• 专利附录
  • 专利说明
  • 权利要求
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  • 同族专利
  • 引用文献
  • 法律状态
  • 优先权
    • 专利摘要:
    Der Volumenstrom eines Abgasturboladers soll auf einfache Art ermittelt werden. Dazu ist vorgesehen, die Drehzahl des Verdichters mit einem Drehzahlsensor zu erfassen und ein Verdichterkennfeld (k) in einer Speichereinrichtung abzulegen. Mit Kenntnis des Verdichterdruckverhältnisses (vd), das typischerweise für Motorsteuerungen bereits zur Verfügung gestellt wird, kann mithilfe der Drehzahl aus dem Verdichterkennfeld (k) der Volumenstrom (vs) ermittelt werden. Somit kann auf eine aufwändige Luftmassenmessung verzichtet werden.The volume flow of an exhaust gas turbocharger should be determined in a simple manner. For this purpose, it is provided to detect the speed of the compressor with a speed sensor and to store a compressor map (k) in a memory device. With knowledge of the compressor pressure ratio (vd), which is typically already provided for engine controls, the volume flow (vs) can be determined by means of the speed from the compressor map (k). Thus, can be dispensed with a complex air mass measurement.
    公开号:DE102004013209A1
    申请号:DE200410013209
    申请日:2004-03-17
    公开日:2005-10-06
    发明作者:Ekkehard Dr. Pott；Jörg Dr. Theobald；Fred Thiele
    申请人:Volkswagen AG；
    IPC主号:F01D17-06
    专利说明:
    [0001] Dievorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ermittlung einesVolumenstroms eines Verdichters eines Kraftfahrzeugs mit einer Druckmesseinrichtungzum Messen eines Verdichterdruckverhältnisses. Darüber hinausbetrifft die vorliegende Erfindung ein entsprechendes Verfahrenzur Ermittlung des Volumenstroms.TheThe present invention relates to a device for detecting aVolume flow of a compressor of a motor vehicle with a pressure measuring devicefor measuring a compressor pressure ratio. FurthermoreThe present invention relates to a corresponding methodfor determining the volume flow.
    [0002] Umden Luftmassenstrom, der von einem Verdichter, beispielsweise einemAbgasturbolader, gefördertwird, zu ermitteln, benötigtman einen separaten Luftmassenmesser, der in Strömungsrichtung vor dem Eintrittin den Verdichter angeordnet ist. Mit Hilfe des Luftmassenmesserslässt sichso die Funktionsfähigkeitdes Verdichters bzw. des Abgasturboladers überprüfen. Der Volumenstrom durchden Abgasturbolader ist aber nicht nur ein Indiz für dessen Funktionsfähigkeit,sondern auch eine wertvolle Information für das Motorsteuergerät.Aroundthe mass air flow coming from a compressor, such as aExhaust gas turbocharger, promotedis needed to determineyou have a separate mass air flow meter that is in the flow direction before enteringis arranged in the compressor. With the help of the air mass meterlet yourselfso the functionalityof the compressor or turbocharger. The volume flow throughthe turbocharger is not only an indication of its functionality,but also valuable information for the engine control unit.
    [0003] Für den Fall,dass mindestens zwei Abgasturbolader den Motor mit Luft beliefernund nur ein Luftmassenmesser vorhanden ist, lässt sich der Ausfall einesAbgasturboladers nicht detektieren, solange der zweite Abgasturboladerin der Lage ist, die benötigteVerbrennungsluft zu fördern.Daher lässtsich eine vollständige Überwachungderzeit nur mit einem Luftmassenmesser pro Abgasturbolader realisieren. Luftmassenmessersind jedoch typischerweise verhältnismäßig teuerund die Messwerterfassung ist aufwändig.In the case,that at least two turbochargers supply the engine with airand only one air mass meter is present, can the failure of aExhaust gas turbocharger does not detect, as long as the second exhaust gas turbochargeris able to get the neededTo promote combustion air.Therefore letsa complete monitoringcurrently realize only one air mass meter per exhaust gas turbocharger. Air flow sensorhowever, they are typically relatively expensiveand the measured value acquisition is complex.
    [0004] DieAufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, die Erfassungdes Volumenstroms in einen Verdichter einfacher und kostengünstigerzu gestalten.TheThe object of the present invention is therefore the detectionthe flow in a compressor easier and cheaperto design.
    [0005] Erfindungsgemäß wird dieseAufgabe gelöst durcheine Vorrichtung zur Ermittlung eines Volumenstroms eines Verdichtersmit einer Druckmesseinrichtung zum Messen eines Verdichterdruckverhältnisses,einem Drehzahlsensor zur Erfassung einer Drehzahl des Verdichters,einer Speichereinrichtung zum Speichern eines Verdichterkennfeldsund einer Datenverarbeitungseinrichtung zum Ermitteln des Volumenstromsaus der Drehzahl des Verdichters mit Hilfe des Verdichterkennfelds.According to the invention thisTask solved bya device for determining a volume flow of a compressorwith a pressure measuring device for measuring a compressor pressure ratio,a speed sensor for detecting a rotational speed of the compressor,a memory device for storing a compressor mapand a data processing device for determining the volume flowfrom the speed of the compressor using the compressor map.
    [0006] Darüber hinausist erfindungsgemäß vorgesehenein Verfahren zur Ermittlung eines Volumenstroms eines Verdichtersdurch Messen eines Verdichterdruckverhältnisses, Erfassen einer Drehzahl desVerdichters, Speichern eines Verdichterkennfelds, und Ermittelndes Volumenstroms aus der Drehzahl des Verdichters mit Hilfe desVerdichterkennfelds.Furthermoreis provided according to the inventiona method for determining a volume flow of a compressorby measuring a compressor pressure ratio, detecting a speed of theCompressor, storing a compressor map, and determinethe volume flow from the speed of the compressor using theCompressor map.
    [0007] Für die Ermittlungdes Volumenstroms in den Verdichter ist erfindungsgemäß das Verdichterdruckverhältnis unddie Verdichterdrehzahl zu messen. Das Verdichterdruckverhältnis liegttypischerweise in einem Kraftfahrzeug bereits vor, so dass hierfür keine zusätzlicheSensorik vorzusehen ist. Es ist lediglich die Drehzahl des Verdichtersbzw. Abgasturboladers zu ermitteln. Diese kann jedoch mit verhältnismäßig einfachenMessmethoden gewonnen werden. In vorteilhafter Weise muss damitnicht in den Luftstrom eingegriffen werden, wie dies mit dem Luftmassenmessergemäß dem Standder Technik notwendig ist.For the investigationthe volume flow in the compressor according to the invention, the compressor pressure ratio andto measure the compressor speed. The compressor pressure ratio istypically already present in a motor vehicle, so there is no additionalSensor is to provide. It's just the speed of the compressoror turbocharger to determine. However, this can be done with relatively simpleMeasuring methods are obtained. Advantageously, it mustcan not be intervened in the airflow, as with the air mass meteraccording to the statethe technique is necessary.
    [0008] Wiebereits angedeutet, handelt es sich bei dem Verdichter vorzugsweiseum einen Abgasturbolader. Grundsätzlichkann die vorliegende Erfindung jedoch für jede Art eines Verdichtersverwendet werden, um den gefördertenLuftstrom bzw. Volumenstrom zu ermitteln.Asalready indicated, the compressor is preferablyaround an exhaust gas turbocharger. in principleHowever, the present invention can be applied to any type of compressorused to be fundedTo determine air flow or volume flow.
    [0009] Beieiner bevorzugten Ausführungsformwird die Drehzahl des Verdichters optisch erfasst. Dieses optischeund damit berührungsloseErfassen hat Vorteile gegenübernicht berührungslosenSystemen, wie beispielsweise elektrische Schleifkontakte. Der Vorteilliegt nicht nur darin, dass das abgetastete System nicht beeinflusstwird, sondern auch darin, dass die optische Sensorik in der Regeleine höhere Lebensdauerhat. Des Weiteren sind fürden Drehzahlsensor aber auch andere, induktive, Messsysteme einsetzbar.ata preferred embodimentthe speed of the compressor is detected optically. This opticaland thus non-contactCapturing has advantages overnot contactlessSystems, such as electrical sliding contacts. The advantageis not just that the sampled system does not affectis, but also in that the optical sensors are usuallya longer lifeHas. Furthermore are forthe speed sensor but also other, inductive, measuring systems used.
    [0010] Günstigerweisebesitzt die erfindungsgemäße Vorrichtungzur Ermittlung des Volumenstroms eine Schnittstelle zum Ausgebendes Werts des Volumenstroms an ein Motorsteuergerät. Bei dieser Schnittstellekann es sich beispielsweise um einen Bus-Anschluss handeln. Damit kann der Volumenstromin einfacher Weise dem Motorsteuergerät systemgerecht zur Verfügung gestelltwerden.conveniently,owns the device according to the inventionto determine the volume flow, an interface for outputtingthe value of the volume flow to an engine control unit. In this interfaceit can be, for example, a bus connection. This allows the volume flowprovided in a simple manner to the engine control unit system-appropriatebecome.
    [0011] Mitder Datenverarbeitungseinrichtung der erfindungsgemäßen Volumenstrom-Ermittlungsvorrichtungkann ein In-Ordnung-Signal überdie Funktionsfähigkeitdes Verdichters aus der Drehzahl ermittelt und bereitgestellt werden.Dieses In-Ordnung-Signalkann rein auf der Drehzahl oder aber auch auf dem ermittelten Volumenstrombasieren. Es kann vorteilhaft auch für Diagnosezwecke verwendetwerden.Withthe data processing device of the volume flow determination device according to the inventioncan be an in-order signal overthe functionalitybe determined from the speed of the compressor and provided.This in-order signalcan be purely on the speed or also on the determined volume flowbased. It can also be used advantageously for diagnostic purposesbecome.
    [0012] Dievorliegende Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert, dieein typisches Verdichterkennfeld eines Motors darstellt.TheThe present invention will now be explained in more detail with reference to the accompanying drawing whichrepresents a typical compressor map of an engine.
    [0013] Dasnachfolgend nähergeschilderte Ausführungsbeispielstellt eine bevorzugte Ausführungsform dervorliegenden Erfindung dar.Thebelowdescribed embodimentrepresents a preferred embodiment ofpresent invention.
    [0014] Indem in der Figur dargestellten Verdichterkennfeld ist auf der Abszisseein normierter Volumenstrom V ./nNenn·VH einheitslos dargestellt. Auf der Ordinateist das Verdichterdruckverhältnisp2t/p1t ebenfalls einheitslosdargestellt.In the example shown in the figure, the compressor performance graph, a normalized volume flow V ./n nominal · V H is shown on the abscissa unitless. On the ordinate, the compressor pressure ratio p 2t / p 1t is also shown unitary.
    [0015] DieDrückep2t und p1t entsprechenden Totaldrücken,d.h. den Summen aus statischen und dynamischen Drücken, vorund nach dem Verdichter. V . entspricht dem Volumenstrom, d.h. demgeförderten Volumenpro Zeiteinheit. Darüberhinaus entspricht nNenn der Nenndrehzahldes Verdichters und VH dem Hubvolumen desVerdichters. Ferner repräsentiertnV die Verdichterdrehzahl und η den Wirkungsgrad.The pressures p 2t and p 1t correspond to the total pressures, ie the sums of static and dynamic pressures, before and after the compressor. V. corresponds to the volume flow, ie the volume delivered per unit time. In addition, n nominal corresponds to the rated speed of the compressor and V H corresponds to the displacement of the compressor. Further, n V represents the compressor speed and η the efficiency.
    [0016] Indem Diagramm sind Kennlinien fürnormierte Verdichterdrehzahlen nV/nVmax zwischen 0,5 und 1 eingetragen. Reininformationshalber sind darüberhinaus in das Diagramm auch Linien konstanten Wirkungsgrads η/ηmax fürden Motor eingetragen. Mit dem optischen Sensor wird nun eine Ist-Drehzahldes Verdichters erfasst. Dadurch wird eine Kennlinie festgelegt,im vorliegenden Fall die Kennlinie k. Des Weiteren steht das durcheinen Drucksensor im Saugrohr ermittelte Verdichterdruckverhältnis vdzur Verfügung.Der Schnittpunkt der Kennlinie k mit dem Verdichterdruckverhältnis vdführt zudem gewünschten normiertenVolumenstrom vs.Characteristic curves for normalized compressor speeds n V / n Vmax between 0.5 and 1 are entered in the diagram. For information's sake, lines of constant efficiency η / η max for the motor are also entered in the diagram. With the optical sensor now an actual speed of the compressor is detected. This defines a characteristic, in the present case the characteristic k. Furthermore, the compressor pressure ratio vd determined by a pressure sensor in the intake manifold is available. The intersection of the characteristic curve k with the compressor pressure ratio vd leads to the desired normalized volume flow.
    [0017] DieseInformation vs überden Durchsatz des Verdichters wird in einer eigenen Rechnereinheit,in der das Verdichterkennfeld gespeichert ist, ermittelt und andas Motorsteuergerätweitergeleitet oder direkt im Motorsteuergerät ermittelt. Darüber hinaus kannauch ein Signal bezüglichder Funktionsfähigkeitdes Abgasturboladers von der Rechnereinheit an die Motorsteuerungabgegeben werden, wenn das Signal nicht unmittelbar dort gewonnenwird. Dieses Signal kann zum einen die reine Drehzahl zur Auswertungim Motorsteuergerätbeinhalten oder aber beispielsweise ein rein binäres Signal über die Zustände „In-Ordnung" und „Nicht-in-Ordnung" sein.TheseInformation vs aboutthe throughput of the compressor is in a separate computer unit,in which the compressor map is stored, determined and onthe engine control unitforwarded or determined directly in the engine control unit. In addition, canalso a signal regardingthe functionalitythe exhaust gas turbocharger from the computer unit to the engine controlbe delivered if the signal is not won right therebecomes. This signal can on the one hand the pure speed for evaluationin the engine control unitor be, for example, a purely binary signal about the states "in-order" and "not-in-order".
    vdvd VerdichterdruckverhältnisCompressor pressure ratio vsvs normierterVolumenstromnormalizedflow V .V. Volumenstromflow nNenn n nominalNenndrehzahldes VerdichtersRated speedof the compressor VH V HHubvolumendes Verdichtersdisplacementof the compressor nV n. VVerdichterdrehzahlCompressor speed ηη Wirkungsgrad.Efficiency. kk Kennliniecurve
    权利要求:
    Claims (10)
    [1]
    Vorrichtung zur Ermittlung eines Volumenstromseines Verdichters mit einer Druckmesseinrichtung zum Messen einesVerdichterdruckverhältnisses(vd) gekennzeichnet durch – einen Drehzahlsensor zurErfassung einer Drehzahl des Verdichters, – eine Speichereinrichtungzum Speichern eines Verdichterkennfelds (k) und – eine Datenverarbeitungseinrichtungzum Ermitteln des Volumenstroms (vs) aus der Drehzahl des Verdichtersmit Hilfe des Verdichterkennfelds (k).Device for determining a volume flowa compressor with a pressure measuring device for measuring aCompressor pressure ratio(Vd)marked by- A speed sensor forDetecting a speed of the compressor,A storage devicefor storing a compressor map (k) and- a data processing devicefor determining the volume flow (vs) from the speed of the compressorwith the help of the compressor map (k).
    [2]
    Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Verdichterein Abgasturbolader ist.Apparatus according to claim 1, wherein the compressoran exhaust gas turbocharger is.
    [3]
    Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei mit demDrehzahlsensor die Drehzahl optisch erfassbar ist.Apparatus according to claim 1 or 2, wherein with theSpeed sensor, the speed is optically detectable.
    [4]
    Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dieeine Schnittstelle zum Ausgeben des Werts des Volumenstroms (vs)an ein Motorsteuergerätaufweist.Device according to one of the preceding claims, whichan interface for outputting the value of the volume flow (vs)to an engine control unithaving.
    [5]
    Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobeimit der Datenverarbeitungseinrichtung ein In-Ordnung-Signal über dieFunktionsfähigkeitdes Verdichters aus der Drehzahl ermittelbar und bereitstellbarist.Device according to one of the preceding claims, whereinwith the data processing device an in-order signal over theoperabilityof the compressor from the speed determined and providedis.
    [6]
    Verfahren zur Ermittlung eines Volumenstroms einesVerdichters durch Messen eins Verdichterdruckverhältnisses(vd), gekennzeichnet durch – Erfassen einer Drehzahl desVerdichters, – Speicherneines Verdichterkennfelds (k), und – Ermitteln des Volumenstroms(vs) aus der Drehzahl des Verdichters mit Hilfe des Verdichterkennfelds(k).Method for determining a volume flow of aCompressor by measuring a compressor pressure ratio(Vd)marked by- Detecting a speed of thecompressor,- To savea compressor map (k), and- Determining the volume flow(vs) from the speed of the compressor using the compressor map(K).
    [7]
    Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Volumenstrom(vs) eines Abgasturboladers ermittelt wird.The method of claim 6, wherein the volume flow(vs) an exhaust gas turbocharger is determined.
    [8]
    Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, wobei die Drehzahloptisch erfasst wird.The method of claim 7 or 8, wherein the speedis optically detected.
    [9]
    Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei der Wertdes Volumenstroms (vs) an ein Motorsteuergerät ausgegeben wird.Method according to one of claims 6 to 8, wherein the valueof the volume flow (vs) is output to an engine control unit.
    [10]
    Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei ein In-Ordnung-Signal über dieFunktionsfähigkeitdes Verdichters aus der Drehzahl ermittelt und bereitgestellt wird.Method according to one of claims 6 to 9, wherein an in-order signal over theoperabilitythe compressor is determined from the speed and provided.
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    DE102004013209B4|2014-02-27|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2005-10-06| OM8| Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law|
    2010-12-30| 8120| Willingness to grant licences paragraph 23|
    2011-01-05| 8110| Request for examination paragraph 44|
    2013-07-18| R016| Response to examination communication|
    2013-11-05| R018| Grant decision by examination section/examining division|
    2014-11-28| R020| Patent grant now final|
    2015-02-19| R020| Patent grant now final|Effective date: 20141128 |
    2020-10-01| R119| Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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