ) vor einem optionalen Verdichter (5), oder dem Abschnitt (A3) nach der Drosselklappe (12) der Ansaugluftführung geschlossen wird, wenn dieser einen dritten vorgegebenen Schwellwert (SW3) überschreitet. 8. The method of claim 7, wherein from the value of the evaluation factor (fra x frm) on a leak in the section in front of the throttle valve (12), in particular a section (A1) before an optional compressor (5), or the section ( A3) is closed after the throttle valve (12) of the intake air guide, if this exceeds a third predetermined threshold (SW3).
9. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem, wenn die Ansaugluftführung einen Verdich- ter (5) aufweist, aus dem Wert des Bewertungsfaktors auf eine Leckage in dem Abschnitt (A2) zwischen dem Verdichter (5) und der Drosselklappe (12) der An- saugluftführung geschlossen wird, wenn dieser einen vierten vorgegebenen Schwellwert (SW4), der kleiner als der dritte vorgegebene Schwellwert ist (SW3), unterschreitet. 9. The method of claim 7, wherein, when the intake air guide includes a compressor (5), from the value of the weighting factor to leakage in the portion (A2) between the compressor (5) and the throttle valve (12) - Is closed intake duct when it falls below a fourth predetermined threshold (SW4), which is smaller than the third predetermined threshold (SW3).
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, bei dem die Saugrohrdruckabsen- kung durch Schließen der Drosselklappe (12) erzeugt wird. 10. The method according to any one of claims 7 to 9, wherein the Saugrohrdruckabsk- kung by closing the throttle valve (12) is generated.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, bei dem die Saugrohrdruckabsen- kung durch eine Erhöhung eines Einlass-Ventilhubs erzeugt wird. 11. A method according to any one of claims 7 to 10, wherein the intake manifold pressure drop is generated by an increase in an intake valve lift.
12. Computerprogrammprodukt, das direkt in den internen Speicher eines digitalen12. Computer program product directly into the internal memory of a digital
Computers geladen werden kann und Softwarecodeabschnitte umfasst, mit denen die Schritte gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche ausgeführt werden, wenn das Produkt auf einem Computer läuft. Computers can be loaded and includes software code sections, with which the steps are carried out according to one of the preceding claims, when the product is running on a computer.
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