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Druckverhaeltnis basierte Ladedruckdiagnose fuer Turbolader

IP.com Disclosure Number: IPCOM000033172D
Original Publication Date: 2004-Dec-25
Included in the Prior Art Database: 2004-Dec-25
Document File: 2 page(s) / 30K

Publishing Venue

Siemens

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Abstract

Fuer eine Ladedruckdiagnose bei Motorsteuerungen mit Abgasturbolader wird bislang der Absolutdruck verwendet. Diese Verfahrensweise erfordert einen hoeheren Aufwand, um beispielsweise unterschiedliche Druecke resultierend aus unterschiedlichen geodaetischen Hoehen zu kompensieren. Die Idee besteht nun darin, eine Ladedruckdiagnose fuer Abgasturbolader basierend auf der Abweichung von Sollladedruck zu Istladedruck durchzufuehren. Dabei werden die bereits in Motorsteuerungen gebildeten Modell- bzw. Setpointwerte der Ladedruckregelung genutzt. Das Ziel ist eine einfache Applizierbarkeit der Diagnose mit geringem Applikations- und Messaufwand. Es wird diagnostiziert, ob der Istladedruck in einem Toleranzband um den Sollladedruck eingeregelt werden kann. Das zu detektierende Fehlverhalten ist abgasrelevant (Ladedruck zu niedrig bzw. Grundladedruck zu niedrig) und zum Teil sicherheitsrelevant (zu hoher Ladedruck). Die gesamte Diagnosestrategie basiert also auf der Abweichung von Soll- zu Istladedruck (Druckverhaeltnisse), auf der auch die Ladedruckregelung selbst beruht. Grundlegend neu bei diesem Verfahren fuer eine Ladedruckdiagnose ist die Abhaengigkeit der jeweiligen Diagnoseschwelle von dem zugehoerigen Setpointwert, was zu einer wesentlichen Vereinfachung der Applikation fuehrt. Es wird dabei bewusst auf Abhaengigkeiten von den Komponenten nahen Groessen wie beispielsweise Ansteuerungsverhaeltnis fuer das Waste Gate verzichtet, da diese Groessen u.a. zu stark von Bauteiltoleranzen und daraus resultierenden Adaptionswerten beeinflusst sind. Letztendlich wird diagnostiziert, ob der Ladedruck in einem Toleranzband um den Sollladedruck eingeregelt werden kann.

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Druckverhaeltnis basierte Ladedruckdiagnose fuer Turbolader

Idee: Markus, Stroehla, DE-Regensburg; Thomas Burkhardt, DE-Regensburg

Fuer eine Ladedruckdiagnose bei Motorsteuerungen mit Abgasturbolader wird bislang der Absolutdruck verwendet. Diese Verfahrensweise erfordert einen hoeheren Aufwand, um beispielsweise unterschiedliche Druecke resultierend aus unterschiedlichen geodaetischen Hoehen zu kompensieren.

Die Idee besteht nun darin, eine Ladedruckdiagnose fuer Abgasturbolader basierend auf der Abweichung von Sollladedruck zu Istladedruck durchzufuehren. Dabei werden die bereits in Motorsteuerungen gebildeten Modell- bzw. Setpointwerte der Ladedruckregelung genutzt. Das Ziel ist eine einfache Applizierbarkeit der Diagnose mit geringem Applikations- und Messaufwand. Es wird diagnostiziert, ob der Istladedruck in einem Toleranzband um den Sollladedruck eingeregelt werden kann. Das zu detektierende Fehlverhalten ist abgasrelevant (Ladedruck zu niedrig bzw. Grundladedruck zu niedrig) und zum Teil sicherheitsrelevant (zu hoher Ladedruck).

Die gesamte Diagnosestrategie basiert also auf der Abweichung von Soll- zu Istladedruck (Druckverhaeltnisse), auf der auch die Ladedruckregelung selbst beruht. Grundlegend neu bei diesem Verfahren fuer eine Ladedruckdiagnose ist die Abhaengigkeit der jeweiligen Diagnoseschwelle von dem zugehoerigen Setpointwert, was zu einer wesentlichen Vereinfachung der Applikation fuehrt. Es wird dabei bewusst auf Abhaengigkeiten von den Komponenten nahen Groessen wie beispielsweise Ansteuerungsverhaeltnis fuer das Waste Gate verzichtet, da diese Groessen u.a. zu stark von Bauteiltoleranzen und daraus resultierenden Adaptionswerten beeinflusst sind. Letztendlich wird diagnostiziert, ob der Ladedruck in einem Toleranzband um den Sollladedruck eingeregelt werden kann.

Entscheidend fuer alle drei nachfolgend naeher beschriebenen Diagnosepfade ist die Wahl der relevanten Kenngroessen fuer die Diagnosebedingungen.

1. Ladedruck zu hoch Diagnose

Fuer die "Ladedruck zu hoch Diagnose" wird ein Maximaldruck aus einem Kennfeld ausgelesen, welches von dem Wunschladedruck und der Motordrehzahl abhaengig ist. Der Maximaldruck kann mit einer negativen Aenderungsbegrenzung appliziert werden, um den verzoegerten dynamischen Ladedruckabbau bei Gasruecknahme zu beruecksichtigen.

Es wird ein Diagnosefenster dynamisch oberhalb des Wunschladedrucks aufgespannt. Beispielsweise wird ein Ladedruck von 1600 hPa gefordert. Dann darf sich der gemessene Ladedruck dauerhaft nicht hoeher als 1800 hPa einstellen, ansonsten wuerde die Diagnose nach Entprellung auf Ladedruck zu hoch anschlagen.

Parallel kann die "Ladedruck zu hoch Diagnose" durch eine autarke Schutzfunktionalitaet ausgeloest werden, die u.a. auf eine extrem hohe Druckdifferenz zwischen Umgebungsdruck und Ladedruck anspricht. Wenn dieser Extremzustand (z.B. Applikation auf 1350 hPa Differenzdruck) auftritt, wird sofort ohne weitere Entprellung auf Fehler erkannt.

Die beschri...